JP4088787B2 - ディスク製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気超解像により記録密度を向上させた光磁気ディスク等のディスク製造方法に関する。

近年、ディスク型記録媒体に音声、画像、動画といった様々な情報を記録再生するようになり、これら情報のデータサイズが増え続けているため、光磁気ディスクに対しても高密度記録再生が要求されている。

そこで、光磁気ディスクの構成や再生方法を工夫して記録密度の向上を図ることがなされている。例えば、トラックピッチがスポット光の光学的な遮断周波数より高くても、卜ラッキングエラーを生成して記録再生を可能とする方法のーつとして、トラックピッチの２倍の周期でピットを半径方向に配置したサーボ領域をディスクの周回方向に周期的に設けてトラッキングエラー信号を検出するサンプルサーボ方式がある。この方式を用いると、記録トラックのピッチが光学的な遮断周波数より高くても、データを再生することできる。

また、記録情報を記録しておく領域の線密度方向の高密度化に有効な方法として光学スボッ卜の空間周波数に制限されない磁気超解像方式が知られている。特に近年、ＤＷＤＤ（Domain Wal1 Disp1ace Detection）がもっとも効果的な方式と考えられている。この方式の一つに、再生光の入射側に磁壁抗磁力の小さい磁壁移動層を設け、再生スポット内の温度勾配を利用して磁気移動層の磁壁を高温側に移動させることにより、スポット内の磁区を拡大再生する方法がある。この方法では、記録マークサイズが小さくなったとしても、磁区を拡大しながら信号を再生するため、再生光を有効に使うことができ、信号振幅を落とさず解像力を上げることができる。

図６はこの磁気超解像方式の再生動作を説明するための図で、図６（Ａ）は光磁気ディスクの記録トラック部分を示した断面図で、図６（Ｂ）は光磁気ディスクの記録トラック部分を示した平面図である。記録トラック８はメモリ層２と遮断層４と磁壁移動層６の３層構造を有している。メモリ層２に再生光の光ビーム１００のスポット１０２の径よりも小さな微小磁区２００によりデータが記録されている。

メモリ層２に記録されている微小磁区２００は、再生光が当たって温度が高くなっている磁壁移動層６の再生スポット１０２内に移動して２０２に示すように拡大する。この拡大した磁区を読み出すことにより微小磁区２００で記録された信号を再生することができる。したがって、再生スポット１０２内に磁区が素早く移動することが必要で、そこで磁区の高い移動度を得られるように、記録トラック８の両側を熱的にアニールして非磁性或いは常時磁性化することにより、磁壁が隣接トラックからの干渉を受けることなくスムーズに動けるようにしている。その後の報告で、このアニール処理を行わずとも基板のグルーブ形状により同等の効果が得られることが確認されている。

即ち、ランド・グルーブ記録において基板のグルーブ形状パラメータを最適にすることにより、記録膜を付着させるグルーブとランドの境界の部分で記録膜の不連続部分を生成させ、これによりランドとグルーブ間の磁気特性を切断することができるため、磁区の移動度を上げることができる。記録膜の連続性を切るためにはグルーブのスロープ角度を高めることが有効で、このような形状のグルーブを持った光磁気ディスク（広くは光ディスク）の製造方法について以下に説明する。

光ディスクの原盤を作成する工程をマスタリング工程といい、このマスタリング工程で最終的にスタンパーと呼ばれる金属の原盤が作成される。このスタンパーが後の成形工程で金型として用いられ、大量の光ディスクが成形により生産される。そこでこのスタンパーの製造方法を図７に示すが、グルーブのスロープを急峻にするため、微細な加工を実現できる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて製造する方法を概説する。

まず、研磨後十分洗浄された石英原盤１０の表面に、フォトレジスト１２を塗布する。次に、レーザー等を光源とする露光装置（カッティングマシーン）により、図７（Ａ）に示すように所定の領域に光ビーム１０４を当てて感光させる。その後、現像液で現像し、感光部分１４を除去する。このように処理された石英原盤１０を反応性イオンエッチング装置のチャンバー内に入れて真空排気した後、図７（Ｂ）に示すようにエッチングガス１０６を導入し反応性イオンエッチングを行い、フォトレジスト１２が除去された部分の石英原盤１０に破線に示したような凹部を形成する。

