TWI415123B - 顯影方法及顯影裝置 - Google Patents

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Description

顯影方法及顯影裝置
本發明係關於用於生產一母版光碟的一種顯影方法及一種顯影裝置。
關於用於資料儲存媒體的光碟，已根據其用途提出多種格式(包含CD及DVD)。在該等格式之各者中使用的一光碟基板通常係由將一聚合材料射出成型而製得。在該基板之表面上，形成包含訊坑(pit)及凹軌(groove)的一凹凸圖案。
形成於一光碟基板上且包含訊坑及凹軌的一凹凸圖案表示資料信號。藉由精密製作該凹凸圖案，可增加一光資料儲存媒體的容量。
藉由將形成於一母版光碟基板上且包含訊坑及凹軌的一凹凸圖案轉移至一光碟基板上，可在該光碟基板上形成一包含訊坑及凹軌的一凹凸圖案。在其上具有一凹凸圖案的母版光碟可藉由在一基板上形成一光阻層且接著由微影法微製造該光阻層而獲得。
在最近幾年，藍光光碟格式(註冊商標，下文中稱為「BD」)的高密度光碟已變得普遍，該高密度光碟就單側單層光碟而言具有約25G位元組儲存容量，或就單側雙層光碟而言具有約50G位元組儲存容量。為對具有12cm直徑的一單側光碟提供約25G位元組的資料儲存容量，必需將最小訊坑長度減少至約0.17μm並將訊軌節距減少至約0.32μm。為在用於高密度光碟(諸如一BD)的一母版光碟上形成一精細凹凸圖案，已提出一種使用無機光阻而非有機光阻的方法(日本未審查專利申請公開案第2003-315988號)。
當將由過渡金屬之不完全氧化物形成的無機光阻材料作為一光阻層使用時，即使在波長約405nm的可見雷射光的情況下執行曝光，歸因於熱記錄的性質，可曝光比點直徑更小的一圖案。因此，使用無機光阻的方法作為有用於母版製作(mastering)適以高密度記錄的母版光碟之技術已受到人們的注意。
現行使用有機光阻的微影的顯影時間僅約一分鐘。對照來看，由於偏低的反應速度，使用無機光阻的微影顯影時間則係在十分鐘至三十分鐘的範圍內。由此，出現了一問題，因為凹凸圖案之訊坑開孔之大小歸因於顯影時間之不同而變化。
為解決此問題，日本未審查專利申請公開案第2006-344310號描述一種涉及使用無機光阻微影的顯影方法。該顯影方法係適用於相對較長時間的顯影並容許顯影之精確控制。
描述於日本未審查專利申請公開案第2006-344310號的顯影方法包含一種顯影時間係經預定的固定時間顯影方法，及一種根據顯影進度而額外執行的額外顯影方法。重複執行顯影，直至顯影進行至一預定的程度。
使用該顯影方法，在一第一顯影步驟中使具有一光阻層形成於其上的一基板(下文稱為「光阻基板"resist substrate"」)顯影一段預定的時期。隨後，在監控顯影程度的一監控步驟中，量測在該光阻基板之一預定監控位置處的顯影程度。在該監控步驟中，雷射光以一預定入射角入射於該光阻基板之監控位置上。使用一光感測器量測由在該光阻基板上之一凹凸圖案產生的零階光及一階光之強度。舉例而言，可使用一光偵測器作為該光感測器。在監控步驟中，由於一階光強度根據由顯影而形成的訊坑開孔之大小而變化，可由一階光對零階光之光量比而偵測顯影進度。
額外顯影是否必需係由在監控步驟中獲得的光量比量測結果而決定。若需要，在一第二顯影步驟中執行額外顯影。
但是，在執行包含固定時間顯影及額外顯影的方法(若必需執行的話)，諸如日本未審查專利申請公開案第2006-344310號的方法的情況下，穩定並精確地執行顯影係困難的，因為需最優化大量因素，諸如無機光阻之靈敏度、切削力、顯影液之變質及包含溫度及濕度的環境因素。
日本未審查專利申請公開案第2006-344310號之監控步驟係在一清洗步驟及一旋轉乾燥步驟中移除光阻基板上之顯影液後執行。即，該監控係在已自該光阻基板之表面上移除該顯影液後執行。因此，可能無法偵測到顯影進度，且無法執行用於生產高密度母版光碟(諸如BD)的顯影之精確控制。
日本未審查專利申請公開案第2006-344310號之監控步驟的監控位置係以離光阻基板之中心處一預定距離佈置在該光阻基板之一記錄信號區域中，或佈置在該記錄信號區域外預先形成之一專屬監控信號部分中。為執行監控，需使用氮氣噴流來移除該監控信號部分上之顯影液，且需單獨執行切削該監控信號部分(其頗為耗時)之一切削步驟，從而可能降低生產力。此外，由於監控信號部分處的顯影進度不同於信號區域處的顯影進度，因此無法執行精確的顯影。進一步言之，因為氮氣噴流可能散佈霧氣而雷射光源、光偵測器及類似物可能被污染，必須防止氮氣噴流影響該信號區域的顯影。
