KR100189891B1 - 광파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파이버를 이용한 마스터 디스크 제작장치를 개시한다.

마스터 디스크의 기록면 상면에 근접되며 관통공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 광디스크의 반경방향으로 이동시키는 이송수단과, 상기 슬라이더의 관통공에 일측 단부가 지지되는 광파이버와, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생수단과, 이 레이저 빔 발생 수단과 상기 광파이버의 타측 단부 사이에 설치된 광 변조수단을 구비하여 된 것에 그 특징이 있으며, 그 구조를 간단하게 할 수 있고, 포토레지스터층을 감광시키기 위한 레이저 빔 스폿 크기를 줄일 수 있는 이점을 가진다.

Description

광파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치

제1도는 종래 마스터 디스크 제작장치를 개략적으로 나타내 보인 측면도.

제2도는 본 발명에 따른 광 파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치의 측면도.

제3도는 제2도에 도시된 슬라이더를 발췌하여 도시한 것으로

(a)는 사시도이고,

(b)는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 마스터 디스크 30 : 슬라이더

40 : 이송수단 50 : 광파이버

70 : 광학수단 80 : 광 검출기

본 발명은 광 디스크 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광 디스크의 제조용 금형인 스템퍼 제조에 사용되는 마스터 디스크를 제조하기 위한 광파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치에 관한 것이다.

통상적인 기록 매체는 기록 및 재생 방식에 따라 여러 종류의 것이 있는데, 레이저 광을 이용한 광 기록 및 재생방식은 디스크의 일측면에 스파이럴 타입으로 배열된 피트로 이루어진 신호면에 레이저 광을 조사하여 이로부터 반사되는 광신호를 이용하는 것이다.

상기 기록 및 재생 방식에 사용되는 광 디스크는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate: 이하 PMMA라 한다) 혹은 폴리카보네이트(polycarbonate:이하 PC라 한다)등과 같은 투명 수지 물질로 만들어지며 상면에 나선형으로 형성된 다수의 피트에 의해 정보 기록층이 형성된 투명기판, 상기 투명기판 상에 증발법 혹은 스퍼터링

등의 증착방법으로, 예컨대 금속이 증착되어 형성된 반사막과, 상기 반사막 상에 형성된 보호막이 적층된 구조를 갖는다. 이때 상기 반사막 및 상기 투명기판의 피트(pit) 패턴은 동일한 모양으로 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 광 디스크의 투명기판을 제작함에 있어 피트의 패턴과 동일한 패턴이 형성된 금형(스템퍼)을 이용하여 사출성형하게 된다. 상기 기판을 성형하기 위한 금형은 상기 디스크 기판과 동일한 피트의 패턴이 형성된 포토레지스층이 상면에 형성된 마스터 기판를 제작되고, 상기 포터레지스트층의 상면에 0.3㎜정도의 니켈 금속막이 코팅되어 이루어진다.

상기와 같이 마스터 디스크를 제작하는 과정에서 포터레지스트층에 소정 패턴의 피트를 형성하기 위해서는 제1도에 도시된 바와 같이 레이저 기록 장치를 사용하게 된다.

이 레이저 기록장치는 상면에 포토레지스트층(12)이 형성된 마스터 기판(10)의 상부에 순차적으로 설치된 대물렌즈(21) 및 광경로상에 소정의 각도로 설치된 이색성 필터(22)와, 상기 이색성 필터(22)를 통하여 상기 대물렌즈(21)로 광을 조사할 수 있도록 설치된 레이저 발생원(23)과, 이 레이저 발생원(23)과 이색성 필터(22) 설치된 광변조기(24)을 구비한다.

그리고 촛점에러 보상장치로서 상기 이색성필터(22)의 수직 상부에 순차적으로 설치되는 하프미러(25) 및 촛점 보정용 레이저 발생원(26)과, 디스크(20)로부터 반사되어 하프미러(25)에 의해 인출된 광을 감지하는 촛점 보정광학수단(27)를 구비하여 구성된다.

상기와 같은 레이저 기록 장치를 이용하여 마스터 기판(11)의 포토레지스트층(12)을 소정의 피트 패턴으로 감광시키기 위해서는 상기 레이저 발생원(23)으로 부터 조사된 레이저빔을 광변조기(24)와 이색성 필터(22) 및 대물렌즈를 통하여 마스터 기판(11)의 포토레지스트층(12)에 조사 한다. 상기와 같이 레이저 빔이 조사되는 과정에서 레이저 빔은 광변조기에 변조되어 단속(斷續)되고 이러한 레이저 빔은 이색성 필터(22)에 의해 대물렌즈(21) 측으로 반사되며, 이 반사된 빔은 상기 대물렌즈(21)에 의해 접속되어 포토레지스트층(12)에 조사된다. 따라서 마스터 기판(11)의 상면에 형성된 포토레지스트층(12)은 소정의 패턴으로 감광된다.