その後、ガラスマスター２０上の残留レジストを剥離して、図７（Ｃ）に示すような光ディスク原盤（ガラスマスタ−）２０を得ることができる。このガラスマスター２０の凹部がグルーブ（溝）１６で、凹部と凹部の間がランド１８となる。次にガラスマスター２０の表面にＮｉ導電膜を形成して導電化し、更にＮｉ電鋳を行い、ガラスマスター２０よりＮｉ電鋳層を剥離して、図７（Ｄ）に示すようなメッキスタンパ−（以降単にスタンパーと称する）２２を作成する（例えば特許文献１参照）。

ここで、トラックピッチを上げるサンプルサーボとＤＷＤＤを組み合わせることは高密度化へのひとつの効果的な組み合わせであり、従来の図８（Ａ）に示すサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置の光ディスクにおいて、上記のようなＲＩＥプロセスを用いてスタンパーを生成する。
特開２００１−１４７４２号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら、従来の図８（Ａ）に示すサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置の光ディスクでは、上記のようなＲＩＥプロセスを用いるとデータ領域３２のスロープ形状が急峻な条件おいて、サーボマーク３０２を有するサーボ領域３０に接するグルーブ１６端面では、エッチング対象の密度が減るためエッチングが集中し、図８（Ｃ）に示すようなサブトレンチと呼ばれる凹部３４が発生する。この凹部３４が発生する理由は、ＲＩＥプロセスにおけるエッチング粒子により、データ領域に比ベエッチング面が少ないサーボマーク３０２近辺で集中的にエッチングが進むということでもある。従って、エッチング面が多い図８（Ａ）に示すようなデータ領域３２では、図８（Ｂ）に示すようにサブトレンチの発生がない正常なグルーブ１６が形成されている。

このサブトレンチを有するガラスマスター２０からスタンパー２２を剥離する際に、サブトレンチ３４により形成されるスタンパー２２の突起２４（図７（Ｄ）参照）が擦れて剥がれることが起きやすい。この剥がれが部分的に起きたり、スタンパー２２上に残ることによりサーボマーク３０２の信号に不均一性を与え、サーボの精度を低下させる要因となる。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、サブトレンチの発生のない光ディスクスを製造することができるディスク製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、石英原盤に塗布されたフォトレジストの所定の領域を露光ビームで照射して感光させる工程を含むディスク製造方法であって、前記感光後のフォトレジストを現像して除去した後に当該石英原盤をエッチングする際のエッチング対象密度が大きい領域では前記露光ビームの立ち上がり及び立ち下がり時間を短くし、エッチング対象密度が小さい領域では前記露光ビームの立ち上がり及び立ち下がり時間を長くすることを特徴とする。

このように本発明のディスク製造方法では、前記フォトレジストを感光させる領域が、レジスト感光部分除去後のエッチング対象が少ない領域であった場合、前記露光ビーム照射時の立ち上がり及び立ち下がり時間をエッチング対象が多い領域を照射する場合に比べて長くしてレジストの感光部分と未感光部分の境界に傾斜を付け、レジスト感光部分除去により形成されるレジスト端面が石英原盤の露出方向に傾斜するようにし、その後実施される石英原盤の露出部分のエッチング工程におけるエッチングの集中によるサブトレンチの発生を防止することができる。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、露光ビームにより石英原盤に塗布されたフォトレジストを感光させる領域が、レジスト感光部分除去後のエッチング対象が少ない領域であった場合、前記露光ビーム照射時の立ち上がり及び立ち下がり時間をエッチング対象が多い領域を照射する場合に比べて長くしてレジスト感光部分除去により形成されるレジスト端面が石英原盤の露出方向に傾斜するようにし、その後実施される石英原盤の露出部分のＲＩＥエッチング工程におけるエッチングの集中によるサブトレンチの発生を防止したガラスマスターを作成することによって、このガラスマスターから生成されるスタンパーからサブトレンチにより形成される突起部を無くすことができるので、このスタンパーより複製される光ディスクス基板からサブトレンチを無くすことができる。それ故、光ディスクス基板のサーボマークの形状を一定とすることができ、それ故、サーボ信号が均一になって安定なサーボ精度を得ることができる。また、ＲＩＥエッチングにより光ディスクス基板に形成されるグルーブのスロープを急峻にすることができ、このような光ディスクス基板上に記録膜を成膜した場合、グルーブとランドの境界の部分で記録膜の不連続部分を生成させることができ、これによりランドとグルーブ間の磁気特性を切断して、磁区の移動度を上げることができる。