需要為一母版光碟提供一種能夠精確顯影的顯影方法及顯影裝置。
依照本發明之一實施例，提供一種顯影方法，該顯影方法包括以下步驟：在一可旋轉之轉盤上安置一光阻基板，該光阻基板包含一基板、形成於該基板上之一無機光阻層，及藉由對該無機光阻層曝光而形成之一潛影；在旋轉該轉盤的同時，將顯影液卸注於該無機光阻層之一上表面上之一顯影液塗敷位置，該顯影液塗敷位置遠離該光阻基板之中心；以雷射光照射該無機光阻層之該上表面上之一監控位置，該監控位置不同於該顯影液塗敷位置；及在連續卸注該顯影液的同時，偵測由該無機光阻層之該上表面反射之零階光及一階光的雷射光量，並監控該一階光與該零階光的光量比，直至該光量比達到一預定值。
在此實施例之顯影方法中，顯影液塗敷位置係遠離該光阻基板之中心。由此，當將該顯影液塗敷至該光阻基板之表面時，在該監控位置(其不同於該顯影液塗敷位置)處之顯影液的液體表面之攪動係較少的。因此，可穩定地偵測在該監控位置處被反射的雷射光之零階光及一階光的量，藉此改良偵測精確度。
依照本發明之一實施例，提供一種顯影裝置，該顯影裝置包含：一轉盤，該轉盤用於旋轉放置於其上的一光阻基板，該光阻基板包含一基板、在該基板上形成的一無機光阻層及藉由使該無機光阻層曝光而形成的一潛影；一噴嘴，該噴嘴用於將顯影液卸注於放置於該轉盤上之該光阻基板的一顯影液塗敷位置處，該顯影液塗敷位置遠離該光阻基板之中心；一雷射光源，該雷射光源用雷射光照射在該光阻基板之該無機光阻層之一上表面上的一監控位置，該監控位置與該顯影液塗敷位置不同；一第一感測器，該第一感測器用於偵測由該無機光阻層之該上表面反射的該雷射光之零階光之量；及一第二感測器，該第二感測器用於偵測由該無機光阻層之該上表面反射的該雷射光之一階光之量。
此實施例之顯影裝置包含噴嘴係以使得將該顯影液塗敷至遠離該光阻基板中心的該光阻基板之一位置處的方式而用於卸注該顯影液。由此，該顯影液係卸注於遠離該光阻基板之中心的該顯影液塗敷位置處，且該顯影液從該顯影液塗敷位置處擴散以便塗敷至該光阻基板之整個表面。由此，在不同於該顯影液塗敷位置的監控位置處，該顯影液之流速係穩定的且該顯影液之液體表面之攪動係較少的。因此，可穩定地偵測在該監控位置處被反射的該雷射光之零階光及一階光的量，藉此可改良偵測精確度。
在具有本發明之一實施例的情況下，可在顯影一光阻基板的同時監控穩定的偵測資料，藉此改良顯影的控制精確度。由此，可形成一精細凹凸圖案。
在下文中，本發明之實施例係參考附圖而描述。
參考圖1A至圖4，其描述一種生產母版光碟及光碟的方法之實例，以便於理解關於本發明之顯影方法的技術。
如圖1A所示，製備具有扁平表面的一基板1。該基板1由玻璃、矽、塑膠(聚碳酸酯)或類似物形成。在諸實施例中，基板1係由矽形成。與使用一玻璃基板或一塑膠基板的情形相比，可藉由使用一矽基板而簡化包含一清洗步驟的前道步驟，可使得生產步驟的數量減少。
如圖1B所示，藉由氣相沉積(諸如濺鍍)而於該基板1上形成一非晶矽的中間層2。隨後，如圖1C所示，於該中間層2上形成一無機光阻層3。該無機光阻層3之厚度對應於在一母版光碟上之訊坑及凹軌之深度。該無機光阻層3形成的深度對應於訊坑及凹軌所要的厚度。
該中間層2經形成以便在該基板1上提供具低熱傳導率的一層，藉此最優化熱儲存效果。
藉由DC濺鍍或RF濺鍍而將在如圖1C所示之步驟中形成的無機光阻層3均勻地形成在中間層2上。該無機光阻層3係由無機光阻材料形成。該無機光阻層3之該無機光阻材料之實例包含Ti、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Cu、Ni、Co、Mo、Ta、W、Zr、Ru及Ag。較佳係使用Mo、W、Cr、Fe或Nb。在諸實施例中，使用Mo及W作為無機光阻材料。濺鍍係藉由使用氬(Ar)及氧(O2 )作為濺鍍氣體而執行。由此，形成由W及Mo之不完全氧化物構成的無機光阻層3。
接著，以使無機光阻層3在上側上的方式而將在其上形成無機光阻層3的基板1(下文中稱為「光阻基板8」)安置在如圖4所示的一曝光裝置之一轉盤上。圖4係在此實施例中使用的一曝光裝置之實例的方塊示意圖。該曝光裝置包含一光束產生器22，該光束產生器22產生用於曝光無機光阻層3的雷射光；一準直器透鏡23，該準直器透鏡23使雷射光從該光束產生器22處平行發射；一分束器24；及一物鏡25。使從該光束產生器22處發射的雷射光(其行經各透鏡)聚焦在該光阻基板8之無機光阻層3上，使得雷射光照射該無機光阻層3。該曝光裝置經結構設計以使該光阻基板8處的反射光行經該分束器24及一聚光器26並使該反射光聚焦在一分開的光偵測器27上。該分開的光偵測器27偵測來自該光阻基板8的反射光，基於偵測結果產生一聚焦誤差信號28，並將該聚焦誤差信號28饋送給一聚焦致動器29。該聚焦致動器29在高度方向上控制物鏡25之位置。
