KR100294885B1 - Method for manufacturing master disk for optical disk manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광기록/재생 매체인 광디스크를 제작하기 위한 마스터 디스크 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a master disc manufacturing method for producing an optical disc which is an optical recording / reproducing medium.
최근 DVD(digital versitile disc)-ROM(read only memory)과 같이 고밀도로 정보를 기록하여 재생할 수 있도록 된 광디스크에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 나선형의 트랙을 따라 소정 정보가 기록될 수 있는 그루브(groove;1) 및 랜드(land;2)가 마련되어 있어서, 그 그루브(1)와 랜드(2)에 각각 피트(3)를 형성시킴으로써 원하는 정보를 기록하도록 구성되어 있다. 이와 같은 광디스크는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같은 공정을 거쳐 제작된다. 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 감광매체인 포토레지스트(photoresist;20)를 코팅한 후, 그 기판(10)을 회전시키면서 포토레지스트(20)가 코팅된 표면에 그루브 노광용 레이저(30) 및 피트 노광용 레이저(30') 각각에서 광을 동시에 조사하여 원하는 그루브와 랜드 및 피트의 패턴을 각인하게 된다. 도면의 참조부호 31 및 31'은 레이저광을 on/off시키는 모듈레이터를 나타낸다. 다음으로 도 2b에 도시된 바와 같이, 그루브와 랜드 및 피트의 패턴이 각인된 표면에 에칭액(E)을 떨어뜨려 식각함으로써 상술한 그루브와 랜드 및 피트가 형성된 원판, 소위 마스터 디스크(master disc;15)를 제조한다. 여기서 상기 랜드는 에칭액(E)에 의해 그루브가 파여짐에 따라 그 그루브 옆에 자연히 돌출 형성되는 부위를 말한다. 그리고 이와 같이 제조된 마스터 디스크(15)로부터, 도 2c와 같이 소위 선디스크(son disc;25)를 스탬핑하여 찍어내고, 이후 도 2d에 도시된 바와 같이 이 선디스크(25)를 소정 금형(40)내에 장착한 후 레진(35)을 주입하여 인젝션 모울딩법에 의해 다수매의 광디스크를 복제해내게 된다.As shown in FIG. 1, a groove in which predetermined information can be recorded along a spiral track is shown in an optical disc capable of recording and reproducing information at a high density, such as a digital versitile disc (DVD) -ROM (read only memory). Grooves 1 and lands 2 are provided so that desired information is recorded by forming pits 3 in the grooves 1 and 2, respectively. Such an optical disc is manufactured through a process as shown in Figs. 2A to 2D. First, as shown in FIG. 2A, the photoresist 20, which is a photosensitive medium, is coated on the substrate 10, and then the groove is exposed to the surface on which the photoresist 20 is coated while rotating the substrate 10. Light is simultaneously irradiated from each of the laser 30 and the pit exposure laser 30 'to imprint a pattern of desired grooves, lands and pits. Reference numerals 31 and 31 'in the drawings denote modulators for turning on / off the laser light. Next, as shown in FIG. 2B, the etching plate E is dropped and etched on the surface of the grooves, lands, and pit patterns, and the above-described grooves, lands and pits are formed, a so-called master disc; ). Here, the land refers to a portion that naturally protrudes next to the groove as the groove is dug by the etching solution (E). Then, the so-called sun disc 25 is stamped out from the master disc 15 manufactured as shown in FIG. 2C, and then, as shown in FIG. 2D, the sun disc 25 is cut into a predetermined mold 40. As shown in FIG. After mounting in the mold, the resin 35 is injected to replicate a plurality of optical disks by the injection molding method.
