微細加工体および微細構造体の製造方法、ならびに光記録媒体の製造方法
【課題】高密度かつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる微細構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】非感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を基材上に形成し、感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を感熱層上に形成する。感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する。マスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを基材上に形成する。
【解決手段】非感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を基材上に形成し、感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を感熱層上に形成する。感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する。マスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを基材上に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細凹凸パターンを有する微細加工体および微細構造体の製造方法、ならびに光記録媒体の製造方法に関する。詳しくは、感熱性および非感熱性の無機レジストを用いて微細凹凸パターンを形成する微細構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高密度化に伴い、リソグラフィ技術が単層レジストから多層レジストに変わりつつある。これは、感熱性レジストが有機材料であるか無機材料であるかに関わらず、パターン解像度が膜厚に反比例するためである。多層レジストを用いた製造プロセスは、複数のレジストを基材上に積層し、最上層のレジストにパターンを形成し、これをマスクとして順次下層のレジストをエッチングしていくものである。
【０００３】
感応性レジストが感光性の有機レジストである場合、底面からの光反射やレジスト膜中に発生する定在波の影響などで、解像度の低下が起こりやすい。活性エネルギー線として電子線を照射する場合には、電子線の内部散乱や後方散乱のために解像度の低下を起こすことがある。また、感光性（上層）、非感光性（下層）の２種類の有機レジストを積層した場合、界面で材料同士の混じり合いが起こることがある。さらに、有機レジストは現像によるパターン形成やウエットエッチングの際に膨潤を起こすことが多く、充分な寸法精度が得られにくいことがある。
【０００４】
これらの問題を解決するため、感光性レジストの下に反射防止膜や無機膜を設ける方法、パターン形成にのみ有機レジストを用い、これをマスクとして下層の無機膜をエッチングする方法が開発されている。これまでに提案されている積層レジストを用いたプロセス技術について、以下に、報告年順にいくつか説明する。
【０００５】
（１）３層構成（有機層：１層／無機層：１層／有機層：１層）
下層を有機膜、中間層をＳｉＯ2膜、上層を感応性有機レジスト膜とする３層構成を用いる。有機膜で基板の凹凸を埋めて表面平坦性を得て、感応性有機レジストの膜厚を小さくすることで高い解像度を得る。上層を露光・現像してパターン形成したのち、これをマスクとして中間層をＣＨＦ3でＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理し、次いで、Ｏ2でＲＩＥ処理して下層のエッチングと上層の除去とを同時に行う（例えば非特許文献１参照）。
【０００６】
（２）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層としてＯ2のＲＩＥに耐性が高いカルコゲナイド・ガラス膜を用い、下層としてＯ2のＲＩＥ処理が可能な有機膜を用いる。有機レジストを塗布し、下層（有機膜）を形成することで、基板面の段差を均一化する。上層（無機膜）を下層上に形成し、この上層にパターン形成し、これをマスクとして下層をドライエッチングする（例えば非特許文献２参照）。
【０００７】
（３）２層構成（有機層：２層）
下層の材料として、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）など遠紫外光で分解する有機レジスト（ポジ型）を用い、上層の材料として、近紫外光には感光して遠紫外には不透明な有機レジスト（ポジ型）を用いる。上層を近紫外光で露光・現像してパターン形成したのち、これをマスクとして下層を遠紫外光で露光し・現像する（非特許文献３）。
【０００８】
（４）２層構成（有機・無機混合層：１層／有機層：１層）
上層をＯ2のＲＩＥ耐性が高いシリコン樹脂膜とし、遠紫外光を用いた架橋反応で上層にポジまたはネガ形状を形成する。下層をＯ2のＲＩＥ処理が可能な有機膜とする。露光・現像によりパターン形成した上層をマスクとして、下層をエッチングしたのち、ＣＣｌ4により被加工層と上層をエッチングする（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
（５）３層構成（有機層：２層／無機層：１層）
基板上にモリブデン膜を形成する。このモリブデン膜上に、塩化ポリエチレン膜などの塩素化高分子膜を積層し、さらに有機レジストを塗布して硬化させ、有機膜を形成する。この有機膜を露光・現像してパターンを形成し、これをマスクとして、塩化ポリエチレン膜を酸素プラズマでエッチングする。次に、この２層構造のパターンをマスク材としてモリブデン膜をフレオン・ガスでプラズマエッチングする。その後、積層マスクを除去する（例えば特許文献２参照）。
【００１０】
（６）２層構成（有機層１層／無機層１層）
熱酸化で表層をＳｉＯ2化したシリコン基板上にＮｂ膜を形成する。このＮｂ膜上にポジ型樹脂レジストを形成し、露光・現像してパターン形成する。これをマスクとして、フレオン・ガスでＮｂ膜を異方性エッチングする。次に、全面にＳｉＯ膜を形成したのち、アセトン中で超音波照射し、樹脂レジストをリフトオフする（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
（７）２層構成（有機・無機混合層：１層／有機層：１層）
上層は、Ｏ2のＲＩＥ耐性が高いフェノール性水酸基を含むシリコン樹脂と、感応性構造部分を有するフェノール樹脂からなる層とする。下層は、Ｏ2のＲＩＥで除去可能な有機膜とする。可視光照射で上層に架橋反応を起こさせ、アルカリ性水溶液で現像してネガ・パターン形成し、これをマスクとして下層をＯ2でＲＩＥ処理する（例えば特許文献４参照）。
【００１２】
（８）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層は縮合タングステン酸膜とし、下層はＰＭＭＡやノボラック樹脂などの有機膜とする。マスクを通して紫外光で上層を露光し、アルコール含有水溶液で現像してネガ・パターンを上層に形成する。次に、これをマスクとして紫外光で露光し、下層を有機溶剤で溶解する（例えば特許文献５参照）。
【００１３】
（９）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層は電子線感応型でアルカリ溶解性のシリコン樹脂膜（ネガ型の膜）とし、下層は非感応性の有機膜（平坦化層）とする。この積層形態により、レジストに照射した電子の内部散乱や後方散乱によるパターン精度低下を抑える。感応層と非感応層の間には、必要に応じてＳｉＯ2などの中間層が設けられる。レジスト層の露光・現像によりパターン形成し、これをマスクとして中間層および非感応層をドライエッチングすることで、高密度、高アスペクト比を実現する（例えば特許文献６参照）。
【００１４】
（１０）３層構成（有機層：１層／無機層：２層）
シリコン基板上にＳｉＯ2膜、ＳｉＮ膜、樹脂レジスト膜の順に形成し、樹脂レジスト膜を露光・現像してパターン形成する。これをマスクとしてＳｉＮ膜をフッ酸でエッチングしたのち、樹脂レジスト膜を除去する。次に、ＳｉＮ膜をマスクとしてＳｉＯ2膜をＣＨＦ3＋Ｏ2でＲＩＥ処理する。次に、水酸化カリウム水溶液でシリコン基板をエッチングする（例えば特許文献７参照）。
【００１５】
（１１）２層または３層構成（有機層：１層／無機層：１層、または有機層：１層／無機層：２層）
基板上に１層または２層の無機膜を形成し、その上に有機レジスト膜を形成して露光・現像によりパターン形成する。これをマスクとして１層または２層の無機膜をエッチングし、有機レジスト層を剥離する。全面に金属膜を形成したのち、無機レジストが１層のときは、そのものを、２層のときは上層の無機レジストを酸またはアルカリでリフトオフする（例えば特許文献８参照）。
【００１６】
（１２）２層構成（無機層：１層／無機層：１層）
上層はＺｎＳ−ＳｉＯ2など感熱性の無機膜（ネガ型）とし、下層は光吸収して発熱する性質を有する、カルコゲナイド・ガラスなどの無機膜とする。感熱性材料へのレーザ照射による加熱で相容を起こし、緻密化した部分がネガの潜像となる。これをフッ酸でウエットエッチングしてパターン形成する（例えば特許文献９参照）。
【００１７】
（１３）３層構成（有機層：１層／無機層：２層）
基板上にダイヤモンド膜を形成し、その上にＳｉＮ膜を形成する。さらに有機レジスト膜を形成して電子線露光・現像によりパターン形成する。これをマスクとしてＳｉＮ膜をフレオン・ガスでＲＩＥ処理し、さらに、これをマスクとしてダイヤモンド膜をＯ2でＲＩＥ処理する。最後に、ＳｉＮ膜をフッ酸によるウエットエッチングでリフトオフし、ダイヤモンド膜のパターンを得る（例えば特許文献１０参照）。
【００１８】
【非特許文献１】J.M.Moran,and D.Maydan,Bell System Technical Journal,58(5),1027-1036,1979
【非特許文献２】K.L.Tai,W.R.Siclair,R.G.Vadimsky,and J.M.Moran,J.Vac.Sic.Technol.,16(6),1977-1979,1979
【非特許文献３】B.J.Lin,J.Electrochem.Soc.,127,202-205,1980
【特許文献１】特開昭５７−１４１６４２号公報
【特許文献２】特開昭５８−１９２３２５号公報
【特許文献３】特開昭５８−２０９１８４号公報
【特許文献４】特開昭６１−３１３９号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７３５３９号公報
【特許文献６】特開平０４−３３０７０９号公報
【特許文献７】特開平０９−１３９１７４号公報
【特許文献８】特開２００５−２６９５６１号公報
【特許文献９】特開２００５−３３２４５２号公報
【特許文献１０】特開２００６−８０３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、近年の光ディスクの記録密度向上に伴い、ＣＤ−ＲＯＭ；１．６μｍ、ＤＶＤ−ＲＯＭ；０．７４μｍ、Blu-ray Disc（登録商標）；０．３２μｍのように、仕様の狭トラックピッチ化が進んでいる。これを成型するレジスト原盤の製造においては、より一層、高密度のパターン形成が可能なレジスト材料の開発が期待されている。
【００２０】
従来、広く用いられている有機レジストとしては、例えば、ノボラック系レジスト、化学増幅型レジストなどが知られている。しかし、有機レジストは分子量が高いことに起因して露光部と非露光部との境界部のパターンが不明確となり、レジスト・パターンの凸形状のテーパ角が比較的緩慢となる。
【００２１】
これに対して、カルコゲナイド・ガラスや金属酸化物からなる無機レジストは、低分子量であるので、露光部と非露光部との境界部で明瞭なパターンが得られる。このため、無機レジストでは、有機レジストと比較して、レジスト・パターンの凸形状のテーパ角が急峻でエッジは直線的になる。したがって、無機レジストを使用することにより、高密度、高精度の微細加工を実現することが可能である。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、高密度かつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる微細加工体および微細構造体の製造方法、ならびに光記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２４】
第２の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法である。
【００２５】
第３の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２６】
第４の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法である。
【００２７】
第５の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
マスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２８】
第６の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２９】
第７の発明は、
基材と、
基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
凹凸パターンのうち凸部は、
基材上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層と、
非感熱層上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体である。
【００３０】
第８の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材と、
基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
凹凸パターンのうち凸部は、
基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、
凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体である。
【００３１】
第１、第２、第５および第７の発明では、非感熱層および感熱層を基材上に積層し、これの積層膜のうち、感熱層３のみを露光する。したがって、感熱層のみを基材上に成膜する従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、感熱層底部まで組成変化を起こさせるのに必要な露光部分を小さくすることができる。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、非感熱層をエッチングするので、感熱層のマスクパターンとほぼ同様の微細度で、感熱層および非感熱層からなる微細凹凸パターンを形成できる。これにより、従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸パターンを形成することができる。非感熱層および感熱層はそれぞれ、非感熱性および感熱性の無機レジストを主成分としているので、高剛性を有している。したがって、微細凹凸パターンを、レプリカなどを作製するためのパターンとして用いることもできる。
【００３２】
第３、第４、第６および第８の発明では、非感熱性の無機材料を主成分とする基材上に感熱層のみを形成し、この感熱層のみを露光する。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、基材をエッチングするので、感熱層のマスクパターンとほぼ同様の微細度で、感熱層および基材表面部からなる微細凹凸パターンを形成できる。これにより、従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸パターンを形成することができる。また、第１および第２の発明における非感熱層の成膜工程を省くことができる。感熱層は、感熱性の無機レジストを主成分としているので、高剛性を有している。したがって、エッチング後、感熱層を除去することがなく、感熱層を含む微細凹凸パターンを、レプリカなどを作製するためのパターンとして用いることもできる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、高密度かつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（基材上に非感熱層および感熱層を積層した例）
２．第２の実施形態（非感熱層としての基材上に感熱層を成膜した例）
【００３５】
＜１．第１の実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法の一例について説明する。
【００３６】
［光ディスク原盤の製造工程］
（成膜工程）
まず、図１Ａに示すように、基材１を準備または作製する。次に、図１Ｂに示すように、非感熱性の無機レジスト層（以下、非感熱層と称する。）２を基材１上に形成する。次に、図１Ｃに示すように、感熱性の無機レジスト層（以下、感熱層と称する。）３を非感熱層２上に形成する。
【００３７】
非感熱層２および感熱層３の成膜方法としては、例えば、乾式法および湿式法のいずれも用いることができる。乾式法としては、例えば、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤなどのＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着法、化学反応を利用して気相から薄膜を析出させる技術）の他、真空蒸着法、プラズマ援用蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition：物理蒸着法、真空中で物理的に気化させた材料を基材１上に凝集させ、薄膜を形成する技術）を用いることができる。湿式法としては、例えば、バーコート法、スピンコート法、スクリーン印刷法などの塗布法の他、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法、化学析出法、陽極酸化法、電解析出法などを用いることができる。
【００３８】
基材１としては、例えば、シリコン板やガラス板などの平滑な基板を用いることができる。基材１の材料は、所望とするパワー・マージンや露光感度に応じて適宜選択することが好ましい。基材１の材料としてシリコンウエハなど熱伝導率の高い材料を用いる場合、この基材１上に積層する非感熱層２および感熱層３の膜厚や構成によっては、レーザ光を照射したときに感熱層３に蓄積される熱量が不足し、露光感度が低下する場合がある。露光感度が低いと、レーザ光照射のパワー・マージンが広く取れる一方、感熱層３の底部まで充分に反応しにくくなる傾向がある。
【００３９】
これに対して、基材１としてガラスなど熱伝導率の低い材料を用いる場合、レーザ光を照射したときに感熱層３に蓄積される熱量が大きくなり、露光感度が増大する。露光感度が高いと、弱いレーザ・パワーで感熱層３を反応できる一方、パワー・マージンが狭くなる傾向がある。このようにパワー・マージンが狭くなると、レーザ光照射状態の僅かな変化、例えばレーザ露光時の対物レンズの極わずかなフォーカスのずれ、あるいは光源となるレーザの微小な出力変動によっても、形成されるパターン形状が大きな影響を受けるようになる。
【００４０】