一轉盤21包含一饋送機構，且該光阻基板8之顯影位置可經精確改變。
該曝光裝置執行曝光或聚焦，而一雷射驅動電路33則以一資料信號30、一反射光量信號31及一循軌誤差信號32為基礎控制光束產生器22。一轉軸馬達控制器34佈置於該轉盤21之中心軸線處。該轉軸馬達控制器34藉由以在徑向方向上之一光系統之位置及所要的線速度為基準設定一最佳旋轉量而控制一轉軸馬達。
在諸實施例中，由光束產生器22發射的雷射光之波長係依待曝光的所要線寬而決定。舉例而言，當製作一BD母版光碟時以短波長發射雷射光係較佳的。具體而言，光束產生器較佳包含發射405nm波長之光的一藍半導體雷射器。
該光束產生器22係依一錄製信號而開啟及關閉。術語光束產生器22「關閉」意為使雷射光之強度大體上低至不會在該無機光阻層3上熱錄製一訊坑的程度。
如圖2D所示，在該曝光步驟中，無機光阻層3之所要位置經用雷射光L照射，使得曝光部分3a及未曝光部分3b經由熱化學反應而形成，並形成用於在一母版光碟上形成訊坑及凹軌的一潛影。
在該曝光步驟之後，已在其上形成對應於一所要凹凸圖案之一潛影的光阻基板8經由使用鹼性顯影液的一濕式處理而顯影。在該顯影步驟中，使用下述諸實施例的一顯影方法。在該顯影步驟中，使用下述的一顯影裝置，將光阻基板8安置在一可旋轉的轉盤上，當旋轉該光阻基板8的同時，將顯影液塗敷至無機光阻層3之一所要位置處，然後蝕刻該無機光阻層3之曝光部分3a。
作為鹼性顯影液，可使用諸如四甲基氫氧化銨溶液的有機鹼性顯影液；或無機鹼性顯影液，諸如氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)或基於磷酸的化合物。
在顯影步驟之後，使用純水充分清洗光阻基板8。在清洗之後，迅速旋轉該光阻基板8以使其乾燥。
在執行上述步驟的情況下，一光碟9之製作係經完成。
如圖2F所示，藉由電鑄而將一金屬膜4沉積於在母版光碟9之上表面上的凹凸圖案上。若需要，在執行電鑄之前，對該母版光碟9之無機光阻層3之該上表面應用一脫模處理(mold release treatment)以便改良脫模性。
在諸實施例中，將一金屬鎳膜沉積於在該母版光碟9之上表面上的一凹凸圖案上。在電鑄之後，從該母版光碟9處剝離所沉積之該金屬膜4。如圖3G所示，獲得將該母版光碟9之凹凸圖案轉移至其處的一模製壓模4a。在獲得該模製壓模4a之後，用水清洗、乾燥並儲存該母版光碟。若需要，可重複複製所要量的模製壓模4a。
藉由將從該母版光碟9處脫離的模製壓模作為一母版，可執行一電鑄步驟及一脫離步驟以便製作具有與該母版光碟同樣凹凸圖案的母版。此外，藉由將該母版使用為一新母版，可執行一電鑄步驟及一剝離步驟以便製作具有與該模製壓模4a一樣的凹凸圖案的一壓模。
如圖3H所示，使用該模製壓模4a，由聚碳酸酯(其為一熱塑性樹脂)形成的一光碟基板5經由射出成型而形成。由此，形成於該模製壓模4a上之凹凸圖案被轉移至該光碟基板5。如圖3I所示，將該模製壓模4a從該光碟基板5處剝離。如圖3J所示，在該光碟基板5上之該凹凸圖案上形成由鋁合金形成的一反射膜6。如圖3K所示，形成一保護膜7以便覆蓋該反射膜6。因此，完成製作具12cm直徑的一光碟。
藉由在生產一母版光碟及一光碟的上述顯影步驟中使用下述的一種顯影裝置及一種顯影方法，當監控一光阻基板時，可精確執行顯影。
第一實施例
圖5A係在本發明之第一實施例之顯影步驟(示於圖2D及圖2E中)中使用的一種顯影裝置的側視示意圖。圖5B係該顯影裝置的平面示意圖。在此第一實施例中，待顯影的光阻基板8具有由用於BD之0.32μm訊軌節距的曝光部分3a構成的一潛影。
如圖5A及圖5B所示，該第一實施例的一種顯影裝置15包含一可旋轉的轉盤10及一噴嘴12，該噴嘴12用於供應顯影液13。該顯影裝置15進一步包含一雷射光源11，該雷射光源11用於發射用以監控的雷射光L；一第一感測器R0 ，該第一感測器R0 用於偵測經反射雷射光L之零階光L0 之量；及一第二感測器R1 ，該第二感測器R1 用以偵測經反射雷射光之一階光(繞射光)L1 之量。
