JP2001195791A

JP2001195791A - 光ディスク原盤の製造方法及び光ディスク原盤の現像装置

Info

Publication number: JP2001195791A
Application number: JP2000006187A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takeda; 実武田; Motohiro Furuki; 基裕古木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2000-01-11
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】光ディスク原盤のピット及び／又はグルーブ
の現像を高精度に制御することにより、高品質の光ディ
スク原盤を提供する。【解決手段】露光されたフォトレジスト層を現像し凹
凸パターンを形成する光ディスク原盤の製造方法におい
て、上記現像の際にフォトレジスト層に対して固体レー
ザの第２高調波を参照光として照射し、上記凹凸パター
ンにおける回折光のレベルに基づいて現像工程を終了さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトレジストを
塗布、露光された光ディスク原盤を現像する光ディスク
原盤の製造方法に関する。また、本発明は、フォトレジ
ストを塗布、露光された光ディスク原盤を現像する光デ
ィスク原盤の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクは、情報信号を示すピットや
グルーブ等の微細な凹凸パターンが形成された透明基板
である光ディスク基板上にアルミウニウム膜等の金属薄
膜よりなる反射膜が形成され、さらに、この反射膜を空
気中の水分や酸素から保護するための保護膜が上記反射
膜上に形成された構成とされる。

【０００３】このような光ディスクにおいては、精度の
高いスタンパーを用いて、忠実にしかも即座に複製が可
能な製造プロセスを必要とされている。

【０００４】そこで、例えば、ガラス基板に感光性樹脂
であるフォトレジストを塗布し、このフォトレジストに
レーザ光による露光を行って情報信号に対応した潜像を
形成し、これを現像しフォトレジストに凹凸パターンを
形成してレジスト原盤を作製している。そして、このレ
ジスト原盤から電鋳等の手法によって金属表面上に上記
凹凸パターンの転写を行い、これをスタンパーとしてし
ている。

【０００５】具体的には、先ず、例えば厚さ数ｍｍ程度
のガラス基板面上に紫外線感光性フォトレジストをスピ
ンコートにより均一に塗布し、膜厚０．１〜０．２μｍ
のレジスト膜を形成する。次に、このガラス円盤を回転
させながら、上記レジスト膜に対し、青色又は近紫外域
で発振する波長が３５０〜４６０ｎｍ程度のＡｒ（イオ
ン）レーザやＫｒ（イオン）レーザ等のレーザ光を情報
信号に応じてオン・オフさせてスポット的に露光を行っ
て潜像を形成し、これを現像することにより、フォトレ
ジスト上に凹凸パターンを完成し、レジスト原盤を作製
する。そして、このレジスト原盤からＮｉメッキにより
金属表面に上記凹凸パターンの転写を行って、これをス
タンパーとしている。

【０００６】光ディスク基板は、上記スタンパーのレプ
リカとして、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を用い
た射出成形法により大量に複製される。

【０００７】この光ディスクに記録される情報容量は、
如何に高い密度でピット或いはグルーブを記録できるか
によって決定される。すなわち、光ディスクに記録され
る情報容量は、フォトレジスト膜にレーザ光による露光
を行って潜像を形成する、いわゆる露光により如何に微
細な凹凸パターンを形成できるかによって決定される。

【０００８】例えば、読み取り専用デジタルビデオディ
スク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）においては、スタンパー上に最
短ピット長０．４μｍ、トラックピッチ０．７４μｍの
ピット列がスパイラル状に形成されており、このスタン
パーを金型として作製された直径１２ｃｍの光ディスク
の片面に４．７ＧＢの情報容量を持たせている。

【０００９】このデジタルビデオディスクの露光には、
例えば波長４１３ｎｍのＫｒ（イオン）レーザが用いら
れる。この場合の形成可能な最短ピット長Ｐは、一般に
以下に示す式（１）より求められる。

【００１０】Ｐ＝Ｋ（ＮＡ／λ）・・・（１）なお、式中、λはレーザ光の波長を、ＮＡは対物レンズ
の開口数を、Ｋはプロセスファクター値（フォトレジス
トの特性に依存し、通常０．８〜０．９の値をとる。）
を示す。

【００１１】したがって、デジタルビデオディスクの場
合には、式（１）中に、λ＝４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．
９、Ｋ＝０．９を代入すると、最短ピット長Ｐが０．３
７μｍとなり、デジタルビデオディスクの最短ピット長
０．４μｍが解像されることとなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の情報
通信及び画像処理技術の急速な発展に伴い、上述したよ
うな光ディスクにおいても、さらに現在の数倍の容量を
有するものが要求されている。例えば、デジタルビデオ
ディスクの延長線上において、これまでと同じ信号処理
方式により、直径１２ｃｍの光ディスクの片面に１５Ｇ
Ｂの情報容量を持たせることが要求されている。この要
求に応えるためには、最短ピット長を０．２２μｍ、ト
ラックピッチを０．４１μｍまで微細化する必要があ
る。

