JP2002367240A - Method of forming fine pattern - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、微細パターンの
形成方法に関し、特に、高密度に情報を記録する光ディ
スク等を製造するための光ディスク原盤などを製造する
際に必要となる微細パターンの形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a fine pattern, and more particularly to a method for forming a fine pattern required when manufacturing an optical disk master for manufacturing an optical disk or the like for recording information at high density. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】今日、光ディスクの高密度化を実現する
ため、光ディスクの案内溝やプリピットの狭トラックピ
ッチ化が進められている。この案内溝やプリピットの形
成は、一般に、ガラス基板上に塗布したフォトレジスト
にレーザ光を集光照射して、フォトレジストの露光現像
を行うことにより光ディスク原盤を作製するという、い
わゆるマスタリングプロセスにより行われる。ここで、
レーザ光の波長をλとし、レーザ光を集光する対物レン
ズの開口数をＮＡとすると、集光されたレーザ光の光ビ
ームスポット径は、ほぼ０．８λ／ＮＡとなる。2. Description of the Related Art Today, in order to realize a higher density of an optical disk, a track pitch of a guide groove and a prepit of the optical disk have been reduced. The formation of the guide grooves and prepits is generally performed by a so-called mastering process in which a photoresist applied to a glass substrate is condensed and irradiated with a laser beam, and the photoresist is exposed and developed to produce an optical disc master. Will be here,
Assuming that the wavelength of the laser light is λ and the numerical aperture of the objective lens for condensing the laser light is NA, the light beam spot diameter of the condensed laser light is approximately 0.8λ / NA.
【０００３】従来、光ディスクの案内溝やプリピットの
狭トラックピッチ化を行うために、この光ビームスポッ
ト径を小さくすることを目的として、レーザ光の波長λ
を短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることが
行われている。Conventionally, in order to reduce the track pitch of a light beam spot in order to reduce the track pitch of a guide groove or a pre-pit of an optical disk, the wavelength λ of a laser beam is reduced.
Is shortened, and the numerical aperture NA of the objective lens is increased.
【０００４】従来、用いられるポジ型フォトレジスト６
を塗布した光ディスク原盤のレーザカッティングについ
て説明する。図１に、従来のレーザカッティングの概略
構成図を示す。図１において、レーザ光源１から出たレ
ーザ光２はミラー３−１，３−２で反射され、光変調器
４により光強度制御が行われた後、立ち下げミラー３−
３により反射され、対物レンズ５を通過することによ
り、ガラス基板７上に塗布されたポジ型フォトレジスト
６に集光照射される。Conventionally used positive photoresist 6
A description will be given of laser cutting of the optical disk master to which the coating is applied. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a conventional laser cutting. In FIG. 1, a laser beam 2 emitted from a laser light source 1 is reflected by mirrors 3-1 and 3-2, and after a light intensity control is performed by an optical modulator 4, a falling mirror 3-
By being reflected by 3 and passing through the objective lens 5, the positive photoresist 6 applied on the glass substrate 7 is focused and irradiated.
【０００５】ガラス基板７は、スピンドルモーター８に
取り付けられている。スピンドルモーターの回転に伴う
ガラス基板７の回転に同期して、立ち下げミラー３−３
と対物レンズ５とが移動することにより、ポジ型フォト
レジスト６にスパイラル状の案内溝及びプリピットに対
応する露光が行われる。露光後、ポジ型フォトレジスト
６の現像を行うことにより、スパイラル状の案内溝及び
プリピットに対応するポジ型フォトレジストパターンが
形成される。[0005] The glass substrate 7 is mounted on a spindle motor 8. The falling mirror 3-3 is synchronized with the rotation of the glass substrate 7 accompanying the rotation of the spindle motor.
The exposure corresponding to the spiral guide groove and the pre-pit is performed on the positive photoresist 6 by moving the and the objective lens 5. After the exposure, the positive photoresist 6 is developed to form a positive photoresist pattern corresponding to the spiral guide groove and the prepit.
【０００６】図２に、従来におけるポジ型フォトレジス
ト６上に集光された光ビームのスポット径に対する規格
化光強度分布を示す。これは、ほぼガウシアン状の光強
度分布を示している。ほぼガウシアン状の光強度分布を
有している。FIG. 2 shows a standardized light intensity distribution with respect to a spot diameter of a light beam converged on a positive photoresist 6 in the related art. This indicates an almost Gaussian light intensity distribution. It has a substantially Gaussian light intensity distribution.
【０００７】一般に、光ビームスポット径ＢＳとは、光
強度が最大光強度の１／ｅ2となる範囲でもって規定さ
れる。この光ビームスポット径ＢＳは、使用するレーザ
光２の波長λとレーザ光２を集光する対物レンズ５の開
口数ＮＡにより決まり、光ビームスポット径ＢＳは、お
およそ、０．８×λ／ＮＡにより近似することができ
る。例えば、レーザ光２として、Ｋｒレーザ光源１の波
長３５１ｎｍのレーザ光を用い、開口数ＮＡが０．９５
の対物レンズを用いた場合、光ビームスポット径ＢＳは
２９６ｎｍとなる。Generally, the light beam spot diameter BS is defined by a range where the light intensity is 1 / e 2 of the maximum light intensity. The light beam spot diameter BS is determined by the wavelength λ of the laser light 2 to be used and the numerical aperture NA of the objective lens 5 for condensing the laser light 2, and the light beam spot diameter BS is approximately 0.8 × λ / NA. Can be approximated by For example, as the laser light 2, a laser light having a wavelength of 351 nm from the Kr laser light source 1 is used, and the numerical aperture NA is 0.95.
In the case where the objective lens is used, the light beam spot diameter BS becomes 296 nm.
【０００８】図３に、上記光ビームスポット径ＢＳの光
ビーム２で、ガラス基板７上のポジ型フォトレジスト６
を露光した場合の潜像９の形成状態を示す。ポジ型フォ
トレジスト６を光ビーム２が通過するとともに、光吸収
により光強度が弱くなり、ガラス基板面で狭いが、ポジ
型レジスト表面で広い潜像９が形成される。FIG. 3 shows that a positive photoresist 6 on a glass substrate 7 is irradiated with the light beam 2 having the light beam spot diameter BS.
Shows the state of formation of the latent image 9 when is exposed. As the light beam 2 passes through the positive photoresist 6, the light intensity decreases due to light absorption, and a wide latent image 9 is formed on the positive resist surface, which is narrow on the glass substrate surface.
【０００９】図４に、光ビームスポット径ＢＳとほぼ等
しいトラックピッチＴＰで、隣接する案内溝の露光を行
った際の潜像９の形成状態を示す。例えば、光ビームス
ポット径ＢＳが２９６ｎｍであり、トラックピッチＴＰ
が３００ｎｍである。この潜像９の位置が、案内溝に相
当する。FIG. 4 shows the state of formation of the latent image 9 when exposing adjacent guide grooves at a track pitch TP substantially equal to the light beam spot diameter BS. For example, the light beam spot diameter BS is 296 nm and the track pitch TP
Is 300 nm. The position of the latent image 9 corresponds to a guide groove.
【００１０】図５に、このようなスパイラル状の案内溝
を連続的に形成した後のポジ型フォトレジスト６に形成
される潜像９の状態を示す。図６に、図５に示す潜像９
を現像した後のポジ型フォトレジストパターン１０を示
す。FIG. 5 shows a state of the latent image 9 formed on the positive photoresist 6 after such spiral guide grooves are continuously formed. FIG. 6 shows the latent image 9 shown in FIG.
2 shows the positive photoresist pattern 10 after the development.
【００１１】図６に示すように、光ビームスポット径Ｂ
ＳとトラックピッチＴＰとがほぼ等しいため、案内溝１
１の間にわずかなポジ型フォトレジストパターン１０し
か残存せず、さらに、矩形パターンとはならないことが
わかった。このような状態においては、カッティング時
の光ビーム強度のわずかな変化や外部振動に伴うトラッ
クピッチ変動により、ポジ型フォトレジストパターン１
０の形状が著しく変化し、最悪の場合、ポジ型フォトレ
ジストパターン１０の欠落が発生し、安定したトラッキ
ングが困難となることが確認された。As shown in FIG. 6, the light beam spot diameter B
Since S and the track pitch TP are almost equal, the guide groove 1
It was found that only a small amount of the positive type photoresist pattern 10 remained during 1 and that the pattern did not become a rectangular pattern. In such a state, a slight change in the light beam intensity at the time of cutting or a track pitch change due to an external vibration causes the positive photoresist pattern 1 to change.
It was confirmed that the shape of No. 0 was remarkably changed, and in the worst case, the positive type photoresist pattern 10 was missing and stable tracking became difficult.