非感熱層２は、非感熱性を有する無機レジストを主成分としている。非感熱層２は、例えば、金属酸化物を主成分としている。非感熱性の無機レジストとしては、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）およびニオブ（Ｎｂ）の少なくとも１種の酸化物を含んでいる。具体的には、非感熱性の無機レジストとしては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化チタン(ＴｉＯ2)、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）などが挙がられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４１】
非感熱層２の材料としては、例えば、酸性水溶液によりエッチング可能な材料、アルカリ性水溶液によりエッチング可能な材料、フッ化物水溶液によりエッチング可能な材料などが挙げられる。
【００４２】
アルカリ性水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、珪素（Ｓｉ）、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、カルコゲナイド・ガラス類（例えば、ＧｅＳｅ、ＡｓＳ、ＡｓＳｅ、ＴｅＧｅ、ＴｅＳｅ、ＳｂＳ、ＳｂＳｅ、ＡｓＳＴｅ、ＴｅＧｅＳｎ）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４３】
酸性水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化すず（II）（ＳｎＯ）、酸化鉄（III）（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ニッケル（II）（ＮｉＯ）、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化サマリウム（III）（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化インジウム（III）（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化銅（II）（ＣｕＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４４】
フッ化物水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ2Ｏ5）、窒化珪素（ＳｉＮ）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４５】
感熱層３は感熱性を有する無機レジスト材料を主成分としているので、非感熱層２上に形成される感熱層３の露光感度は、非感熱層２の熱伝導率により大きな影響を受ける。それゆえ、感熱層３に蓄積される蓄熱量を調整するための層として非感熱層２を利用することもできる。
【００４６】
材料の熱伝導率は、定性的には電気抵抗値に反比例する。したがって、この性質を利用すれば、非感熱層２の熱伝導率を見積もることができる。具体的には、成膜した非感熱層２の表面抵抗を測定し、この測定値を所定の基準値と比較することで、非感熱層２の蓄熱性の大小を見積もることができる。
【００４７】
感熱層３は、感熱性を有する無機レジストを主成分としている。感熱層３は、例えば、ポジ型またはネガ型の無機レジストを主成分とし、好ましくは、活性エネルギー線の被照射部が現像液に対して可溶性となるポジ型の無機レジストを主成分とする。具体的には、感熱層３の材料としては、例えば、金属酸化物を用いることができる。金属酸化物としては、遷移金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、基材１上に目的とする形状を製造するプロセスに応じて任意の素材を用いることができる。具体例を挙げると、一酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、三酸化タングステン（ＷＯ3）、二酸化タングステン（ＷＯ2）、一酸化タングステン（ＷＯ）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ2）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、一酸化モリブデン（ＭｏＯ）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、四酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ4）、三酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化銅（ＣｕＯ）、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化スチビウム（Ｓｂ2Ｏ3）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、ケイ酸カルシウム（ＣａＳｉ2Ｏ5）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸コバルト（ＣｏＣＯ3）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）、炭酸ニッケル（Ｎｉ2ＣＯ3）、炭酸ビスマス（（ＢｉＯ）2ＣＯ3）、りん酸アルミニウム（ＡｌＰＯ4）、りん酸水素バリウム（ＢａＨＰＯ4）、りん酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）、クエン酸亜鉛（Ｚｎ3（Ｃ6Ｈ5Ｏ7）2）、ほう酸亜鉛（２ＺｎＯ・３Ｂ2Ｏ3）、ほう酸バリウム（ＢａＢ4Ｏ7）、酸化ウラン（Ｕ3Ｏ8）などを例として挙げることができる。これらの金属酸化物は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４８】
これらの中で、レーザ光、電子線、イオンビーム、水素プラズマ、紫外線、可視光線、赤外線などの活性エネルギー線によって、現像液に対する溶解度差（選択比）を生じる無機レジストとしては、金属酸化物のうち金属元素としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、タリウム（Ｔｌ）、ホウ素（Ｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ウラン（Ｕ）、テルル（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）を含むものなどが知られている。これらの内でも金属元素としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）を含むものが好ましくは、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）を含むものがより好ましい。これらの金属は、単独の酸化物として用いることも、２種類以上の金属からなる酸化物として用いることもできる。
【００４９】
なお、金属元素に対する酸素の組成比は化学量論的なものである必要はなく、その金属元素が取り得る最大酸化数未満の範囲内でも、任意の値をとることができる。例えば酸化タングステンＷＯxの場合、ｘは０＜ｘ＜３の範囲の任意の値を取ることができる。
【００５０】
無機レジストである金属酸化物の酸素量を調整する方法は、各成膜方法に応じて適宜選択することができる。例えばスパッタ法により成膜する場合、酸素を反応性ガスとして用いて、酸素を含まない金属のターゲットを反応性スパッタする成膜方法や、酸素含有量を制御した金属酸化物からなるターゲットをスパッタする成膜方法などを用いることができる。
【００５１】
基材１上に形成される非感熱層２および感熱層３の厚さはそれぞれ任意に設定可能であるが、積層膜としての厚さは、所望のピットまたはグルーブの深さが得られるように設定することが好ましい。例えば、Blu-ray Disc（登録商標）の場合には、感熱層３の厚さが１５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc-ReWritable）の場合には、２０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００５２】
非感熱層２と感熱層３との厚さの比率も任意に設定可能である。但し、所定のパターンが形成された感熱層３が、非感熱層２に対してエッチング・マスクとしての機能を果たす程度に厚さを確保することが好ましい。非感熱層２と感熱層３との積層膜中で、感熱層３が占める割合を小さくすることが好ましい。具体的には、積層膜において、感熱層３を非熱層２に比して薄く成膜することが好ましい。このように成膜することで、より微細凹凸パターンの高精細化を実現することができるからである。非感熱層２の膜厚をｄ1とし、感熱層３の膜厚をｄ2とした場合、両層の比率Ｄは、１／１０≦Ｄ＝ｄ2／ｄ1≦１／１の範囲であることが好ましい。１／１より大きいと、本発明の方法を利用することによって感熱層３だけの場合よりも高密度かつ高テーパ角を実現するという効果が現れにくくなる。一方、１／１０未満であると、非感熱層２のエッチング・マスクとしての機能が低下する、すなわち、非感熱層２をエッチングしている間にエッチング・マスクが溶解したり剥離したりしやすくなる。
【００５３】
（露光工程）
次に、図２Ａに示すように、基材１を回転させると共に、露光ビームであるレーザ光Ｌをレンズ５により集光し感熱層３に照射して、感熱層３を全面にわたって露光する。これにより、レーザ光Ｌの軌跡に応じた潜像３ａが、感熱層３の全面にわたって形成される。感熱層３はポジ型またはネガ型の無機レジスト層として機能するが、以下では、感熱層３がポジ型の無機レジスト層である場合について説明する。
【００５４】
（無機レジストの反応機構）
図３は、無機レジストの反応機構を説明するための模式図である。レーザ光Ｌを感熱層（感熱性の無機レジスト）３に照射すると（図３Ａ参照）、レーザ光Ｌの照射により強熱された分子２１（例えば、アモルファスＷＯ1.5）のうち、あるものは酸素を放出して還元体２２（例えば、アモルファスＷＯ）となる。また、あるものはその酸素を受け取って酸化体２３ａ（例えば、アモルファスＷＯ3）や酸化体２３ｂ（例えば、結晶ＷＯ3）となる（図３Ｂ参照）。無機レジストとして用いられる酸化タングステン（ＷＯｘ、０＜ｘ≦３）や酸化モリブデン（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）などの金属酸化物では、酸化レベルの高い（ｘが大きい）ものはアルカリ溶解性が高い。一方、酸化レベルの低い（ｘが小さい）ものはアルカリ溶解性が低い。したがって、レーザ光照射部位において、酸化された部分はアルカリ溶解性が向上し、還元された部分はアルカリ溶解性が低下する。このように酸化生成物と還元生成物が混在している状態のものをアルカリ現像にて現像処理すると、酸化生成物が溶解し、その中に分散している還元生成物も一緒に脱離する（図３Ｃ参照）。その結果、酸化・還元反応を起こした部位全体が現像されて、形状パターンが形成されると考えられる。
【００５５】
また、酸化・還元反応の際、還元体２２は元の分子に比べて体積が減少し、酸化体２３ａ、２３ｂは体積が増加する。ここで、金属酸化物の比重を一例として挙げると、結晶Ｗ3Ｏ：１４．７ｇ／ｃｍ3、アモルファスＷＯ1.5：１１ｇ／ｃｍ3、結晶ＷＯ2：１０．８ｇ／ｃｍ３、結晶ＷＯ3：７．２ｇ／ｃｍ３、アモルファスＷＯ3：６．８ｇ／ｃｍ３、結晶ＭｏＯ2：６．５ｇ／ｃｍ3、結晶ＭｏＯ3：４．７ｇ／ｃｍ3であり、酸化が進むにつれて比重が低下（体積は増大）する。また、成膜したアモルファスの金属酸化物層をレーザ光照射により加熱すると、レーザ光照射部を中心に多数の結晶粒子が発生する。ここで、アルカリ溶解性についてアモルファス粒子と結晶粒子とを比較したとき、同じ酸化レベルの化合物、例えばＷＯ3同士ならば、格子状結合を形成していない分、アモルファス粒子の方が結晶よりもアルカリに対して短時間で溶解する。この性質は、ネガ型レジストのパターン形成で利用される。このような体積の増大と減少、および結晶粒子の発生が、短時間のうちに同時に起こることも、クラック発生の原因になっていると考えられる。
【００５６】
更に、強熱によって金属酸化物が分解して放出された酸素が、クラック２４を押し広げたり、結晶間に空隙を作ったりすることが考えられる。ここで、酸化タングステン（ＷＯx、０＜ｘ≦３）や酸化モリブデン（ＭｏＯx、０＜ｘ≦３）などの金属酸化物において、例えばｘが２以上など比較的酸化レベルが高いものは、レーザ光照射による加熱によって酸素ガスが発生する割合も高くなると考えられる。これがクラック２４を押し広げたり、結晶間に空隙を作ったりして体積を大きく膨張させると考えられる（図１Ｂ、盛り上がり２５）。このため、現像後に得られる形状パターンのエッジ部分の盛り上がり（図１Ｃ、盛り上がり２５）も大きくなる。逆に、例えばｘが２未満などの比較的酸化レベルが低いものは、酸素ガスの発生量も少なくなると考えられる。このため、レーザ光照射部位の体積膨張も小さくなり、現像して得られる形状パターンのエッジ部分の盛り上がり（図１Ｃ、盛り上がり２５）は小さくなる。
【００５７】
なお、発生したクラック２４や結晶間の空隙は、現像液を内部に浸透させる効果を高めるのに寄与すると考えられる。このため、酸化レベルが高い金属酸化物を使うほど、アルカリ溶解性も一層増大されることになる。
【００５８】
発生したクラックや結晶間の空隙は、現像液を内部に浸透させる効果を高めるのに寄与すると考えられる。このため、酸化レベルが高い金属酸化物を使うほど、アルカリ溶解性も一層増大されることになる。
【００５９】
（カッティング装置）
図４は、感熱層３の露光に用いられるカッティング装置３０の一構成例を示す概略図である。青色半導体レーザ（ＢＬＤ：Blue Laser Diode）３１は、波長４０５ｎｍの青色レーザ光を出射する。このレーザ光は、レンズ３２およびレンズ３３を通過した後、Ｘ−Ｙビームシフタ３４においてレーザ光軸がＸ、Ｙ方向に適宜調整される。次に、１／４波長板３５においてレーザ光の偏光が変換された後、レーザ光は、ミラー３６により反射されて、シャッター３７に導かれ、このシャッター３７により通過が制御される。
【００６０】
そして、シャッター３７を通過したレーザ光は、シリンドリカルミラー３８を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）３９に入射し、この音響光学偏向器３９によって光学偏向が施される。次に、光学偏向が施されたレーザ光は、シリンドリカルミラー４０を通過した後、ミラー４１により反射されて、偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）４２に導かれる。次に、レーザ光は、偏光分離素子４２により反射され、１／４波長板４３により偏光が変換され、ビームエキスパンダ４４によりビーム径が変換される。その後、レーザ光は、ダイクロイックミラー４５により反射され、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。なお、無機レジストサンプル６１は、ターンテーブル４７上に載置され、スピンドル４８により所定の速度により回転される。また、カッティング装置３０は、移動光学テーブル６０を備え、この移動光学テーブル６０の移動に伴って、レーザ光のスポットが無機レジストサンプル６１の径方向に移動される。
【００６１】
また、照射されたレーザ光に対する無機レジストサンプルからの戻り光は、対物レンズ４６を通過し、ダイクロイックミラー４５により反射され、ビームエキスパンダ４４、１／４波長板４３および偏光分離素子４２を通過する。その後、戻り光は、ミラー４９により反射され、レンズ５０を通過した後、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ５１により減衰されて、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）５２に供給される。ここで、電荷結合素子５２は、無機レジストサンプル６１からの戻り光のスポット形状、プロファイルなどを観察する目的で配置され、露光条件が最適か否かを確認するために用いられる。
【００６２】
フォーカス用ＬＤ（Laser Diode）５３は、波長６３３ｎｍを有するフォーカス用のレーザ光を出射する。フォーカス用ＬＤ５３から出射された光は、フォーカス用偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）５４を通過し、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、そのレーザ光は、ダイクロイックミラー５６にて反射され、ダイクロイックミラー４５を透過した後、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。
【００６３】
また、フォーカス用レーザ光に対する無機レジストサンプル６１からの戻り光は、ダイクロイックミラー４５を透過した後、ダイクロイックミラー５６にて反射され、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、戻り光は、フォーカス用偏光分離素子５４により反射されて、フォーカス用位置検出素子（Ｆ−ＰＳＤ：Focus-Position Sensitive Device）５７に供給される。このフォーカス用位置検出素子５７が、供給されたレーザ光に基づき位置検出をし、検出結果に応じて対物レンズ４６が制御される。
【００６４】
（現像工程）
次に、図２Ｂに示すように、基材１を回転させながら、感熱層３上に現像液を滴下して、感熱層３を現像処理する。これにより、レーザ光Ｌの露光（潜像３ａ）に応じた凹凸パターンが感熱層３に形成される。感熱層３をポジ型の無機レジストにより形成した場合には、レーザ光で露光した露光部は、非露光部に比較して現像液に対する溶解速度が増すので、露光部が凹部となる凹凸パターンが形成される。
【００６５】
感熱層３の現像には、例えばアルカリ性水溶液を用いることができる。アルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、アンモニア水溶液、コリン水溶液などを用いることができる。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、りん酸水素二ナトリウム、りん酸水素二カリウム、りん酸二水素ナトリウム、りん酸二水素カリウムのような固体のアルカリ源を水に溶かしたもののほか、調整された比率でこれらのアルカリ源を混合したｐＨ緩衝液なども利用することができる。
【００６６】
（エッチング工程）
次に、図２Ｄに示すように、パターン形成した感熱層３をエッチング・マスクとして、非感熱層２をエッチングする。これにより、感熱層３の開口パターンとほぼ同様の微細度で、非感熱層２をエッチングすることができる。非感熱層２のエッチングの方法としては、設備的に簡単で、大型化も容易であり、製造コストも低いなどの観点からすると、湿式処理であるウエットエッチングが好ましい。具体的なウエットエッチングの方法としては、例えば、上述の現像工程と同様にエッチング液を滴下させる方法や、レジスト原盤をエッチング液に浸す方法などを用いることができる。
【００６７】
エッチング液としては、例えば、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、フッ化物水溶液などを用いることができる。非感熱層２がアルカリ溶解性である場合、感熱層３の現像と同じ現像液をそのままエッチング液として用いることが好ましい。現像液とエッチング液とを同一のものとすることで、現像工程とエッチング工程を同時に、すなわち両工程を連続して行うことができるからである。このように両工程を連続して行うことで、光ディスク原盤の製造工程をより簡略化することができる。