本発明は、サブトレンチの発生のない光ディスクスを製造する目的を、レーザービームにより石英原盤に塗布されたフォトレジストを感光させる領域が、レジスト感光部分除去後のエッチング対象が少ない領域であった場合、前記レーザービーム照射時の立ち上がり及び立ち下がり時間をエッチング対象が多い領域を照射する場合に比べて長くしてレジストの感光部分と未感光部分の境界に傾斜を付けることによりレジスト感光部分除去により形成されるレジスト端部が石英原盤の露出方向に傾斜するような形状とし、その後実施される石英原盤の露出部分のエッチング工程におけるエッチングの集中によるサブトレンチの発生を防止したガラスマスターを作成することによって実現する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るディスク製造方法に係るカッティングマシン（露光装置）の構成を示したブロック図である。カッティングマシーン６０は、ガスレーザー６２、音響光学モジュレータ（ＡＯＭ）６４、光学系６６、レーザー集光部６８、フォトレジストを塗布した石英原盤を載置するターンテーブル７０、ターンテーブル７０を回転させるスピンドルモータ７２及びＡＯＭ６４を制御する信号発生器７４を有している。

次に本実施の形態の動作について説明する。フォトレジストを塗布した石英原盤（図示せず）を、スピンドルモータ７２によって所定速度で回転されるターンテーブル７０上に載置し、この石英原盤にガスレーザー６２から発せられたレーザービームを照射して感光させる。レーザービームは、ＡＯＭ６４、光学系６６を経て、レーザー集光部６８により石英原盤上に集光される。ＡＯＭ６４は、信号発生器７４より供給される情報信号に応じて、石英原盤上に照射されるレーザービームの光出力及び光路を変調する。その時、レーザー集光部６８は、石英原盤の径方向に一定速度で移動される。

カッティングマシーン６０の信号発生器７４は、石英原盤に照射されるレーザービームの光出力の変調（オン、オフ）の制御及び該レーザービームの光路の変調のみならず、スピンドルモータ７２の回転速度及びレーザー集光部６８の送り速度等の制御も行う。

ここで、カッティングマシーン６０によりフォトレジストを塗布した石英原盤をカッティングして図２に示すようなサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置の光ディスクを作成する場合について説明する。エッチング面が多いデータ領域３２を形成すべくフォトレジストを感光させる際のレーザービームの強度は、図３（Ａ）に示すように、矩形状に変化し、その立ち上がり及び立ち下がりはほぼ９０度になっている。これにより、石英原盤のフォトレジストを感光させて、感光部をＲＩＥプロセスでエッチングすると、図４（Ａ）に示すようにフォトレジスト８２の残留部の端部は切り立ち、シャープな切り口になっている。

一方、エッチング面が少ないサーボ領域３０を形成すべくフォトレジストを感光させる際のレーザービームの強度は、信号発生器７４とＡＯＭ６４によって図３（Ｂ）に示すように、その立ち上がり及び立ち下がりを長くして傾斜させ、所謂、鈍った状態にする。これにより、石英原盤のフォトレジストを感光させて、感光部を現像液で現像して除去すると、図４（Ｂ）に示すように、石英原盤８０上のフォトレジスト８２の残留部の端部は切り立ってなく傾斜した形状になり、フォトレジスト８２が除去されて開いた凹部は下に行くほど開口面積が小さくなる形状となる。

上記のような図４（Ａ）、（Ｂ）に示した石英原盤８０をＲＩＥプロセスによりエッチングすると、図２のデータ領域３２ではエッチング面が多いため、図５に示すようにサブトレンチが発生しない急峻なスロープを持ったグルーブ８４が形成される。また、図２のサーボ領域３０では、グルーブ端面にＲＩＥプロセスのエッチングが集中しても、図４ （Ｂ）に示すようにフォトレジスト８２の残留部の端部は傾斜した状態にあるため、この形状を映すように石英原盤８０がエッチングされ、図５に示すようにサブトレンチの生成のない且つ、急峻なスロープを持ったグルーブ８４を生成することができる。