【００１２】このような状況を回避するためには、ポジ
型フォトレジストパターン１０の幅をもっと広くするこ
とが必要となる。そこで、ポジ型フォトレジスト６を露
光する際のレーザ光２の強度を弱くしてより広いポジ型
フォトレジストパターン１０の形成を試みた。In order to avoid such a situation, it is necessary to make the width of the positive photoresist pattern 10 wider. Therefore, an attempt was made to form a wider positive photoresist pattern 10 by weakening the intensity of the laser beam 2 when exposing the positive photoresist 6.
【００１３】図７に、レーザ光の強度を弱くした場合の
潜像の状態を示す。図７に示すように、露光時のレーザ
光２の強度を弱くすると、光ビームスポットの光強度分
布に対応したＶ溝状の潜像９が形成され、この場合も矩
形のポジ型フォトレジストパターンは形成されないこと
が確認された。また矩形のパターンを得るためには、ト
ラッフピッチＴＰが、光ビームスポット径ＢＳよりも大
きく、２倍程度は必要である。FIG. 7 shows a state of the latent image when the intensity of the laser beam is reduced. As shown in FIG. 7, when the intensity of the laser beam 2 at the time of exposure is reduced, a V-groove latent image 9 corresponding to the light intensity distribution of the light beam spot is formed. In this case, too, a rectangular positive photoresist pattern is formed. Was not formed. Further, in order to obtain a rectangular pattern, the trough pitch TP is larger than the light beam spot diameter BS and needs to be about twice.
【００１４】以上のことにより、光ディスク原盤の製造
のためにガラス基板上に直接ポジ型フォトレジスト６を
塗布したものを利用した場合には、安定したトラッキン
グ性能を有したままで、トラックピッチの狭小化を実現
することは困難であることがわかった。As described above, when a positive optical photoresist 6 applied directly on a glass substrate is used for manufacturing an optical disk master, the track pitch is reduced while maintaining stable tracking performance. It turned out that realization was difficult.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】また、現在、対物レン
ズの開口数ＮＡは、既に限界に近い大きさのものが用い
られており、さらに、レーザ光の波長についても紫外域
のレーザ光が用いられており、これ以上の短波長化は困
難な状況である。例えば、０．９５の開口数ＮＡを有す
る対物レンズが用いられ、波長３５１ｎｍのＫｒレーザ
が光源として用いられている。この場合、光ビームスポ
ット径は約０．３μｍとなり、０．３μｍ以下のトラッ
クピッチを実現することは不可能となる。At present, the numerical aperture NA of the objective lens has already been used near the limit, and the wavelength of the laser light also uses the ultraviolet laser light. Therefore, it is difficult to further shorten the wavelength. For example, an objective lens having a numerical aperture NA of 0.95 is used, and a Kr laser having a wavelength of 351 nm is used as a light source. In this case, the light beam spot diameter is about 0.3 μm, and it is impossible to realize a track pitch of 0.3 μm or less.
【００１６】この発明は、以上のような事情を考慮して
なされたものであり、従来と同様の対物レンズ及びレー
ザ光を用いて、基板表面に狭小な幅を持つ混合膜を形成
することにより、光ビームスポット径よりも小さな案内
溝を持つ微細パターンを形成するための方法を提供する
ことを課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been achieved by forming a mixed film having a narrow width on the substrate surface using the same objective lens and laser light as in the prior art. It is another object of the present invention to provide a method for forming a fine pattern having a guide groove smaller than a light beam spot diameter.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明は、基板の表面
上に感熱多層膜を形成し、前記感熱多層膜の上方から光
ビームを集光照射することにより所定の温度以上に上昇
させて前記感熱多層膜中に混合膜を形成し、前記混合膜
以外の感熱多層膜の部分を選択的に除去し、前記混合膜
を基板上に残存させるようにしたことを特徴とする微細
パターンの形成方法を提供するものである。これによ
り、光ビームスポット径よりも小さなプリピット及び案
内溝を持つ微細パターンを形成することができる。According to the present invention, a heat-sensitive multilayer film is formed on a surface of a substrate, and a light beam is focused and irradiated from above the heat-sensitive multilayer film to raise the temperature to a predetermined temperature or higher. Forming a mixed film in the heat-sensitive multilayer film, selectively removing a portion of the heat-sensitive multilayer film other than the mixed film, and leaving the mixed film on a substrate. Is provided. Thereby, a fine pattern having pre-pits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter can be formed.
【００１８】ここで、混合膜が集光照射された光ビーム
のスポット径よりも小さな領域に形成されるように、光
ビームを感熱多層膜に照射する。特に、感熱多層膜が、
少なくとも一層の金属膜と非金属膜とが交互に積層され
た多層膜構造を有し、前記所定の温度以上に上昇された
前記金属膜と非金属膜とが合金化されて混合膜が形成さ
れる。Here, the light-sensitive multilayer film is irradiated with the light beam so that the mixed film is formed in a region smaller than the spot diameter of the converged light beam. In particular, the heat-sensitive multilayer film
A multilayer film structure in which at least one layer of a metal film and a non-metal film is alternately stacked, wherein the metal film and the non-metal film heated to a predetermined temperature or higher are alloyed to form a mixed film. You.
【００１９】また、この発明では、前記感熱多層膜の
後、混合膜を形成する前に、前記感熱多層膜の上に透明
膜を形成するようにしてもよい。この場合、前記感熱多
層膜と透明膜とが、集光照射された光ビームに対して反
射防止構造となっていることが好ましい。In the present invention, a transparent film may be formed on the heat-sensitive multilayer film after the heat-sensitive multilayer film and before forming the mixed film. In this case, it is preferable that the heat-sensitive multilayer film and the transparent film have an anti-reflection structure for the light beam condensed and irradiated.
【００２０】この発明において、基板はＳｉまたはＳｉ
Ｏ2を用い、金属膜はＡｌ，ＣｏまたはＰｄを用い、前
記非金属膜はＳｉまたはＳｉＯ2を用いることができる
が、これに限定するものではない。また、前記透明膜は
ＡｌＮを用いることができる。このように形成された微
細パターンを持つ基板は、光ディスク原盤などとして利
用できる。In the present invention, the substrate is Si or Si
O 2 may be used, Al, Co or Pd may be used for the metal film, and Si or SiO 2 may be used for the non-metal film. However, the present invention is not limited thereto. Further, AlN can be used for the transparent film. The substrate having the fine pattern thus formed can be used as an optical disk master or the like.
【００２１】また、前記混合膜以外の感熱多層膜の部分
を選択的に除去した後、残存した混合膜をマスクとし
て、混合膜が形成されていない領域の基板をエッチング
してもよい。さらに、前記基板をエッチングした後、前
記残存した混合膜を、スパッタエッチングにより選択的
に除去してもよい。After the portions of the heat-sensitive multilayer film other than the mixed film are selectively removed, the substrate in the region where the mixed film is not formed may be etched using the remaining mixed film as a mask. Furthermore, after etching the substrate, the remaining mixed film may be selectively removed by sputter etching.
【００２２】また、このような微細パターンを持つ光デ
ィスク原盤を用いて、電極膜形成、電鋳、裏面研磨など
を行えば光ディスク用スタンパを製造することができ
る。また、この光ディスク用スタンパを電極としてその
表面に電鋳膜を形成し、光ディスク用スタンパから剥離
することにより、光ディスク用ワークスタンパを製造す
ることができる。さらに、この光ディスク用スタンパを
用いて、樹脂の射出成形及び記録媒体の記録層等の形成
を行えば、光ディスクを製造することができる。A stamper for an optical disk can be manufactured by performing electrode film formation, electroforming, back surface polishing, etc. using the optical disk master having such a fine pattern. Further, an electroformed film is formed on the surface of the stamper for an optical disk as an electrode, and the electroformed film is peeled off from the stamper for an optical disk. Further, if the resin injection molding and the formation of the recording layer of the recording medium and the like are performed using the optical disk stamper, an optical disk can be manufactured.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づいてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発
明が限定されるものではない。図１に示した従来のレー
ザカッティング装置は、この発明の光ディスク原盤の製
造に用いるレーザカッティング装置でもある。従来は、
ガラス基板の直上にポジ型フォトレジスト６を直接塗布
したものを用いたが、この発明では、ガラス基板７の上
に感熱多層膜を形成したものを用いる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Note that the present invention is not limited to this. The conventional laser cutting device shown in FIG. 1 is also a laser cutting device used for manufacturing the optical disc master of the present invention. conventionally,
Although the one in which the positive type photoresist 6 is applied directly on the glass substrate is used, in the present invention, the one in which a heat-sensitive multilayer film is formed on the glass substrate 7 is used.