【００６８】
酸性水溶液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸のような液体の酸を適宜、水で希釈したもののほか、リン酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、ホウ酸などの固体の酸を水に溶かしたものも利用することができる。
【００６９】
フッ化物水溶液としては、例えば、けいフッ化アンモニウム、けいフッ化カリウム、けいフッ化ナトリウム、酸性フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、重フッ化カリウム、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化水素カリウム、フッ化水素酸、フッ化水素ナトリウム、フッ化水素ピリジン、フッ化テトラブチルアンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、ほうフッ化アンモニウム、ほうフッ化カリウム、ほうフッ化水素酸、ほうフッ化ナトリウム、緩衝フッ酸などを適宜希釈した水溶液を使用することができる。
【００７０】
現像液およびエッチング液は、現像速度の調整や現像残渣の効率的な除去などの目的で、適宜水溶液に有機溶剤を混ぜて用いたり、浸透剤や界面活性剤などを添加したりすることができる。現像液の温度は特に制限されるものではないが、薄膜の溶解速度を調整するために適宜温度を調整するなどの方法を採用することができる。
【００７１】
（還元工程）
次に、必要に応じて、還元性気体を含有する雰囲気中において無機レジスト層３を熱処理し、無機レジスト層３の表面を還元する。これにより、図２Ｄに示すように、凸部のテーパ角θが減少する。ここで、テーパ角は、基材１の成膜面を基準とした凸部の傾斜面の傾斜角である。また、非感熱層２および感熱層３の少なくとも一方が、金属酸化物を含んでいる場合、還元処理により微細凹凸パターン表面に金属膜を形成することができる。還元を行う具体的な方法として、例えば、特開２００７−２８７２６１号公報で開示されているものを用いることができる。
【００７２】
形状表面の金属性やテーパ角は、サンプルを還元する処理温度、還元気体の濃度、および処理時間によって制御される。目的とするサンプル処理状態、および還元する金属酸化物の種類に応じて、これら処理条件の組み合わせを適宜調整して用いることが好ましい。この処理条件の中で還元に対する寄与が最も大きいのは処理温度であり、還元性気体の濃度と流量が同じ場合、高温ほど還元力が強くなる。処理温度は特に限定されるものではないが、一般的な金属酸化物の還元は、通常２５０〜９００℃で行われる。設定温度については、金属酸化物を形成した基材１の耐熱温度に依存する部分が大きく、例えばガラス基板は高温で変形することがあり、シリコンウエハは高温処理を経たものは応力に対して割れを生じやすくなることがある。これらは光ディスクの原盤作製のように精密加工が必要な場合には致命的になることもあるため、還元性気体の濃度や処理温度は、高温で短時間の処理を行うよりも低温で長時間の処理を行う方法を採用するなど適宜調整することが好ましい。温度の昇降速度についても適宜調整することが好ましい。急速な昇降を加えることで基材１に歪みやクラックを生じる可能性がある場合は、充分な時間をかけて温度が上昇するように温度制御を行うことが好ましいが、通常は１０分間あたり５〜１００℃程度の温度上昇となるように温度制御する。
【００７３】
還元性気体としては、例えば、硫化水素、一酸化炭素、二酸化硫黄、水素、ホルムアルデヒドなどを用いることができる。これらは単独、または２種類以上を混合して用いることができる。また、これらの還元性気体は、非酸化性の気体と混合することで濃度を調整して用いることができる。非酸化性の気体としては、ヘリウム、アルゴン、窒素などを好適に用いることができる。また、金属酸化物を還元する際、最初から純粋な還元性気体を流しても、還元性気体と非酸化性気体の混合比率を温度や時間に対応して変えながら流してもよい。金属酸化物を還元するときに発生する水は速やかに除去されることが好ましい。これらの水分は、還元炉の中を通す還元性気体または混合気体と一緒に系外に排出し、気体の流速を高めることで排出を効率化することができる。経済的な観点から、還元性気体と非酸化性気体の混合気体に占める還元性気体の含有量を減らし、流速を大きく取るなどの方法を使うことができる。混合気体に占める還元性気体の比率は任意で、流速は通常１分間当たり０．１〜１０リットル程度に調整される。
【００７４】
あるサンプルにおける還元の相対的な進行度合いは、還元処理前と処理途中または処理後の表面抵抗を測定・比較することで判断することができる。すなわち、還元は凹凸形状の表面から内部に向かって進行し、表面部分において高い金属性を示すようになる。このため、実際の凹凸形状の表面抵抗、または凹凸形状と同じ条件で還元操作に付した金属酸化物の表面抵抗を測定することで、還元の度合いを知ることができる。
【００７５】
感熱性または非感熱性の無機レジストとして用いる金属酸化物は、単位体積あたりに含まれる酸素量が多いほど、還元による体積収縮率も大きくなる。例えば、二酸化タングステン（ＷＯ2）からなる形状よりも、三酸化タングステン（ＷＯ3）からなる形状の方が、形状が大きく変化する。
以上により、微細構造体である光ディスク原盤１０を得ることができる。なお、感熱層３は、非感熱層２をエッチングするマスクとして利用されたのち、後工程において除去されることなく、非感熱層２に積層されたまま凹凸パターンの一部として利用される。
この微細構造体である光ディスク原盤１０は、図２Ｄに示すように、基材１と、基材１上に形成された凹凸パターンとを備える。凹凸パターンのうち凸部は、基材１上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層２と、非感熱層２上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層３とを備える。凹凸パターンの凹部および凸部の少なくとも一方の表面には、金属膜が形成されていることが好ましい。
【００７６】
［光ディスク・スタンパの製造工程］
（メッキ層の形成工程）
次に、図５Ａに示すように、現像後の光ディスク原盤１０の凹凸パターン上に、例えば無電解メッキ法によりニッケル皮膜などの導電化膜４ａを形成する。その後、導電化膜４ａが形成された光ディスク原盤１０を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜４ａ上に例えば３００±５μｍ程度の厚さになるようにメッキを施す。これにより、図５Ｂに示すように、凹凸パターンを有するメッキ層４が形成される。なお、メッキ層４を構成する材料としては、ニッケルなどの金属を主成分とするものを用いることができる。
【００７７】
（メッキ層の剥離工程）
次に、図５Ｃに示すように、例えばカッターなどにより光ディスク原盤１０からメッキ層４を剥離する。その後、このメッキ層４に対してトリミングを施して所定のサイズに加工した後、例えばアセトンなどを用いてメッキ層４の信号形成面に付着した無機レジストを洗浄する。
以上により、目的とする光ディスク・スタンパ１１を得ることができる。なお、この光ディスク・スタンパ１１は、光ディスク原盤１０の複製金型に相当する。
【００７８】
［光ディスクの製造工程］
（基板の成形工程）
次に、図６Ａに示すように、例えば射出成形法により、光ディスク・スタンパ１１の凹凸パターンをポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料に転写して、光ディスク基板１２を作製する。具体的には例えば、成形金型に光ディスク・スタンパ１１を配置し、金型を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内にポリカーボネートなどの溶融樹脂材料を注入し、硬化後に金型を開く。これにより、所望のピットおよびグルーブ・パターンなどが転写された光ディスク基板１２が作製される。すなわち、光ディスク原盤（微細構造体）１０の複製物である光ディスク基板１２が作製される。
【００７９】
（情報信号部の形成工程）
次に、図６Ｂに示すように、情報信号部１３を光ディスク基板１２上に形成する。情報信号部１３は、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成される。その構成は、例えば、所望とする光ディスクが再生専用型、追記型および書換可能型のうちいずれであるかに応じて適宜選択される。
【００８０】
所望とする光ディスクが再生専用型である場合には、情報信号部１３は、例えば反射膜からなる。この反射膜の材料としては、例えば、金属元素、半金属元素、これらの化合物または混合物が挙げられる。より具体的には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体、またはこれらの単体を主成分とする合金が挙げられる。そして、実用性の面を考慮すると、これらのうちのＡｌ系、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｓｉ系またはＧｅ系の材料を用いることが好ましい。また、所望とする光ディスクが追記型である場合には、情報信号部１３は、例えば、反射膜、有機色素膜または無機記録膜を光ディスク基板１２上に順次積層してなる積層膜である。所望とする光ディスクが書換可能型である場合には、情報信号部１３は、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録層、上層誘電体層を光ディスク基板１２上に順次積層してなる積層膜である。
【００８１】
（光透過層の形成工程）
次に、図６Ｃに示すように、光透過層１４を第２の情報信号部１３上に形成する。光透過層１４の厚さは、好ましくは１０μｍ〜１７７μｍの範囲内から選ばれ、例えば１００μｍに選ばれる。光透過層１４の形成方法としては、例えば、レジンコート法、シート接着法などを用いることができる。レジンコート法は、ＵＶレジンなどの感光性樹脂を第２の情報信号部１３上にスピンコートし、ＵＶ光などの光を感光性樹脂に照射することにより、光透過層１４を形成する方法である。シート接着法は、光透過性シートを接着剤を用いて、光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。また、このシート接着法としては、例えば、シートレジン接着法、シートＰＳＡ（Pressure Sensitive Adhesive）接着法などを用いることができる。シートレジン接着法は、情報信号部１３上に塗布されたＵＶレジンなどの感光性樹脂を用いて、光透過性シートを光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。シートＰＳＡ接着法は、光透過性シートを、このシートの一主面に予め均一に塗布された感圧性粘着剤（ＰＳＡ）を用いて、光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。
以上の工程により、目的とする光ディスク１５を得ることができる。
【００８２】
上述したように、光ディスク基板１２の表面に形成される凹凸パターンの形状精度は、光ディスク・スタンパ１１の表面に形成された凹凸パターンの形状精度に依存する。一方、この光ディスク・スタンパ１１の表面に形成された凹凸パターンの形状精度は、光ディスク原盤１０の表面に形成された凹凸パターン、すなわち無機レジスト・パターンの形状精度に依存する。したがって、光ディスク基板１２を高精度に形成するためには、光ディスク原盤１０の無機レジスト・パターンを高精度に形成することが好ましい。
【００８３】
本発明の第１の実施形態によれば、非感熱層２および感熱層３を基材１上に順次積層して積層膜を形成し、感熱層３のみを露光、現像して所定のマスクパターンを感熱層３に形成する。次に、所定のマスクパターンを有する感熱層３を用いて、非感熱層２をエッチングして、微細凹凸形状を基材１上に作製する。
【００８４】
したがって、第１の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法では、非感熱層２および感熱層３を基材１上に積層し、これらの積層膜のうち、感熱層３のみを露光すればよい。したがって、感熱層（感熱性の無機レジスト層）のみを基材上に成膜する従来の光ディスク原盤の製造方法に比べて、感熱層底部まで組成変化を起こさせるのに必要な露光部分を小さくすることができる。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、非感熱層２をエッチングするので、上述の従来の光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる。すなわち、上述の従来の製造方法により同じ溝幅や孔径などの凹凸形状を形成した場合に比べて、より深いエッチングを実現することができる。また、得られたレジスト原盤に対して還元処理を加えた場合には、微細凹凸形状を変化させたり、微細凹凸形状表面に金属的性質を付与したりすることができる。
【００８５】
現像工程では、現像液としてアルカリ性水溶液を用いて現像を行い、エッチング工程では、エッチング液として現像液と同じアルカリ性水溶液を用いる場合と、酸性水溶液またはフッ化物水溶液を用いる場合がある。前者の場合はアルカリ性水溶液を使って現像工程とエッチング工程を１段階で、後者の場合は２段階に分けてパターン形成を行う。ここで、感熱層３の現像は、酸化されてアルカリ溶解性が向上した部分（露光部）と、それ以外の部分（非露光部）の選択比を利用するものである。従って、１段階で現像とエッチングを行う場合、非感熱層２のエッチングに時間を要すると、同時に感熱層１の現像も進むため、精密なパターン形成が行われにくくなることがある。このため、上記両工程を２段階に分けて行うことが好ましい。感熱層３は酸性水溶液やフッ化物水溶液に溶解しにくいため、パターン精度を維持した状態で非感熱層２のエッチングを行うことができるからである。
【００８６】
現像工程およびエッチング工程を共に、湿式処理により行うことが好ましい。両工程を湿式処理により行うことで、両工程を簡単な設備で行うことができ、光ディスク１５などの微細構造体の製造コストを低減できる。また、大面積の微細構造体を作製することも容易である。
【００８７】
感熱層３の材料としては、遷移金属酸化物を主成分とするものが好ましい。遷移金属酸化物を用いると、レーザ光照射による熱反応によって潜像を形成することができ、例えば４０５ｎｍ程度の可視レーザ光による露光によっても、そのスポット径より小さいパターンの露光が可能な、いわゆる筆先記録を実現できる。
【００８８】
感熱層３の膜厚を非感熱層２に比して薄く成膜することが好ましい。このように成膜すると、例えば幅１００ｎｍ未満の精密な溝形状やスポット形状などを感熱層３に形成することが可能となる。この感熱層３をマスクとして下層の非感熱層２をエッチングすると、高テーパ角のパターン形成を実現できる。さらに、得られた形状パターンを還元処理すると、非感熱層２および感熱層３ともに金属酸化物を主成分とする場合、両層ともに酸素の離脱による体積収縮を起こすことができる。この還元処理の際、両層の体積収縮率の違いを利用すれば、微妙な凸形状の制御も可能である。例えば、感熱層３のみが金属酸化物である場合、上層である感熱層３の部分のみに体積収縮を起こさせれば、凸形状の先端部に丸みを帯びさせることができる。さらに、還元によって金属酸化物の金属的性質、すなわち、導電性、熱伝導性、柔軟性、表面平滑性などを向上させることもできる。
【００８９】
非感熱層２および感熱層３ともに無機レジスト材料を主成分とするため、有機レジストを用いたときのように、現像工程やエッチング工程においてレジスト材料の膨潤が起こらない。さらに、有機レジスト材料を積層した場合に発生するように、非感熱層２および感熱層３の材料がその界面にて混じり合うこともないため、高い寸法安定性を有する光ディスク原盤（微細構造体）１０を実現することができる。
【００９０】
非感熱層２および感熱層３の２種類の無機レジスト層を積層しているので、感熱性の無機レジストだけを使って無機レジスト層を形成した場合よりも、高密度のパターン形成を実現できる。また、このパターン形成の技術を利用して光ディスク原盤を作製すると、より一層の狭トラックピッチ化を実現できる。
【００９１】
＜２．第２の実施形態＞
以下、図７〜図９を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光ディスクの製造方法の一例について説明する。なお、本発明の第２の実施形態において、第１の実施形態と同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００９２】
［光ディスク原盤の製造工程］
（成膜工程）
まず、図７Ａに示すように、基材１を準備または作製する。基材１は、非感熱性の無機レジストを主成分としている。非感熱性の無機レジストとしては、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００９３】
次に、図７Ｂに示すように、感熱層３を基材１上に形成する。感熱層３は、感熱性の無機レジストを主成分としている。感熱性の無機レジストとしては、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００９４】
（露光工程）
次に、図７Ｃに示すように、基材１を回転させると共に、露光ビームであるレーザ光Ｌをレンズ５により集光し感熱層３に照射して、感熱層３を全面にわたって露光する。これにより、レーザ光Ｌの軌跡に応じた潜像３ａが、感熱層３の全面にわたって形成される。感熱層３はポジ型またはネガ型の無機レジスト層として機能するが、以下では、感熱層３がポジ型の無機レジスト層である場合について説明する。
【００９５】
（現像工程）
次に、図８Ａに示すように、基材１を回転させながら、感熱層３上に現像液を滴下して、感熱層３を現像処理する。これにより、レーザ光の露光（潜像３ａ）に応じた凹凸パターンが感熱層３に形成される。感熱層３をポジ型の無機レジストにより形成した場合には、レーザ光Ｌで露光した露光部は、非露光部に比較して現像液に対する溶解速度が増すので、露光部が凹部となる凹凸パターンが形成される。
【００９６】
（エッチング工程）
次に、図８Ｂに示すように、パターン形成した感熱層３をエッチング・マスクとして、基材１をエッチングする。基材１のエッチングの方法としては、例えば、上述の現像工程と同様にエッチング液を滴下させる方法や、レジスト原盤をエッチング液に浸す方法などを用いることができる。
【００９７】
（還元工程）
次に、必要に応じて、還元性気体を含有する雰囲気中において無機レジスト層３を熱処理し、無機レジスト層３の表面を還元する。これにより、図８Ｃに示すように、凸部のテーパ角θが減少する。
以上の工程により得られる微細構造体である原盤１０は、図８Ｃに示すように、非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材１と、基材１上に形成された凹凸パターンとを備える。凹凸パターンのうち凸部は、基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層３とを備える。凹凸パターンの凹部および凸部の少なくとも一方の表面には、金属膜が形成されていることが好ましい。
これ以降の工程は、図９に示すように、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９８】
本発明の第２の実施形態によれば、非感熱性の無機レジストを主成分とする基材１を準備または作製し、この基材１上に感熱層３を形成する。次に、感熱層３を露光、現像して所定のマスクパターンを感熱層３に形成する。次に、所定のマスクパターンを有する感熱層３を用いて、基材１をエッチングして、微細凹凸形状を基材表面に作製する。