以使轉盤10可上下移動的方式將該轉盤10附接至一旋轉軸10a。該轉盤10由該旋轉軸10a旋轉。以使無機光阻層3在上側上的方式而使用一真空夾盤將該光阻基板8安置於該轉盤10上。如上所述，形成於基板1上的無機光阻層3已經過曝光，且於其上形成包含訊坑及凹軌的一凹凸圖案的一潛影。在該第一實施例中，旋轉轉盤10以使放置於其上的光阻基板8以在100rpm至1000rpm之範圍內的旋轉量旋轉。在圖5所示之實例中，該轉盤10係順時針旋轉。
噴嘴12將顯影液13供應至放置於該轉盤10上之無機光阻層3之表面上。該噴嘴12係佈置在遠離該光阻基板8之中心的一顯影液塗敷位置P1上方。即，該噴嘴12將顯影液13卸注至在該無機光阻層3之表面上的該顯影液塗敷位置P1處，其遠離該光阻基板8之中心，接著用顯影液供應至該光阻基板8之整個表面。在該第一實施例中，該噴嘴12以在300ml/min至1000ml/min的流速範圍內供應顯影液13。
介於顯影液塗敷位置P1與光阻基板8之中心之間的距離a在約20mm至40mm的範圍內係較佳的。若介於顯影液塗敷位置P1與光阻基板8之中心之間的距離小於20mm，則在一監控位置P2(下文所述)處的顯影液13流速將不穩定，藉此不能精確地執行在該監控位置P2處的監控。若介於顯影液塗敷位置P1與光阻基板8之中心之間的距離大於40mm，則在該光阻基板8中心處的顯影將變得不均勻。在第一實施例中，介於顯影液塗敷位置P1與光阻基板8之中心之間的距離a約為30mm。
雷射光源11以預定波長朝放置在轉盤10上之該光阻基板8的無機光阻層之上表面上的監控位置P2處發射雷射光L。該雷射光源11係以使該光阻基板8的無機光阻層之該上表面可經雷射光L以相對於該上表面之法線的入射角θ照射且呈該光阻基板8中之一徑向方向的方式佈置。
監控位置P2係不同於上述顯影液塗敷位置P1，且為在離該光阻基板8之中心的一距離b處。該監控位置P2位於該光阻基板8的一信號區域之中部(在其中形成一凹凸圖案)係較佳的。在第一實施例中，介於該監控位置P2與該光阻基板8間之距離b約為40mm。
該監控位置P2係使得該光阻基板8以自該監控位置P2朝該顯影液塗敷位置P1的方向旋轉的方式安置在一位置處。即，在該第一實施例中，轉盤10以自在該光阻基板8上之監控位置P2朝顯影液塗敷位置P1的方向旋轉。
該顯影液塗敷位置P1相對於光阻基板8之中心自該監控位置P2處偏離60°至120°範圍內的角度係較佳的。若此角度小於60°，則塗敷的顯影液將攪動在該監控位置處的顯影液之液體表面。若該角度大於120°，則該顯影液之流速變得不穩定，藉此不能精確地執行在監控位置P2處的監控。
在第一實施例中，相對於光阻基板8之中心，顯影液塗敷位置P1係從監控位置P2處往轉盤10之旋轉方向偏離約90°的角度。
第一感測器R0 量測當用雷射光L照射該光阻基板8之無機光阻層之上表面上的監控位置P2時由該監控位置P2反射所產生的零階光L0 之量。
第二感測器R1 量測當用雷射光L照射該光阻基板8之無機光阻層之上表面上的監控位置P2時由該監控位置P2反射所產生的一階光(繞射光)L1 之量。
佈置第一感測器R0 及第二感測器R1 的位置依用由雷射光源11發射之雷射光L照射監控位置P2的入射角θ而決定。
表1顯示由雷射光源11發射的雷射光L之波長λ、入射於無機光阻層3表面上的雷射光L之入射角θ、由無機光阻層上表面反射的雷射光L之零階光L0 的反射角θ0 及一階光L1 之繞射角θ1 間之關係的模擬結果。
表1所示之模擬結果係用於生產一BD母版光碟的光阻基板8之一實例。該光阻基板8包含在其上形成具0.32μm訊坑長度的凹凸圖案的一無機光阻層3。
如表1所示，當使用680nm紅外線作為雷射光L時，因為BD之凹凸圖案已以一微小訊坑長度形成在該光阻基板8上，即使變化入射角θ也無法偵測一階光L1 。
當用405nm波長的藍雷射光且以20°至60°範圍內的入射角照射該無機光阻層之上表面時，可偵測一階光L1 。即，對於在其上形成BD之具0.32μm訊軌節距的一精細凹凸圖案的光阻基板8，可使用405nm波長的雷射光偵測一階光L1 。雖然將405nm波長的雷射光L用於如表1所示的模擬，然而只要波長在400nm至410nm範圍內，皆可偵測一階光L1 。
如表1所示，一階光L1之繞射角θ1 取決於雷射光L之入射角θ。由於零階光L0 係該雷射光L之反射光，零階光L0 之繞射角θ0 之絕對值約等於雷射光L1 之入射角θ。
在第一實施例中，以如表1所示的模擬結果為基準，使用發射400nm至410nm波長範圍內雷射光L的雷射光源11。第一感測器R0 及第二感測器R1 係分別佈置在可偵測對應於入射角θ的雷射光L之零階光L0 及一階光L1 的位置處。