【００２４】この発明では、次のような方法で、微細パ
ターンを有する光ディスク原盤を製造することを特徴と
する。以下の実施例では、基板表面に形成される微細パ
ターンについて、一対の凹部と凸部とで一つのトラック
を構成し、凹部又は凸部のいずれかのみに情報を記録す
るランド記録方式またはグルーブ記録方式の光ディスク
を対象とする。この方式では、一対の凹部と凸部の幅を
加えた長さがトラックピッチＴＰである。According to the present invention, an optical disk master having a fine pattern is manufactured by the following method. In the following embodiments, for a fine pattern formed on a substrate surface, a single track is formed by a pair of concave portions and convex portions, and a land recording method or a groove recording method in which information is recorded only in either the concave portions or the convex portions. Target optical disks. In this method, the length obtained by adding the width of the pair of concave portions and convex portions is the track pitch TP.
【００２５】図８に、この発明の光ディスク原盤の製造
方法におけるレーザカッティングの概略説明図を示す。
光ディスク原盤としては、ガラス（石英）またはシリコ
ン等で作られた基板７の上に、感熱多層膜１２、透明膜
１３を、この順に形成したものを用いる。ここで、感熱
多層膜１２は、２層以上の多層膜構造とし、たとえば、
金属膜１２ａと非金属膜１２ｂとが周期的に交互に積層
された多層膜構造とする。金属膜１２ａは、たとえば、
Ａｌを用いることができ、非金属膜１２ｂは、たとえば
Ｓｉを用いることができる。FIG. 8 is a schematic explanatory view of laser cutting in the method of manufacturing an optical disk master according to the present invention.
As the optical disk master, a substrate in which a heat-sensitive multilayer film 12 and a transparent film 13 are formed in this order on a substrate 7 made of glass (quartz) or silicon is used. Here, the heat-sensitive multilayer film 12 has a multilayer film structure of two or more layers.
It has a multilayer structure in which metal films 12a and non-metal films 12b are alternately and periodically stacked. The metal film 12a is, for example,
Al can be used, and the nonmetal film 12b can be, for example, Si.
【００２６】図８では、３つの金属膜１２ａと２つの非
金属膜１２ｂとが交互に配置された構造を示している
が、これに限るものではなく、金属膜と非金属膜をそれ
ぞれ１つ設けた多層構造でもよく、３層以上の多層構造
としてもよい。たとえば、図８の実施例では、後述する
実施例に示すように、１つの金属膜１２ａの膜厚を８ｎ
ｍ，１つの非金属膜の膜厚を８ｎｍとし、感熱多層膜１
２の全体の高さを４０ｎｍ程度としてもよい。また、透
明膜１３の膜厚は４４ｎｍ程度としてもよい。FIG. 8 shows a structure in which three metal films 12a and two non-metal films 12b are alternately arranged. However, the present invention is not limited to this, and one metal film and one non-metal film are provided. A multi-layer structure may be provided or a multi-layer structure of three or more layers. For example, in the embodiment of FIG. 8, the thickness of one metal film 12a is
m, the thickness of one non-metallic film is 8 nm,
2 may have a total height of about 40 nm. Further, the thickness of the transparent film 13 may be about 44 nm.
【００２７】また、透明膜１３の膜厚は、露光に用いる
レーザ光２に対して、反射防止効果を呈するように設定
することが好ましい。例えば、レーザ光２の波長をλと
して、透明膜１３の屈折率をｎとすると、望ましい透明
膜１３の膜厚ｗは、ｗ＝（ｍλ）／（４ｎ）で表すこと
ができる。ここで、ｍは奇数である。ここでは、透明膜
１３としては、ＡＩＮを用いる。The thickness of the transparent film 13 is preferably set so as to exhibit an anti-reflection effect on the laser beam 2 used for exposure. For example, assuming that the wavelength of the laser beam 2 is λ and the refractive index of the transparent film 13 is n, a desirable thickness w of the transparent film 13 can be expressed by w = (mλ) / (4n). Here, m is an odd number. Here, AIN is used as the transparent film 13.
【００２８】このように、感熱多層膜１２の上に形成し
た透明膜１３を反射防止構造とすることにより、光ビー
ム２は感熱多層膜１２及び透明膜１３に吸収される。感
熱多層膜１２には、光ビーム２の強度分布に対応したガ
ウシアン状の温度分布が形成される。図９に、透明膜１
３に照射された光ビームスポット径に対する温度分布の
一実施例を示す。As described above, when the transparent film 13 formed on the heat-sensitive multilayer film 12 has an anti-reflection structure, the light beam 2 is absorbed by the heat-sensitive multilayer film 12 and the transparent film 13. A Gaussian-like temperature distribution corresponding to the intensity distribution of the light beam 2 is formed in the heat-sensitive multilayer film 12. FIG. 9 shows the transparent film 1
3 shows an embodiment of the temperature distribution with respect to the diameter of the irradiated light beam spot.
【００２９】感熱多層膜１２に、光ビーム２が照射さ
れ、感熱多層膜１２の所定温度以上に上昇した部分で
は、金属膜１２ａと非金属膜１２ｂとが合金化し、混合
膜１４が形成される。たとえば、図９に示した温度分布
において、光ビームスポット径ＢＳを３００ｎｍとした
とき、感熱多層膜１２の温度ピークは１０００℃程度で
あり、７００℃以上に温度上昇した領域の幅、すなわち
混合膜１４の幅は光ビームスポット径よりも小さな１２
０ｎｍ程度である。図９では、７００℃が、混合膜１４
が形成される下限の温度である混合膜形成温度である。
このような微小な幅の混合膜１４が形成されることは、
電子顕微鏡により確認できる。また、混合膜１４以外の
領域の感熱多層膜１２の部分は、後工程のエッチングに
より除去される。The heat-sensitive multilayer film 12 is irradiated with the light beam 2, and in a portion where the temperature of the heat-sensitive multilayer film 12 rises above a predetermined temperature, the metal film 12 a and the non-metal film 12 b are alloyed to form the mixed film 14. . For example, in the temperature distribution shown in FIG. 9, when the light beam spot diameter BS is 300 nm, the temperature peak of the heat-sensitive multilayer film 12 is about 1000 ° C. The width of 14 is smaller than the light beam spot diameter.
It is about 0 nm. In FIG. 9, 700 ° C.
Is the lower limit temperature for forming the mixed film.
The formation of the mixed film 14 having such a small width is as follows.
It can be confirmed by an electron microscope. Further, the portion of the heat-sensitive multilayer film 12 in a region other than the mixed film 14 is removed by etching in a later step.
【００３０】感熱多層膜１２を、２種類の薄膜で構成し
非常に薄い膜厚で交互に積層しているので、所定の温度
以上に温度上昇した部分では、金属と非金属との混合が
効率的に進行する。すなわち、感熱多層膜１２の表面部
分から底面部分にかけて膜の垂直方向に、高速かつ均質
に合金化が行われる。したがって、感熱多層膜１２のエ
ッチングに用いるマスク材として均質かつ十分な高さを
持つ混合膜が形成される。Since the heat-sensitive multilayer film 12 is composed of two types of thin films and is alternately laminated with a very thin film thickness, the mixing of metal and non-metal is efficient at the portion where the temperature rises above a predetermined temperature. Progress. That is, alloying is performed at high speed and uniformly in the vertical direction of the film from the surface portion to the bottom portion of the heat-sensitive multilayer film 12. Therefore, a mixed film having a uniform and sufficient height is formed as a mask material used for etching the heat-sensitive multilayer film 12.
【００３１】図１０に、光ビームスポット径ＢＳと同程
度の幅を持つトラックピッチＴＰ（＝３００ｎｍ）で隣
接トラックの露光を行った際の断面形状を示す。この場
合、混合膜形成温度以上に温度上昇した領域の幅（＝１
５０ｎｍ）が、光ビームスポット径ＢＳ（＝３００ｎ
ｍ）よりも小さくなっているので、混合膜１４は、トラ
ック方向に離間して形成される。FIG. 10 shows a cross-sectional shape when an adjacent track is exposed at a track pitch TP (= 300 nm) having the same width as the light beam spot diameter BS. In this case, the width of the region whose temperature has risen above the mixed film forming temperature (= 1)
50 nm) is the light beam spot diameter BS (= 300 n)
m), the mixed film 14 is formed spaced apart in the track direction.
