KR19990029653A - 광 디스크 및 그 제조 방법, 및 광 디스크 기판 스탬퍼 제조 방법 - Google Patents

광 디스크 및 그 제조 방법, 및 광 디스크 기판 스탬퍼 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광 디스크(1)는 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치보다 더 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스(4a)가 형성된 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 영역에 형성된다. 광 디스크는 광 디스크 기판에 대해 허브(5)를 위치 정렬시킴으로써 리세스(4a)를 기준으로 하여 실질적으로 광 디스크 기판의 중심에 허브(5)를 설치함으로써 제조된다. 광 디스크 기판을 제조하기 위한 스템퍼는 포토레지스트 층(11)이 위에 도포된 유리 기판(10)을 회전시키고 유리 기판(10)의 반경 방향으로 레이저 빔을 주사하면서 레이저 빔을 턴 온 및 턴 오프시켜 레이저 빔에 포토레지스트 층(11)을 노광시킴으로써 제조된다.

Description

광 디스크 및 그 제조 방법, 및 광 디스크 기판 스탬퍼 제조 방법
본 발명은 환형 정보 기록 영역 및 실질적으로 그 중심에 위치되고 광 디스크를 지지하는 허브를 갖는 광 디스크 및 그 제조 방법, 그리고 광 디스크의 기판용 스탬퍼(stamper)를 제조하는 방법에 관한 것이다.
각각의 광 디스크는 기본적으로 플라스틱으로 만들어진 디스크-형태 기판, 및 기판 상에 형성된 기록층을 구비한다. 몇몇 광 디스크는 지지 부재로서 실질적으로 그 중심에 배치된 허브를 가진다.
직경이 130 mm(5.25 인치)인 광 디스크에 관하여, ISO 규격은 자기-민감성 재료로 만들어진 허브를 갖는 광 디스크를 규정한다. 광 디스크는 그 중심에 형성된 홀 및 두 개의 레이진으로 만들어진 디스크-형태 기판을 갖는 에어-샌드위치 구조(air-sandwich structure)로 되어 있고, 그들중 적어도 하나가 그 위에 형성된 기록 층을 가지며, 두 개의 기판은 기록 층이 내부에 배치되어 서로 접하고 있다. 허브는 두 기판 모두에 인접한다.
이와 같은 허브를 갖는 광 디스크가 광 디스크로 및/또는 광 디스크로부터 정보를 기록 및 재생하기 위한 광 디스크 드라이브의 디스크 테이블 상에 놓여질 때, 광 디스크는 허브로서 디스크 테이블에 고정될 수 있다. 말하자면, 허브는 디스크 테이블 상에 광 디스크를 안전하게 세팅하고 고정하는데 사용된다. 특히, 허브는 금속 재료로 만들어지고 디스크 드라이브 상의 스핀들 샤프트(spindle shaft)가 중심 홀을 통해 인입되는 그 중심에 형성된다. 광 디스크가 디스크 테이블 상에 놓여질 때, 허브는 광 디스크를 고정시키기 위해 디스크 테이블의 자석에 의해 끌려진다.
그러므로, 이와 같은 허브를 갖는 광 디스크를 제조함에 있어서, 허브는 허브의 회전 중심이 광 디스크의 기판 상에 형성된 정보 기록 영역의 중심과 매우 정확하게 일치하는 방식으로 광 디스크에 결합되어야 한다.
허브를 광 디스크에 결합하는데 사용되는 두 개의 전형적인 종래 방법이 예로서 이하 설명된다.
두 방법 중의 제1 방법은, 중심 홀이 광 디스크 기판 상에 형성된 정보 기록 영역의 회전 중심과 동심원으로 되도록 광 디스크 기판의 중심에 형성되고 허브가 중심 홀과 동심원으로 끼워지고 결합되도록 하는 것이다. 이러한 방법에 의해, 허브는 보다 용이하게 결합될 수 있다. 그러나, 중심 홀은 정보 기록 영역의 회전 중심을 벗어나지 않고 매우 정확한 직경을 가지도록 광 디스크 기판에 형성되어야 한다. 이러한 요건 모두는 상기 방법으로 만족시키기는 어렵다.
제2 방법은, X-Y 테이블을 이용하여 광 디스크 상에 형성된 정보 기록 영역과 정보 기록 영역의 내쪽 원주 사이의 경계를 기준으로 하여 허브 및 광 디스크를 위치 정렬하고, 정보 기록 영역의 회전 중심이 허브의 중심과 일치하도록 허브를 광 디스크 기판에 결합시키는 것이다.
제2 방법에 의한 광 디스크에 허브를 결합시키는 예가 일본 공개 미심사 특허 번호 63-76131 및 4-49543에 개시된다. 제2 방법의 원리는 도 1을 참조하여 기술된다. 도시된 바와 같이, 광 디스크(100)는 요철 모양(convexities and concavities)이 형성된 정보 기록 영역(101), 정보 기록 영역(101)의 내쪽 원주 내부에 위치되고 어떠한 요철 모양도 형성되지 않은 미러 영역(102)이 형성되어 있다. 정보 기록 영역(101) 및 미러 영역(102) 사이의 반사된 광량의 차이는 영역(101 및 102) 사이의 경계를 식별하는데 사용된다. 이러한 경우에서, 광량의 차이는 영역(101 및 102) 사이의 광의 산란량의 차이이다. 통상 광 디스크는 도 1에 도시된 광 디스크(100)의 것과 유사한 구조를 가지며, 도 1로부터 또한 알 수 있는 바와 같이 실질적으로 그 중심에 형성된 중심 홀(103)을 가진다는 것을 알아야 한다.