【００１３】このような高い密度でピットを形成するた
めには、式（１）からわかるように、レーザ波長の短波
長化と対物レンズの開口数ＮＡの増大化が求められる。
しかしながら、対物レンズの開口数ＮＡは、レンズの設
計製作精度の面から現状の０．９がほぼ限界である。そ
のため、今後は、レーザの短波長化が必要不可欠とな
る。例えば、波長２５０ｎｍの遠紫外線レーザを用いた
場合には、式（１）によりＫ＝０．８を代入すると、最
短ピット長Ｐは０．２３μｍとなる。

【００１４】また、このような高密度のピット、若しく
はグルーブを形成するには、現像プロセスの制御が重要
となる。現像プロセスにおいて重要な制御ファクターと
しては、現像液の濃度、温度を一定に保持する他に、現
像時間の精密な制御がある。現像時間が適正値より短す
ぎる場合には、現像が不十分でレジストの露光部分がガ
ラス基板が露出する深さまで除去されなかったり、信号
再生したときにＲＦ波形のアシンメトリが小さくなり、
信号ジッターが増大する。また、現像時間が長すぎる場
合には、ピットの幅が広がりすぎて隣接トラックからの
クロストークが増大することにより信号ジッターも増大
する。したがって、現像の進行具合をモニタして、常に
適正な現像時間でレジストの現像を止める必要がある。

【００１５】そこで、従来は、現像時間を制御する方法
として、例えばトラックピッチ１．６μｍのパターンを
露光し、当該パターンに参照光として波長６３３ｎｍの
Ｈｅ−Ｎｅを照射して、その参照光がそのまま透過され
た第０次回折光及び第１次回折光の光量をディテクタに
より受光し、第０次回折光及び第１次回折光の光量比率
が一定値となった時点で現像を止めるという方法を採用
していた。

【００１６】しかしながら、今後のさらなる高密度化に
対応するには、従来の方法では不十分であり、さらなる
高精度の現像制御方法の確立が急務となっている。

【００１７】したがって、本発明は、上述した従来の実
情に鑑みて創案されたものであり、光ディスク原盤のピ
ット及び／又はグルーブの現像を高精度に制御すること
により、高品質の光ディスク原盤を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光ディスク
原盤の製造方法は、露光されたフォトレジスト層を現像
し凹凸パターンを形成する光ディスク原盤の製造方法に
おいて、現像の際にフォトレジスト層に対して固体レー
ザの第２高調波を参照光として照射し、凹凸パターンに
おける回折光のレベルに基づいて現像工程を終了させる
ことを特徴とするものである。

【００１９】本発明に係る光ディスク原盤の製造方法
は、現像の際にフォトレジスト層に対して固体レーザの
第２高調波を参照光として照射し、凹凸パターンにおけ
る回折光のレベルに基づいて現像工程を終了させる。本
発明では、参照光として固体レーザの第２高調波を用い
るため、回折光の出力が大きくなるため回折光の検出精
度が高精度化され、その結果、現像停止制御の精度が高
精度化される。

【００２０】本発明に係る光ディスク原盤の現像装置
は、フォトレジストを塗布、露光された光ディスク原盤
を現像する光ディスク原盤の現像装置であって、現像制
御用参照光を出射する参照光出射部と光ディスク原盤の
フォトレジスト膜形成面での上記参照光の回折光を検出
するフォトディテクタ部と上記フォトディテクタ部で検
出した回折光の検出信号を元に検出信号のレベル比を算
出するレベル比算出部と、上記レベル比算出部からの出
力信号に応じて現像処理を終了させる現像停止制御部と
を備え、上記参照光は、固体レーザの第２高調波である
ことを特徴とするものである。

【００２１】本発明に係る光ディスク原盤の現像装置
は、現像制御用参照光を出射する参照光出射部と光ディ
スク原盤のフォトレジスト膜形成面での上記参照光の回
折光を検出するフォトディテクタ部と上記フォトディテ
クタ部で検出した回折光の検出信号を元に検出信号のレ
ベル比を算出するレベル比算出部と、上記レベル比算出
部からの出力信号に応じて現像処理を終了させる現像停
止制御部とを備え、参照光として固体レーザの第２高調
波を用いる。したがって、回折光の出力が大きくなるた
め回折光の検出精度が高精度化され、その結果、現像停
止制御の精度が高精度化される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した光ディス
ク原盤の製造方法の実施例について、図面を参照して詳
説する。

【００２３】まず、光ディスク原盤の製造工程を説明す
る。

【００２４】光ディスクのもととなる光ディスク原盤を
作製するには、まず、両主面が精密研磨された所定の大
きさ、厚みを有するガラス円盤を準備する。そして、こ
のガラス円盤の一方の主面に、紫外線に感光する感光性
ポジ型フォトレジストをスピンコート法により膜厚１０
０ｍｍ程度に均一に塗布する。そして、レジスト中に残
存する溶剤を数十℃の温度においてベーキングを施すこ
とにより除去する。この状態のガラス円盤を光ディスク
用のガラス原盤と呼ぶ。