如表1所示的模擬結果係當光阻基板為乾燥時之情形的模擬結果。但是在實務中，當將顯影液13塗敷至該光阻基板8時，該光阻基板8經用雷射光L照射。因此，歸因於該顯影液13，必需用一相位差調整該一階光L1 之繞射角θ1 之實際資料。
歸因於顯影裝置15之約束性，雷射光之入射角θ及反射角θ0 等於或小於60°係較佳的，或更佳地，等於或小於50°。雷射光源及感測器的佈置方式較佳係使得當用於偵測零階光L0 之量的第一感測器R0 與用於偵測一階光L1 之量的第二感測器R1 在最近的位置時，零階光L0 之反射角θ0 及一階光L1 之繞射角θ1 之間的差等於或大於20°。
在第一實施例中，雷射光源11係佈置在光阻基板8上方，使得由該雷射光源11發射的雷射光以46±2°的入射角θ照射在該光阻基板8之監控位置P2處。在此情形中，由於雷射光L由該光阻基板8之無機光阻層3以46±2°的反射角反射，用於偵測零階光L0 的第一感測器R0 係佈置成一直線以使在監控位置P2處的反射角θ0 為46±2°。
用於偵測由光阻基板8之無機光阻層3之表面繞射的一階光L1 之量的第二感測器R1 係佈置成一直線以使在監控位置P2處的繞射角θ1 為33±2°。該一階光之此繞射角θ1 與46±2°入射角θ0 的雷射光L相對應且歸因於顯影液13而調整了相位差。
在該顯影裝置15中，將光阻基板8安置在可旋轉的轉盤10上並旋轉該轉盤10。在該光阻基板8上，經由曝光而形成與所要凹凸圖案相對應的一潛影。同時，朝在該光阻基板8之無機光阻層3之表面上的顯影液塗敷位置P1處卸注顯影液13。當卸注顯影液13時，用雷射光L照射與該光阻基板8之顯影液塗敷位置P1不同的監控位置P2。在該監控位置P2處反射的零階光L0 之量I0 及一階光L1 之量I1 分別由第一感測器R0 及第二感測器R1 偵測。光量I0 及光量I1 分別表示零階光L0 及一階光L1 之強度。
圖6顯示在第一實施例之顯影裝置15中偵測的一階光L1 對零階光L0 的光量比I1 /I0 之變化量。在圖6中，水平軸表示顯影時間且垂直軸表示光量比I1 /I0 。
在第一實施例中，無機光阻層3由正型光阻劑形成，使得曝光部分3a(其係在其上經由曝光而形成潛影的部分)經由顯影而溶解。由此，隨著進行顯影，該潛影受到蝕刻且該等曝露部分3a經挖陷以形成所要的凹凸圖案，以使一階光(其係繞射光)強化。由此，一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 增加。在第一實施例中，持續顯影同時監控光量比I1 /I0 。當光量比I1 /I0 達到目標值時結束顯影。
在第一實施例中，光阻基板8之顯影液塗敷位置P1係遠離該光阻基板8之中心，且該光阻基板8之監控位置P2係不同於該顯影液塗敷位置P1。由此，在該監控位置P2處之該顯影液13之流速穩定下來，使得液體層之攪動可被抑制。因此，可減少由液體層之攪動而引起的一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 之波動。
對比實例
圖7A係一對比實例之一顯影裝置16的側視示意圖，圖7B則係該顯影裝置之平面示意圖。在圖7A及圖7B中，與圖5A及圖5B之元件相對應的元件由相同數字指示並省略多餘的敘述。
圖8顯示在該對比實例之該顯影裝置16中偵測的一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 之變化量。在圖8中，水平軸表示顯影時間且垂直軸表示一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 。
如圖7A及圖7B所示，在該對比實例之顯影裝置16中，用於供應顯影液13的噴嘴12係佈置在光阻基板8之中心的正上方，使得顯影液塗敷位置P1在該光阻基板8之中心處。該對比實例除了噴嘴12之位置及顯影液塗敷位置P1之外與第一實施例相同。
如圖8所示，在該對比實例之顯影裝置16中，相對於顯影時間的一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 之變化量係不穩定的，其意味著監控精確度偏低。此係因為當將顯影液13塗敷至該光阻基板8之中心處時，在該監控位置P2處的該顯影液13之液體表面被攪動，藉此經由該液體表面之攪動而影響光量比I1 /I0 之偵測。