그런데, 이와 같은 제조방법에 따라 제조된 마스터 디스크는, 도 3에 도시된 바와 같이, 피트의 측벽이 수평면에 대해 이루는 각도(θ)가 45°∼55°정도로 완만하게 형성되는 단점이 생긴다. 이는 에칭시 피트를 파고 들어가는 모양이 "V"자 형상으로 진행되기 때문으로서, 이렇게 되면 피트를 감지하여 광학계가 읽어들이는 신호의 시작점과 종료점이 명확하지 않아져 제때에 출력신호가 출력되지 못하는 소위 지터(jitter)에러가 증가하게 된다. 이와 같이 지터에러가 증가하게 되면, 정보 재생 특성에 악영향을 미치는 문제점이 있다. 또한 상기 제조방법에서는, 그루브 노광용 레이저(30)가 피트 노광에도 영향을 미치기 때문에, 랜드에 형성된 피트의 깊이보다 그루브에 형성된 피트의 깊이가 더 깊어지는 불균일 현상이 발생되어 상기한 지터에러를 더욱 가중시키는 문제점이 있다.However, as shown in FIG. 3, the master disc manufactured according to the above-described manufacturing method has a disadvantage in that the angle θ formed by the sidewall of the pit with respect to the horizontal plane is smoothly formed at about 45 ° to 55 °. This is because the shape of digging into the pit during etching proceeds to the shape of "V", which makes the start and end points of the signal detected by the optical system unclear, so that the output signal cannot be output in time. Jitter errors increase. When the jitter error increases in this way, there is a problem that adversely affects the information reproduction characteristics. Further, in the above manufacturing method, since the groove exposure laser 30 also affects the pit exposure, a nonuniform phenomenon occurs in which the depth of the pit formed in the groove is deeper than the depth of the pit formed in the land, which further increases the jitter error. There is a problem.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 피트가 파여지는 각도를 급하게 형성함으로써 지터에러를 감소시킬 수 있도록 개선된 광디스크 제작용 마스터 디스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an improved method for manufacturing a master disc for manufacturing an optical disc to reduce jitter error by rapidly forming an angle at which the pit is dug.
도 1은 일반적인 광디스크의 단면형상을 보인 도면,1 is a view showing a cross-sectional shape of a general optical disk,
도 2a 내지 도 2d는 종래 마스터 디스크를 포함한 광디스크 제작과정을 순차적으로 도시한 도면,2A to 2D are views sequentially illustrating an optical disc manufacturing process including a conventional master disc;
도 3은 종래 마스터 디스크의 단면을 보인 도면,3 is a cross-sectional view of a conventional master disk,
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 마스터 디스크 제조과정을 설명하기 위해 도시한 도면.4 to 8 are diagrams for explaining the master disk manufacturing process according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100...기판 101...그루브100 ... substrate 101 ... groove
102...랜드 103...피트102 ... land 103 ... ft
110...포토레지스트층 120...금속막110 photoresist layer 120 metal film
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광디스크 제작용 마스터 디스크 제조방법은, 기판상에 포토레지스트층을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트층을 노광하여, 그루브 및 랜드에 각각 상응하는 그루브 형성 리세스 및 랜드 형성 돌출부 패턴을 각인하는 단계; 상기 포토레지스트층을 에칭하여 상기 그루브 형성 리세스 및 랜드 형성 돌출부를 형성시키는 단계; 상기 그루브 형성 리세스 및 랜드 형성 돌출부가 형성된 상기 포토레지스트층 위에, 노광에 의해 용해가능한 금속막을 소정 두께로 증착함으로써 그루브 및 랜드를 형성시키는 단계; 상기 금속막을 노광시킴으로써, 그 금속막의 노광부위를 용해 및 관통하여 상기 포토레지스트층에 이르기까지 피트의 패턴을 각인하는 단계; 및, 상기 피트 패턴이 각인된 금속막 및 포토레지스트층을 식각하여 피트를 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Master disk manufacturing method for manufacturing an optical disk of the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming a photoresist layer on a substrate; Exposing the photoresist layer to stamp groove formation recess and land formation protrusion patterns corresponding to grooves and lands, respectively; Etching the photoresist layer to form the groove forming recess and the land forming protrusion; Forming a groove and a land by depositing a metal film soluble by exposure to a predetermined thickness on the photoresist layer on which the groove forming recess and the land forming protrusion are formed; Exposing the metal film, so as to dissolve and penetrate the exposed portion of the metal film and to imprint a pattern of pits up to the photoresist layer; And etching the metal film and the photoresist layer in which the pit pattern is imprinted to form a pit.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 마스터 디스크 제조과정을 도시하고 있다.4 to 8 illustrate a master disc manufacturing process according to the present invention.