【００３２】図１１は、このようなレーザカッティング
を連続して行い、スパイラル状のレーザカッティングを
行った後の断面形状を示している。図１１によれば、感
熱多層膜１２の内部において、感熱多層膜１２の垂直方
向に均質であって、トラック方向に離間した混合膜１４
が並ぶことになる。この連続的なカッティングは図１に
示した立ち上げミラー３−３と対物レンズ５とを少しず
つ移動することにより行われる。FIG. 11 shows the cross-sectional shape after such laser cutting is continuously performed and spiral laser cutting is performed. According to FIG. 11, inside the heat-sensitive multilayer film 12, the mixed film 14 which is homogeneous in the vertical direction of the heat-sensitive multilayer film 12 and is separated in the track direction.
Will be lined up. This continuous cutting is performed by gradually moving the rising mirror 3-3 and the objective lens 5 shown in FIG.
【００３３】図１２に、上記のようなレーザカッティン
グをした後に、透明膜１３のみをエッチングした後の断
面形状を示す。ここで、このエッチングは、透明膜１３
のみをエッチングすることのできるウェットエッチング
溶液（たとえば水酸化ナトリウム）、またはドライエッ
チングガス（たとえば、ＣＦ4）を用いて行うことがで
きる。FIG. 12 shows a cross-sectional shape after etching the transparent film 13 only after the above-described laser cutting. Here, this etching is performed on the transparent film 13.
It can be performed using a wet etching solution (for example, sodium hydroxide) or a dry etching gas (for example, CF 4 ) capable of etching only the material.
【００３４】図１３に、図１２の状態から混合膜１４以
外の部分の感熱多層膜１２を除去した後の断面形状を示
す。この感熱多層膜１２の除去もウェットエッチングや
ドライエッチングを用いて行うことができる。透明膜１
３と感熱多層膜１２のエッチングを異なる方法や異なる
材料を用いて行う場合は別々に行う必要があるが、両方
の膜とも同じウェットエッチング溶液、あるいはドライ
エッチングガスを用いて行う場合は、２回に分ける必要
はなく同時に透明膜１３と感熱多層膜１２のエッチング
をしてもよい。FIG. 13 shows a cross-sectional shape after removing the heat-sensitive multilayer film 12 in a portion other than the mixed film 14 from the state of FIG. The removal of the heat-sensitive multilayer film 12 can also be performed using wet etching or dry etching. Transparent film 1
3 and the heat-sensitive multilayer film 12 need to be performed separately when they are performed by different methods or using different materials, but when both films are performed by using the same wet etching solution or dry etching gas, two times are performed. The transparent film 13 and the heat-sensitive multilayer film 12 may be etched at the same time.
【００３５】図１３によれば、基板７上に、トラックピ
ッチＴＰ３００ｎｍ程度の間隔で並んだ混合膜１４が配
置された構造の基板が形成される。この図１３に示す構
造の基板は、光ディスク原盤として使用することができ
る。According to FIG. 13, a substrate having a structure in which the mixed films 14 arranged at an interval of about 300 nm track pitch TP is arranged on the substrate 7 is formed. The substrate having the structure shown in FIG. 13 can be used as an optical disk master.
【００３６】次に、図１３に示す状態で、混合膜１４を
マスクとして、基板７のエッチングを深さ４０ｎｍ程度
まで行う（図１４）。このエッチングも、ウェットエッ
チングまたはドライエッチングを用いることができる。
この図１４の状態の基板も、光ディスク原盤として使用
することができる。さらに、スパッタエッチングによ
り、基板７と混合膜１４とをエッチングすると、図１５
に示すような表面に凹凸形状を有する基板７が形成され
る。この図１５に示した基板７は、スパッタエッチング
により表面粗さがなめらかとなり、ほぼトラックピッチ
ＴＰに等しいガイドトラックピッチを持つ微細パターン
構造の光ディスク原盤として使用することができる。Next, in the state shown in FIG. 13, the substrate 7 is etched to a depth of about 40 nm using the mixed film 14 as a mask (FIG. 14). For this etching, wet etching or dry etching can be used.
The substrate in the state shown in FIG. 14 can also be used as an optical disk master. Further, when the substrate 7 and the mixed film 14 are etched by sputter etching, FIG.
A substrate 7 having an uneven shape on the surface as shown in FIG. The substrate 7 shown in FIG. 15 has a smooth surface roughness by sputter etching, and can be used as an optical disk master having a fine pattern structure having a guide track pitch substantially equal to the track pitch TP.
【００３７】次に、上記製造プロセスにより完成された
光ディスク原盤から、光ディスクを製造するプロセスを
説明する。ここでは、図１５に示した光ディスク原盤を
用いて光ディスクを製造するプロセスについて説明す
る。図１６が電極膜形成工程、図１７がＮｉ電鋳形成工
程、図１８が剥離によるスタンパ形成工程、図１９が樹
脂製光ディスク基板成形工程、図２０が光ディスク基板
の完成工程、図２１が記録媒体形成工程を、それぞれ実
施した後のディスクの断面状態を示した図である。Next, a process for manufacturing an optical disk from the optical disk master completed by the above manufacturing process will be described. Here, a process of manufacturing an optical disk using the optical disk master shown in FIG. 15 will be described. 16 shows an electrode film forming step, FIG. 17 shows a Ni electroforming step, FIG. 18 shows a stamper forming step by peeling, FIG. 19 shows a resin optical disk substrate forming step, FIG. 20 shows an optical disk substrate completing step, and FIG. 21 shows a recording medium. FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional state of the disk after each of the forming steps is performed.
【００３８】まず、図１６に示すように、電鋳のための
電極となる電極膜１５をスパッタリング等により光ディ
スク原盤表面に形成する。電極膜材料としては、Ｎｉ、
Ｔａ、ステンレス等の金属が望ましい。また、後のスタ
ンパ剥離工程において電極膜１５からスタンパの剥離を
容易にするために、アッシング等により電極膜表面を酸
化処理することが好ましい。First, as shown in FIG. 16, an electrode film 15 serving as an electrode for electroforming is formed on the surface of the master optical disc by sputtering or the like. Ni, Ni,
Metals such as Ta and stainless steel are desirable. In addition, in order to facilitate the peeling of the stamper from the electrode film 15 in the subsequent stamper peeling step, the surface of the electrode film is preferably oxidized by ashing or the like.
【００３９】次に、図１７に示すように、電極膜１５を
電極として、Ｎｉ電鋳を行い、Ｎｉ電鋳膜１６を形成す
る。そして、図１８に示すように、Ｎｉ電鋳膜１６を電
極膜１５から剥離した後、Ｎｉ電鋳膜１６の裏面（図１
７の電鋳膜１６の凹凸のない側の面）を研磨処理する。
この研磨処理したＮｉ電鋳膜１６が、スタンパ１７とな
る。Next, as shown in FIG. 17, using the electrode film 15 as an electrode, Ni electroforming is performed to form a Ni electroformed film 16. Then, as shown in FIG. 18, after the Ni electroformed film 16 is separated from the electrode film 15, the back surface of the Ni electroformed film 16 (FIG.
The surface of the electroformed film 16 having no irregularities 7) is polished.
This polished Ni electroformed film 16 becomes the stamper 17.
【００４０】次に、図１９に示すように、スタンパ１７
を射出成形機に取り付け、ポリカーボネート等の樹脂を
射出成形することにより、図２０に示すような樹脂製光
ディスク基板１８が形成される。Next, as shown in FIG.
Is mounted on an injection molding machine, and a resin such as polycarbonate is injection-molded to form a resin optical disk substrate 18 as shown in FIG.
【００４１】最後に、図２１に示すように、光ディスク
基板１８のガイドトラック形成面（基板の凹凸面）に記
録媒体１９を形成することにより光ディスクが完成す
る。ここで、記録媒体１９とは、いわゆるデータを記録
するための複数の層からなる構成層であり、たとえば、
透明誘電体層、記録層、透明誘電体層、反射層をこの順
に積層したものである。Finally, as shown in FIG. 21, an optical disk is completed by forming a recording medium 19 on the guide track forming surface of the optical disk substrate 18 (the uneven surface of the substrate). Here, the recording medium 19 is a constituent layer composed of a plurality of layers for recording data, for example,
A transparent dielectric layer, a recording layer, a transparent dielectric layer, and a reflective layer are laminated in this order.
【００４２】このようにして製造された光ディスクに
は、レーザカッティングに用いる光ビームスポット径Ｂ
Ｓと同程度のトラックピッチＴＰ（たとえば、３００ｎ
ｍ）で、矩形のガイドトラック（図２１のディスク表面
の凸部）が形成される。矩形のガイドトラックが形成で
きるので、この発明の製造方法を用いて製造された光デ
ィスク原盤を用いれば、高密度記録に適した狭トラック
ピッチを持ちかつ安定したトラッキングが可能な光ディ
スクを精度よく形成することができる。次に、この発明
の光ディスク原盤及び光ディスク原盤等の製造方法の実
施例について説明する。The optical disk manufactured in this manner has a light beam spot diameter B used for laser cutting.