상기 포토레지스트층(12)를 감광시키는 과정에서 레이저 빔의 촛점 유지는 촛점 보정용 레이저 발생원(26)으로부터 발생된 레이저 빔이 하프미러(25)와 이색성 필터(22) 및 대물렌즈(21)를 통하여 마스터 기판의 포토레지스트층(12)에 이르게 된다. 그리고 상기 포토레지스트층(12)에서 반사된 빔은 상기 진행방향의 역순으로 진행되어 촛점보정 광학수단(27)으로 조사된다. 상기 촛점보정 광학수단(27)에 광이 조사되면 이로부터 전기적 신호가 발생되고 이 전기적 신호에 의해 대물렌즈의 액튜에터가 구동되어 촛점 보정이 이루어진다.

상술한 바와 같이 마스터 기판의 포토레지스트층(12)의 감광이 이루어지면 이를 현상하고 이의 상면에 니켈 도금막을 형성하여 스템퍼를 얻는다.

그런데, 상술한 바와같이 마스터 디스크를 제작하기 위해 포토레지스트층을 감광시키기 위한 기록 장치는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 레이저빔의 촛점 보상을 위한 정밀한 광학계가 필요하므로 생산원가가 높다.

둘째, 레이저 발생원으로부터 발생된 레이저 빔의 스폿의 크기를 작게하는데, 한계가 있으므로 마스터 디스크에 기록 밀도를 높일 수 없다.

셋째, 상대적으로 구조가 복잡하다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 레이저 빔 스폿의 직경을 작게 형성하여 기록 밀도를 높일 수 있는 광 파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마스터 디스크의 기록면 상면에 근접되며 관통공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 광디스크의 반경방향으로 이동시키는 이송수단과, 상기 슬라이더의 관통공에 일측 단부가 지지되는 광파이버와, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생수단과, 이 레이저 빔 발생 수단과 상기 광파이버의 타측 단부 사이에 설치된 광 변조수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 슬라이더의 관통공에 끼워진 광파이버의 단부에는 슬라이더의 하면과 일치되며, 상기 광파이버의 하면에는 광파이버의 중심과 대응되는 부위에 상기 광 파이버의 직경보다 작은 직경의 구멍이 형성된 코팅막이 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 광파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 광 파이버를 이용한 마스터 디스크의 제조장치는 광 디스크를 제조하기 위해 마스터 기판 상면에 형성된 포토레지스트층을 소정의 피트 패턴을 형성하기 위하여 노광시키는 것으로, 일 실시예를 제2도에 나타내 보였다.

이것은 소정의 구동수단(15)에 의해 회전되며 그 상면에 포토레지스트층(12)이 형성된 마스터 기판(11)과, 이 마스터 기판(11)의 포토레지스트층(12)에 근접되며 관통공(31)이형성된 슬라이더(30)와, 상기 슬라이더(30)를 광 디스크의 반경방향으로 이동시키는 이송수단(40)과, 상기 슬라이더(30)의 관통공(31)에 일측단부가 지지되는 광파이버(50)와, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생원(60)과, 이 레이저 빔 발생원(60)과 광파이버의 타측 단부 사이에 설치되어 상기 레이저 빔 발생원(130)으로부터 발생된 빔을 단속시키는 광 변조기(70)를 구비하여 구성된다. 광변조기(70)의 전면에는 상기 광변조기(70)으로부터 출사되는 빔을 광파이버의 단부로 접속시키는 접속렌즈(80)가 설치된다.

상기 슬라이더(30)는 이에 형성된 관통공(31)에 광파이버(40)의 일측 단부가 끼워짐에 있어서, 제3도에 도시된 바와 같이 광파이버의 단부가 슬라이더(30)의 하면과 일치되도록 설치된다. 그리고 상기 광파이버(50)의 하면에는 금등의 금속으로 코팅막(32)이 형성되는데, 이 코팅막(32)에는 상기 광파이버(40)의 중앙 단부와 대응되는 부위에 1㎛ 이하의 구멍(33)이 형성된다. 이러한 작은 직경의 가공은 단파장 레이저를 높은 개구를 갖는 렌즈로 집속시켜 가공할 수 있다.

