Method and device for exposing optical master disk
专利汇可以提供Method and device for exposing optical master disk专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To enable formation of smaller pits by decreasing exposure power.
CONSTITUTION: In the exposure device of this invention, a photoresist 52 applied on a substrate 50 is irradiated with laser light 10 to form pits (not shown in the figure) in the photoresist 52. The device is equipped with a holding plate 14 incorporating heaters 12 as a heating means to heat the substrate 50 with the photoresist 52. As for the heater 12, a resistance heating body which generates Joule heat from an electric current is used.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO，下面是Method and device for exposing optical master disk专利的具体信息内容。
記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクを大量に生産するためのスタンパの元となる光ディスク原盤を露光する方法及び装置に関し、詳しくは、再生専用ＲＯＭ型光ディスクの光ディスク原盤の露光方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会の進展により、組織・個人共に扱うデータ量は飛躍的に増大しつつある。 その中にあって、光ディスクは、再生専用としてのＲＯＭ媒体、或いは記録可能なタイプとして追記型、書換型等が開発され各方面で使用され始めている。 大容量と言われる光ディスクにおいても益々の高密度化が要求されつつある。
【０００３】光ディスクは、次のようにして生産されている。 まず、ガラス製の基板に、ポジ型のフォトレジストを塗布する。 このフォトレジストにレーザ光を記録信号に基づいて照射することにより、多数のピットの形状を露光する。 続いて、溶剤で露光部分を除去して現像する。 これにより、記録信号に対応した多数のピットを有する光ディスク原盤が得られる。 続いて、光ディスク原盤を型としてスタンパを作製し、スタンパによって光ディスクを大量に生産する。 したがって、光ディスクの高密度化を実現するには、フォトレジストにレーザ光で露光されるピットの微細化を図ることが重要である。
【０００４】また、ピット幅Ｗは、フォトレジストの解像度に起因して基本的には次式で与えられる。
【０００５】Ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ ・・・
【０００６】ここで、ｋ：プロセス定数（フォトレジストの解像度、露光パワー等による），λ：使用光源の波長，ＮＡ：対物レンズの開口数である。
【０００７】式より、ピット幅Ｗを狭くする一つの方法として、露光パワーを小さくすることにより、プロセス定数ｋを小さくすればよいことがわかる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光パワーを小さくすると、実際のピットは図４に示すように形成される。 図４は、ガラス製の基板５０にフォトレジスト５２を塗布し、矢印５１で示すようにビームスポットＳを進めることでレーザ光を照射して、感光した部分のフォトレジスト５２を除去することによりピット５３
を形成したものである。 ピット５３の上面からの形状５
４は、理想的な小判型をしている。 しかし、ピット５３
の前部（ビームスポットＳの進行方向前部）の壁面５６
が、後部の壁面５８の角度よりも緩くなっている。 その結果、ピット５３の前部が不明確となってジッタ（デジタルパルスの時間のバラツキ）が大きくなるという問題が生ずる。 したがって、露光パワーを小さくすることにより、ピットの微細化を図ることは困難であった。
【０００９】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、露光パワーを小さくすることにより、ピットの微細化を可能とした光ディスク原盤の露光方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図４に示すようなピット形状となる原因について、本発明者が実験を通じて見い出した結果を以下に説明する。
【００１１】図５は、フォトレジスト５２への露光時における熱分布の平面及び深さ方向のシミュレーション結果を示している。 この図では、等温線ａ，ｂ，ｃの順に低温となる。 また、図４と同一部分は同一符号を付している。
【００１２】図５から明らかなように、ピット５３の前部よりも後部の方が太くなる等温線領域となるが、光化学反応が生じる部分にしかピット５３は形成されないので、平面的には小判型の形状５４が得られる。 しかしながら、深さ方向に関しては図５（Ｂ）に示すような温度特性となり、この影響を受けて図４のような形状のピット５３が形成されると考えられる。
【００１３】すなわち、レーザ光をフォトレジスト５２
に照射し始めると、レーザ光の光エネルギの一部が熱エネルギに変わることにより、ビームスポットＳ周囲の温度が徐々に上昇する。 したがって、レーザ光の照射開始位置と照射終了位置とでは、照射終了位置の方が温度が高くなる。 一方、フォトレジスト５２の光化学反応は温度が高いほど進むので、照射開始位置では浅い部分までしか反応が進まないのに対して、照射終了位置では深い部分にまで反応が進む。 これにより、図４に示すような好ましくないピット形状となるのである。
【００１４】本発明は、上記知見に基づきなされたものであり、基板に塗布されたフォトレジストにレーザ光を照射して、このフォトレジストにピットを形成する光ディスク原盤の露光方法及び装置を改良したものである。
その改良点は、前記フォトレジストを含めた前記基板を加熱して高温に保持しながら、前記フォトレジストに前記レーザ光を照射することである。 又は、前記フォトレジストを含めた前記基板を加熱する加熱手段を備えたことである。
【００１５】前記加熱手段は、前記基板を保持すると共にヒータを内蔵した保持板、前記基板を囲繞する保温箱、又は前記基板に加熱した気体を吹き付ける温風器としてもよい。