【００２５】次に、ガラス原盤の上記フォトレジストを
塗布した側の主面に、図１に示すような露光装置により
記録用レーザを例えば０．５μｍのスポットサイズに集
光して照射する。そして、レーザの照射を制御すること
によりスパイラル状に走査させて露光を行い、ピット及
びグルーブパターンの潜像を形成する。この状態のガラ
ス円盤をレジスト原盤１呼ぶ。

【００２６】次に、ガラス原盤の潜像を形成した側の主
面に専用のアルカリ現像液を均一に散布し、レジストの
露光された部分を除去する、すなわち現像することによ
りスパイラル状の凹凸のピット及びグルーブパターンが
レジスト原盤主面上に形成される。

【００２７】図１にガスレーザをピット及びグルーブパ
ターンを形成するための記録光源とする露光装置の光学
系の概略構成例を示す。この露光装置の記録レーザとし
ては、レーザ発信器２から発振される波長３５１ｎｍの
ｋｒレーザ３の発振線を用いる。また、記録レーザとし
ては、Ｋｒレーザの発振線の他に、Ａｒレーザの発振
線、或いはさらに短波長の２６６ｎｍのもの、例えば、
ＹＡＧレーザ第４高調波を好適に用いることができる。
そして、集光レンズ４として開口数０．９のレンズを用
いる。これらのレーザとレンズを組み合わせることによ
り、トラックピッチ０．４μｍ程度、最短ピット長０．
２μｍ程度のピットパターンが解像可能となる。

【００２８】その主要な光学系としては、レーザパワー
制御用システム（ＡＰＣ）５に電気光学素子（ＥＯＭ）
６、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７、レーザの変調
に音響光学素子（ＡＯＭ）８、ガラス原盤上へのレーザ
集光用に顕微鏡用の対物レンズに類似した高開口数の集
光レンズ４、及びこのレンズへの入射ビーム形を拡大す
るビームエキスパンダ９を用いている。また、レーザの
折り返しには、レーザ折り返し用ミラー１０及び１１を
用い、ＡＯＭ８にレーザを集光するために集光レンズ１
２を用い、ＡＯＭ８からの出射光をコリメートするため
に、コリメート用レンズ１３を用いる。また、ビームエ
キスパンドには、ビームエキスパンド用凹凸レンズ１４
及び１５を用いる。また、レーザ出力モニタ用のディテ
クタとして、ディテクタ１６及び１７を用いる。

【００２９】図１において、記録レーザから折り返しミ
ラー１１までは固定された光学定盤上に載置されてお
り、そこから先の集光レンズ４、ビームエキスパンダ９
等の光学系は、レジスト原盤の半径方向に可動とされた
移動光学テーブル１８上に載置されている。また。レジ
スト原盤１は、高回転精度で回転する図示しないエアー
スピンドル上にチャッキングされている。

【００３０】また、集光レンズの焦点を常時ガラス原盤
上に一致させるために、オートフォーカス（以下、ＡＦ
と呼ぶ）機構が移動光学テーブル１８上に配置されてい
る。ＡＦ光学系としては、例えば、波長６８０ｎｍの半
導体レーザ（ＬＤ）２２を用いた離軸方式を用いてお
り、波長６８０ｎｍのレーザの対物レンズによる焦点を
波長３５１ｎｍのレーザの焦点面に一致させ、レジスト
原盤表面で反射され集光レンズを通して戻ってきたスポ
ットをスポット位置検出素子（ＰＳＤ）１９上に投影す
る。この際、波長６８０ｎｍのレーザは集光レンズの光
軸とやや離れた位置から光軸にほぼ平行に入射させ、レ
ジスト原盤表面上において波長３５１ｎｍのレーザの焦
点からやや離れた位置に焦点を結ばせることにより、レ
ジスト原盤表面の光軸上での焦点面からの変位を波長６
８０ｎｍのレーザのガラス原盤表面上での変位として検
出する。そして、それを光てこの原理によりＰＳＤ１９
上で１００倍程度に拡大して検出する。このようにして
ＰＳＤ１９上でのスポットの位置を検出し、レジスト原
盤表面が焦点位置に一致したときの波長６８０ｎｍのレ
ーザの戻り光スポット位置からの変位をフォーカス誤差
量として、集光レンズを上下に移動させるアクチュエー
タにフィードバックして駆動させてＡＦサーボ動作を行
うことにより、波長３５１ｎｍのレーザを常にレジスト
原盤表面上に合焦させる。また、ＡＦ光学系において、
ＰＢＳ２０及びλ／４波長板（ＱＷＰ）２１は、波長６
８０ｎｍのレーザの往路と復路とを効率的に分離するた
めの偏光素子として用いている。また、これらの主要な
光学系、機構系は、全て外部振動の影響を受けないよう
にエアー定盤上に配置されている。

【００３１】以上のような構成の露光装置により微細な
ピット及びグルーブパターンが描画されたレジスト原盤
のピット及びグルーブパターンが描画された側の主面を
アルカリ現像液で被覆すると、レジストにおいてレーザ
が照射された部分がアルカリ現像液に溶解し、ピット、
或いはグルーブの凹凸形状がレジスト原盤上に形成され
る。