【００９９】
したがって、基材１上に感熱層３のみを形成し、この単層の感熱層のみを用いて、基材表面に微細凹凸形状を作製することができる。よって、第２の実施形態では、第１の実施形態に比して、光ディスク原盤（微細構造体）の製造工程をより簡略化することができる。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０１】
＜比較例１＞
（感熱性の無機レジスト層の成膜工程）
まず、８インチ・シリコン基板上に感熱性の無機レジスト層を成膜した。成膜後の膜厚は２８ｎｍとした。
以下に、感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：タングステン（Ｗ）／モリブデン（Ｍｏ）／酸素（Ｏ）
＝３２／８／６０（原子数比）
製膜ガス：アルゴン(Ａｒ)＝２６［ＳＣＣＭ］
製膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ１３５[Ｗ]
【０１０２】
（露光工程）
次に、得られた原盤を露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
以下に、感熱性の無機レジスト層の露光条件を示す。
光源：半導体レーザ（波長４０５［ｎｍ］）
対物レンズ：ＮＡ＝０．９
光ディスク原盤送り速度：０．３２［μｍ／revolution］
スピンドル：ＣＬＶ(Constant Liner Velocity)方式、４．９［ｍ／ｓｅｃ］
【０１０３】
（現像工程）
次に、得られた無機レジスト原盤を以下のプロセスで現像した。すなわち、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（東京応化工業（株）、ＮＭＤ−３）を現像液とし、露光を行った無機レジスト層を現像して、ＤＣグルーブ・パターンを作製した。
【０１０４】
以下に、感熱性の無機レジスト層の現像条件を示す。
現像液温度：２６℃
現像方法：レジスト原盤上への現像液の連続かけ流し
【０１０５】
ここで、現像方法について、より詳しく説明する。まず、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を、現像タンク（ソニー・ディスク・アンド・デジタル・ソリューションズ（株）製、ＰＴＲ３０００）に入れ、温度２６℃に保った。次に、無機レジスト原盤を回転ステージに載置し、４００ｒｐｍに回転を保ちながら、プレ・リンス、現像、およびポスト・リンスのプロセス処理を行った後、最後に１８００ｒｐｍで振り切り乾燥した。
【０１０６】
以下に、プレ・リンス、現像、およびポスト・リンスのプロセス処理の条件を示す。
プレ・リンス：純水を６０秒間、かけ流し。
現像：２１０秒間、現像液をかけ流し。
ポスト・リンス：純水を１８０秒間、かけ流し。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１０７】
（表面形状の評価）
次に、得られた光ディスク原盤表面のＤＣグルーブ・パターンを、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）により観察し、断面プロファイル、溝深さ［ｎｍ］、溝幅［ｎｍ］、およびテーパ角［°］を得た。その結果を図１０および表１に示す。
【０１０８】
＜実施例１＞
（非感熱層の形成工程）
まず、８インチ・ガラス基板上に非感熱性の無機レジスト層を膜厚２５［ｎｍ］に成膜した。
以下に、非感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：ＺｎＯ
成膜ガス：アルゴン（Ａｒ）／酸素（Ｏ2）
＝１５０［ｓｃｃｍ］／５［ｓｃｃｍ］
成膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ５００［Ｗ］
【０１０９】
（感熱層の形成工程）
次に、非感熱性の無機レジスト層上に感熱性の無機レジスト層を膜厚２５［ｎｍ］に成膜した。
以下に、感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：タングステン（Ｗ）／モリブデン（Ｍｏ）／酸素（Ｏ）
＝３２／８／６０（原子数比）
製膜ガス：アルゴン(Ａｒ)＝２６［ＳＣＣＭ］
製膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ１３５[Ｗ]
【０１１０】
（露光工程）
以上のようにして作製した原盤を、比較例１と同じ露光条件で露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
【０１１１】
（現像工程）
次に、現像時間を９０秒間に設定する以外は比較例１と同様にして、潜像を形成した原盤を現像した。
【０１１２】
（表面形状の評価）
次に、現像した原盤表面の凹凸パターンを、ＡＦＭにより観察し、断面プロファイルを得た。その結果を図１１Ａに示す。
【０１１３】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性レジストをエッチング・マスクとして、非感熱性レジストをエッチングした。エッチング液は、現像液と同様、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いた。容器中に２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を注ぎ、原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄し、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１１４】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１１Ｂおよび表１に示す。
【０１１５】
＜実施例２＞
非感熱性の無機レジスト層の形成工程から現像工程までを実施例１と同様の工程で行った。
【０１１６】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性の無機レジスト層をエッチング・マスクとして、非感熱性の無機レジスト層をエッチングした。容器中に０．２６Ｍ−ＮＨ4ＮＯ3水溶液（ｐＨ５．１４）を注ぎ、原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１１７】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１２および表１に示す。
【０１１８】
＜実施例３＞
非感熱性の無機レジスト層の形成工程から現像工程までを実施例１と同様の工程で行った。
【０１１９】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性の無機レジスト層をエッチング・マスクとして、非感熱性の無機レジスト層をエッチングした。容器中に弱酸性りん酸緩衝液（ｐＨ６．８）を注ぎ、積層レジスト原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。なお、弱酸性りん酸緩衝液（ｐＨ６．８）は、０．２Ｍ−Ｎａ2ＨＰＯ4水溶液／０．２Ｍ−ＮａＨ2ＰＯ4＝４９／５１（体積比）で調製した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１２０】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１３および表１に示す。
【０１２１】
＜実施例４＞
【０１２２】
（感熱層／非感熱層の形成工程）
まず、８インチ・ガラス基板上に、実施例１と同様のプロセスで感熱性の無機レジスト層を膜厚３０[ｎｍ]に成膜した。
【０１２３】
（露光工程）
次に、これを比較例１と同じ露光条件で露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
【０１２４】
（表面形状の評価）
次に、得られたレジスト原盤の無機レジスト層の表面を、ＡＦＭにより観察し、断面プロファイルを得た。その結果を図１４Ａに示す。
【０１２５】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性レジストをエッチング・マスクとして、ガラス基板をエッチングした。エッチング液はフッ化水素アンモニウム水溶液を用いた。容器中にフッ化水素酸水溶液を注ぎ、原盤を浸して、室温で９０秒間浸した。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１２６】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１４Ｂおよび表１に示す。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
図１０〜図１４および表１から以下のことがわかる。
感熱層および非感熱層を利用して微細構凹凸形状を形成する実施例１〜３では、感熱層のみを利用して微細構凹凸形状を形成する比較例１（従来の製造方法）に比して、高密度かつ高テーパ角を有する微細凹凸形状を形成できる。
また、非感熱性の無機レジストからなる基材上に感熱層のみを形成し、この感熱層を利用して微細構凹凸形状を形成する実施例４でも、実施例１〜３と同様に高密度かつ高テーパ角を有する微細凹凸形状を形成できる。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態および実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１３０】
上述の実施形態および実施例において挙げた構成、形状、数値および材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、形状、数値および材料などを用いてもよい。例えば、第１の実施形態において、非感熱層２は基材１上に形成されていれていれば良いため、基材１としてシリコンウエハを用いる場合、その表面に加熱などの酸化処理を施すことにより、非感熱層２であるＳｉＯ2層を形成する方法を取ることもできる。
【０１３１】
また、上述の実施形態では、光ディスク・スタンパ１１を用いて光ディスク基板１２および光ディスク１５を製造する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、光ディスク・スタンパ１１を用いずに、すなわち光ディスク原盤１０を直接用いて、光ディスク基板１２および光ディスク１５を製造するようにしてもよい。
【０１３２】
また、上述の実施形態では、光ディスク原盤および光ディスクの製造方法に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、本発明は微細な凹凸パターンを有する種々のデバイス、具体的には、太陽電池における光反射防止構造、燃料電池における燃料流路、モス・アイ構造などの製造方法に対しても適用可能である。また、本発明は半導体デバイスなどの集積回路の製造方法に対しても適用可能である。集積回路の製造方法に対して本発明を適用する場合、所望の回路パターンを形成した後、この回路パターンに対して還元処理を施すことにより、回路パターンに導電性を付与することができる。例えば、非感熱層２および感熱層３からなる積層膜の少なくとも一方を、金属酸化物を主成分とするものとし、その積層膜表面に対して還元処理により金属膜を形成する。これにより、回路パターンに導電性を付与することができる。
【０１３３】
また、上述の実施形態では、ウエットエッチング（湿式処理）により非感熱層２をエッチングする場合を例として説明したが、エッチング方法はこの例に限定されるものではない。例えば、ドライエッチング（乾式処理）により非感熱層２をエッチングするようにしてもよい。ドライエッチングとしては、例えば、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etchingを用いることができる。
【０１３４】
また、上述の実施形態では、非感熱層２を等方性エッチングする場合を例として説明したが、エッチング方法はこの例に限定されるものではない。エッチング方法は、所望とする微細加工体の形状に応じて、等方性エッチングおよび異方性エッチングから適宜選択して用いることが可能である。また、両エッチング方法を単独で用いるのみならず、組み合わせて用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施形態による積層無機レジストの成膜方法を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図３】無機レジストの反応機構を説明するための模式図である。
【図４】無機レジスト層の露光に用いたカッティング装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク・スタンパの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク基板の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による積層無機レジストの成膜方法および光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光ディスク・スタンパの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の比較例１において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１１】本発明の実施例１において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１２】本発明の実施例２において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１３】本発明の実施例３において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１４】本発明の実施例４において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 基材
２ 非感熱性の無機レジスト層（感熱層）
３ 感熱性の無機レジスト層（非感熱層）
１０ 光ディスク原盤
１１ 光ディスク・スタンパ
１２ 光ディスク基板
１３ 情報信号部
１４ 光透過層
１５ 光ディスク
３０ カッティング装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細凹凸パターンを有する微細加工体および微細構造体の製造方法、ならびに光記録媒体の製造方法に関する。詳しくは、感熱性および非感熱性の無機レジストを用いて微細凹凸パターンを形成する微細構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高密度化に伴い、リソグラフィ技術が単層レジストから多層レジストに変わりつつある。これは、感熱性レジストが有機材料であるか無機材料であるかに関わらず、パターン解像度が膜厚に反比例するためである。多層レジストを用いた製造プロセスは、複数のレジストを基材上に積層し、最上層のレジストにパターンを形成し、これをマスクとして順次下層のレジストをエッチングしていくものである。
【０００３】
感応性レジストが感光性の有機レジストである場合、底面からの光反射やレジスト膜中に発生する定在波の影響などで、解像度の低下が起こりやすい。活性エネルギー線として電子線を照射する場合には、電子線の内部散乱や後方散乱のために解像度の低下を起こすことがある。また、感光性（上層）、非感光性（下層）の２種類の有機レジストを積層した場合、界面で材料同士の混じり合いが起こることがある。さらに、有機レジストは現像によるパターン形成やウエットエッチングの際に膨潤を起こすことが多く、充分な寸法精度が得られにくいことがある。
【０００４】
これらの問題を解決するため、感光性レジストの下に反射防止膜や無機膜を設ける方法、パターン形成にのみ有機レジストを用い、これをマスクとして下層の無機膜をエッチングする方法が開発されている。これまでに提案されている積層レジストを用いたプロセス技術について、以下に、報告年順にいくつか説明する。
【０００５】
（１）３層構成（有機層：１層／無機層：１層／有機層：１層）
下層を有機膜、中間層をＳｉＯ2膜、上層を感応性有機レジスト膜とする３層構成を用いる。有機膜で基板の凹凸を埋めて表面平坦性を得て、感応性有機レジストの膜厚を小さくすることで高い解像度を得る。上層を露光・現像してパターン形成したのち、これをマスクとして中間層をＣＨＦ3でＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理し、次いで、Ｏ2でＲＩＥ処理して下層のエッチングと上層の除去とを同時に行う（例えば非特許文献１参照）。
【０００６】
（２）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層としてＯ2のＲＩＥに耐性が高いカルコゲナイド・ガラス膜を用い、下層としてＯ2のＲＩＥ処理が可能な有機膜を用いる。有機レジストを塗布し、下層（有機膜）を形成することで、基板面の段差を均一化する。上層（無機膜）を下層上に形成し、この上層にパターン形成し、これをマスクとして下層をドライエッチングする（例えば非特許文献２参照）。
【０００７】
（３）２層構成（有機層：２層）
下層の材料として、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）など遠紫外光で分解する有機レジスト（ポジ型）を用い、上層の材料として、近紫外光には感光して遠紫外には不透明な有機レジスト（ポジ型）を用いる。上層を近紫外光で露光・現像してパターン形成したのち、これをマスクとして下層を遠紫外光で露光し・現像する（非特許文献３）。
【０００８】
（４）２層構成（有機・無機混合層：１層／有機層：１層）
上層をＯ2のＲＩＥ耐性が高いシリコン樹脂膜とし、遠紫外光を用いた架橋反応で上層にポジまたはネガ形状を形成する。下層をＯ2のＲＩＥ処理が可能な有機膜とする。露光・現像によりパターン形成した上層をマスクとして、下層をエッチングしたのち、ＣＣｌ4により被加工層と上層をエッチングする（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
（５）３層構成（有機層：２層／無機層：１層）
基板上にモリブデン膜を形成する。このモリブデン膜上に、塩化ポリエチレン膜などの塩素化高分子膜を積層し、さらに有機レジストを塗布して硬化させ、有機膜を形成する。この有機膜を露光・現像してパターンを形成し、これをマスクとして、塩化ポリエチレン膜を酸素プラズマでエッチングする。次に、この２層構造のパターンをマスク材としてモリブデン膜をフレオン・ガスでプラズマエッチングする。その後、積層マスクを除去する（例えば特許文献２参照）。
【００１０】
（６）２層構成（有機層１層／無機層１層）
熱酸化で表層をＳｉＯ2化したシリコン基板上にＮｂ膜を形成する。このＮｂ膜上にポジ型樹脂レジストを形成し、露光・現像してパターン形成する。これをマスクとして、フレオン・ガスでＮｂ膜を異方性エッチングする。次に、全面にＳｉＯ膜を形成したのち、アセトン中で超音波照射し、樹脂レジストをリフトオフする（例えば特許文献３参照）。
【００１１】
（７）２層構成（有機・無機混合層：１層／有機層：１層）
上層は、Ｏ2のＲＩＥ耐性が高いフェノール性水酸基を含むシリコン樹脂と、感応性構造部分を有するフェノール樹脂からなる層とする。下層は、Ｏ2のＲＩＥで除去可能な有機膜とする。可視光照射で上層に架橋反応を起こさせ、アルカリ性水溶液で現像してネガ・パターン形成し、これをマスクとして下層をＯ2でＲＩＥ処理する（例えば特許文献４参照）。
【００１２】