가공되는 홀의 직경은 '(0.5 ×레이저 파장)/ 개구수' 의 관계가 있으므로 아르곤 레이저를 이용하여 0.458㎛ 파장의 레이저 빔과 개구수 0.6렌즈를 이용하여 가공하면 약 0.4㎛인 홀을 가공할 수 있다.

그리고 상기 슬라이더(30)을 광 디스크(20)의 반경방향으로 이송시키는 이송수단(40)은 통상적으로 보이스 코일 모우터(41)등이 사용되는데, 상기 슬라이더(30)는 보이스 코일 모우터(41)와 연결간(42)에 의해 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 광 파이버를 이용한 마스터 디스크 제조장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

소정의 구동수단에 의해 상면에 포토레지스트층(12)이 형성된 마스터 디스크(10)가 회전되고 레이저빔 발생수단(60)으로부터 레이저 빔이 조사되면 이 레이저빔은 상기 광변조기(70)를 통과하면서 단속 즉, 온(on) 오프(off)되고 다시 집속렌즈(80)에 의해 집속되어 광파이버(50)의 광 도파로를 따라 진행되어 상기 광파이버(50)의 하면에 형성된 코팅막(32)의 구멍(33)을 통하여 포토레지스트층(12)으로 조사됨으로써 단속적으로 감광시키게 된다.

한편 상기 슬라이더(30)는 컴퓨터의 하드 디스크 드라이브에서의 자기 헤드용 슬라이더와 마찬가지로 마스터 디스크(10)의 점착력에 의해 마스터 디스크(10)의 상면에 발생하는 광기의 흐름에 의해 0.1㎛정도 부상된다. 따라서 상기 광파이버(50)의 하면에 형성된 코팅막(32)의 구멍(33)을 통하여 광 디스크로 조사된 레이저 빔은 구멍(33)의 직경과 동일한 직경을 유지한채로 광 디스크(20)의 기록면에 조사되어 광기록막의 광학적 성질을 변화시켜 정보를 기록하게 된다. 이때에 직경이 1㎛이하의 구멍(33)을 통하여 조사된 레이저빔은 광파이버(50)의 직경보다 상대적으로 작으므로 회절현상에 의해 확산되어 진행하지만 슬라이더의 하면과 광 디스크(20) 기록면의 간격이 매우 좁으므로 확산되지 않는 광학적 성질을 가지게 된다.

상기와 같이 기판(11)의 상면에 도포된 포토레지스트층(12)의 감광이 완료되면 상기 포토레지스트층(12)를 현상하여 소정의 피트패턴이 형성되도록 하고 이의 상면에 니켈을 이용하여 도금을 형성하여 광디스크의 제조시 금형으로 사용되는 스템퍼를 제작하게 된다.

상술한 바와 같이 작동되는 광파이버를 이용한 마스터 디스크 제작장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 코팅막에 형성된 구멍으로부터 조사된 레이저 빔의 스폿 직경을 작게 할 수 있으므로 고밀도의 정보를 기록 할 수 있다.

둘째, 종래와 같이 레이저 빔의 포커싱 길이를 조정하기 위한 장치가 불필요하므로 구조가 간단하다.

셋째, 피트의 폭이 0.2㎛이하로 한다면 파장이 0.4㎛이상인 기존의 가시광선 레이저 기록장치로는 가공이 불가능하므로 자외선 레이저를 이용하여야 하는데, 이러한 경우 고가의 자외선용 광학 부품을 사용하여야 하는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다.

넷째, 기존의 가시광레이저와 포토레지스트 공정을 그대로 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명 광 파이버를 마스터 디스크 제작장치는 상술한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며, 동일한 기술범위내에서 변형 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 마스터 디스크의 기록면 상면에 근접되며 관퉁공이 형성된 슬라이더와, 상기 슬라이더를 광디스크의 반경방향으로 이동시키는 이송수단과, 상기 슬라이더의 관통공에 일측 단부가 지지되는 광파이버와, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 빔 발생수단과, 이 레이저 빔 발생 수단과 상기 광파이버의 타측 단부 사이에 설치된 광 변조수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광파이버를 이용한 마스터 디스크의 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이더의 관통공에 끼워진 광파이버의 단부가 슬라이더의 하면과 일치된 것을 특징으로하는 광파이버를 이용한 마스터 디스크의 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이더에 지지된 광파이버의 단부에 구멍이 형성된 코팅막이 형성된 것을 특징으로 하는 광 파이버를 이용한 마스터 디스크의 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 구멍의 직경의 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 파이버를 이용한 광 기록 및 재생장치.