【００１６】
【作用】基板に塗布されたフォトレジストにレーザ光を照射する。 このとき、基板又はレーザ光を動かすことにより、フォトレジスト上をレーザ光のビームスポットが動いて所定のピット形状がフォトレジストに形成される。
【００１７】このとき、本発明では、予めフォトレジストを含む基板を加熱して高温に保持しておく。 したがって、フォトレジスト上のレーザ光の照射開始位置でも、
高温となっているので、深い部分にまで光化学反応が進む。
【００１８】
【実施例】図１は、本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第一実施例を示す構成図である。 以下、この図に基づき説明する。
【００１９】本発明に係る露光装置は、基板５０に塗布されたフォトレジスト５２にレーザ光１０を照射して、
フォトレジスト５２にピット（図示せず）を形成するものである。 そして、フォトレジスト５２を含めた基板５
０を加熱する加熱手段として、ヒータ１２を内蔵した保持板１４を備えている。 ヒータ１２は、通電によりジュール熱が発生する抵抗加熱体を用いている。
【００２０】レーザ光１０は、対物レンズ１６を介してフォトレジスト５２上にビームスポットＳを照射する。
一方、保持板１４は、基板５０を載置したまま、図示しない駆動装置により矢印２０の方向に回転している。 したがって、レーザ光１０を、記録信号に基づきパルス化することにより、フォトレジスト５２上に多数のピットの形状が露光される。 一つのピットの形状は、ビームスポットＳの照射開始位置から照射終了位置までの棒状となる。
【００２１】このとき、本発明では、予めフォトレジスト５２を含む基板５０をヒータ１２で加熱して高温に保持しておく。 したがって、フォトレジスト５２上のビームスポットＳの照射開始位置でも、高温となっているので、深い部分にまで光化学反応が進む。
【００２２】図２は、本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第二実施例を示す構成図である。 以下、この図に基づき説明する。 ただし、図１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】この実施例における加熱手段は、基板５０
を囲繞する保温箱２２である。 保温箱２２は、例えば、
断熱性及び耐熱性に優れたガラスファイバ等をステンレス板で挟持した板材によって組み立てられたものである。 保温箱２２には、露光を行うための開口部２４が設けられている。 保持板１５は、通常のターンテーブルである。
【００２４】露光に伴って発生した熱が保温箱２２内に閉じ込められることにより、基板５０の温度が上昇するようになっている。 このとき、露光開始時は基板５０の温度が低くなっているので、予め恒温槽等で基板５０を加熱しておくことが好ましい。 本実施例では、特に加熱源を必要としないので、構成が簡単になるという利点がある。 なお、必要に応じ、保温箱２２にヒータ等を設けてもよい。
【００２５】図３は、本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第三実施例を示す構成図である。 以下、この図に基づき説明する。 ただし、図１及び図２と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】この実施例における加熱手段は、基板５０
に加熱した気体を吹き付ける温風器３０である。 温風器３０は、先端にノズル３２を有する筐体３４と、筐体３
４内に設けられたファン３６及びヒータ３８とから構成されている。
【００２７】外気４０は、ファン３６に取り込まれて、
ヒータ３８を介して熱風４２となり、ノズル３２から基板５０へ向けて放出される。 本実施例では、露光される部分のフォトレジスト５２を直接加熱するので、フォトレジスト５２を速やかに昇温できる。 また、露光される部分のフォトレジスト５２は、露光される間だけ昇温される。 したがって、フォトレジスト５２を高温にさらす時間を最小限にできることにより、フォトレジスト５２
のポリマー、溶解制御剤等の高温による分解を抑制できる。
【００２８】なお、フォトレジストを含めた基板を加熱する際は、レーザ光の波長に基づくエネルギよりも低く、かつ露光に伴って上昇するフォトレジスト表面の温度よりも高い温度になるように、加熱することが好ましい。
【００２９】例えば、加熱時のフォトレジストの最高温度は、通常のフォトレジストが機能する１５０℃以下とすることが好ましい。
【００３０】また、加熱手段は、例えば赤外線ランプ等にしてもよい。 加熱手段を赤外線ランプにした場合は、
赤外線をレンズで集光して、露光される部分のフォトレジストにのみ照射するようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、露光前に予めフォトレジストを含む基板を加熱して高温に保持しておくことにより、フォトレジスト上のレーザ光の照射開始位置でも、照射終了位置と同じように深い部分にまで光化学反応を進ませることができる。 その結果、露光パワーを小さくしても、フォトレジストの深い部分まで小判状の理想的なピットを形成できるので、ピットの微細化を達成できる。
【００３２】また、請求項４記載の露光装置によれば、
加熱手段を保温箱としたことにより、加熱源を必要としないので、構成を簡単にできる。
【００３３】請求項５記載の露光装置によれば、加熱手段を温風器としたので、露光される部分のフォトレジストを直接加熱することにより、フォトレジストを速やかに昇温できる。 その結果、処理速度を上げることができるので生産性を向上できる。 また、フォトレジストを高温にさらす時間を最小限にできるので、フォトレジストの高温による反応を抑制できる。
【図１】本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第二実施例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る光ディスク原盤の露光装置の第三実施例を示す構成図である。
【図４】従来の露光方法により形成したピットを示し、
図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における
IV-IV 線縦断面図である。
【図５】従来の露光方法におけるフォトレジストの熱分布の平面及び深さ方向のシミュレーション結果を示し、
図５（Ａ）は平面的な熱分布図、図５（Ｂ）は図５
（Ａ）におけるVV 線の温度グラフである。
１０ レーザ光 １４ 保持板（加熱手段） ２２ 保温箱（加熱手段） ３０ 温風器（加熱手段） ５０ 基板 ５２ フォトレジスト
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