對照來看，在第一實施例之顯影裝置15中，顯影液塗敷位置P1係遠離該光阻基板之中心，藉此減少在監控位置P2處的液體表面之攪動。由此，如圖6所示，在該第一實施例中偵測的一階光L1 對零階光L0 之光量比I1 /I0 相對於顯影時間係穩定的，使得可精確地執行監控。因此，在該第一實施例中，當設定一目標值光量比I1 /I0 時，可精確監控顯影的進度，藉此可大體上使在曝光部分3a中由顯影而蝕刻的訊坑開孔之大小精確地均勻化。相應地，可獲得具有精確形成之凹凸圖案的母版光碟9。
舉例而言，在現有的顯影方法中顯影時間係固定的。由此，可能無法偵測歸因於環境變化的顯影進度之差異。但是，在第一實施例中，可藉由監控光量比I1 /I0 之穩定改變而控制顯影進度之差異，藉此可精確地控制顯影。
在第一實施例中，顯影液塗敷位置P1係遠離光阻基板8之中心，藉此在塗敷顯影液13的同時可偵測光量比而不被液體表面之攪動影響。結果，可偵測顯影進度而無需執行如日本未審查專利申請公開案第2006-344310號中的一乾燥步驟。在該第一實施例中，監控位置P2係佈置在信號區域中，使得可直接監控該信號區域。由此，不必在該信號區域外提供一專用監控器信號部。如此將改善生產力。此外，執行可能影響顯影進度的氮氣噴流或類似物已非必要。防止雷射光源11及感測器不致被歸因於該氮氣噴流的霧氣污染。
第一實施例之顯影裝置15及顯影方法係用於生產由BD代表的一高密度母版光碟的顯影步驟中。但是，本發明之諸實施例不限於此。
在下文中，描述一種顯影裝置及一種顯影方法，該裝置及該方法可用於生產BD、DVD、CD及類似格式的母版光碟的顯影步驟中。
第二實施例
圖9A係本發明之第二實施例之一顯影裝置的側視示意圖，圖9B則係該顯影裝置之平面示意圖。
第二實施例之一種顯影裝置17可用於生產BD、DVD、CD及類似格式的母版光碟的顯影步驟。BD的訊軌節距為0.32μm，DVD的訊軌節距為0.74μm，CD的訊軌節距則為1.60μm。在圖9A及圖9B中，與圖5A及圖5B所示之元件相對應的元件係由相同數字指示並省略多餘的敘述。
如圖9B所示，在該第二實施例中，該顯影液塗敷位置P1在轉盤10之旋轉方向上相對於光阻基板8之中心自該監控位置P2處偏離90°角。在該第二實施例中，提供用於偵測由光阻8反射之一階光L1 的第二感測器R1 、R12 、及R13 。由於BD、DVD及CD的凹凸圖案之訊軌節距係彼此不同的，故由該光阻基板8反射的雷射光L之一階光之繞射角亦係彼此不同的。因此，在該第二實施例中，提供與各自格式相對應的的第二感測器R1 、R12 及R13 。
當顯影BD光阻基板8時，使用該第二感測器R1 。該第二感測器R1 量測一階光(繞射光)L1 之量，即由當在BD光阻基板8之監控位置P2處反射雷射光L時所產生者。
當顯影DVD光阻基板8時，使用該第二感測器R12 。該第二感測器R12 量測一階光(繞射光)L12 之量，即由當在BD光阻基板8之監控位置P2處反射雷射光L時所產生者。
當顯影CD光阻基板8時，使用該第二感測器R13 。該第二感測器R13 量測一階光(繞射光)L13 之量，即由當在CD光阻基板8之監控位置P2處反射雷射光L時所產生者。
表2顯示由雷射光源11發射的雷射光L之波長λ、雷射光L之入射角θ、由無機光阻層上表面反射的雷射光L之零階光L0 的反射角θ0 及一階光L1之繞射角θ1 、θ12 及θ13 間之關係的模擬結果。
表2所示之模擬結果係用於生產BD、DVD及CD的母版光碟的光阻基板8之一實例。該光阻基板8之各者包含在其上形成具預定訊坑長度的凹凸圖案的一無機光阻層。
如表2所示，當使用680nm波長的雷射光L時，一階光L12 及一階光L13 (其等係雷射光之繞射光)可在DVD光阻基板及CD光阻基板的狀況中偵測到。但是，由該BD光阻基板8繞射的一階光L1 則無法偵測。如表2所示，當雷射光L的波長λ為405nm且雷射光L之入射角θ在20°至60°的範圍內時，由BD光阻基板8、DVD光阻基板8及CD光阻基板8繞射的一階光L1 、L12 、L13 係可偵測的。
因此，在第二實施例中，400nm至410nm波長範圍內的雷射光L(其可用於BD光阻基板8、DVD光阻基板8及CD光阻基板8)係用為監控的雷射光L。如在表1的情形中，圖2所示之模擬結果係當光阻基板8為乾燥時之情形的結果。在實務中，歸因於該顯影液13必需調整該一階光L1 之繞射角θ1 之資料的相位差。一階光L1 、L12 及L13 繞射角θ1 、θ12 及θ13 的實際資料被調整了該相位差。
