KR100207701B1 - 광디스크 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대량으로 복제하는 광디스크 제조방법에 관한것으로서, 원반형상의 중심으로부터 스파이럴한 궤도를 따라 정보에 대응되는 소정 패턴의 구루브를 갖는 정보기록용 광디스크가자외선 영역의 파장을 갖는 광원으로부터 출사된 광의 진행경로상에 기록정보에 대응되는 투명지역과 불투명지역이 스파이럴한 궤도를 따라 마련된 마스크 필름과, 상기 마스크 필름 전방에 감광층이 마련된 기판을 배치시키며, 상기 광원과 상기 마스크 필름 및/또는 상기 마스크 필름과 상기 기판 사이에 광스폿 사이즈를 조절하는 광학수단에 의해 상기 필름의 투명지역을 통과한 광에 의해 상기 기판의 감광층을 감광시켜, 감광된 부분을 현상하여 마스터 기판을 제조하는 마스터 기판 제조단계; 상기 마스터 기판의 감광층 위에 형성된 패턴을 본떠 상기 패턴과 치합되는 스탬퍼를 형성시키고, 상기 스템퍼로부터 다수의 광디스크를 복제하는 복제공정단계;를 포함한다. 따라서, 기록정보 패턴에 대응되는 마스크 필름과 자외선 광원을 이용함으로써, 기록용량이 증가된 광디스크를 제공하게 된다.

Description

광디스크 제조방법

본 발명은 대량으로 복제하는 광디스크 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 기록면적에 기록되는 정보의 기록밀도를 증가시킨 광디스크 제조방법에 관한 것이다.

광디스크는 정보를 기록하는 정보기록 매체로서 나선형 궤도를 따라 기록정보에 대응되는 홈이 배열되어 있고, 기록된 정보를 재생하는 광디스크 플레이어와 관련되어 정보기록 패턴이 결정된다.

광디스크 플레이어는 상기 광디스크에 기록된 정보를 재생하도록 구성되고, 크게 대별하면, 광디스크에 광을 조사하고 광디스크로부터 반사된 광을 픽업하는 광픽업과 상기 광픽업에서 검출된 광신호를 전기적신호로 변환한 후, 에러신호 및 재생신호를 생성 및 처리하는 신호처리계를 갖는다.

광디스크에 기록된 정보가 조사된 광에 의해 재생되기 때문에 비접촉식에 의해 장시간 사용에도 재생성능이 뛰어나 음성정보 외에 상대적으로 데이터 량이 많은 소정분량의 영상정보를 기록하기 위해 단위면적당 기록용량을 증가시키기 위한 다양한 방법이 연구되고 있다.

도 1은 광기록장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

이를 참조하여 종래의 광디스크 제조방법을 살펴본다.

먼저, 세정된 글래스 기판(1)에 감광재료를 소정 두께로 입혀 감광층(2)을 형성한다.

다음으로 광기록장치에 감광층(2)이 형성된 기판(1)을 장착하여 기판(1)을 소정의 속도로 회전시키면서, 레이저 광원(3)으로부터 기록될 정보에 대응하는 광신호를 대물렌즈(4)를 거쳐 감광재료가 도포된 감광층(2)에 조사시킨다. 이때, 조사된 광스폿에 의해 감광층(2)에 기록정보에 대응되는 패턴으로 감광되고, 정보기록이 완료되면 감광된 부분을 현상하면 복제될 광디스크와 동일한 패턴을 갖는 복제원판인 마스터 기판이 제작된다.

이후는 복제용 스탬퍼를 제작하는 공정을 거치는데 마스터 기판에 형성된 패턴과 치합되는 대응패턴을 본떠 스탬퍼를 만들고 상기 스탬프를 이용하여 다수의 광디스크를 찍어내는 복제공정을 거치게 된다.

그러나 상기와 같은 광디스크 제작방법은 실질적으로 이용가능한 레이저 광원(3)의 파장대역이 400 내지 600nm 대역으로 제한되기 때문에 광원(3)으로부터 방사된 광이 대물렌즈(4)를 거쳐 광디스크 기록면에 형성되는 광스폿의 크기, 즉 신호의 기록단위가 되는 구루브(groove)인 피트(pit)의 폭이 0.4 μm 이상이 된다. 이때 광스폿 사이즈는 광원(3)의 파장과 개구수(Numerical Appeture)에 의해 결정되는데 상기 파장대역에 대한 개구수는 0.86 내지 0.95에 해당한다. 따라서, 통상적으로 트랙이라 명칭되는 나선형 궤도상에서 인접된 트랙과의 피치거리가 0.74μm정도 이상 요구된다.

인접된 트랙과의 이격거리를 줄이기 위해서는 광원(3)으로부터의 레이저 광의 출사 파장을 짧게 하면되나, 이 경우 출사되는 레이저 광은 연속발진모드를 만족시켜야 한다. 그러나 현재까지 상용화된 레이저 광원(3)으로부터 연속발진 가증한 레이저 광의 파장대역은 장파장의 400 내지 600nm대역으로 제한된다.