먼저, 기판(100)을 준비한 후, 도 4에 도시된 바와 같이 그 기판(100) 상에 포토레지스트층(110)을 형성시킨다. 이어서 도 5와 같이, 이 기판(100)을 회전시키면서 포토레지스트층(110) 표면에 그루브 노광용 레이저(210)에서 출사된 레이저광을 조사하여 노광시킨다. 이에 따라 상기 포토레지스트층(110)에는, 후술하는 그루브(101;도 7 참조) 및 랜드(102;도 7 참조)에 대응되는 그루브 형성 리세스(recess,101';도 6 참조)와 랜드 형성 돌출부(102';도 6 참조)의 패턴이 각인된다. 이와 같이 패턴이 각인된 포토레지스트층(110)을 에칭하면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기한 그루브 형성 리세스(101')와 랜드 형성 돌출부(102')가 형성된다. 이어서 도 7과 같이 그루브 형성 리세스(101') 및 랜드 형성 돌출부(102')가 형성된 포토레지스트층(110) 위에 예컨대 Te-Se계 합금의 금속막(120)을 소정 두께로 증착시킨다. 여기서 상기 Te-Se계 합금은 Te100-x-Sexatom%(0<X<30)의 조성인 것이 바람직하며, 이러한 조성 범위의 Te-Se계 합금은 저융점, 저비점, 저열전도도, 고반사율 등의 특성을 지닌다. 따라서, 그 표면에 레이저광을 조사하면 그 조사된 부위가 국부적으로 쉽게 용해되는 특징을 가지고 있다. 또한 이 금속막(120)의 형성 두께는 λ/4n (λ:재생광의 파장, n:광디스크의 굴절율)인 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 상기 포토레지스트층(110)의 두께를 700Å, 상기 금속막(120)의 두께를 300Å으로 구성한 것을 예시한다. 이러한 금속막(120)은 상기 포토레지스트층(110)의 표면형상을 따라서 증착되기 때문에, 전 단계에서 형성된 그루브 형성 리세스(101') 및 랜드 형성 돌출부(102') 모양이 그대로 유지되면서 실제 그루브(101) 및 랜드(102)가 형성되는 것이다. 다음으로 상기 금속막(120)위에 피트 노광용 레이저(220)로부터 레이저광을 조사한다. 이에 따라 금속막(120)의 레이저광이 조사된 부위는 용해되어 관통되며, 계속해서 관통된 부위를 통해서 상기 포토레지스트층(110)에 피트 패턴이 각인된다. 이어서 피트 패턴이 각인된 금속막(120) 및 포토레지스트층(110)을 식각하면, 도 8에 도시된 바와 같이 그루브(101)와 랜드(102)에 각각 피트(103)가 급한 각도로 파여진 마스터 디스크가 얻어진다. 즉, 광조사에 의해 관통된 금속막(120)의 홀을 통해 포토레지스트층(110)이 에칭되기 때문에, 상기 피트(103)의 측벽이 수평면에 대해 거의 수직에 가깝게 형성되는 것이다. 실제로 약 75°∼85°정도의 각도를 나타내었다. 여기서 피트(103)의 깊이는 상기 피트 노광용 레이저(220)에 의해 관통된 금속막(120)의 두께와 에칭에 의해 식각된 포토레지스트층(110)의 깊이를 합한 만큼이 된다. 그리고 이 피트는 랜드(102)와 그루브(101)가 완전히 형성된 다음에 노광되어 파여지기 때문에, 종래와 같이 피트 형성시 그루브 노광용 레이저가 영향을 미치는 일이 방지된다. 이후에는, 이 마스터 디스크를 이용하여 전술한 바와 같이 스탬핑 및 복제공정을 통해 다수매의 광디스크를 찍어내게 된다.First, after preparing the substrate 100, a photoresist layer 110 is formed on the substrate 100 as shown in FIG. Subsequently, as shown in FIG. 5, the laser beam emitted from the groove exposure laser 210 is irradiated onto the surface of the photoresist layer 110 while the substrate 100 is rotated. Accordingly, in the photoresist layer 110, groove formation recesses 101 ′ (see FIG. 6) and land formations corresponding to the grooves 101 (see FIG. 7) and the lands 102 (see FIG. 7) described later are formed. The pattern of the protrusion 102 '(see Fig. 6) is imprinted. When the patterned photoresist layer 110 is etched as described above, the groove forming recess 101 'and the land forming protrusion 102' are formed as shown in FIG. Subsequently, a metal film 120 of, for example, a Te-Se alloy is deposited to a predetermined thickness on the photoresist layer 110 having the groove forming recess 101 'and the land forming protrusion 102' as shown in FIG. 7. Wherein the Te-Se-based alloy is preferably a composition of Te 100-x -Se x atom% (0 <X <30), Te-Se-based alloy of this composition range is low melting point, low boiling point, low thermal conductivity, It has characteristics such as high reflectance. Therefore, when the laser beam is irradiated to the surface, the irradiated site is easily melted locally. The thickness of the metal film 120 is preferably λ / 4n (λ: wavelength of regenerated light, n: refractive index of an optical disk). In this embodiment, the thickness of the photoresist layer 110 is 700 Å and the metal is used. An example in which the thickness of the film 120 is configured to be 300 mm 3 is shown. Since the metal film 120 is deposited along the surface shape of the photoresist layer 110, the shape of the groove forming recess 101 ′ and the land forming protrusion 102 ′ formed in the previous step is maintained while the groove is formed. 