（８）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層は縮合タングステン酸膜とし、下層はＰＭＭＡやノボラック樹脂などの有機膜とする。マスクを通して紫外光で上層を露光し、アルコール含有水溶液で現像してネガ・パターンを上層に形成する。次に、これをマスクとして紫外光で露光し、下層を有機溶剤で溶解する（例えば特許文献５参照）。
【００１３】
（９）２層構成（無機層：１層／有機層：１層）
上層は電子線感応型でアルカリ溶解性のシリコン樹脂膜（ネガ型の膜）とし、下層は非感応性の有機膜（平坦化層）とする。この積層形態により、レジストに照射した電子の内部散乱や後方散乱によるパターン精度低下を抑える。感応層と非感応層の間には、必要に応じてＳｉＯ2などの中間層が設けられる。レジスト層の露光・現像によりパターン形成し、これをマスクとして中間層および非感応層をドライエッチングすることで、高密度、高アスペクト比を実現する（例えば特許文献６参照）。
【００１４】
（１０）３層構成（有機層：１層／無機層：２層）
シリコン基板上にＳｉＯ2膜、ＳｉＮ膜、樹脂レジスト膜の順に形成し、樹脂レジスト膜を露光・現像してパターン形成する。これをマスクとしてＳｉＮ膜をフッ酸でエッチングしたのち、樹脂レジスト膜を除去する。次に、ＳｉＮ膜をマスクとしてＳｉＯ2膜をＣＨＦ3＋Ｏ2でＲＩＥ処理する。次に、水酸化カリウム水溶液でシリコン基板をエッチングする（例えば特許文献７参照）。
【００１５】
（１１）２層または３層構成（有機層：１層／無機層：１層、または有機層：１層／無機層：２層）
基板上に１層または２層の無機膜を形成し、その上に有機レジスト膜を形成して露光・現像によりパターン形成する。これをマスクとして１層または２層の無機膜をエッチングし、有機レジスト層を剥離する。全面に金属膜を形成したのち、無機レジストが１層のときは、そのものを、２層のときは上層の無機レジストを酸またはアルカリでリフトオフする（例えば特許文献８参照）。
【００１６】
（１２）２層構成（無機層：１層／無機層：１層）
上層はＺｎＳ−ＳｉＯ2など感熱性の無機膜（ネガ型）とし、下層は光吸収して発熱する性質を有する、カルコゲナイド・ガラスなどの無機膜とする。感熱性材料へのレーザ照射による加熱で相容を起こし、緻密化した部分がネガの潜像となる。これをフッ酸でウエットエッチングしてパターン形成する（例えば特許文献９参照）。
【００１７】
（１３）３層構成（有機層：１層／無機層：２層）
基板上にダイヤモンド膜を形成し、その上にＳｉＮ膜を形成する。さらに有機レジスト膜を形成して電子線露光・現像によりパターン形成する。これをマスクとしてＳｉＮ膜をフレオン・ガスでＲＩＥ処理し、さらに、これをマスクとしてダイヤモンド膜をＯ2でＲＩＥ処理する。最後に、ＳｉＮ膜をフッ酸によるウエットエッチングでリフトオフし、ダイヤモンド膜のパターンを得る（例えば特許文献１０参照）。
【００１８】
【非特許文献１】J.M.Moran,and D.Maydan,Bell System Technical Journal,58(5),1027-1036,1979
【非特許文献２】K.L.Tai,W.R.Siclair,R.G.Vadimsky,and J.M.Moran,J.Vac.Sic.Technol.,16(6),1977-1979,1979
【非特許文献３】B.J.Lin,J.Electrochem.Soc.,127,202-205,1980
【特許文献１】特開昭５７−１４１６４２号公報
【特許文献２】特開昭５８−１９２３２５号公報
【特許文献３】特開昭５８−２０９１８４号公報
【特許文献４】特開昭６１−３１３９号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７３５３９号公報
【特許文献６】特開平０４−３３０７０９号公報
【特許文献７】特開平０９−１３９１７４号公報
【特許文献８】特開２００５−２６９５６１号公報
【特許文献９】特開２００５−３３２４５２号公報
【特許文献１０】特開２００６−８０３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、近年の光ディスクの記録密度向上に伴い、ＣＤ−ＲＯＭ；１．６μｍ、ＤＶＤ−ＲＯＭ；０．７４μｍ、Blu-ray Disc（登録商標）；０．３２μｍのように、仕様の狭トラックピッチ化が進んでいる。これを成型するレジスト原盤の製造においては、より一層、高密度のパターン形成が可能なレジスト材料の開発が期待されている。
【００２０】
従来、広く用いられている有機レジストとしては、例えば、ノボラック系レジスト、化学増幅型レジストなどが知られている。しかし、有機レジストは分子量が高いことに起因して露光部と非露光部との境界部のパターンが不明確となり、レジスト・パターンの凸形状のテーパ角が比較的緩慢となる。
【００２１】
これに対して、カルコゲナイド・ガラスや金属酸化物からなる無機レジストは、低分子量であるので、露光部と非露光部との境界部で明瞭なパターンが得られる。このため、無機レジストでは、有機レジストと比較して、レジスト・パターンの凸形状のテーパ角が急峻でエッジは直線的になる。したがって、無機レジストを使用することにより、高密度、高精度の微細加工を実現することが可能である。
【００２２】
したがって、本発明の目的は、高密度かつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる微細加工体および微細構造体の製造方法、ならびに光記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２４】
第２の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法である。
【００２５】
第３の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２６】
第４の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法である。
【００２７】
第５の発明は、
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を非感熱層上に形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
マスクパターンを用いて非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２８】
第６の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
感熱層を露光、現像し、感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
所定のマスクパターンを用いて基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法である。
【００２９】
第７の発明は、
基材と、
基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
凹凸パターンのうち凸部は、
基材上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層と、
非感熱層上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体である。
【００３０】
第８の発明は、
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材と、
基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
凹凸パターンのうち凸部は、
基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、
凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体である。
【００３１】
第１、第２、第５および第７の発明では、非感熱層および感熱層を基材上に積層し、これの積層膜のうち、感熱層３のみを露光する。したがって、感熱層のみを基材上に成膜する従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、感熱層底部まで組成変化を起こさせるのに必要な露光部分を小さくすることができる。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、非感熱層をエッチングするので、感熱層のマスクパターンとほぼ同様の微細度で、感熱層および非感熱層からなる微細凹凸パターンを形成できる。これにより、従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸パターンを形成することができる。非感熱層および感熱層はそれぞれ、非感熱性および感熱性の無機レジストを主成分としているので、高剛性を有している。したがって、微細凹凸パターンを、レプリカなどを作製するためのパターンとして用いることもできる。
【００３２】
第３、第４、第６および第８の発明では、非感熱性の無機材料を主成分とする基材上に感熱層のみを形成し、この感熱層のみを露光する。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、基材をエッチングするので、感熱層のマスクパターンとほぼ同様の微細度で、感熱層および基材表面部からなる微細凹凸パターンを形成できる。これにより、従来の微細構造体および光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸パターンを形成することができる。また、第１および第２の発明における非感熱層の成膜工程を省くことができる。感熱層は、感熱性の無機レジストを主成分としているので、高剛性を有している。したがって、エッチング後、感熱層を除去することがなく、感熱層を含む微細凹凸パターンを、レプリカなどを作製するためのパターンとして用いることもできる。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、高密度かつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。
１．第１の実施形態（基材上に非感熱層および感熱層を積層した例）
２．第２の実施形態（非感熱層としての基材上に感熱層を成膜した例）
【００３５】
＜１．第１の実施形態＞
以下、図１〜図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光ディスクの製造方法の一例について説明する。
【００３６】
［光ディスク原盤の製造工程］
（成膜工程）
まず、図１Ａに示すように、基材１を準備または作製する。次に、図１Ｂに示すように、非感熱性の無機レジスト層（以下、非感熱層と称する。）２を基材１上に形成する。次に、図１Ｃに示すように、感熱性の無機レジスト層（以下、感熱層と称する。）３を非感熱層２上に形成する。
【００３７】
非感熱層２および感熱層３の成膜方法としては、例えば、乾式法および湿式法のいずれも用いることができる。乾式法としては、例えば、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤなどのＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着法、化学反応を利用して気相から薄膜を析出させる技術）の他、真空蒸着法、プラズマ援用蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などのＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition：物理蒸着法、真空中で物理的に気化させた材料を基材１上に凝集させ、薄膜を形成する技術）を用いることができる。湿式法としては、例えば、バーコート法、スピンコート法、スクリーン印刷法などの塗布法の他、ＬＢ（Langmuir-Blodgett）法、化学析出法、陽極酸化法、電解析出法などを用いることができる。
【００３８】
基材１としては、例えば、シリコン板やガラス板などの平滑な基板を用いることができる。基材１の材料は、所望とするパワー・マージンや露光感度に応じて適宜選択することが好ましい。基材１の材料としてシリコンウエハなど熱伝導率の高い材料を用いる場合、この基材１上に積層する非感熱層２および感熱層３の膜厚や構成によっては、レーザ光を照射したときに感熱層３に蓄積される熱量が不足し、露光感度が低下する場合がある。露光感度が低いと、レーザ光照射のパワー・マージンが広く取れる一方、感熱層３の底部まで充分に反応しにくくなる傾向がある。
【００３９】
これに対して、基材１としてガラスなど熱伝導率の低い材料を用いる場合、レーザ光を照射したときに感熱層３に蓄積される熱量が大きくなり、露光感度が増大する。露光感度が高いと、弱いレーザ・パワーで感熱層３を反応できる一方、パワー・マージンが狭くなる傾向がある。このようにパワー・マージンが狭くなると、レーザ光照射状態の僅かな変化、例えばレーザ露光時の対物レンズの極わずかなフォーカスのずれ、あるいは光源となるレーザの微小な出力変動によっても、形成されるパターン形状が大きな影響を受けるようになる。
【００４０】
非感熱層２は、非感熱性を有する無機レジストを主成分としている。非感熱層２は、例えば、金属酸化物を主成分としている。非感熱性の無機レジストとしては、例えば、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）およびニオブ（Ｎｂ）の少なくとも１種の酸化物を含んでいる。具体的には、非感熱性の無機レジストとしては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化チタン(ＴｉＯ2)、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）などが挙がられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４１】
非感熱層２の材料としては、例えば、酸性水溶液によりエッチング可能な材料、アルカリ性水溶液によりエッチング可能な材料、フッ化物水溶液によりエッチング可能な材料などが挙げられる。
【００４２】
アルカリ性水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）、珪素（Ｓｉ）、硫化鉛（ＰｂＳ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、窒化珪素（ＳｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、カルコゲナイド・ガラス類（例えば、ＧｅＳｅ、ＡｓＳ、ＡｓＳｅ、ＴｅＧｅ、ＴｅＳｅ、ＳｂＳ、ＳｂＳｅ、ＡｓＳＴｅ、ＴｅＧｅＳｎ）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４３】
酸性水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化すず（II）（ＳｎＯ）、酸化鉄（III）（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化ニッケル（II）（ＮｉＯ）、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化サマリウム（III）（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化インジウム（III）（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化銅（II）（ＣｕＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４４】
フッ化物水溶液によりエッチング可能な材料としては、例えば、酸化ニオブ（Ｖ）（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ2Ｏ5）、窒化珪素（ＳｉＮ）などが挙げられる。これらの材料は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４５】
感熱層３は感熱性を有する無機レジスト材料を主成分としているので、非感熱層２上に形成される感熱層３の露光感度は、非感熱層２の熱伝導率により大きな影響を受ける。それゆえ、感熱層３に蓄積される蓄熱量を調整するための層として非感熱層２を利用することもできる。
【００４６】
材料の熱伝導率は、定性的には電気抵抗値に反比例する。したがって、この性質を利用すれば、非感熱層２の熱伝導率を見積もることができる。具体的には、成膜した非感熱層２の表面抵抗を測定し、この測定値を所定の基準値と比較することで、非感熱層２の蓄熱性の大小を見積もることができる。
【００４７】
感熱層３は、感熱性を有する無機レジストを主成分としている。感熱層３は、例えば、ポジ型またはネガ型の無機レジストを主成分とし、好ましくは、活性エネルギー線の被照射部が現像液に対して可溶性となるポジ型の無機レジストを主成分とする。具体的には、感熱層３の材料としては、例えば、金属酸化物を用いることができる。金属酸化物としては、遷移金属酸化物を用いることが好ましい。金属酸化物としては、例えば、基材１上に目的とする形状を製造するプロセスに応じて任意の素材を用いることができる。具体例を挙げると、一酸化チタン（ＴｉＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、三酸化タングステン（ＷＯ3）、二酸化タングステン（ＷＯ2）、一酸化タングステン（ＷＯ）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ2）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、一酸化モリブデン（ＭｏＯ）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、四酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ4）、三酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化銅（ＣｕＯ）、五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化スチビウム（Ｓｂ2Ｏ3）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、ケイ酸カルシウム（ＣａＳｉ2Ｏ5）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3）、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）、炭酸ナトリウム（Ｎａ2ＣＯ3）、炭酸コバルト（ＣｏＣＯ3）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）、炭酸ニッケル（Ｎｉ2ＣＯ3）、炭酸ビスマス（（ＢｉＯ）2ＣＯ3）、りん酸アルミニウム（ＡｌＰＯ4）、りん酸水素バリウム（ＢａＨＰＯ4）、りん酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）、クエン酸亜鉛（Ｚｎ3（Ｃ6Ｈ5Ｏ7）2）、ほう酸亜鉛（２ＺｎＯ・３Ｂ2Ｏ3）、ほう酸バリウム（ＢａＢ4Ｏ7）、酸化ウラン（Ｕ3Ｏ8）などを例として挙げることができる。これらの金属酸化物は単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。
【００４８】