따라서, 표준규격으로 지정된 소정지름의 광디스크에 대해 데이터 정보량이 많은 영상정보를 일정시간 분량으로 기록하기 위해서는 현재보다 피트폭을 더 줄임으로써, 그에 따른 트랙간의 피치거리를 좁혀 정보의 기록용량을 증대시키는 정보기록방법이 요구되고 있다.

본 발명은 광디스크의 기록밀도 고도화의 요구에 대응하여 창안된 것으로서, 광디스크의 기록면에 정보의 기록밀도를 증가시켜 기록하는 광디스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 광디스크 제조방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 제조방법에서 마스터 기판을 제조하는 공정을 설명하기 위한 도면.

도 3a내지 도 3b는 도 2의 마스터 기판으로부터 광디스크를 복제하는 공정을 나타내보인 공정순서도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 21: 기판 2, 22: 감광층

3, 11: 광원 4, 12: 대물렌즈

10: 마스크 필름 20; 마스터 글래스

30: 마스터 기판 31: 은도전막

32: 스템퍼 34: 반사막

35: 보호막 36: 광디스크

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광디스크 제조방법은 원반형상의 중심으로부터 나선형 궤도를 따라 정보에 대응되는 소정 패턴의 구루브를 갖는 정보기록용 광디스크 제조방법에 있어서, 자외선 영역의 파장을 갖는 광원으로부터 출사된 광의 진행경로상에 기록정보에 대응되는 투명지역과 불투명지역이 나선형 궤도를 따라 마련된 마스크 필름과, 상기 마스크 필름 전방에 감광층이 마련된 기판을 배치시키며, 상기 광원과 상기 마스크 필름 및/또는 상기 마스크 필름과 상기 기판 사이에 광스폿 사이즈를 조절하는 광학수단에 의해 상기 필름의 투명지역을 통과한 광에 의해 상기 기판의 감광층을 감광시켜, 감광된 부분을 현상하여 마스터 기판을 제조하는 마스터 기판 제조단계; 상기 마스터 기판의 감광층 위에 형성된 패턴을 본떠 상기 패턴과 치합되는 스탬퍼를 형성시키고, 상기 스템퍼로부터 다수의 디스크를 복제하는 복제공정단계;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광디스크 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크 제조방법에 따른 마스터 기판제조공정을 나타내보인 도면이다.

본 발명에 따른 광디스크 제조공정은 크게 마스크 필름 제작단계, 마스터 기판 제작단계, 스탬퍼 제작단계 및 복제단계로 이루어진다.

먼저, 마스크 필름(10)은 기록정보에 대응되어 광디스크에 기록정보의 온/오프 비트에 해당하는 구루브와 대응되는 투영면의 물리적 크기와 동일하거나 또는 소정배율로 확대된 패턴으로 제작된다. 이를 위해 먼저, 기록정보에 대응되어 설계된 도면, 또는 CAD용 컴퓨터를 이용하여 제작된 패턴레이아웃의 패턴데이터를 컴퓨터의 기억장치에 기억시키고, 기억된 패턴데이터는 기록 데이프에 담겨져 이후, 초기설계 도면이 실제 크기보다 소정배율 확대된 도면일 경우 여러번의 축소공정을 거쳐 패턴데이터에 대응하여 투명지역과 불투명지역으로 구분되어 형성되는 마스크필름(10)을 제작하게 된다.

마스크필름(10)은 기억된 패턴데이터의 해당정보에 대응되는 패턴이 소정배율로 정확하게 복사된 광판이다. 자외선 광원과 유리기판 위에 크롬, 산화철 등이 도포된 포토마스크 및 상기 광원과 포토마스크 사이에 컴퓨터로 조절되는 고속 셔터(shutter)가 구비되고, 광원과 셔터가 옮겨다니면서 선택적으로 빛을 포토마스크에 투사함으로써, 패턴데이터에 디응하는 패턴이 포토마스크에 복사된다. 여기서 패턴은 사진현상처럼 포토마스크 표면에 투명지역과 불투면지역으로 현상된다. 이와 같은 공정은 광디스크의 패턴과 동일한 크기 또는 이후 마스터 기판(20)의 제작시에 이용되는 광학적수단에 의한 축소배율과 관련되어 소정 배율을 갖도록 반복공정을 거쳐 최종적으로 현상 완료되어 제작된 포토마스크가 마스크 필름(10)이 된다.

다음은 실제 복사되어 제작될 광디스크와 동일한 패턴을 갖는 마스터 기판을 제작하는 공정을 거치게 되는데, 마스크 필름(10)에 형성된 패턴을 세정된 기판(21) 위에 감광재료 예컨대 포토레지스터가 도포된 감광층(21)을 갖는 마스터 글래스(20)에 소망하는 크기의 배율로 복사하는 과정을 거치게 된다.