本実施の形態によれば、エッチング面が少ないサーボ領域３０を形成すべくフォトレジストを感光させる際のレーザービーム１０４の強度は、信号発生器７４とＡＯＭ６４によって図３（Ｂ）に示すように、その立ち上がり及び立ち下がり時間を長くして傾斜させ、所謂、鈍った状態にしてフォトレジスト８２が塗布された石英原盤８０を感光させるため、感光部を現像液で現像して除去すると、図４（Ｂ）に示すようにフォトレジスト８２の残留部の端部は切り立ってなく傾斜した形状になり、その後、ＲＩＥプロセスでエッチングしても、前記形状によりサブトレンチの生成を防止した且つ急峻なスロープを持ったグルーブ８４を生成することができる。

このため、上記エッチングにより作成されるガラスマスターからスタンパーを生成し、このスタンパーを用いて光ディスク基板を成形すると、その光ディスク基板のグルーブは急峻なスロープを持っているため、記録膜を成膜した際にスロープとグルーブの境界の部分で記録膜の不連続部分ができ、ランド・グルーブ間の磁気特性を切断することができる。これにより、ＤＷＤＤ方式における磁区の移動度を上げることができる。その上、光ディスク基板の全ての領域において、グルーブにはサブトレンチが生成されないため、サブトレンチの生成、不生成或いは変形によるグルーブ形状の不均一が起きないので、サーボマーク信号を均一とすることができ、安定したサーボ精度を得ることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記実施の形態では、サンプルサーボフォーマットで且つＤＷＤＤ方式により記録密度を向上させたディスクの製造方法について説明したが、ＲＩＥによるエッチング対象が石英原盤の領域によって異なり、サブトレンチが発生する恐れのある場合は各種の光ディスクの製造に本発明を適用して同様の効果を得ることができる。また、フォトレジストを感光させる露光ビームはレーザー光に限ることはなく、感光可能なものであればどのような露光ビームにでも本発明を適用して同様の効果がある。

本発明の一実施の形態に係るディスク製造方法に係るカッティングマシーン（露光装置）の構成を示したブロック図である。 本実施形態のディスク製造方法で製造するサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置の光ディスクの構成を示した部分平面図である。 図１に示したレーザー集光部６８から出射されるレーザービームの強度変化を示した波形図である。 図１に示したカッティングマシーンで露光した後のレジスト感光部を除去した後の石英原盤８０を示した断面図である。 本実施形態のディスク製造方法で製造されたガラスマスターを示した断面図である。 従来の磁気超解像方式で再生する光磁気ディスクの記録トラック部を示した断面図である。 従来のＲＩＥプロセスによりスタンパーを製造する方法を説明する図である。 従来のディスク製造方法によりサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置の光ディスクを製造した場合のガラスマスターの状態を示した図である。

符号の説明

３０……サーボ領域、３２……データ領域、６０……カッティングマシーン、６２……ガスレーザー、６４……ＡＯＭ、６６……光学系、６８……レーザー集光部、７０……ターンテーブル、７２……スピンドルモータ、７４……信号発生器、８０……石英原盤、８２……フォトレジスト、８４……グルーブ、３０２……サーボマーク。

Claims (5)

1. 石英原盤に塗布されたフォトレジストの所定の領域を露光ビームで照射して感光させる工程を含むディスク製造方法であって、
   前記感光後のフォトレジストを現像して除去した後に当該石英原盤をエッチングする際のエッチング対象密度が大きい領域では前記露光ビームの立ち上がり及び立ち下がり時間を短くし、エッチング対象密度が小さい領域では前記露光ビームの立ち上がり及び立ち下がり時間を長くする、
   ことを特徴とするディスク製造方法。
2. 前記エッチングは反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項１記載のディスク製造方法。
3. 前記フォトレジストを感光させて生成するパターンはサンプルサーボフォーマットのマーク・グル一ブ配置のディスクを作成するためのパターンであることを特徴とする請求項１記載のディスク製造方法。
4. 前記感光後のフォトレジストを現像して除去する工程と、
   前記現像後の石英原盤をエッチングする工程と、
   前記エッチング後の石英原盤からスタンパーを生成する工程と、
   前記スタンパーからディスク基板を複製する工程と、
   前記複製されたディスク基板に記録膜を成膜する工程と、
   を具備することを特徴とする請求項１記載のディスク製造方法。
5. 前記露光ビームはレーザービームであることを特徴とする請求項１記載のディスク製造方法。

Images