A track pitch TP (for example, 300 n
m), a rectangular guide track (a convex portion on the disk surface in FIG. 21) is formed. Since a rectangular guide track can be formed, an optical disk having a narrow track pitch suitable for high-density recording and capable of stable tracking can be accurately formed by using an optical disk master manufactured using the manufacturing method of the present invention. be able to. Next, an embodiment of a method for manufacturing an optical disk master and an optical disk master according to the present invention will be described.
【００４３】（実施例１）Ｓｉ基板７上に、スパッタリ
ング法を用いて感熱多層膜１２を４０ｎｍの膜厚で形成
し、さらにスパッタリング法を用いて透明膜１３とし
て、ＡｌＮを膜厚４４ｎｍで形成した。感熱多層膜１２
の内訳は金属層１２ａとしてＡｌ（膜厚８ｎｍ）、非金
属層１２ｂとしてＳｉ（膜厚８ｎｍ）をＡｌから順に交
互に形成して全体の膜厚を４０ｎｍとした。(Example 1) A heat-sensitive multilayer film 12 was formed on a Si substrate 7 by a sputtering method to a thickness of 40 nm, and a transparent film 13 was formed by a sputtering method to form AlN to a film thickness of 44 nm. did. Thermal multilayer 12
The breakdown is that Al (8 nm thick) is formed as the metal layer 12a and Si (8 nm thick) is alternately formed as Al as the non-metal layer 12b so that the total thickness is 40 nm.
【００４４】次に、Ｋｒレーザ光源１からの波長３５１
ｎｍのレーザ光２を、開口数ＮＡが０．９５の対物レン
ズ５で、透明膜１３の表面に集光照射し、レーザカッテ
ィングを行った。ここで、集光されたレーザ光２の光ビ
ームスポット径ＢＳは、およそ３００ｎｍであった。Next, the wavelength 351 from the Kr laser light source 1 will be described.
The laser beam 2 of nm was focused and irradiated on the surface of the transparent film 13 by an objective lens 5 having a numerical aperture NA of 0.95, and laser cutting was performed. Here, the light beam spot diameter BS of the condensed laser light 2 was about 300 nm.
【００４５】また、トラックピッチＴＰを３００ｎｍと
して、２０ｍＷの強度のレーザパワーでレーザカッティ
ングを行った。ここで、感熱多層膜１２と透明膜１３と
は、波長３５１ｎｍのレーザ光に対して反射防止構造と
なっている。以上の工程により、図１１に示すような混
合膜１４が形成された。Laser cutting was performed with a laser power of 20 mW at a track pitch TP of 300 nm. Here, the heat-sensitive multilayer film 12 and the transparent film 13 have an anti-reflection structure for a laser beam having a wavelength of 351 nm. Through the above steps, a mixed film 14 as shown in FIG. 11 was formed.
【００４６】次に、水酸化ナトリウム溶液を用いたウェ
ットエッチングにより、図１２に示すようにＡｌＮ透明
膜１３を除去した。さらに同様のウェットエッチングに
より、図１３に示すように感熱多層膜１２の除去を行っ
たところ、金属層１２ａおよび非金属層１２ｂともに除
去され、ＡｌとＳｉの混合膜１４が残存した。ここで、
電子顕微鏡を用いて観測すると、残存した混合膜１４の
パターン幅は１２０ｎｍ程度であった。Next, as shown in FIG. 12, the AlN transparent film 13 was removed by wet etching using a sodium hydroxide solution. Further, when the heat-sensitive multilayer film 12 was removed by the same wet etching as shown in FIG. 13, both the metal layer 12a and the non-metal layer 12b were removed, and the mixed film 14 of Al and Si remained. here,
When observed using an electron microscope, the pattern width of the remaining mixed film 14 was about 120 nm.
【００４７】以上により、光ビームスポット径ＢＳと同
じトラックピッチＴＰで、光ビームスポット径ＢＳより
も狭いパターン幅を有する図１３に示したような混合膜
パターン１４を実現することができた。As described above, the mixed film pattern 14 as shown in FIG. 13 having a pattern width smaller than the light beam spot diameter BS can be realized with the same track pitch TP as the light beam spot diameter BS.
【００４８】ここでウェットエッチングによるＡｌＮ透
明膜１３および感熱多層膜１２の除去の手順は、説明の
ために便宜上別の工程として説明したが、混合膜パター
ン１４を残存させることができれば１つの工程で行って
も構わない。前記した従来の製造方法では、矩形形状の
凹凸パターンを得るためには、トラックピッチＴＰがビ
ームスポット径ＢＳの２倍程度であることが必要であっ
たが、この発明によれば、トラックピッチＴＰがビーム
スポット径ＢＳにほぼ等しい場合でも、矩形形状の凹凸
パターンを形成することができる。Here, the procedure of removing the AlN transparent film 13 and the heat-sensitive multilayer film 12 by wet etching has been described as a separate step for convenience of explanation, but if the mixed film pattern 14 can be left, it will be performed in one step. You can go. In the above-described conventional manufacturing method, in order to obtain a rectangular concavo-convex pattern, the track pitch TP needs to be about twice as large as the beam spot diameter BS. Is substantially equal to the beam spot diameter BS, a rectangular concavo-convex pattern can be formed.
【００４９】次に、上記混合膜パターン１４をマスクと
して、Ｓｉ基板７をドライエッチング装置に配置し、Ｃ
Ｆ4エッチングガス（流量５０ｓｃｃｍ）とＯ2ガス（流
量３０ｓｃｃｍ）の混合ガスを導入して、エッチング時
のガス圧を３０ｍＴｏｒｒとし、４００Ｗの高周波電力
を投入して、Ｓｉ基板７のドライエッチングを行った。
このエッチング条件においては、上記混合膜パターン１
４においては、ＳｉにＡｌが混合されていることにより
エッチングがほとんど進行せず、Ｓｉ基板７のみのエッ
チングが進行した。これにより、図１４に示すように、
４０ｎｍ程度の深さまでエッチングされたＳｉ基板７が
形成された。Next, using the mixed film pattern 14 as a mask, the Si substrate 7 is placed in a dry etching apparatus,
A mixed gas of an F 4 etching gas (flow rate 50 sccm) and an O 2 gas (flow rate 30 sccm) is introduced, the gas pressure at the time of etching is set to 30 mTorr, and high-frequency power of 400 W is applied to dry-etch the Si substrate 7. Was.
Under this etching condition, the mixed film pattern 1
In No. 4, the etching hardly proceeded because Al was mixed with Si, and the etching of only the Si substrate 7 proceeded. Thereby, as shown in FIG.
The Si substrate 7 etched to a depth of about 40 nm was formed.
【００５０】次に、上記エッチング装置に、流量７０ｓ
ｃｃｍでＡｒガスを導入し、ガス圧を１０ｍＴｏｒｒと
して、５００Ｗの高周波電力を投入して、上記混合膜パ
ターン１４をスパッタエッチングにより除去して図１５
に示したような光ディスク原盤を作製した。Next, a flow rate of 70 s
Ar gas was introduced at ccm, gas pressure was set to 10 mTorr, and high frequency power of 500 W was applied to remove the mixed film pattern 14 by sputter etching.
The optical disk master shown in FIG.
【００５１】次に、図１５に示すような上記光ディスク
原盤上に、Ｎｉ電極膜１５をスパッタリングにより形成
し、上記Ｎｉ電極膜１５の表面を酸素プラズマにより酸
化した後、Ｎｉ電鋳膜１６を電鋳により形成し、スタン
パ１７を作製し、射出成形により作製した光ディスク基
板１８上に、透明誘電体層・記録層・透明誘電体層・反
射層からなる記録媒体１９を順次形成し、紫外線硬化樹
脂からなる保護コート層を形成した。上記記録層は、光
ディスクドライブの光ピックアップにより集光照射され
るレーザ光により情報が記録可能な材料からなり、光磁
気記録材料や相変化材料等を用いることが可能である。
以上の工程により、図２１に示すような光ディスクが製
造された。Next, a Ni electrode film 15 is formed on the optical disk master as shown in FIG. 15 by sputtering, and the surface of the Ni electrode film 15 is oxidized by oxygen plasma. A stamper 17 is formed by casting, and a recording medium 19 including a transparent dielectric layer, a recording layer, a transparent dielectric layer, and a reflective layer is sequentially formed on an optical disk substrate 18 formed by injection molding. Was formed. The recording layer is made of a material on which information can be recorded by a laser beam focused and irradiated by an optical pickup of an optical disk drive, and a magneto-optical recording material, a phase change material, or the like can be used.