【００３２】ところで、フォトレジストは、本来アルカ
リ現像液に溶解する性質を有するため、所定のタイミン
グで現像を停止させないと、露光した部分以外の部分も
溶解してしまい、所望の形状が得られなくなってしま
う。

【００３３】従来は、現像停止の制御方法として、例え
ば１．６μｍのトラックピッチのピット、若しくはグル
ーブパターンに波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザをガ
ラス原盤のフォトレジスト膜が形成されていない側の面
側から照射していた。こうすることにより、この参照光
のピット、若しくはグルーブによる回折光が形成され
る。そして、参照光の第０次回折光及び第１次回折光と
の光量をフォトディテクタで検出し、そのレベル比があ
る一定の値なったときに現像を停止させていた。この０
次回折光強度をＩ₀、第１次回折光強度をＩ₁とすると、
これらの値は、下記の（１）式及び（２）式で表され
る。ここで、Ｐは、グルーブのトラックピッチを、Ｗ
は、現像により形成されるグルーブ幅を、ｄは、グルー
ブ深さを、ｋは、Ｈｅ−Ｎｅレーザの波長λ（６３３ｎ
ｍ）と２πとの比、すなわち２π／ｄを表す。また、第
０次回折光と第１次回折光とのなす角度θは、下記の
（３）式で表される。

【００３４】

【数１】

【００３５】

【数２】

【００３６】

【数３】

【００３７】フォトレジストの現像深さｄは、現像開始
後かなり短時間でフォトレジストの元の膜厚ｔに達す
る。そのため、現像を開始して一定時間経過後では、回
折光量比Ｉ₁／Ｉ₀は、グルーブ幅Ｗのみに依存すること
となり、現像時間の増加に従い、Ｗ及びＩ₁／Ｉ₀の値は
増大する。このグルーブ幅Ｗと、露光記録されるピッ
ト、或いはグルーブパターンのサイズは強い相関性を有
するので、回折光量比Ｉ₁／Ｉ₀をモニタし、回折光量比
Ｉ₁／Ｉ₀の値が一定のレベルに達した時点で現像液の供
給を停止、或いは希釈洗浄用の流水を供給することによ
り現像プロセスの高精度な制御が可能となる。

【００３８】しかしながら、今後のピット、若しくはグ
ルーブのトラックピッチの微細化に対応し、かつフォト
レジストの現像精度をより高精度化し高品質の光ディス
ク原盤を作製するには、従来の方式では対応が困難とな
る。

【００３９】そこで、本発明においては、参照光として
固体レーザの第２高調波を用いる。従来使用していた参
照光の出力は、１〜２ｍＷ程度であるのに対して、固体
レーザの第２高調波の場合には、１Ｗ程度の出力を出射
することが可能である。そのため、参照光として固体レ
ーザの第２高調波を用いることにより、参照光の出力を
大幅に向上させることができ、すなわち回折光の出力を
向上させることができる。これにより、回折光の検出信
号を大きくすることができるため、回折光の測定精度を
高精度化することが可能となり、その結果としてフォト
レジストの現像停止の制御精度をより高精度化すること
が可能となる。このような固体レーザの第２高調波とし
ては、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）
や、ＹＶＯ₄レーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）等
を好適に用いることができる。

【００４０】次に、この光ディスク原盤の現像方法の一
具体例を例えば図２のフローチャートで表す手順で行
い、各工程を説明するため図３及び図４を参照しながら
説明する。図２のフローチャートにおいて、光ディスク
原盤の製造方法は、レジスト原盤の現像を行いながら、
現像で形成されるピット部分を透過して得られる参照光
の回折光レベルを検出するステップＳ１０と、このステ
ップＳ１０で得られた回折光レベルからレベル比を算出
するステップＳ１１と、ステップＳ１１での算出した値
に応じて現像処理を停止させるステップ１２で判断し、
この判断に応じて現像処理の停止を制御するステップ１
３を順次行う方法である。

【００４１】光ディスク原盤の製造においては、露光後
にレジスト原盤に対して現像を開始する。この現像工程
中に現像状態をモニタするため、まず、ステップＳ１０
で回折光のレベル検出を行う。ここで、レジスト原盤１
は、ガラス基板１ａ上にフォトレジスト膜１ｂを形成す
るようにフォトレジストが塗布され、露光が行われたも
のである。

【００４２】そして形成されつつあるピットパターンに
対して全体的に干渉性を持たせるために、レーザチュー
ブ２３から出射される参照光を例えば直径０．５ｍｍに
集光して上記ピットパターン領域ＰＳのフォトレジスト
膜１ｂの形成されていない面１ｃ側からガラス基板１ａ
に照射する。

【００４３】このときのレジスト原盤１に形成されるピ
ットパターンとレーザの照射されるピットパターンとは
共に同時に現像が進行させている。この参照光のピット
による回折光としては、図３に示すように、所定の角度
でそれぞれ第０次の回折光Ｉ₀、第１次の回折光Ｉ₁、第
２次の回折光Ｉ₂、・・・・と高次の回折光が形成され
るピットパターンのピットを介して生じる。