これらの中で、レーザ光、電子線、イオンビーム、水素プラズマ、紫外線、可視光線、赤外線などの活性エネルギー線によって、現像液に対する溶解度差（選択比）を生じる無機レジストとしては、金属酸化物のうち金属元素としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、タリウム（Ｔｌ）、ホウ素（Ｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ニオブ（Ｎｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ウラン（Ｕ）、テルル（Ｔｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、スズ（Ｓｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、マンガン（Ｍｎ）を含むものなどが知られている。これらの内でも金属元素としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、タンタル（Ｔａ）、鉄（Ｆｅ）を含むものが好ましくは、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）を含むものがより好ましい。これらの金属は、単独の酸化物として用いることも、２種類以上の金属からなる酸化物として用いることもできる。
【００４９】
なお、金属元素に対する酸素の組成比は化学量論的なものである必要はなく、その金属元素が取り得る最大酸化数未満の範囲内でも、任意の値をとることができる。例えば酸化タングステンＷＯxの場合、ｘは０＜ｘ＜３の範囲の任意の値を取ることができる。
【００５０】
無機レジストである金属酸化物の酸素量を調整する方法は、各成膜方法に応じて適宜選択することができる。例えばスパッタ法により成膜する場合、酸素を反応性ガスとして用いて、酸素を含まない金属のターゲットを反応性スパッタする成膜方法や、酸素含有量を制御した金属酸化物からなるターゲットをスパッタする成膜方法などを用いることができる。
【００５１】
基材１上に形成される非感熱層２および感熱層３の厚さはそれぞれ任意に設定可能であるが、積層膜としての厚さは、所望のピットまたはグルーブの深さが得られるように設定することが好ましい。例えば、Blu-ray Disc（登録商標）の場合には、感熱層３の厚さが１５ｎｍ以上８０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc-ReWritable）の場合には、２０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００５２】
非感熱層２と感熱層３との厚さの比率も任意に設定可能である。但し、所定のパターンが形成された感熱層３が、非感熱層２に対してエッチング・マスクとしての機能を果たす程度に厚さを確保することが好ましい。非感熱層２と感熱層３との積層膜中で、感熱層３が占める割合を小さくすることが好ましい。具体的には、積層膜において、感熱層３を非熱層２に比して薄く成膜することが好ましい。このように成膜することで、より微細凹凸パターンの高精細化を実現することができるからである。非感熱層２の膜厚をｄ1とし、感熱層３の膜厚をｄ2とした場合、両層の比率Ｄは、１／１０≦Ｄ＝ｄ2／ｄ1≦１／１の範囲であることが好ましい。１／１より大きいと、本発明の方法を利用することによって感熱層３だけの場合よりも高密度かつ高テーパ角を実現するという効果が現れにくくなる。一方、１／１０未満であると、非感熱層２のエッチング・マスクとしての機能が低下する、すなわち、非感熱層２をエッチングしている間にエッチング・マスクが溶解したり剥離したりしやすくなる。
【００５３】
（露光工程）
次に、図２Ａに示すように、基材１を回転させると共に、露光ビームであるレーザ光Ｌをレンズ５により集光し感熱層３に照射して、感熱層３を全面にわたって露光する。これにより、レーザ光Ｌの軌跡に応じた潜像３ａが、感熱層３の全面にわたって形成される。感熱層３はポジ型またはネガ型の無機レジスト層として機能するが、以下では、感熱層３がポジ型の無機レジスト層である場合について説明する。
【００５４】
（無機レジストの反応機構）
図３は、無機レジストの反応機構を説明するための模式図である。レーザ光Ｌを感熱層（感熱性の無機レジスト）３に照射すると（図３Ａ参照）、レーザ光Ｌの照射により強熱された分子２１（例えば、アモルファスＷＯ1.5）のうち、あるものは酸素を放出して還元体２２（例えば、アモルファスＷＯ）となる。また、あるものはその酸素を受け取って酸化体２３ａ（例えば、アモルファスＷＯ3）や酸化体２３ｂ（例えば、結晶ＷＯ3）となる（図３Ｂ参照）。無機レジストとして用いられる酸化タングステン（ＷＯｘ、０＜ｘ≦３）や酸化モリブデン（ＭｏＯｘ、０＜ｘ≦３）などの金属酸化物では、酸化レベルの高い（ｘが大きい）ものはアルカリ溶解性が高い。一方、酸化レベルの低い（ｘが小さい）ものはアルカリ溶解性が低い。したがって、レーザ光照射部位において、酸化された部分はアルカリ溶解性が向上し、還元された部分はアルカリ溶解性が低下する。このように酸化生成物と還元生成物が混在している状態のものをアルカリ現像にて現像処理すると、酸化生成物が溶解し、その中に分散している還元生成物も一緒に脱離する（図３Ｃ参照）。その結果、酸化・還元反応を起こした部位全体が現像されて、形状パターンが形成されると考えられる。
【００５５】
また、酸化・還元反応の際、還元体２２は元の分子に比べて体積が減少し、酸化体２３ａ、２３ｂは体積が増加する。ここで、金属酸化物の比重を一例として挙げると、結晶Ｗ3Ｏ：１４．７ｇ／ｃｍ3、アモルファスＷＯ1.5：１１ｇ／ｃｍ3、結晶ＷＯ2：１０．８ｇ／ｃｍ３、結晶ＷＯ3：７．２ｇ／ｃｍ３、アモルファスＷＯ3：６．８ｇ／ｃｍ３、結晶ＭｏＯ2：６．５ｇ／ｃｍ3、結晶ＭｏＯ3：４．７ｇ／ｃｍ3であり、酸化が進むにつれて比重が低下（体積は増大）する。また、成膜したアモルファスの金属酸化物層をレーザ光照射により加熱すると、レーザ光照射部を中心に多数の結晶粒子が発生する。ここで、アルカリ溶解性についてアモルファス粒子と結晶粒子とを比較したとき、同じ酸化レベルの化合物、例えばＷＯ3同士ならば、格子状結合を形成していない分、アモルファス粒子の方が結晶よりもアルカリに対して短時間で溶解する。この性質は、ネガ型レジストのパターン形成で利用される。このような体積の増大と減少、および結晶粒子の発生が、短時間のうちに同時に起こることも、クラック発生の原因になっていると考えられる。
【００５６】
更に、強熱によって金属酸化物が分解して放出された酸素が、クラック２４を押し広げたり、結晶間に空隙を作ったりすることが考えられる。ここで、酸化タングステン（ＷＯx、０＜ｘ≦３）や酸化モリブデン（ＭｏＯx、０＜ｘ≦３）などの金属酸化物において、例えばｘが２以上など比較的酸化レベルが高いものは、レーザ光照射による加熱によって酸素ガスが発生する割合も高くなると考えられる。これがクラック２４を押し広げたり、結晶間に空隙を作ったりして体積を大きく膨張させると考えられる（図１Ｂ、盛り上がり２５）。このため、現像後に得られる形状パターンのエッジ部分の盛り上がり（図１Ｃ、盛り上がり２５）も大きくなる。逆に、例えばｘが２未満などの比較的酸化レベルが低いものは、酸素ガスの発生量も少なくなると考えられる。このため、レーザ光照射部位の体積膨張も小さくなり、現像して得られる形状パターンのエッジ部分の盛り上がり（図１Ｃ、盛り上がり２５）は小さくなる。
【００５７】
なお、発生したクラック２４や結晶間の空隙は、現像液を内部に浸透させる効果を高めるのに寄与すると考えられる。このため、酸化レベルが高い金属酸化物を使うほど、アルカリ溶解性も一層増大されることになる。
【００５８】
発生したクラックや結晶間の空隙は、現像液を内部に浸透させる効果を高めるのに寄与すると考えられる。このため、酸化レベルが高い金属酸化物を使うほど、アルカリ溶解性も一層増大されることになる。
【００５９】
（カッティング装置）
図４は、感熱層３の露光に用いられるカッティング装置３０の一構成例を示す概略図である。青色半導体レーザ（ＢＬＤ：Blue Laser Diode）３１は、波長４０５ｎｍの青色レーザ光を出射する。このレーザ光は、レンズ３２およびレンズ３３を通過した後、Ｘ−Ｙビームシフタ３４においてレーザ光軸がＸ、Ｙ方向に適宜調整される。次に、１／４波長板３５においてレーザ光の偏光が変換された後、レーザ光は、ミラー３６により反射されて、シャッター３７に導かれ、このシャッター３７により通過が制御される。
【００６０】
そして、シャッター３７を通過したレーザ光は、シリンドリカルミラー３８を介して音響光学偏向器（ＡＯＤ：Acousto Optical Deflector）３９に入射し、この音響光学偏向器３９によって光学偏向が施される。次に、光学偏向が施されたレーザ光は、シリンドリカルミラー４０を通過した後、ミラー４１により反射されて、偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）４２に導かれる。次に、レーザ光は、偏光分離素子４２により反射され、１／４波長板４３により偏光が変換され、ビームエキスパンダ４４によりビーム径が変換される。その後、レーザ光は、ダイクロイックミラー４５により反射され、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。なお、無機レジストサンプル６１は、ターンテーブル４７上に載置され、スピンドル４８により所定の速度により回転される。また、カッティング装置３０は、移動光学テーブル６０を備え、この移動光学テーブル６０の移動に伴って、レーザ光のスポットが無機レジストサンプル６１の径方向に移動される。
【００６１】
また、照射されたレーザ光に対する無機レジストサンプルからの戻り光は、対物レンズ４６を通過し、ダイクロイックミラー４５により反射され、ビームエキスパンダ４４、１／４波長板４３および偏光分離素子４２を通過する。その後、戻り光は、ミラー４９により反射され、レンズ５０を通過した後、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ５１により減衰されて、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）５２に供給される。ここで、電荷結合素子５２は、無機レジストサンプル６１からの戻り光のスポット形状、プロファイルなどを観察する目的で配置され、露光条件が最適か否かを確認するために用いられる。
【００６２】
フォーカス用ＬＤ（Laser Diode）５３は、波長６３３ｎｍを有するフォーカス用のレーザ光を出射する。フォーカス用ＬＤ５３から出射された光は、フォーカス用偏光分離素子（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）５４を通過し、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、そのレーザ光は、ダイクロイックミラー５６にて反射され、ダイクロイックミラー４５を透過した後、対物レンズ４６により無機レジストサンプル６１上に集光される。
【００６３】
また、フォーカス用レーザ光に対する無機レジストサンプル６１からの戻り光は、ダイクロイックミラー４５を透過した後、ダイクロイックミラー５６にて反射され、１／４波長板５５によりその偏光が変換される。そして、戻り光は、フォーカス用偏光分離素子５４により反射されて、フォーカス用位置検出素子（Ｆ−ＰＳＤ：Focus-Position Sensitive Device）５７に供給される。このフォーカス用位置検出素子５７が、供給されたレーザ光に基づき位置検出をし、検出結果に応じて対物レンズ４６が制御される。
【００６４】
（現像工程）
次に、図２Ｂに示すように、基材１を回転させながら、感熱層３上に現像液を滴下して、感熱層３を現像処理する。これにより、レーザ光Ｌの露光（潜像３ａ）に応じた凹凸パターンが感熱層３に形成される。感熱層３をポジ型の無機レジストにより形成した場合には、レーザ光で露光した露光部は、非露光部に比較して現像液に対する溶解速度が増すので、露光部が凹部となる凹凸パターンが形成される。
【００６５】
感熱層３の現像には、例えばアルカリ性水溶液を用いることができる。アルカリ性水溶液としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液、アンモニア水溶液、コリン水溶液などを用いることができる。また、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、りん酸水素二ナトリウム、りん酸水素二カリウム、りん酸二水素ナトリウム、りん酸二水素カリウムのような固体のアルカリ源を水に溶かしたもののほか、調整された比率でこれらのアルカリ源を混合したｐＨ緩衝液なども利用することができる。
【００６６】
（エッチング工程）
次に、図２Ｄに示すように、パターン形成した感熱層３をエッチング・マスクとして、非感熱層２をエッチングする。これにより、感熱層３の開口パターンとほぼ同様の微細度で、非感熱層２をエッチングすることができる。非感熱層２のエッチングの方法としては、設備的に簡単で、大型化も容易であり、製造コストも低いなどの観点からすると、湿式処理であるウエットエッチングが好ましい。具体的なウエットエッチングの方法としては、例えば、上述の現像工程と同様にエッチング液を滴下させる方法や、レジスト原盤をエッチング液に浸す方法などを用いることができる。
【００６７】
エッチング液としては、例えば、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、フッ化物水溶液などを用いることができる。非感熱層２がアルカリ溶解性である場合、感熱層３の現像と同じ現像液をそのままエッチング液として用いることが好ましい。現像液とエッチング液とを同一のものとすることで、現像工程とエッチング工程を同時に、すなわち両工程を連続して行うことができるからである。このように両工程を連続して行うことで、光ディスク原盤の製造工程をより簡略化することができる。
【００６８】
酸性水溶液としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸のような液体の酸を適宜、水で希釈したもののほか、リン酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、ホウ酸などの固体の酸を水に溶かしたものも利用することができる。
【００６９】
フッ化物水溶液としては、例えば、けいフッ化アンモニウム、けいフッ化カリウム、けいフッ化ナトリウム、酸性フッ化アンモニウム、重フッ化アンモニウム、重フッ化カリウム、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化水素カリウム、フッ化水素酸、フッ化水素ナトリウム、フッ化水素ピリジン、フッ化テトラブチルアンモニウム、フッ化ナトリウム、フッ化リチウム、ほうフッ化アンモニウム、ほうフッ化カリウム、ほうフッ化水素酸、ほうフッ化ナトリウム、緩衝フッ酸などを適宜希釈した水溶液を使用することができる。
【００７０】
現像液およびエッチング液は、現像速度の調整や現像残渣の効率的な除去などの目的で、適宜水溶液に有機溶剤を混ぜて用いたり、浸透剤や界面活性剤などを添加したりすることができる。現像液の温度は特に制限されるものではないが、薄膜の溶解速度を調整するために適宜温度を調整するなどの方法を採用することができる。
【００７１】
（還元工程）
次に、必要に応じて、還元性気体を含有する雰囲気中において無機レジスト層３を熱処理し、無機レジスト層３の表面を還元する。これにより、図２Ｄに示すように、凸部のテーパ角θが減少する。ここで、テーパ角は、基材１の成膜面を基準とした凸部の傾斜面の傾斜角である。また、非感熱層２および感熱層３の少なくとも一方が、金属酸化物を含んでいる場合、還元処理により微細凹凸パターン表面に金属膜を形成することができる。還元を行う具体的な方法として、例えば、特開２００７−２８７２６１号公報で開示されているものを用いることができる。
【００７２】
形状表面の金属性やテーパ角は、サンプルを還元する処理温度、還元気体の濃度、および処理時間によって制御される。目的とするサンプル処理状態、および還元する金属酸化物の種類に応じて、これら処理条件の組み合わせを適宜調整して用いることが好ましい。この処理条件の中で還元に対する寄与が最も大きいのは処理温度であり、還元性気体の濃度と流量が同じ場合、高温ほど還元力が強くなる。処理温度は特に限定されるものではないが、一般的な金属酸化物の還元は、通常２５０〜９００℃で行われる。設定温度については、金属酸化物を形成した基材１の耐熱温度に依存する部分が大きく、例えばガラス基板は高温で変形することがあり、シリコンウエハは高温処理を経たものは応力に対して割れを生じやすくなることがある。これらは光ディスクの原盤作製のように精密加工が必要な場合には致命的になることもあるため、還元性気体の濃度や処理温度は、高温で短時間の処理を行うよりも低温で長時間の処理を行う方法を採用するなど適宜調整することが好ましい。温度の昇降速度についても適宜調整することが好ましい。急速な昇降を加えることで基材１に歪みやクラックを生じる可能性がある場合は、充分な時間をかけて温度が上昇するように温度制御を行うことが好ましいが、通常は１０分間あたり５〜１００℃程度の温度上昇となるように温度制御する。
【００７３】
還元性気体としては、例えば、硫化水素、一酸化炭素、二酸化硫黄、水素、ホルムアルデヒドなどを用いることができる。これらは単独、または２種類以上を混合して用いることができる。また、これらの還元性気体は、非酸化性の気体と混合することで濃度を調整して用いることができる。非酸化性の気体としては、ヘリウム、アルゴン、窒素などを好適に用いることができる。また、金属酸化物を還元する際、最初から純粋な還元性気体を流しても、還元性気体と非酸化性気体の混合比率を温度や時間に対応して変えながら流してもよい。金属酸化物を還元するときに発生する水は速やかに除去されることが好ましい。これらの水分は、還元炉の中を通す還元性気体または混合気体と一緒に系外に排出し、気体の流速を高めることで排出を効率化することができる。経済的な観点から、還元性気体と非酸化性気体の混合気体に占める還元性気体の含有量を減らし、流速を大きく取るなどの方法を使うことができる。混合気体に占める還元性気体の比率は任意で、流速は通常１分間当たり０．１〜１０リットル程度に調整される。
【００７４】
あるサンプルにおける還元の相対的な進行度合いは、還元処理前と処理途中または処理後の表面抵抗を測定・比較することで判断することができる。すなわち、還元は凹凸形状の表面から内部に向かって進行し、表面部分において高い金属性を示すようになる。このため、実際の凹凸形状の表面抵抗、または凹凸形状と同じ条件で還元操作に付した金属酸化物の表面抵抗を測定することで、還元の度合いを知ることができる。
【００７５】
感熱性または非感熱性の無機レジストとして用いる金属酸化物は、単位体積あたりに含まれる酸素量が多いほど、還元による体積収縮率も大きくなる。例えば、二酸化タングステン（ＷＯ2）からなる形状よりも、三酸化タングステン（ＷＯ3）からなる形状の方が、形状が大きく変化する。
以上により、微細構造体である光ディスク原盤１０を得ることができる。なお、感熱層３は、非感熱層２をエッチングするマスクとして利用されたのち、後工程において除去されることなく、非感熱層２に積層されたまま凹凸パターンの一部として利用される。
この微細構造体である光ディスク原盤１０は、図２Ｄに示すように、基材１と、基材１上に形成された凹凸パターンとを備える。凹凸パターンのうち凸部は、基材１上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層２と、非感熱層２上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層３とを備える。凹凸パターンの凹部および凸部の少なくとも一方の表面には、金属膜が形成されていることが好ましい。