Through the above steps, an optical disk as shown in FIG. 21 was manufactured.
【００５２】上記実施例においては、図１５において、
スパッタエッチングにより混合膜パターン１４を除去し
たものを光ディスク原盤としたが、混合膜パターン１４
が残存した状態においても光ディスク原盤として使用す
ることが可能である。しかし、光ディスクの低ノイズ化
を実現するためには、スパッタエッチングを行うことが
望ましい。各状態での表面粗さを原子間力顕微鏡を用い
て測定した結果、スパッタエッチングを行わなかった場
合、Ｓｉ基板７のエッチング面の粗さが０．２９ｎｍで
あり、混合膜パターン１４の表面粗さが０．８８ｎｍで
あるのに対して、スパッタエッチングを行った場合、Ｓ
ｉ基板７のエッチング面の表面の粗さが０．２３ｎｍ
で、混合膜パターン１４が除去された部分のＳｉ基板７
の表面粗さが０．２７ｎｍとなり、光ディスク原盤の表
面粗さを低減することができ、光ディスクの低ノイズ化
を実現することができる。In the above embodiment, FIG.
An optical disc master was obtained by removing the mixed film pattern 14 by sputter etching.
Can be used as an optical disk master even in a state where remains. However, it is desirable to perform sputter etching in order to reduce the noise of the optical disk. As a result of measuring the surface roughness in each state using an atomic force microscope, when the sputter etching was not performed, the roughness of the etched surface of the Si substrate 7 was 0.29 nm, and the surface roughness of the mixed film pattern 14 was Is 0.88 nm, and when sputter etching is performed, S
Surface roughness of the etched surface of i-substrate 7 is 0.23 nm
The portion of the Si substrate 7 where the mixed film pattern 14 has been removed
Has a surface roughness of 0.27 nm, the surface roughness of the master optical disc can be reduced, and the noise of the optical disc can be reduced.
【００５３】（実施例２）実施例１に記載の微細パター
ンの形成方法においては、基板７としてＳｉ基板を用い
た場合について記載しているが、Ｓｉ基板以外の基板を
用いることも可能である。ここでは、基板７として石英
（ＳｉＯ2）基板を用いた場合の実施例について説明す
る。まず、実施例１と同様にして、ＳｉＯ2基板上に感
熱多層膜１２とＡｌＮ透明膜１３とを形成する。ここで
感熱多層膜１２の内訳は金属層１２ａとしてＡｌ（膜厚
８ｎｍ）、非金属層１２ｂとしてＳｉＯ2（膜厚８ｎ
ｍ）をＡｌから順に交互に形成して４０ｎｍとした。上
記のように準備した基板７にレーザカッティングを行う
と、ＡｌとＳｉＯ2とからなる混合膜１４が形成された
（図１１）。(Embodiment 2) In the method for forming a fine pattern described in Embodiment 1, the case where a Si substrate is used as the substrate 7 is described, but a substrate other than the Si substrate may be used. . Here, an embodiment in which a quartz (SiO 2 ) substrate is used as the substrate 7 will be described. First, a heat-sensitive multilayer film 12 and an AlN transparent film 13 are formed on a SiO 2 substrate in the same manner as in the first embodiment. Here, the details of the heat-sensitive multilayer film 12 are Al (8 nm thick) as the metal layer 12a and SiO 2 (8 nm thick) as the non-metal layer 12b.
m) was alternately formed in order from Al to have a thickness of 40 nm. When laser cutting was performed on the substrate 7 prepared as described above, a mixed film 14 of Al and SiO 2 was formed (FIG. 11).
【００５４】次に、実施例１と同様にしてＡｌＮ透明膜
１３と感熱多層膜１２とを順次除去した後、ＡｌとＳｉ
Ｏ2の混合膜１４をマスクとしてドライエッチングを行
う。ドライエッチングは、ＣＦ4エッチングガス（流量
１００ｓｃｃｍ）を導入して、エッチング時のガス圧を
３０ｍＴｏｒｒとし、４００Ｗの高周波電力を投入して
行った。このエッチング条件においては、上記混合膜パ
ターン１４においては、ＳｉＯ 2にＡｌが混合されてい
るので、エッチングがほとんど進行せず、ＳｉＯ2基板
７のみのエッチングが進行した（図１４）。最後に、ス
パッタエッチングを行うことにより、実施例１と同様な
凹凸を有する図１５に示すような光ディスク原盤を作製
することができた。Next, an AlN transparent film was formed in the same manner as in Example 1.
13 and the heat-sensitive multilayer film 12 are sequentially removed, and then Al and Si are removed.
OTwoDry etching using the mixed film 14 of
U. Dry etching is CFFourEtching gas (flow rate
100 sccm) and reduce the gas pressure during etching.
30mTorr, 400W high frequency power input
went. Under this etching condition, the mixed film
In turn 14, SiO TwoIs mixed with Al
Therefore, etching hardly progresses, and SiOTwosubstrate
Etching of only 7 proceeded (FIG. 14). Finally,
By performing putter etching, the same effect as in the first embodiment is obtained.
Producing an optical disc master with irregularities as shown in Fig. 15
We were able to.
【００５５】（実施例３）実施例２では石英（Ｓｉ
Ｏ2）基板７上の感熱多層膜１２中の非金属層１２ｂと
してＳｉＯ2を用いたが、非金属層１２ｂの材料とし
て、ここでは実施例１で用いたＳｉを使用する。この実
施例３でも実施例１と同様にレーザカッティングを行う
ことにより、ＡｌとＳｉの混合膜１４が形成できる。次
に、実施例１と同様にＡｌＮ透明膜１３と感熱多層膜１
２とを順次除去した後、ＡｌとＳｉの混合膜１４をマス
クとしてドライエッチングを行えば、ＳｉＯ2基板７の
みのエッチングができる（図１４）。(Embodiment 3) In Embodiment 2, quartz (Si
O 2 ) Although SiO 2 was used as the nonmetal layer 12 b in the heat-sensitive multilayer film 12 on the substrate 7, Si used in Example 1 is used here as a material of the nonmetal layer 12 b. Also in the third embodiment, by performing laser cutting in the same manner as in the first embodiment, a mixed film 14 of Al and Si can be formed. Next, in the same manner as in Example 1, the AlN transparent film 13 and the heat-sensitive multilayer film 1 were formed.
2 are sequentially removed, and dry etching is performed using the mixed film 14 of Al and Si as a mask, whereby only the SiO 2 substrate 7 can be etched (FIG. 14).
【００５６】ここでドライエッチングは、ＣＦ4エッチ
ングガス（流量１００ｓｃｃｍ）を導入して、エッチン
グ時のガス圧を３０ｍＴｏｒｒとし、４００Ｗの高周波
電力を投入して行えばよい。このエッチング条件では、
上記混合膜パターン１４においては、ＳｉにＡｌが混合
されているので、エッチングがほとんど進行しない。最
後に、実施例１と同様に、スパッタエッチングを行え
ば、実施例１及び実施例２と同様な凹凸を有する光ディ
スク原盤を作製することができた（図１５）。Here, the dry etching may be performed by introducing a CF 4 etching gas (flow rate 100 sccm), setting the gas pressure at the time of etching to 30 mTorr, and supplying high frequency power of 400 W. Under these etching conditions,
In the mixed film pattern 14, since Al is mixed with Si, etching hardly proceeds. Finally, by performing sputter etching in the same manner as in Example 1, it was possible to produce an optical disc master having the same irregularities as in Examples 1 and 2 (FIG. 15).
【００５７】（実施例４）実施例１、実施例２に記載の
微細パターンの形成方法においては、感熱多層膜１２の
金属層１２ａとしてＡｌを用いたが、Ａｌ以外の金属を
用いることも可能である。たとえば、金属膜としてＣｏ
を用いた場合、以下のような工程により光ディスク原盤
が作成できる。感熱多層膜１２中の金属膜１２ａとし
て、Ｃｏを用いた場合、実施例１と同様のレーザカッテ
ィングによりＣｏとＳｉＯ2とからなる混合膜パターン
１４が形成された（図１１）。(Embodiment 4) In the method for forming a fine pattern described in Embodiments 1 and 2, Al is used as the metal layer 12a of the heat-sensitive multilayer film 12, but a metal other than Al may be used. It is. For example, as a metal film, Co
In the case where is used, an optical disk master can be prepared by the following steps. When Co was used as the metal film 12a in the heat-sensitive multilayer film 12, a mixed film pattern 14 composed of Co and SiO 2 was formed by the same laser cutting as in Example 1 (FIG. 11).