【００４４】これら回折光は、図４に示すように、第０
次の回折光Ｉ₀に対してレジスト原盤１の径方向、すな
わちトラック方向Ｔ_rとトラックに沿った方向、すなわ
ち光ディスクにおけるタンジェンシャル方向Ｔ_tanとに
それぞれ出射される。レジスト原盤１の径方向に出射さ
れる回折光Ｉ_rのレベルは、トラックピッチＴＰに依存
した角度成分の輝線スペクトル状に出力される。また、
タンジェンシャル方向に出射される回折光Ｉ_tのレベル
は、レジスト原盤の径方向に出射される回折光Ｉ_rのレ
ベルに比べて微量なレベルである。

【００４５】ところで、本発明においては、このように
発生する回折光のうち第０次回折光及び第１次回折光の
２種類の回折光Ｉ₀、Ｉ₁を用いる。第１次回折光Ｉ
₁は、その強度がグループ或いはピットの幅や深さに比
例して増加する性質が知られており、この性質は、現像
状態をモニタする上で極めて有効である。各回折方向を
ｔ、ｒと回折光の次数を数字の添え字でそれぞれ表す
と、各方向の回折光は、Ｉ₀、Ｉ_t1、I_r1表すことができ
る。ステップＳ１０では、各方向での回折光を例えば図
５に示すフォトディテクタ部２６のフォトディテクタ２
６ａ、２６ｂで検出している。各回折光に対するレベル
は、エッチングの進行に応じた形状の変化に伴って随時
変化する。フォトデイテクタ２６ａ、２６ｂは、それぞ
れにの時間とともに変化する光量を光電変換してレベル
に関する出力信号を出力する。

【００４６】ステップＳ１１では、このレベル変化に基
づきレベル比を算出する。レベル比Ｉ_r1／Ｉ₀、（Ｉ_r1
＋Ｉ_t1）／Ｉ₀は、エッチングされている光ディスクの
体積量の関数として表される。レベル比（I_r1＋Ｉ_t1）
／I₀は、エッチングされている幅に関する情報を提供し
ている。

【００４７】次に、ステップＳ１２では、現像処理を停
止するか否かの判断を行う。この判断には、ステップＳ
１１で算出したレベル比と現像停止状態における所定の
レベル比とを比較する。まだ現像が足りないと判断され
た（Ｎｏの）とき、ステップＳ１０に戻って現像を継続
し、上述した処理を繰り返す。また、現像停止して構わ
ない（Ｙｅｓの）とき、ステップＳ１３に進む。

【００４８】ステップＳ１３では、現像処理の停止が行
われる。現像の停止処理は、例えば現像液の供給を停止
し、リンス液として純水を供給することで現像がこれ以
上進まないようにする。このような処理手順を経た後に
レジスト原盤の現像処理を終了する。

【００４９】また、本発明においては、現像状態をモニ
タするためのダミーパターンを形成したモニタゾーンを
設けても良い。現像状態をモニタするためのダミーパタ
ーンを設けて露光し、これに参照光を照射して、その回
折光により上記のようなレベル比を算出することでエッ
チングの精度をさらに高めることができる。ダミーパタ
ーンを設ける場合には、ダミーパターンのトラックピッ
チは、製品のトラックピッチに合わせる必要がなく、自
在に設定することが可能である。したがって、ダミーパ
ターンのトラックピッチは、モニタに使用する参照光の
波長に合わせて設定することができる。すなわち、ダミ
ーパターンのトラックピッチを、参照光の波長に合わせ
て最も回折光の強度が強くなるトラックピッチに設定す
ることにより回折光の測定精度を向上させることが可能
となり、その結果、現像停止の制御精度を向上させるこ
とができる。モニタゾーンは、例えば、光ディスクの信
号記録領域の外周に、例えば半径６６〜６９ｍｍの領域
に設けることができる。また、モニタゾーンに設けるダ
ミーパターンのトラックピッチは、参照光の波長に応じ
て０．７〜１．２μｍとすることが好ましい。

【００５０】また、本発明においては、回折光レベルを
検出し、現像処理を停止するか否かの判断に第２次回折
光を用いても良い。第２次回折光は、参照光を照射する
ピット、若しくはグルーブパターンのトラックピッチ
と、参照光の波長との組み合わせにより得られない場合
もあり得るが、第２次回折光を得られる場合には、上述
した第０次回折光と第１次回折光に加え、第２次回折光
を用いることにより、エッチングの精度をさらに高める
ことができる。

【００５１】この場合には、第２次回折光は、上記と同
様に各方向の回折光をＩ_t2及びＩ_r2と表すことができ
る。第２次回折光は、ステップ１０において、フォトデ
ィテクタ２６ｃで検出する。フォトディテクタ２６ｃ
は、現像時間とともに変化する光量を光電変換してレベ
ルに関する出力信号を出力する。

【００５２】そして、ステップ１１で、このレベル変化
に基づきレベル比を算出する。レベル比は、Ｉ_r2／
Ｉ_r1、（Ｉ_r2＋Ｉ_t2）／（Ｉ_r1／Ｉ_t1）は、エッチング
量に関する体積量の関数として算出する。（Ｉ_r2＋
Ｉ_t2）／（Ｉ_r1＋Ｉ_t1）は、エッチングされている幅に
関する情報を提供している。したがって、上述した第０
次回折光と第１次回折光とのレベル比と、第１次回折光
と第２次回折光とのレベル比とを同時に算出することに
よってエッチングの精度をさらに高めることができる。