【００７６】
［光ディスク・スタンパの製造工程］
（メッキ層の形成工程）
次に、図５Ａに示すように、現像後の光ディスク原盤１０の凹凸パターン上に、例えば無電解メッキ法によりニッケル皮膜などの導電化膜４ａを形成する。その後、導電化膜４ａが形成された光ディスク原盤１０を電鋳装置に取り付け、電気メッキ法により導電化膜４ａ上に例えば３００±５μｍ程度の厚さになるようにメッキを施す。これにより、図５Ｂに示すように、凹凸パターンを有するメッキ層４が形成される。なお、メッキ層４を構成する材料としては、ニッケルなどの金属を主成分とするものを用いることができる。
【００７７】
（メッキ層の剥離工程）
次に、図５Ｃに示すように、例えばカッターなどにより光ディスク原盤１０からメッキ層４を剥離する。その後、このメッキ層４に対してトリミングを施して所定のサイズに加工した後、例えばアセトンなどを用いてメッキ層４の信号形成面に付着した無機レジストを洗浄する。
以上により、目的とする光ディスク・スタンパ１１を得ることができる。なお、この光ディスク・スタンパ１１は、光ディスク原盤１０の複製金型に相当する。
【００７８】
［光ディスクの製造工程］
（基板の成形工程）
次に、図６Ａに示すように、例えば射出成形法により、光ディスク・スタンパ１１の凹凸パターンをポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料に転写して、光ディスク基板１２を作製する。具体的には例えば、成形金型に光ディスク・スタンパ１１を配置し、金型を閉じてキャビティを形成し、このキャビティ内にポリカーボネートなどの溶融樹脂材料を注入し、硬化後に金型を開く。これにより、所望のピットおよびグルーブ・パターンなどが転写された光ディスク基板１２が作製される。すなわち、光ディスク原盤（微細構造体）１０の複製物である光ディスク基板１２が作製される。
【００７９】
（情報信号部の形成工程）
次に、図６Ｂに示すように、情報信号部１３を光ディスク基板１２上に形成する。情報信号部１３は、情報信号を記録可能および／または再生可能に構成される。その構成は、例えば、所望とする光ディスクが再生専用型、追記型および書換可能型のうちいずれであるかに応じて適宜選択される。
【００８０】
所望とする光ディスクが再生専用型である場合には、情報信号部１３は、例えば反射膜からなる。この反射膜の材料としては、例えば、金属元素、半金属元素、これらの化合物または混合物が挙げられる。より具体的には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、コバルト（Ｃｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体、またはこれらの単体を主成分とする合金が挙げられる。そして、実用性の面を考慮すると、これらのうちのＡｌ系、Ａｇ系、Ａｕ系、Ｓｉ系またはＧｅ系の材料を用いることが好ましい。また、所望とする光ディスクが追記型である場合には、情報信号部１３は、例えば、反射膜、有機色素膜または無機記録膜を光ディスク基板１２上に順次積層してなる積層膜である。所望とする光ディスクが書換可能型である場合には、情報信号部１３は、例えば、反射膜、下層誘電体層、相変化記録層、上層誘電体層を光ディスク基板１２上に順次積層してなる積層膜である。
【００８１】
（光透過層の形成工程）
次に、図６Ｃに示すように、光透過層１４を第２の情報信号部１３上に形成する。光透過層１４の厚さは、好ましくは１０μｍ〜１７７μｍの範囲内から選ばれ、例えば１００μｍに選ばれる。光透過層１４の形成方法としては、例えば、レジンコート法、シート接着法などを用いることができる。レジンコート法は、ＵＶレジンなどの感光性樹脂を第２の情報信号部１３上にスピンコートし、ＵＶ光などの光を感光性樹脂に照射することにより、光透過層１４を形成する方法である。シート接着法は、光透過性シートを接着剤を用いて、光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。また、このシート接着法としては、例えば、シートレジン接着法、シートＰＳＡ（Pressure Sensitive Adhesive）接着法などを用いることができる。シートレジン接着法は、情報信号部１３上に塗布されたＵＶレジンなどの感光性樹脂を用いて、光透過性シートを光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。シートＰＳＡ接着法は、光透過性シートを、このシートの一主面に予め均一に塗布された感圧性粘着剤（ＰＳＡ）を用いて、光ディスク基板１２上の凹凸面側に貼り合わせることにより、光透過層１４を形成する方法である。
以上の工程により、目的とする光ディスク１５を得ることができる。
【００８２】
上述したように、光ディスク基板１２の表面に形成される凹凸パターンの形状精度は、光ディスク・スタンパ１１の表面に形成された凹凸パターンの形状精度に依存する。一方、この光ディスク・スタンパ１１の表面に形成された凹凸パターンの形状精度は、光ディスク原盤１０の表面に形成された凹凸パターン、すなわち無機レジスト・パターンの形状精度に依存する。したがって、光ディスク基板１２を高精度に形成するためには、光ディスク原盤１０の無機レジスト・パターンを高精度に形成することが好ましい。
【００８３】
本発明の第１の実施形態によれば、非感熱層２および感熱層３を基材１上に順次積層して積層膜を形成し、感熱層３のみを露光、現像して所定のマスクパターンを感熱層３に形成する。次に、所定のマスクパターンを有する感熱層３を用いて、非感熱層２をエッチングして、微細凹凸形状を基材１上に作製する。
【００８４】
したがって、第１の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法では、非感熱層２および感熱層３を基材１上に積層し、これらの積層膜のうち、感熱層３のみを露光すればよい。したがって、感熱層（感熱性の無機レジスト層）のみを基材上に成膜する従来の光ディスク原盤の製造方法に比べて、感熱層底部まで組成変化を起こさせるのに必要な露光部分を小さくすることができる。そして、この露光部分に基づき作製されたマスクパターンを用いて、非感熱層２をエッチングするので、上述の従来の光ディスク原盤の製造方法に比べて、より高密度でかつ高テーパ角の微細凹凸形状を形成することができる。すなわち、上述の従来の製造方法により同じ溝幅や孔径などの凹凸形状を形成した場合に比べて、より深いエッチングを実現することができる。また、得られたレジスト原盤に対して還元処理を加えた場合には、微細凹凸形状を変化させたり、微細凹凸形状表面に金属的性質を付与したりすることができる。
【００８５】
現像工程では、現像液としてアルカリ性水溶液を用いて現像を行い、エッチング工程では、エッチング液として現像液と同じアルカリ性水溶液を用いる場合と、酸性水溶液またはフッ化物水溶液を用いる場合がある。前者の場合はアルカリ性水溶液を使って現像工程とエッチング工程を１段階で、後者の場合は２段階に分けてパターン形成を行う。ここで、感熱層３の現像は、酸化されてアルカリ溶解性が向上した部分（露光部）と、それ以外の部分（非露光部）の選択比を利用するものである。従って、１段階で現像とエッチングを行う場合、非感熱層２のエッチングに時間を要すると、同時に感熱層１の現像も進むため、精密なパターン形成が行われにくくなることがある。このため、上記両工程を２段階に分けて行うことが好ましい。感熱層３は酸性水溶液やフッ化物水溶液に溶解しにくいため、パターン精度を維持した状態で非感熱層２のエッチングを行うことができるからである。
【００８６】
現像工程およびエッチング工程を共に、湿式処理により行うことが好ましい。両工程を湿式処理により行うことで、両工程を簡単な設備で行うことができ、光ディスク１５などの微細構造体の製造コストを低減できる。また、大面積の微細構造体を作製することも容易である。
【００８７】
感熱層３の材料としては、遷移金属酸化物を主成分とするものが好ましい。遷移金属酸化物を用いると、レーザ光照射による熱反応によって潜像を形成することができ、例えば４０５ｎｍ程度の可視レーザ光による露光によっても、そのスポット径より小さいパターンの露光が可能な、いわゆる筆先記録を実現できる。
【００８８】
感熱層３の膜厚を非感熱層２に比して薄く成膜することが好ましい。このように成膜すると、例えば幅１００ｎｍ未満の精密な溝形状やスポット形状などを感熱層３に形成することが可能となる。この感熱層３をマスクとして下層の非感熱層２をエッチングすると、高テーパ角のパターン形成を実現できる。さらに、得られた形状パターンを還元処理すると、非感熱層２および感熱層３ともに金属酸化物を主成分とする場合、両層ともに酸素の離脱による体積収縮を起こすことができる。この還元処理の際、両層の体積収縮率の違いを利用すれば、微妙な凸形状の制御も可能である。例えば、感熱層３のみが金属酸化物である場合、上層である感熱層３の部分のみに体積収縮を起こさせれば、凸形状の先端部に丸みを帯びさせることができる。さらに、還元によって金属酸化物の金属的性質、すなわち、導電性、熱伝導性、柔軟性、表面平滑性などを向上させることもできる。
【００８９】
非感熱層２および感熱層３ともに無機レジスト材料を主成分とするため、有機レジストを用いたときのように、現像工程やエッチング工程においてレジスト材料の膨潤が起こらない。さらに、有機レジスト材料を積層した場合に発生するように、非感熱層２および感熱層３の材料がその界面にて混じり合うこともないため、高い寸法安定性を有する光ディスク原盤（微細構造体）１０を実現することができる。
【００９０】
非感熱層２および感熱層３の２種類の無機レジスト層を積層しているので、感熱性の無機レジストだけを使って無機レジスト層を形成した場合よりも、高密度のパターン形成を実現できる。また、このパターン形成の技術を利用して光ディスク原盤を作製すると、より一層の狭トラックピッチ化を実現できる。
【００９１】
＜２．第２の実施形態＞
以下、図７〜図９を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光ディスクの製造方法の一例について説明する。なお、本発明の第２の実施形態において、第１の実施形態と同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００９２】
［光ディスク原盤の製造工程］
（成膜工程）
まず、図７Ａに示すように、基材１を準備または作製する。基材１は、非感熱性の無機レジストを主成分としている。非感熱性の無機レジストとしては、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００９３】
次に、図７Ｂに示すように、感熱層３を基材１上に形成する。感熱層３は、感熱性の無機レジストを主成分としている。感熱性の無機レジストとしては、第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００９４】
（露光工程）
次に、図７Ｃに示すように、基材１を回転させると共に、露光ビームであるレーザ光Ｌをレンズ５により集光し感熱層３に照射して、感熱層３を全面にわたって露光する。これにより、レーザ光Ｌの軌跡に応じた潜像３ａが、感熱層３の全面にわたって形成される。感熱層３はポジ型またはネガ型の無機レジスト層として機能するが、以下では、感熱層３がポジ型の無機レジスト層である場合について説明する。
【００９５】
（現像工程）
次に、図８Ａに示すように、基材１を回転させながら、感熱層３上に現像液を滴下して、感熱層３を現像処理する。これにより、レーザ光の露光（潜像３ａ）に応じた凹凸パターンが感熱層３に形成される。感熱層３をポジ型の無機レジストにより形成した場合には、レーザ光Ｌで露光した露光部は、非露光部に比較して現像液に対する溶解速度が増すので、露光部が凹部となる凹凸パターンが形成される。
【００９６】
（エッチング工程）
次に、図８Ｂに示すように、パターン形成した感熱層３をエッチング・マスクとして、基材１をエッチングする。基材１のエッチングの方法としては、例えば、上述の現像工程と同様にエッチング液を滴下させる方法や、レジスト原盤をエッチング液に浸す方法などを用いることができる。
【００９７】
（還元工程）
次に、必要に応じて、還元性気体を含有する雰囲気中において無機レジスト層３を熱処理し、無機レジスト層３の表面を還元する。これにより、図８Ｃに示すように、凸部のテーパ角θが減少する。
以上の工程により得られる微細構造体である原盤１０は、図８Ｃに示すように、非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材１と、基材１上に形成された凹凸パターンとを備える。凹凸パターンのうち凸部は、基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層３とを備える。凹凸パターンの凹部および凸部の少なくとも一方の表面には、金属膜が形成されていることが好ましい。
これ以降の工程は、図９に示すように、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００９８】
本発明の第２の実施形態によれば、非感熱性の無機レジストを主成分とする基材１を準備または作製し、この基材１上に感熱層３を形成する。次に、感熱層３を露光、現像して所定のマスクパターンを感熱層３に形成する。次に、所定のマスクパターンを有する感熱層３を用いて、基材１をエッチングして、微細凹凸形状を基材表面に作製する。
【００９９】
したがって、基材１上に感熱層３のみを形成し、この単層の感熱層のみを用いて、基材表面に微細凹凸形状を作製することができる。よって、第２の実施形態では、第１の実施形態に比して、光ディスク原盤（微細構造体）の製造工程をより簡略化することができる。
【実施例】
【０１００】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１０１】
＜比較例１＞
（感熱性の無機レジスト層の成膜工程）
まず、８インチ・シリコン基板上に感熱性の無機レジスト層を成膜した。成膜後の膜厚は２８ｎｍとした。
以下に、感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：タングステン（Ｗ）／モリブデン（Ｍｏ）／酸素（Ｏ）
＝３２／８／６０（原子数比）
製膜ガス：アルゴン(Ａｒ)＝２６［ＳＣＣＭ］
製膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ１３５[Ｗ]
【０１０２】
（露光工程）
次に、得られた原盤を露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
以下に、感熱性の無機レジスト層の露光条件を示す。
光源：半導体レーザ（波長４０５［ｎｍ］）
対物レンズ：ＮＡ＝０．９
光ディスク原盤送り速度：０．３２［μｍ／revolution］
スピンドル：ＣＬＶ(Constant Liner Velocity)方式、４．９［ｍ／ｓｅｃ］
【０１０３】
（現像工程）
次に、得られた無機レジスト原盤を以下のプロセスで現像した。すなわち、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（東京応化工業（株）、ＮＭＤ−３）を現像液とし、露光を行った無機レジスト層を現像して、ＤＣグルーブ・パターンを作製した。
【０１０４】
以下に、感熱性の無機レジスト層の現像条件を示す。
現像液温度：２６℃
現像方法：レジスト原盤上への現像液の連続かけ流し
【０１０５】
ここで、現像方法について、より詳しく説明する。まず、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を、現像タンク（ソニー・ディスク・アンド・デジタル・ソリューションズ（株）製、ＰＴＲ３０００）に入れ、温度２６℃に保った。次に、無機レジスト原盤を回転ステージに載置し、４００ｒｐｍに回転を保ちながら、プレ・リンス、現像、およびポスト・リンスのプロセス処理を行った後、最後に１８００ｒｐｍで振り切り乾燥した。
【０１０６】
以下に、プレ・リンス、現像、およびポスト・リンスのプロセス処理の条件を示す。
プレ・リンス：純水を６０秒間、かけ流し。
現像：２１０秒間、現像液をかけ流し。
ポスト・リンス：純水を１８０秒間、かけ流し。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１０７】
（表面形状の評価）
次に、得られた光ディスク原盤表面のＤＣグルーブ・パターンを、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）により観察し、断面プロファイル、溝深さ［ｎｍ］、溝幅［ｎｍ］、およびテーパ角［°］を得た。その結果を図１０および表１に示す。
【０１０８】
＜実施例１＞
（非感熱層の形成工程）
まず、８インチ・ガラス基板上に非感熱性の無機レジスト層を膜厚２５［ｎｍ］に成膜した。
以下に、非感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：ＺｎＯ
成膜ガス：アルゴン（Ａｒ）／酸素（Ｏ2）
＝１５０［ｓｃｃｍ］／５［ｓｃｃｍ］
成膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ５００［Ｗ］
【０１０９】
（感熱層の形成工程）
次に、非感熱性の無機レジスト層上に感熱性の無機レジスト層を膜厚２５［ｎｍ］に成膜した。
以下に、感熱性の無機レジスト層の成膜条件を示す。
ターゲット材料：タングステン（Ｗ）／モリブデン（Ｍｏ）／酸素（Ｏ）
＝３２／８／６０（原子数比）
製膜ガス：アルゴン(Ａｒ)＝２６［ＳＣＣＭ］
製膜開始ガス圧力：５．０×１０-4［Ｐａ］
製膜電力：ＤＣ１３５[Ｗ]
【０１１０】
（露光工程）
以上のようにして作製した原盤を、比較例１と同じ露光条件で露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
【０１１１】
（現像工程）
次に、現像時間を９０秒間に設定する以外は比較例１と同様にして、潜像を形成した原盤を現像した。
【０１１２】
（表面形状の評価）
次に、現像した原盤表面の凹凸パターンを、ＡＦＭにより観察し、断面プロファイルを得た。その結果を図１１Ａに示す。
【０１１３】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性レジストをエッチング・マスクとして、非感熱性レジストをエッチングした。エッチング液は、現像液と同様、２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いた。容器中に２．３８ｗｔ％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を注ぎ、原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄し、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１１４】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１１Ｂおよび表１に示す。
【０１１５】
＜実施例２＞
非感熱性の無機レジスト層の形成工程から現像工程までを実施例１と同様の工程で行った。
【０１１６】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性の無機レジスト層をエッチング・マスクとして、非感熱性の無機レジスト層をエッチングした。容器中に０．２６Ｍ−ＮＨ4ＮＯ3水溶液（ｐＨ５．１４）を注ぎ、原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１１７】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１２および表１に示す。