第二感測器R1 、R12 及R13 係以使得當自雷射光源11之雷射光L以一入射角θ入射在光阻基板8上時，具繞射角θ1 、θ12 及θ13 的的繞射光L1 、L12 及L13 分別進入該第二感測器R1 、R12 及R13 的方式佈置在各位置處。如同第一實施例，第一感測器R0 係以使得當雷射光L具有入射角θ時，具一反射角θ0 (=θ)的零階光(反射光)L0 進入該第一感測器R0 的方式佈置在一位置處。
在當在表2中之繞射角θ1 、θ12 及θ13 為負的情形中，第二感測器R1 、R12 及R13 係佈置在與雷射光源11之側相對的一側(相對於圖9A之虛線)。
在第二實施例中，雷射光源11係佈置在光阻基板8上方之監控位置P2處，使得由該雷射光源11發射的雷射光以46±2°的入射角θ照射在該光阻基板8之監控位置P2處。在此情形中，雷射光L由該光阻基板8之無機光阻層3以46±2。的反射角反射。因此用於偵測零階光L0 的第一感測器R0 係佈置成一直線，以使自監控位置P2 處的反射角θ0 為46±2°。
用於偵測由光阻基板8之無機光阻層3之表面繞射之一階光L1 之量之BD的第二感測器R1 係佈置成一直線，以使自監控位置P2處的繞射角θ1 為33±2°。用於偵測由光阻基板8之無機光阻層3之表面繞射之一階光L12 之量之DVD的第二感測器R12 係佈置成一直線，以使自監控位置P2處的繞射角θ12 為6±2°。用於偵測由光阻基板8之無機光阻層3之表面繞射之一階光L13 之量之CD的第二感測器R13 係佈置成一直線，以使自監控位置P2處的繞射角θ13 為27±2°。
一階光L1 、L12 及L13 的繞射角θ1 、θ12 及θ13 對應於雷射光L之入射角θ0 為46±2°的情形，且由於該顯影液而調整一途程差。
在顯影裝置17中，將BD光阻基板8、DVD光阻基板8或CD光阻基板8(潛影係經由曝光而形成於其上)安置在可旋轉的轉盤10上並旋轉該轉盤10。另外，朝該光阻基板8之無機光阻層3之表面上的顯影液塗敷位置P1處卸注顯影液13。在卸注顯影液13的同時，以雷射光L照射該無機光阻層3之表面上的監控位置P2(其係不同於該光阻8之顯影液塗敷位置P1)。由該無機光阻層之上表面反射之零階光L0 的量係由第一感測器R0 偵測，且一階光L1 、L12 及L13 之量係由對應於該等第二感測器R1 、R12 及R13 之一的感測器偵測。
如同第一實施例，在該第二實施例之顯影裝置中，顯影液塗敷位置P1係遠離光阻基板8之中心，藉此減少在監控位置P2處的液體表面之攪動。由此，在該第二實施例中，可穩定偵測第一階光L1 、L12 及L13 之各者對零階光L0 之光量比I1 /I0 ，藉此可執行精確的監控。因此，在該第二實施例中，當設定一目標值光量比I1 /I0 時，可精確地監控顯影進度，藉此可大體上使在曝光部分3a中由顯影而蝕刻的訊坑開孔之大小精確地均勻化。相應地，可獲得具有精確形成的凹凸圖案的母版光碟9。
由此，在具有第二實施例的情況下，可獲得與第一實施例類似的優點。
在第二實施例之顯影裝置17中，400nm至410nm波長範圍內的短波長雷射光L係作為用於監控的雷射光L，使得該顯影裝置17可用於製作BD、DVD及CD的顯影步驟。
雖然在第二實施例中使用了三個第二感測器，然而該等第二感測器之數量不限於此。即，顯影裝置可能經結構設計以使該顯影裝置可用於顯影BD光阻基板8及DVD光阻基板8。或者，該顯影裝置可能經結構設計以使該顯影裝置可用於顯影DVD光阻基板8及CD光阻基板8。在第二實施例中，400nm至410nm波長範圍內的雷射光L係用於監控。但是，為監控DVD光阻基板8及CD光阻基板8的顯影步驟，可使用波長為680nm的雷射光。
在第一實施例及第二實施例中，顯影液塗敷位置P1相對於光阻基板8之中心自該監控位置P2處偏離60°至120°範圍內的角度。在第一實施例及第二實施例中，轉盤10之旋轉方向係順時針的。但是，即使該旋轉方向為逆時針，顯影液塗敷位置P1也可能在該旋轉方向上相對於光阻基板8之中心自該監控位置P2處偏離60°至120°範圍內的角度。藉由適當調整該等感測器之位置，可獲得類似於第一實施例及第二實施例的優點。
本申請案包含在2008年11月21日向日本專利局申請的日本優先權專利申請案第JP 2008-298817號的相關標的，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
熟悉此項技術者應理解多種修改、組合、子組合及變更如同其在隨附請求項或其均效物之範圍內一樣可依設計要求及其他因素而出現。