【００５８】次に、水酸化ナトリウム溶液を用いたウェ
ットエッチングにより、ＡｌＮ透明膜１３の除去を行い
（図１２）、純水リンスにより水酸化ナトリウム溶液を
除去し、（３ＨＣｌ／Ｈ2Ｏ2）水溶液を用いて、感熱多
層膜１２の除去を行えば、実施例１と同様に、図１３に
示すように、ＣｏとＳｉＯ2の混合膜１４が残存した。Next, the AlN transparent film 13 is removed by wet etching using a sodium hydroxide solution (FIG. 12), and the sodium hydroxide solution is removed by rinsing with pure water (3HCl / H 2 O 2 ). When the heat-sensitive multilayer film 12 was removed using the aqueous solution, the mixed film 14 of Co and SiO 2 remained as shown in FIG.
【００５９】次に、上記混合膜パターン１４をマスクと
して、石英基板７をドライエッチング装置に配置し、Ｃ
Ｆ4エッチングガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、エッ
チング時のガス圧を３０ｍＴｏｒｒとし、４００Ｗの高
周波電力を投入して、石英基板７のドライエッチングを
行った。このエッチング条件では、上記混合膜パターン
１４においては、ＳｉＯ2にＣｏが混合されているの
で、エッチングがほとんど進行せず、石英基板７のみの
エッチングが進行した（図１４）。Next, using the mixed film pattern 14 as a mask, the quartz substrate 7 is placed in a dry etching apparatus,
The flow rate of the F 4 etching gas was set to 100 sccm, the gas pressure at the time of etching was set to 30 mTorr, and high-frequency power of 400 W was applied to dry-etch the quartz substrate 7. Under these etching conditions, in the mixed film pattern 14, since Co was mixed with SiO 2 , the etching hardly proceeded, and only the quartz substrate 7 proceeded (FIG. 14).
【００６０】さらに、実施例２と同様なスパッタエッチ
ングを行えば、図１５に示すような光ディスク原盤を作
製することができた。金属膜１２ａとしては、Ｃｏの変
わりに、同種の３ｄ遷移金属であるＦｅ及びＮｉなどを
用いても、同様の工程により光ディスク原盤を作製する
ことができる。Further, by performing the same sputter etching as in Example 2, an optical disk master as shown in FIG. 15 could be manufactured. Even if Fe and Ni, which are the same kind of 3d transition metal, are used as the metal film 12a instead of Co, an optical disc master can be manufactured by the same process.
【００６１】（実施例５）実施例２における感熱多層膜
１２中の金属膜１２ａとして、Ｐｄを用いてもよい。こ
の場合レーザカッティングによりＰｄとＳｉＯ2とから
なる混合膜パターン１４が形成される（図１１）。ま
た、水酸化ナトリウム溶液を用いたウェットエッチング
により、ＡｌＮ透明膜１３の除去を行った後、純水リン
スにより水酸化ナトリウム溶液を除去し、（ＫＩ／
Ｉ2）水溶液を用いて、感熱多層膜１２の除去を行え
ば、実施例１と同様に、図１３に示すように、ＰｄとＳ
ｉＯ2の混合膜１４が残存される。Embodiment 5 Pd may be used as the metal film 12a in the heat-sensitive multilayer film 12 in Embodiment 2. In this case, a mixed film pattern 14 composed of Pd and SiO 2 is formed by laser cutting (FIG. 11). Further, after the AlN transparent film 13 was removed by wet etching using a sodium hydroxide solution, the sodium hydroxide solution was removed by pure water rinsing, and (KI /
I 2 ) If the heat-sensitive multilayer film 12 is removed using an aqueous solution, Pd and S are removed as shown in FIG.
The mixed film 14 of iO 2 remains.
【００６２】次に、実施例４と同様の条件で石英基板７
のドライエッチングを行えば、上記混合膜パターン１４
はＳｉＯ2にＰｄが混合されているので、エッチングが
ほとんど進行せず、石英基板７のみのエッチングが進行
できる。さらに、実施例１と同様なスパッタエッチング
を行えば、図１５に示すような光ディスク原盤を作製す
ることができた。Next, under the same conditions as in the fourth embodiment, the quartz substrate 7
Of the mixed film pattern 14
Since Pd is mixed with SiO 2 , the etching hardly proceeds, and only the quartz substrate 7 can be etched. Further, by performing the same sputter etching as in Example 1, an optical disc master as shown in FIG. 15 could be manufactured.
【００６３】（実施例６）この発明によって製造された
図１６の光ディスク原盤は、従来の光ディスク原盤とは
異なり、凹凸形状が逆転している。従って、最終的に作
製される図２１のような光ディスクにおいても凹凸形状
が逆転することになる。(Embodiment 6) The optical disk master shown in FIG. 16 manufactured according to the present invention is different from the conventional optical disk master in that the concavo-convex shape is reversed. Therefore, the concavo-convex shape is reversed even in the optical disk finally manufactured as shown in FIG.
【００６４】そこで、この実施例６では、その凹凸の逆
転を修正することについて説明する。ここでは、図１８
に示した剥離工程の後に形成されたスタンパ１７を用い
る。まず、スタンパ１７のガイドトラックが形成された
表面を、酸素プラズマにより酸化させる。この後、この
スタンパ１７を電極として、ガイドトラック形成表面上
に、Ｎｉ電鋳膜１６’を形成させる。このＮｉ電鋳膜１
６'の凹凸面は、図１７で形成されたＮｉ電鋳膜１６と
は、その凹凸が逆転したものである。Therefore, in the sixth embodiment, a description will be given of correcting the reverse of the unevenness. Here, FIG.
The stamper 17 formed after the peeling step shown in FIG. First, the surface of the stamper 17 on which the guide tracks are formed is oxidized by oxygen plasma. Thereafter, an Ni electroformed film 16 'is formed on the guide track forming surface using the stamper 17 as an electrode. This Ni electroformed film 1
The uneven surface 6 'is obtained by reversing the unevenness of the Ni electroformed film 16 formed in FIG.
【００６５】次にこのＮｉ電鋳膜１６’をスタンパ１７
から剥離した後、裏面研磨を行えば、スタンパ１７に対
して凹凸が逆転したワークスタンパ１７'が形成され
る。このワークスタンパ１７’を用いて射出成形により
光ディスク基板を製造すれば、従来と同様な凹凸構造を
有し、かつ、光ビームスポット径（＝約３００ｎｍ）よ
りも小さなプリピット及び案内溝（＝１５０ｎｍ）を持
つ光ディスク基板が製造できる。Next, this Ni electroformed film 16 ′ is
Then, if the back surface is polished, a work stamper 17 ′ in which concavities and convexities are reversed with respect to the stamper 17 is formed. When an optical disc substrate is manufactured by injection molding using the work stamper 17 ', the pre-pits and the guide grooves (= 150 nm) having the same concavo-convex structure as the conventional one and smaller than the light beam spot diameter (= about 300 nm). The optical disk substrate having the above can be manufactured.
【００６６】この発明の微細パターンの形成方法を用い
れば、微細パターンの凹部または凸部のいずれかのみに
情報を記録するランド記録方式またはグルーブ記録方式
の他、凹部と凸部の両方に情報を記録するランドグルー
ブ記録方式においても、光ビームスポット径よりも小さ
い狭小な幅の微細パターンを持つ基板を製造することが
できる。またこの方式はランド、グルーブに限定される
ものではなく、同様にプリピットを形成し情報を記録す
るピット記録方式においても有効であり、ピット微小化
を実現することができる。According to the method for forming a fine pattern of the present invention, in addition to a land recording method or a groove recording method in which information is recorded only in a concave portion or a convex portion of a fine pattern, information is recorded in both a concave portion and a convex portion. Also in the land-groove recording method for recording, it is possible to manufacture a substrate having a fine pattern with a narrow width smaller than the light beam spot diameter. This method is not limited to lands and grooves, but is also effective in a pit recording method in which pre-pits are formed and information is recorded, and pit miniaturization can be realized.
【００６７】[0067]
【発明の効果】本発明の微細パターンの形成方法によれ
ば、表面上に感熱多層膜を持つ基板に光ビームを集光照
射して、光ビームスポットの中心部分において、感熱多
層膜が合金化する合金形成温度以上に温度上昇した部分
に混合膜を形成させているので、光ビームスポット径よ
りも小さなプリピット及び案内溝からなる微細パターン
を持つ基板を製造することができる。また、このような
微細パターンを持つ基板を利用することにより、狭トラ
ックピッチの光ディスク原盤、光ディスク用スタンパ、
及び光ディスクを製造することができる。According to the method for forming a fine pattern of the present invention, a substrate having a heat-sensitive multilayer film on its surface is condensed and irradiated with a light beam, and the heat-sensitive multilayer film is alloyed at the center of the light beam spot. Since the mixed film is formed in a portion where the temperature has risen above the alloy formation temperature, a substrate having a fine pattern consisting of prepits and guide grooves smaller than the light beam spot diameter can be manufactured. Further, by using a substrate having such a fine pattern, an optical disk master having a narrow track pitch, an optical disk stamper,
And an optical disc can be manufactured.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】この発明において光ディスク原盤の製造に用い
るレーザカッティング装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser cutting device used for manufacturing an optical disc master in the present invention.