【０１１８】
＜実施例３＞
非感熱性の無機レジスト層の形成工程から現像工程までを実施例１と同様の工程で行った。
【０１１９】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性の無機レジスト層をエッチング・マスクとして、非感熱性の無機レジスト層をエッチングした。容器中に弱酸性りん酸緩衝液（ｐＨ６．８）を注ぎ、積層レジスト原盤を浸して、室温で３０秒間、容器を軽く振とうした。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。なお、弱酸性りん酸緩衝液（ｐＨ６．８）は、０．２Ｍ−Ｎａ2ＨＰＯ4水溶液／０．２Ｍ−ＮａＨ2ＰＯ4＝４９／５１（体積比）で調製した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１２０】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１３および表１に示す。
【０１２１】
＜実施例４＞
【０１２２】
（感熱層／非感熱層の形成工程）
まず、８インチ・ガラス基板上に、実施例１と同様のプロセスで感熱性の無機レジスト層を膜厚３０[ｎｍ]に成膜した。
【０１２３】
（露光工程）
次に、これを比較例１と同じ露光条件で露光し、ＤＣグルーブ・パターンの潜像を形成した。
【０１２４】
（表面形状の評価）
次に、得られたレジスト原盤の無機レジスト層の表面を、ＡＦＭにより観察し、断面プロファイルを得た。その結果を図１４Ａに示す。
【０１２５】
（エッチング工程）
次に、パターン形成された感熱性レジストをエッチング・マスクとして、ガラス基板をエッチングした。エッチング液はフッ化水素アンモニウム水溶液を用いた。容器中にフッ化水素酸水溶液を注ぎ、原盤を浸して、室温で９０秒間浸した。次に、原盤を容器から取り出し、純水で充分に洗浄したのち、エア・ブローで濡れを除去した。
以上により、目的とする光ディスク原盤が得られた。
【０１２６】
（表面形状の評価）
次に、実施例１と同様にして、光ディスク原盤の表面形状を評価した。その結果を図１４Ｂおよび表１に示す。
【０１２７】
【表１】
【０１２８】
図１０〜図１４および表１から以下のことがわかる。
感熱層および非感熱層を利用して微細構凹凸形状を形成する実施例１〜３では、感熱層のみを利用して微細構凹凸形状を形成する比較例１（従来の製造方法）に比して、高密度かつ高テーパ角を有する微細凹凸形状を形成できる。
また、非感熱性の無機レジストからなる基材上に感熱層のみを形成し、この感熱層を利用して微細構凹凸形状を形成する実施例４でも、実施例１〜３と同様に高密度かつ高テーパ角を有する微細凹凸形状を形成できる。
【０１２９】
以上、本発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態および実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１３０】
上述の実施形態および実施例において挙げた構成、形状、数値および材料などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、形状、数値および材料などを用いてもよい。例えば、第１の実施形態において、非感熱層２は基材１上に形成されていれていれば良いため、基材１としてシリコンウエハを用いる場合、その表面に加熱などの酸化処理を施すことにより、非感熱層２であるＳｉＯ2層を形成する方法を取ることもできる。
【０１３１】
また、上述の実施形態では、光ディスク・スタンパ１１を用いて光ディスク基板１２および光ディスク１５を製造する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、光ディスク・スタンパ１１を用いずに、すなわち光ディスク原盤１０を直接用いて、光ディスク基板１２および光ディスク１５を製造するようにしてもよい。
【０１３２】
また、上述の実施形態では、光ディスク原盤および光ディスクの製造方法に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。例えば、本発明は微細な凹凸パターンを有する種々のデバイス、具体的には、太陽電池における光反射防止構造、燃料電池における燃料流路、モス・アイ構造などの製造方法に対しても適用可能である。また、本発明は半導体デバイスなどの集積回路の製造方法に対しても適用可能である。集積回路の製造方法に対して本発明を適用する場合、所望の回路パターンを形成した後、この回路パターンに対して還元処理を施すことにより、回路パターンに導電性を付与することができる。例えば、非感熱層２および感熱層３からなる積層膜の少なくとも一方を、金属酸化物を主成分とするものとし、その積層膜表面に対して還元処理により金属膜を形成する。これにより、回路パターンに導電性を付与することができる。
【０１３３】
また、上述の実施形態では、ウエットエッチング（湿式処理）により非感熱層２をエッチングする場合を例として説明したが、エッチング方法はこの例に限定されるものではない。例えば、ドライエッチング（乾式処理）により非感熱層２をエッチングするようにしてもよい。ドライエッチングとしては、例えば、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etchingを用いることができる。
【０１３４】
また、上述の実施形態では、非感熱層２を等方性エッチングする場合を例として説明したが、エッチング方法はこの例に限定されるものではない。エッチング方法は、所望とする微細加工体の形状に応じて、等方性エッチングおよび異方性エッチングから適宜選択して用いることが可能である。また、両エッチング方法を単独で用いるのみならず、組み合わせて用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施形態による積層無機レジストの成膜方法を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図３】無機レジストの反応機構を説明するための模式図である。
【図４】無機レジスト層の露光に用いたカッティング装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク・スタンパの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク基板の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による積層無機レジストの成膜方法および光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る光ディスク原盤の製造方法を説明するための断面模式図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光ディスク・スタンパの製造方法を説明するための断面模式図である。
【図１０】本発明の比較例１において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１１】本発明の実施例１において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１２】本発明の実施例２において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１３】本発明の実施例３において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【図１４】本発明の実施例４において形成した、無機レジスト・パターンの原子間力顕微鏡による断面プロファイルである。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 基材
２ 非感熱性の無機レジスト層（感熱層）
３ 感熱性の無機レジスト層（非感熱層）
１０ 光ディスク原盤
１１ 光ディスク・スタンパ
１２ 光ディスク基板
１３ 情報信号部
１４ 光透過層
１５ 光ディスク
３０ カッティング装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
上記原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項２】
上記感熱性の無機レジストは、遷移金属酸化物である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
上記感熱性の無機レジストは、活性エネルギ線の被照射部が現像液に対して可溶性となるポジ型のものである請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
上記非感熱性の無機レジストは、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、およびフッ化物水溶液の少なくとも１種に可溶である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
上記非感熱性の無機レジストは、金属酸化物である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項６】
上記非感熱性の無機レジストは、亜鉛、ケイ素、チタン、バナジウムおよびニオブの少なくとも１種の酸化物を含んでいる請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項７】
現像液およびエッチング液として同一のアルカリ性水溶液を用いて、上記マスクパターンの形成工程と上記微細凹凸パターンの形成工程とを連続的に行う請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項８】
上記マスクパターンの形成工程では、現像液としてアルカリ性水溶液を用いて現像を行い、
上記微細凹凸パターンの形成工程では、エッチング液として酸性水溶液またはフッ化物水溶液を用いてエッチングを行い、
上記マスクパターンの形成工程と上記微細凹凸パターンの形成工程とを２段階に分けて行う請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項９】
上記感熱層の膜厚が、上記非感熱層の膜厚に比して薄い請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１０】
上記マスクパターンの形成工程と、上記微細凹凸パターンの形成工程とは共に、湿式処理により行われる請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１１】
上記微細凹凸パターンの表面を還元処理する工程をさらに備える請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１２】
上記非感熱層および上記感熱層の少なくとも一方が、金属酸化物を含み、
上記微細凹凸パターンの表面を還元処理することにより、上記微細凹凸パターンの表面に金属膜を形成する請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１３】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
上記原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
上記原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１５】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
上記原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記マスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１７】
上記感熱層は、上記非感熱層をエッチングするマスクとして利用されたのち、除去されることなく上記非感熱層に積層したまま上記微細凹凸パターンの一部として利用される請求項１６記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１８】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１９】
基材と、
上記基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
上記凹凸パターンのうち凸部は、
上記基材上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層と、
上記非感熱層上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体。
【請求項２０】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材と、
上記基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
上記凹凸パターンのうち凸部は、
上記基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、
上記凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体。
【請求項１】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
上記原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項２】
上記感熱性の無機レジストは、遷移金属酸化物である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項３】
上記感熱性の無機レジストは、活性エネルギ線の被照射部が現像液に対して可溶性となるポジ型のものである請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項４】
上記非感熱性の無機レジストは、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、およびフッ化物水溶液の少なくとも１種に可溶である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項５】
上記非感熱性の無機レジストは、金属酸化物である請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項６】
上記非感熱性の無機レジストは、亜鉛、ケイ素、チタン、バナジウムおよびニオブの少なくとも１種の酸化物を含んでいる請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項７】
現像液およびエッチング液として同一のアルカリ性水溶液を用いて、上記マスクパターンの形成工程と上記微細凹凸パターンの形成工程とを連続的に行う請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項８】
上記マスクパターンの形成工程では、現像液としてアルカリ性水溶液を用いて現像を行い、
上記微細凹凸パターンの形成工程では、エッチング液として酸性水溶液またはフッ化物水溶液を用いてエッチングを行い、
上記マスクパターンの形成工程と上記微細凹凸パターンの形成工程とを２段階に分けて行う請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項９】
上記感熱層の膜厚が、上記非感熱層の膜厚に比して薄い請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１０】
上記マスクパターンの形成工程と、上記微細凹凸パターンの形成工程とは共に、湿式処理により行われる請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１１】
上記微細凹凸パターンの表面を還元処理する工程をさらに備える請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１２】
上記非感熱層および上記感熱層の少なくとも一方が、金属酸化物を含み、
上記微細凹凸パターンの表面を還元処理することにより、上記微細凹凸パターンの表面に金属膜を形成する請求項１記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１３】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と、
上記原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
上記原盤を用いて微細構造体を形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１５】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを有する原盤を形成する工程と
上記原盤を用いて基板を形成する工程と
を備える光記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層を基材上に形成する工程と、
感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を上記非感熱層上に形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記マスクパターンを用いて上記非感熱層をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１７】
上記感熱層は、上記非感熱層をエッチングするマスクとして利用されたのち、除去されることなく上記非感熱層に積層したまま上記微細凹凸パターンの一部として利用される請求項１６記載の微細構造体の製造方法。
【請求項１８】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材上に、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層を形成する工程と、
上記感熱層を露光、現像し、上記感熱層に所定のマスクパターンを形成する工程と、
上記所定のマスクパターンを用いて上記基材をエッチングすることにより、微細凹凸パターンを形成する工程と
を備える微細構造体の製造方法。
【請求項１９】
基材と、
上記基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
上記凹凸パターンのうち凸部は、
上記基材上に形成された、非感熱性の無機レジストを主成分とする非感熱層と、
上記非感熱層上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体。
【請求項２０】
非感熱性の無機レジストと同じ化合物を主成分とする基材と、
上記基材上に形成された凹凸パターンと
を備え、
上記凹凸パターンのうち凸部は、
上記基材自体の有する凹凸パターンの凸部と、
上記凸部上に形成された、感熱性の無機レジストを主成分とする感熱層と
を備える微細加工体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１４６６８８（Ｐ２０１０−１４６６８８Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６６２６（Ｐ２００８−３２６６２６）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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