1．．．基板
2．．．中間層
3．．．無機光阻層
3a．．．無機光阻層之曝光部分
3b．．．無機光阻層之未曝光部分
4．．．金屬膜
4a．．．金屬壓模
5．．．光碟基板
6．．．反射膜
7．．．保護膜
8．．．光阻基板
9．．．光碟
10．．．轉盤
10a．．．旋轉軸
11．．．雷射光源
12．．．噴嘴
13．．．顯影液
15．．．顯影裝置
16．．．顯影裝置
17．．．顯影裝置
21．．．轉盤
22．．．光束產生器
23．．．準直器透鏡
24．．．分光器
25．．．物鏡
26．．．聚光器
27．．．光偵測器
28．．．聚焦誤差信號
29．．．致動器
30．．．資料信號
31．．．反射光量信號
32．．．訊軌誤差信號
33．．．雷射驅動電路
34．．．轉軸馬達控制器
R0 ．．．第一感測器
R1 ．．．第二感測器(BD)
R12 ．．．第二感測器(DVD)
R13 ．．．第二感測器(CD)
圖1A至圖1C係繪示生產一母版光碟及一光碟的步驟之示意圖(第1部分)；
圖2D至圖2F係繪示生產一母版光碟及一光碟的步驟之示意圖(第2部分)；
圖3G至圖3K係繪示生產一母版光碟及一光碟的步驟之示意圖(第3部分)；
圖4係一曝光裝置之方塊示意圖，該曝光裝置係用於生產一母版光碟及一光碟；
圖5A係本發明之第一實施例之一顯影裝置的側視示意圖，圖5B則係該顯影裝置之平面示意圖；
圖6顯示由該第一實施例之該顯影裝置偵測的監控結果；
圖7A係一對比實例之一顯影裝置的側視示意圖，圖7B則係該顯影裝置之平面示意圖；
圖8顯示由該對比實例之該顯影裝置偵測的監控結果；及
圖9A係本發明之第二實施例之一顯影裝置的側視示意圖，圖9B則係該顯影裝置之平面示意圖。
8．．．光阻基板
10．．．轉盤
10a．．．旋轉軸
11．．．雷射光源
12．．．噴嘴
13．．．顯影液
15．．．顯影裝置

Claims (9)

  1. 一種顯影方法，該顯影方法包括以下步驟：在一可旋轉之轉盤上安置一光阻基板，該光阻基板包含一基板、形成於該基板上之一無機光阻層，及藉由使該無機光阻層曝光而形成之一潛影；在旋轉該轉盤的同時，將顯影液卸注於該無機光阻層之一上表面之一顯影液塗敷位置，該顯影液塗敷位置係遠離該光阻基板之中心；以雷射光照射該無機光阻層之該上表面上之一監控位置，該監控位置不同於該顯影液塗敷位置；及在連續卸注該顯影液的同時，偵測由該無機光阻層之該上表面反射之該雷射光之零階光及一階光的量，並監控該一階光與該零階光的光量比，直至該光量比達到一預定值，其中介於該顯影液塗敷位置與該光阻基板之該中心之間的距離係在20 mm至40 mm的範圍內。
  2. 如請求項1之顯影方法，其中相對於該光阻基板之該中心，該顯影液塗敷位置從該監控位置往該光阻基板之一旋轉方向偏離60°至120°的角度。
  3. 如請求項1之顯影方法，其中相對於該光阻基板之該中心，該顯影液塗敷位置從該監控位置往該光阻基板之一旋轉方向偏離60°至120°的角度。
  4. 如請求項1之顯影方法，其中該雷射光之波長係在400 nm至410 nm的範圍內。
  5. 一種顯影裝置，該顯影裝置包括：一轉盤，該轉盤用於旋轉放置於其上之一光阻基板，該光阻基板包含一基板、形成於該基板上之一無機光阻層，及藉由使該無機光阻層曝光而形成之一潛影；一噴嘴，用於將顯影液卸注於放置在該轉盤上之該光阻基板之一顯影液塗敷位置處，該顯影液塗敷位置遠離該光阻基板之中心；一雷射光源，用於以雷射光照射該光阻基板之該無機光阻層之一上表面上之一監控位置，該監控位置不同於該顯影液塗敷位置；一第一感測器，用於偵測由該無機光阻層之該上表面反射之該雷射光之零階光的量；及一第二感測器，用於偵測由該無機光阻層之該上表面反射之該雷射光之一階光的量，其中介於該顯影液塗敷位置與該光阻基板之該中心之間的距離係在20 mm至40 mm的範圍內。
  6. 如請求項5之顯影裝置，其中相對於該光阻基板之該中心，該顯影液塗敷位置從該監控位置往在該光阻基板之一旋轉方向偏離60°至120°的角度。
  7. 如請求項5之顯影裝置，其中相對於該光阻基板之該中心，該顯影液塗敷位置 從該監控位置往該光阻基板之一旋轉方向偏離60°至120°的角度。
  8. 如請求項5之顯影裝置，其中該雷射光之波長係在400 nm至410 nm的範圍內。
  9. 如請求項5之顯影裝置，其進一步包含佈置於彼此不同的位置之複數個該第二感測器。
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