【図２】集光された光ビームスポット径に対する規格化
光強度分布の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a normalized light intensity distribution with respect to the diameter of a focused light beam spot.
【図３】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.
【図４】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.
【図５】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.
【図６】従来のレーザカッティングで形成されるポジ型
フォトレジストパターンの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a positive photoresist pattern formed by conventional laser cutting.
【図７】従来のレーザカッティングの露光プロセスを説
明する断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a conventional laser cutting exposure process.
【図８】この発明の光ディスク原盤の製造方法における
一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master according to the present invention.
【図９】この発明において、光ビームスポット径に対す
る界面温度分布の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an interface temperature distribution with respect to a light beam spot diameter in the present invention.
【図１０】この発明の光ディスク原盤の製造方法におけ
る一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master of the present invention.
【図１１】この発明の光ディスク原盤の製造方法におけ
る一実施例の露光プロセスを説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an exposure process according to an embodiment of the method of manufacturing an optical disc master of the present invention.
【図１２】この発明において、透明膜を除去した後の状
態を説明する断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a state after a transparent film is removed in the present invention.
【図１３】この発明において、感熱多層膜を除去した後
の状態を説明する断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state after removing the heat-sensitive multilayer film in the present invention.
【図１４】この発明において、混合膜が形成されていな
い領域の基板表面をエッチングした状態を説明する断面
図である。FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a state where a substrate surface in a region where a mixed film is not formed is etched in the present invention.
【図１５】この発明の製造プロセスによって完成された
光ディスク原盤の完成図である。FIG. 15 is a completed view of an optical disc master completed by the manufacturing process of the present invention.
【図１６】この発明の光ディスク原盤に電極膜を形成し
た状態を説明する断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a state where an electrode film is formed on the master optical disc of the present invention.
【図１７】この発明の光ディスク原盤にＮｉ電鋳膜を形
成した状態を説明する断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a state in which a Ni electroformed film is formed on the optical disk master of the present invention.
【図１８】この発明の光ディスク原盤からＮｉ電鋳膜を
剥離した状態を説明する断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a state where a Ni electroformed film is peeled off from the optical disk master according to the present invention.
【図１９】この発明において、スタンパから樹脂製光デ
ィスク基板を成形した状態を説明する断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a state in which a resin optical disc substrate is molded from a stamper in the present invention.
【図２０】この発明において、成形された光ディスク基
板の完成図である。FIG. 20 is a completed view of a molded optical disk substrate in the present invention.
【図２１】この発明において、光ディスク基板に記録媒
体を形成した状態を説明する断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a state where a recording medium is formed on an optical disk substrate in the present invention.
１ レーザ光源 ２ レーザ光（光ビーム） ３−１ ミラー ３−２ ミラー ３−３ 立ち下げミラー ４ 光変調器 ５ 対物レンズ ６ ポジ型フォトレジスト ７ ガラス基板 ８ スピンドルモーター ９ 潜像 １０ ポジ型フォトレジストパターン １１ 案内溝 １２ 感熱多層膜 １２ａ 金属膜 １２ｂ 非金属膜 １３ 透明膜 １４ 混合膜 １５ 電極膜 １６ Ｎｉ電鋳膜 １７ スタンパ １８ 樹脂製光ディスク基板 １９ 記録媒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Laser light (light beam) 3-1 Mirror 3-2 Mirror 3-3 Falling mirror 4 Optical modulator 5 Objective lens 6 Positive photoresist 7 Glass substrate 8 Spindle motor 9 Latent image 10 Positive photoresist Pattern 11 guide groove 12 heat-sensitive multilayer film 12a metal film 12b nonmetal film 13 transparent film 14 mixed film 15 electrode film 16 Ni electroformed film 17 stamper 18 resin optical disk substrate 19 recording medium
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広兼 順司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D121 BA05 BB08 BB14 BB33 BB34 CA03 GG04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Junji Hirokane 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 5D121 BA05 BB08 BB14 BB33 BB34 CA03 GG04
Claims (13)
記感熱多層膜の上方から光ビームを集光照射することに
より所定の温度以上に上昇させて前記感熱多層膜中に混
合膜を形成し、前記混合膜以外の感熱多層膜の部分を選
択的に除去し、前記混合膜を基板上に残存させるように
したことを特徴とする微細パターンの形成方法。1. A heat-sensitive multilayer film is formed on a surface of a substrate, and a light beam is condensed and irradiated from above the heat-sensitive multilayer film to raise the temperature to a predetermined temperature or higher to form a mixed film in the heat-sensitive multilayer film. A method of forming a fine pattern, comprising: forming, selectively removing a portion of the heat-sensitive multilayer film other than the mixed film, and leaving the mixed film on a substrate.
のスポット径よりも小さな領域に形成されることを特徴
とする請求項１の微細パターンの形成方法。2. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the mixed film is formed in a region smaller than a spot diameter of the light beam condensed and irradiated.
属膜と非金属膜とが交互に積層された多層膜構造を有
し、前記混合膜は、前記所定の温度以上に上昇された前
記金属膜と非金属膜とが合金化されて形成されたことを
特徴とする請求項１または２の微細パターンの形成方
法。3. The heat-sensitive multilayer film has a multilayer structure in which at least one layer of a metal film and a non-metal film are alternately laminated, and the mixed film is formed of the metal film having a temperature higher than the predetermined temperature. 3. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the film and the nonmetal film are formed by alloying.
形成する前に、前記感熱多層膜の上に透明膜を形成する
ことを特徴とする請求項１，２または３のいずれかに記
載した微細パターンの形成方法。4. The method according to claim 1, wherein a transparent film is formed on the heat-sensitive multilayer film after forming the heat-sensitive multilayer film and before forming the mixed film. The described method of forming a fine pattern.
された光ビームに対して反射防止構造となっていること
を特徴とする請求項４の微細パターンの形成方法。5. The method for forming a fine pattern according to claim 4, wherein the heat-sensitive multilayer film and the transparent film have an anti-reflection structure for a light beam condensed and irradiated.
り、前記金属膜がＡｌ，ＣｏまたはＰｄからなり、前記
非金属膜がＳｉまたはＳｉＯ2からなることを特徴とす
る請求項３，４または５のいずれかに記載の微細パター
ンの形成方法。6. The semiconductor device according to claim 3, wherein said substrate is made of Si or SiO 2 , said metal film is made of Al, Co or Pd, and said non-metal film is made of Si or SiO 2. The method for forming a fine pattern according to any one of the above.
とする請求項４，５または６のいずれに記載の微細パタ
ーンの形成方法。7. The method according to claim 4, wherein the transparent film is made of AlN.
択的に除去した後、残存した混合膜をマスクとして、混
合膜が形成されていない領域の基板をエッチングするこ
とを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載した微
細パターンの形成方法。8. The method according to claim 1, wherein a portion of the heat-sensitive multilayer film other than the mixed film is selectively removed, and the substrate in a region where the mixed film is not formed is etched using the remaining mixed film as a mask. Item 8. The method for forming a fine pattern according to any one of Items 1 to 7.
した混合膜を、スパッタエッチングにより選択的に除去
することを特徴とする請求項８の微細パターンの形成方
法。9. The method according to claim 8, wherein after the substrate is etched, the remaining mixed film is selectively removed by sputter etching.
パターンの形成方法を用いて製造された光ディスク原
盤。10. A master optical disc manufactured by using the method for forming a fine pattern according to claim 1.
いて製造された光ディスク用スタンパ。11. An optical disk stamper manufactured by using the optical disk master of claim 10.
パを電極としてその表面に電鋳膜を形成し、光ディスク
用スタンパから剥離することにより製造された光ディス
ク用ワークスタンパ。12. An optical disk work stamper manufactured by forming an electroformed film on a surface of the optical disk stamper according to claim 11 as an electrode and peeling the electroformed film from the optical disk stamper.
パまたは前記請求項１２の光ディスクワークスタンパを
用いて製造された光ディスク。13. An optical disk manufactured by using the optical disk stamper according to claim 11 or the optical disk work stamper according to claim 12.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2007502511A (en) * | 2003-05-21 | 2007-02-08 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | MULTILAYER STRUCTURE AND METHOD FOR DRAWING MICROSTRUCTURE ON THIS STRUCTURE |
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-
2001
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