도시된 도면을 참조하면, 자외선을 출사하는 광원(11)과 상기 광원(11)의 전방에 마스터 필름(10), 대물렌즈(12), 마스터 글래스(20)가 마련되어 있다.

자외선 광을 출사하는 광원(11)으로부터 조사되는 광이 마스크 필름(10)의 투명지역과 불투명지역으로 구분되어 형성된 패턴에 의해 대물렌즈(12)를 거쳐 마스터 글래스(20)의 감광층(22)인 포토마스크층에 복사된다. 여기서 대물렌즈는 광스폿사이즈를 조절하기 위해 마련된 것이다.

이와 같은 과정을 거쳐 마스크 필름(10)의 패턴이 복제된 마스터 글래스(20)의 감광부분을 현상하여 식각해 내면 복제용 광디스크의 원판인 마스터 기판의 제작이 완료된다.

이때 자외선광의 파장과, 광디스크에 형성될 패턴과 1:1 대응되는 패턴이 형성된 마스크 필름(10)을 이용하여 마스크 필름(10)을 통과한 광을 대물렌즈(12)로 집속시켜 형성되는 광스폿에 의한 피트 사이즈가 0.2μm이하로 작아지고, 그 결과 트랙간의 피치거리가 0.58μm가 되어 기록용량이 증가된다.

도 3a 내지 도 3e는 복제공정단계를 도시한 공정순서도 이다.

먼저 제작된 마스터 기판(30, 도 3a 참조)을 이용하여 복제공정에 필요한 스탬퍼(stamper)를 제작한다.

도 3b에 도시된 것처럼 먼저 마스터 기판(30) 위에 분리용 은도전막(31)을 얇게 도포한 후, 그 위에 니켈로 소정의 두께 예컨대 0.25 내지 0.3 mm정도의 두께로 적층하여 스템퍼(32)를 형성한 후, 도 3c와 같이 박리하여 암모니아수와 과산화수소수의 혼합액에서 상기 분리용 은도전막(31)을 제거하면, 니켈 스탬퍼(32)가 제작된다. 제작된 스탬퍼(32)는 가느다란 입상의 요철인 구르브가 배열된 패턴이 형성되어 있고, 필요에 따라서는 그 표면의 거칠기를 완하시키는 연마공정을 거친다.

제작된 스탬퍼(32)를 사출성형기의 금형에 부착시켜, PMMA(polymethyl methacrylate)수지 또는 폴리카보네이트 수지를 도포하여 사출하면 도 3에 도시된 것처럼 한쪽면에 그루브에 해당하는 피트가 전사된 투명디스크(33)가 제작된다.

이후, 피트가 형성된 면측에 고반사물질 예컨대, 알루미늄(Al)을 소정두계로 증착하여 반사막(34)을 형성하고, 그 위에 스크래치 등에 의해 보호되도록 보호막(35)을 형성하면 도 3e에 도시된 광디스크(36) 제작이 완료된다.

지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 광디스크 제작방법은 기록정보 패턴에 대응되는 마스크 필름과 자외선 광원을 이용함으로써, 기록용량이 증가된 광디스크를 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 원반형상의 중심으로부터 나선형 궤도를 따라 정보에 대응되는 소정 패턴의 구루브를 갖는 정보기록용 광디스크 제조방법에 있어서,

   자외선 영역의 파장을 갖는 광원으로부터 출사된 광의 진행경로상에 기록정보에 대응되는 투명지역과 불투명지역이 나선형 궤도를 따라 마련된 마스크 필름과, 상기 마스크 필름 전방에 감광층이 마련된 기판을 배치시키며, 상기 광원과 상기 마스크 필름 및/또는 상기 마스크 필름과 상기 기판 사이에 광스폿 사이즈를 조절하는 광학수단에 의해 상기 필름의 투명지역을 통과한 광에 의해 상기 기판의 감광층을 감광시켜, 감광된 부분을 현상하여 마스터 기판을 제조하는 마스터 기판 제조단계;

   상기 마스터 기판의 감광층 위에 형성된 패턴을 본떠 상기 패턴과 치합되는 스탬퍼를 형성시키고, 상기 스템퍼로부터 다수의 디스크를 복제하는 복제공정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스템퍼는 상기 마스터 기판 위에 니켈로 적층한 후 박리하여 제작되는 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 스템퍼용 니켈층이 적층되기 전에 박리용 은도전막이 먼저 도포되는 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 마스터 기판은 유리 위에 포토레지스터가 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 복제공정단계는 상기 스템퍼를 사출성형기의 금형에 장착하고 폴리카보네이트수지 또는 PMMA 수지를 상기 스템퍼에 압착 사출하고, 스템퍼에 대응되는 구르브가 형성된 사출면에 고반사물질을 도포한 후 보호막을 형성시켜 제작되는 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 반사막은 알류미늄으로 증착된 것을 특징으로 하는 광디스크 제조방법.