【００５３】この光ディスク原盤の現像装置の一構成例
を図５に示す。

【００５４】光ディスク原盤の現像装置は、露光済みの
レジスト原盤１に参照光源として例えばＹＡＧレーザの
第２高調波を出射するＹＡＧレーザ第２高調波チューブ
２３と、レジスト原盤１のフォトレジスト膜１ｂ形成面
上での回折光を検出するフォトディテクタ部２６と、こ
のフォトディテクタ部２６での検出信号から検出信号の
レベル比を算出するレベル比算出部２７と、このレベル
比算出部２７からの出力信号に応じて現像処理を終了さ
せる現像停止制御する現像停止制御部２８とを備える。

【００５５】光ディスク原盤の現像装置に使用する参照
光は、照射された光が現像処理によって形成されつつあ
るピット、若しくはグルーブにより回折を起こさせるた
めに出射するものであり、本発明においては、固体レー
ザの第２高調波を使用し、例えば、ＹＡＧレーザ第２高
調波を用いる。

【００５６】参照光により回折された回折光が、それぞ
れフォトディテクタ部２６に供給される。回折光は第０
次から第２次の回折光までを検出する。このフォトデイ
テクタ部２６は、第０次回折光Ｉ₀、第１次回折光Ｉ₁及
び第２次回折光Ｉ₂を検出するため、各回折光用にそれ
ぞれフォトディテクタ２６ａ、２６ｂ、２６ｃで構成さ
れる。フォトディテクタ部２６では入射する回折光を光
電変換して検出した信号を例えば電圧値にして出力す
る。

【００５７】レベル比算出部２７は、フォトディテクタ
部２６で検出した光量に基づく電圧値から予め設定した
計算式でレベル比を算出する。このレベル比は、エッチ
ングされているレジストの体積量の情報である。レベル
比算出部２７では、２つのレベル比を算出しても良い。
これは、算出したレベル比に応じて後段に配設されてい
る現像停止制御部２８へのピット形状の変化に関する情
報を提供するためである。図４に示す回折光から、これ
ら２つのレベル比Ｉ_r1／Ｉ₀とＩ_r2／Ｉ_r1とをそれぞれ
レベル比算出回路２７ａとレベル比算出回路２７ｂとで
同時に算出することによってエッチングの精度を高める
ことかできる。

【００５８】なお、トラック方向とタンジェンシャル方
向の現像に関する情報を求めるため、フォトディテクタ
をタンジェンシャル方向にも設ける。ここから得られる
電圧値を用いグルーブ形成の幅の情報を提供する計算式
を用いたレベル比を同時に求めて制御の精度を向上させ
ることができる。

【００５９】例えば、図６に示すような、製品対応部２
９の外周に現像状態をモニタするためのダミーパターン
としてトラックピッチ０．８μｍのグルーブパターンを
露光したモニタゾーン３０を設けたガラス円盤に膜厚８
０ｎｍにフォトレジストを均一に塗布したレジスト原盤
１を用い、ダミーパターンに、レジスト原盤１のレジス
トが塗布された側と反対側からガラス円盤に垂直に参照
光として波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザの第２高調波を
用いたＹＡＧ２倍波レーザを入射する。この場合には、
上述した（３）式で与えられるように第０次回折光から
約７３度の角度だけ外周方向に傾斜した第１次回折光が
得られる。そして、上述した（１）、（２）式からわか
るように、Ｗ／Ｐ、すなわちグルーブのＤｕｔｙ比が従
来の１．６μｍのトラックピッチの場合と比べて０．８
μｍの場合には、２倍近くに増大するため、回折光量Ｉ
₁も増大し、検出信号のＳ／Ｎ比が向上することにより
測定精度を向上させることができる。

【００６０】現像停止制御部２８は、レベル比を比較す
るための比較回路２８ａ、２８ｂと、比較回路２８ａ、
２８ｂからの出力信号によって総合的に現像停止か否か
の制御信号を出力するＡＮＤゲート２８ｃとで構成され
る。上記比較回路２８ａ、２８ｂには、予め現像停止状
態に達したときの現像停止レベル比が記憶されている。
比較回路２８ａ、２８ｂでは、各レベル比算出回路２７
ａ、２７ｂから出力されるレベル比とこの現像停止レベ
ル比とを比較し、現像停止状態を越えた比較評価をす
る。現像停止状態を越えたレベル比が供給されたとき、
比較回路２８ａ、２８ｂは、それぞれ例えばレベル
“Ｈ”を出力する。ＡＮＤゲート７ｃは、このとき例え
ばアルカリ性の現像液を供給するポンプ３１に対して現
像停止する制御信号をレベル“Ｈ”で出力する。ポンプ
３１は、アルカリ性の現像液の供給を停止する。