101 and the land 102 are formed. Next, the laser beam is irradiated onto the metal film 120 from the pit exposure laser 220. As a result, the portion irradiated with the laser light of the metal film 120 is dissolved and penetrated, and the pit pattern is imprinted on the photoresist layer 110 through the penetrated portion. Subsequently, when the metal film 120 and the photoresist layer 110 in which the pit pattern is imprinted are etched, as shown in FIG. 8, the pit 103 is dug into the groove 101 and the land 102 at a steep angle. A master disk is obtained. That is, since the photoresist layer 110 is etched through the hole of the metal film 120 penetrated by light irradiation, the sidewall of the pit 103 is formed to be almost perpendicular to the horizontal plane. In fact, the angle was about 75 ° to 85 °. The depth of the pit 103 is equal to the sum of the thickness of the metal film 120 penetrated by the pit exposure laser 220 and the depth of the photoresist layer 110 etched by etching. Since the pit is exposed and excavated after the land 102 and the groove 101 are completely formed, the groove exposure laser is prevented from being affected when the pit is formed as in the prior art. Thereafter, a plurality of optical discs are taken out using the master disc through stamping and copying processes as described above.
이와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 마스터 디스크와 종래의 제조방법에 의해 제조된 마스터 디스크로부터 각각 제작된 광디스크의 크로스토크 및 지터에러 발생 정도를 비교하여 표 1에 나타내었다. 이때 재생광의 파장 λ는 650nm, NA(numerical aperture)는 0.6인 것을 사용하였으며, 각 디스크의 트랙 피치는 0.58㎛였다. 단, 종래의 방법에 의해 제작된 광디스크는 피트의 파임각도가 약 50°정도였고, 본 발명의 방법에 의해 제작된 광디스크는 피트의 파임각도가 약 80°정도였다.Table 1 compares the degree of the crosstalk and the jitter error of the optical disk produced from the master disk manufactured by the manufacturing method of the present invention and the master disk manufactured by the conventional manufacturing method. At this time, the wavelength [lambda] of the reproduction light was 650 nm and NA (numerical aperture) was 0.6, and the track pitch of each disk was 0.58 mu m. However, the optical disc produced by the conventional method had a pitting angle of about 50 degrees, and the optical disc produced by the method of the present invention had a pitting angle of about 80 degrees.
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 마스터 디스크를 사용하여 광디스크를 제작하면, 그 지터에러가 종래에 비해 2/3 수준으로 감소하며, 크로스토크에 의한 외란의 영향도 크게 개선되는 것을 알 수 있다.As shown in Table 1, when the optical disc is manufactured using the master disc manufactured according to the present invention, the jitter error is reduced to 2/3 level compared with the conventional one, and the influence of disturbance due to crosstalk is also greatly improved. Can be.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 마스터 디스크 제조방법에 의하면, 피트의 파임각도를 급하게 형성할 수 있고, 또한 랜드와 그루브에 각각 형성되는 피트들 간 깊이의 불균일을 방지할 수 있으므로, 광디스크의 재생시 발생되는 크로스토크 및 지터에러 특성을 개선할 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing a master disc according to the present invention, it is possible to rapidly form the pit angle of the pit and to prevent the unevenness of the depths between the pits formed in the land and the groove, respectively. The generated crosstalk and jitter error characteristics can be improved.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.It is to be understood that the invention is not limited to that described above and illustrated in the drawings, and that more modifications and variations are possible within the scope of the following claims.
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