【００６１】この光ディスク原盤の現像装置の動作につ
いて説明する。光ディスク原盤の現像装置には、露光済
みのレジスト原盤１が載置台２４上に載置されている。
上記載置台２４は、図示しないスピンドルモータにスピ
ンドル軸２５を介して接続している。このスピンドルモ
ータの回転に応じてスピンドル軸２５は、矢印Ｒ方向に
例えば現像の開始と同時に回転をさせられる。

【００６２】また、この現像の開始に応じて現像液タン
ク３２に貯蔵されている例えばアルカリ性の現像液がポ
ンプ３１の駆動でレジスト原盤１のフォトレジスト膜１
ｂ上に噴霧供給される。この現像開始に伴って参照光と
しての例えばＹＡＧレーザ第２高調波が参照光光源のＹ
ＡＧレーザ第２高調波チューブ２からレジスト原盤１に
出射される。レジスト原盤１に照射されたＹＡＧレーザ
第２高調波が形成されつつあるピットパターンで回折を
起こす。このようにフォトレジストの塗布されていない
側がら略々垂直に照射させたＹＡＧレーザ第２高調波
が、ガラス基板１ａ上のフォトレジスト膜１ｂを現像す
ることによって形成されるグルーブ或いはピットの幅や
深さに応じて回折する。

【００６３】このとき、第０次の回折光Ｉ₀は、直進し
てフォトディテクタ５ａで光量検出される。第１次の回
折光Ｉ₁は、第０次の回折光Ｉ₀に対して角度θ１だけ傾
斜した方向に出射される。また、第２次の回折光Ｉ
₂は、第０次の回折光Ｉ₀に対して角度θ２だけ傾斜した
方向に出射される。

【００６４】上述した回折光の角度θ１θ２の位置にそ
れぞれフォトディテクタ２６ｂ、２６ｃが配設されてい
る。フォトディテクタ部２６は、このように配設した３
つのフォトディテクタ２６ａ、２６ｂ、２６ｃで時間と
ともに変化する光量を検出する。特に、１次の回折光の
強度がグルーブ或いはピットの幅や深さに比例して増加
する性質が知られており、この性質は、現像状態をモニ
タする上で極めて有効である。

【００６５】そして、フォトディテクタ２６ｂ、２６ｃ
は、レジスト原盤のレジストが塗布された側の主面に対
して任意の角度において傾斜可能に配設されている。回
折光の角度は、参照光を照射するピットのトラックピッ
チに大きさにより変化する。したがって、フォトディテ
クタ２６ｂ、２６ｃをレジスト原盤のレジストが塗布さ
れた側の主面に対して任意の角度において傾斜可能とす
ることにより、参照光を照射するトラックピッチを変更
し、回折光の角度が変わった場合においても種々の角度
の回折光に対応することが可能となり、光ディスク原盤
製造上におけるトラックピッチの大きさの選択の自由度
を大きくすることができる。

【００６６】各フォトディテクタ２６ａ、２６ｂ、２６
ｃで検出された信号がレベル比算出部６に送られる。レ
ベル比算出回路２７ａは、フォトディテクタ２６ａ、２
６ｂからの信号に基づいてレベル比Ｉ₁／Ｉ₀を算出す
る。また、レベル比算出回路２７ｂは、フォトディテク
タ２６ｂ、２６ｃからの信号に基づいてレベル比Ｉ₂／
Ｉ₁を算出する。このレベル比算出回路２７ａ、２７ｂ
は、算出したレベル比を現像停止制御部７の比較回路２
８ａ、２８ｂにそれぞれ供給する。

【００６７】比較回路２８ａ、２８ｂには、予め現像停
止時のレベル比が記憶されている。比較回路２８ａ、２
８ｂは、それぞれこの現像停止時のレベル比と現像中に
おける検出したレベル比とを比較する。

【００６８】ここで、レベル比Ｉ₂／Ｉ₁、若しくは他方
のレベル比であるレベル比Ｉ₁／Ｉ₀が、予め記憶されて
いる現像停止時の所定のレベル比に達したときを現像停
止時としている。

【００６９】比較回路２８ａ、２８ｂでは、比較結果が
予め設定している現像停止時のレベル比を越えたとき、
それぞれレベル“Ｈ”を２入力のＡＮＤゲート２８ｃに
出力する。このＡＮＤゲート２８ｃは、両入力端にレベ
ル“Ｈ”が入力されたときだけ、現像処理が所定の深さ
や幅等に達したとして現像処理を終了させるべくレベル
“Ｈ”の制御信号をポンプ３１に送る。

【００７０】ポンプ３１は、このとき、現像液貯蔵タン
ク３２からの例えばアルカリ性の現像液の光ディスク原
盤１上への供給を停止する。また、この光ディスク原盤
製造装置は、この現像停止処理と同時に光ディスク原盤
１上の現像液を除去するため、リンス液として例えば純
水を供給しても良い。

【００７１】このようにして光ディスク原盤の現像装置
では、所定の深さ及び幅の光ディスク原盤を高精度で製
造することができる。

【００７２】以上のような手順に従って製造することに
より、光ディスク原盤の製造工程を高精度で制御するこ
とができ、さらなる高密度化に対応した高品質の光ディ
スク原盤を製造することができる。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係る光ディスク原盤の製造方法
では、現像時に例えばランダムなピットパターンを透過
した参照光の回折光量を回折光レベルとして検出してこ
の回折光からレベル比を算出し、算出したレベル比に応
じて現像処理の停止を行うことによりピット、若しくは
グルーブパターン形成を制御することが可能となる。そ
して、本発明においては、参照光として固体レーザの第
２高調波を用いているため、回折光の検出信号を大きく
することができ、回折光の測定精度を高精度化すること
ができるため、現像処理をより高精度に制御することが
可能となる。

【００７４】したがって、本発明に係る光ディスク原盤
の製造方法によれば、さらなる高密度に対応し得る高品
質の光ディスク原盤の製造が可能となる。そして、本発
明に係る方法で製造した光ディスク原盤を元に製造した
光ディスクは、高密度で、かつ品質の高い優れた光ディ
スクとなる。

【００７５】本発明に係る光ディスク原盤の現像装置で
は、現像時に例えばランダムなピットパターンを透過し
た参照光の回折光量を回折光レベルとして検出してこの
回折光からレベル比を算出し、算出したレベル比に応じ
て現像処理の停止を行うことによりピット、若しくはグ
ルーブパターン形成を制御することが可能となる。そし
て、本発明の光ディスク原盤の現像装置においては、参
照光として固体レーザの第２高調波を用いているため、
回折光の検出信号を大きくすることができ、回折光の測
定精度を高精度化することができるため、現像処理をよ
り高精度に制御することが可能となる。

【００７６】したがって、本発明に係る光ディスク原盤
の現像装置によれば、さらなる高密度に対応し得る高品
質の光ディスク原盤の製造が可能となる。そして、本発
明に係る方法で製造した光ディスク原盤を元に製造した
光ディスクは、高密度で、かつ品質の高い優れた光ディ
スクとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】露光装置の光学系の概略構成例を示す概略構成
図である。

【図２】本発明に係る光ディスク原盤の製造方法各工程
を示すフローチャートである。

【図３】レジスト原盤に照射される参照光による各回折
光の各回折光の方向を説明する図である。

【図４】レジスト原盤から出射される回折光の第０次回
折光に対する高次の回折光の方向を説明する図である。

【図５】本発明を適用した光ディスク原盤の現像装置の
一構成例を示した概略構成図である。

【図６】レジスト原盤においてモニタゾーンを形成した
状態を示す図である。

【符号の説明】

１レジスト原盤、１ａガラス基板、１ｂフォトレ
ジスト膜、２６フォトディテクタ部、２７レベル比
算出部、２８現像停止制御部、３１ポンプ、３２
現像液タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光されたフォトレジスト層を現像し凹
凸パターンを形成する光ディスク原盤の製造方法におい
て、上記現像の際にフォトレジスト層に対して固体レーザの
第２高調波を参照光として照射し、上記凹凸パターンに
おける回折光のレベルに基づいて現像工程を終了させる
ことを特徴とする光ディスク原盤の製造方法。
【請求項２】上記回折光として、照射された参照光が
そのまま透過された第０次回折光及び上記参照光の第１
次回折光を用いることを特徴とする請求項１記載の光デ
ィスク原盤の製造方法。
【請求項３】上記固体レーザは、ＹＡＧレーザの第２
高調波であることを特徴とする請求項１記載の光ディス
ク原盤の製造方法。
【請求項４】上記固体レーザは、ＹＶＯ₄レーザの第
２高調波であることを特徴とする請求項１記載の光ディ
スク原盤の製造方法。
【請求項５】上記固体レーザの第２高調波は、波長が
５３２ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光デ
ィスク原盤の製造方法。
【請求項６】光ディスクの信号記録領域から外れた位
置の上記フォトレジスト層にダミーパターンを形成し、
このダミーパターン形成位置に上記参照光を照射し、ダ
ミーパターンにおける回折光のレベルに基づいて現像工
程を制御することを特徴とする請求項１記載の光ディス
ク原盤の製造方法。
【請求項７】上記ダミーパターンは、トラックピッチ
が０．７〜１．２μｍであることを特徴とする請求項６
記載の光ディスク原盤の製造方法。
【請求項８】フォトレジストを塗布、露光された光デ
ィスク原盤を現像する光ディスク原盤の現像装置であっ
て、現像制御用参照光を出射する参照光出射部と、光ディスク原盤のフォトレジスト膜形成面での上記参照
光の回折光を検出するフォトディテクタ部と、上記フォトディテクタ部で検出した回折光の検出信号を
元に検出信号のレベル比を算出するレベル比算出部と、上記レベル比算出部からの出力信号に応じて現像処理を
終了させる現像停止制御部とを備え、上記参照光は、固体レーザの第２高調波であることを特
徴とする光ディスク原盤の現像装置。
【請求項９】上記フォトディテクタ部は、上記光ディ
スク原盤のフォトレジスト膜形成面に対して傾斜可能で
あることを特徴とする請求項８記載の光ディスク原盤の
現像装置。