그러나, 광 데이터 기억 장치 분야에서, 광 디스크에 요구되는 데이터 기억 밀도는 매년 점점 증가되어, 정보 기록 영역의 트랙 피치가 이에 대응하여 점점 좁아지는 경향이 있다. 예를 들어, 직경이 130 mm인 광 디스크의 경우에, 기술이 진전됨에 따라, 정보 기록 영역의 트랙 피치는 보다 높은 데이터 기억 밀도를 위해 1.6 ㎛에서 1.39 ㎛, 1.15 ㎛, 및 0.85 ㎛까지 더 감소되고 있다.
그러나, 제2 방법에서, 이와 같은 작은 트랙 피치는 정보 기록 영역 변화시 요철 모양에 의한 광 산란 각을 가변시키므로, 정보 기록 영역으로부터 반사된 광량이 덜 검출될 수 있다. 그래서, 정보 기록 영역 및 미러 영역 사이의 반사된 광량의 차이는 제2 방법에 의해 검출하는 것이 어려우므로, 허브의 정확한 위치 정렬을 위한 기준이 되는, 정보 기록 영역 및 미러 영역 사이의 경계를 정확하게 위치 정렬하거나 식별하는 것이 불가능하다.
상기는 광 디스크로부터 광 반사를 측정하기 위한 시스템의 각각의 개략도인 도2 및 도3을 참조하여 더 설명된다. 도 2에서의 시스템은 광 디스크 상에 형성된 정보 기록 영역(201)의 큰 트랙 피치를 갖는 하나의 종래 광 디스크(200)로부터 반사된 광을 측정한다. 도시된 바와 같이, 광 디스크(200)에는 광원(203)으로부터의 광으로 방사된다. 광 디스크(200) 상의 정보 기록 영역(201)으로부터 반사된 광은 CCD(204)에 의해 검출되고, 디스플레이(205) 상에 모니터된다. 도 2는 또한 광이 광 디스크(200)에 의해 어떻게 반사되는 가를 도시한다.
유사하게, 도 3의 시스템은 광 디스크 상에 형성된 정보 기록 영역(301)에 작은 트랙 피치를 갖는 또 다른 종래 광 디스크(300)로부터 반사된 광을 측정한다. 도시된 바와 같이, 광 디스크(300)에는 광원(203)으로부터의 광으로 방사된다. 광 디스크(300) 상의 정보 기록 영역(301)으로부터 반사된 광은 CCD(204)에 의해 검출되고, 디스플레이(305) 상에 모니터된다. 도 3은 또한 광이 광 디스크(300)에 의해 어떻게 반사되는 가를 도시한다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, CCD(204)는 큰 트랙 피치를 갖는 정보 기록 영역(201)으로부터 많이 반사된 광, 즉 산란 광을 검출한다. 그러나, CCD(204)는 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 작은 트랙 피치를 갖는 정보 기록 영역(301)으로부터 덜 반사된 광을 검출한다. 이것은 정보 기록 영역(301)에서의 작은 트랙 피치가 광 등의 산란 각의 변이를 유발하기 때문이다.
상기 언급된 바와 같이, 정보 기록 영역에서의 작은 트랙 피치는 정보 기록 영역으로부터 광의 반사량을 감소시킨다. 그래서, 정보 기록 영역과 미러 영역 사이의 경계는 만약 허빙기(hubbing machine)가 각 트랙 피치에 대응하여 광의 입사각 및 입사량에 관련하여 조절되지 않으면 제2 방법에 의해 정확하게 식별될 수 없다는 단점이 있게 될 것이다.
따라서, 본 발명은 광 디스크, 광 디스크의 기판용 스템퍼를 제조하는 방법을 제공함으로써 선행 기술의 상기 언급된 단점을 극복하는데 목적을 가지며, 이에 의해 광 디스크 기판 상에 형성된 정보 기록 영역 및 미러 영역 사이의 경계가 광 디스크 기판에 허브의 정확한 결합을 위해 더욱 용이하고 정확하게 식별될 수 있다.
상기 목적은 환형 정보 기록 영역을 갖고 실질적으로 그 중심에 고정된 허브를 갖는 광 디스크를 제공함으로써 달성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 광 디스크는 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 더 큰 트랙 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스가 형성되어 있다.
정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 형성된 상기 리세스 및 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 더 큰 리세스 피치때문에, 리세스는 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기에 대응하여 허빙기로부터의 광의 입사각 및 광량을 변화시킬 필요 없이, 광 디스크 기판(에 허브의 설치)의 허빙(hubbing) 동안 허빙기로부터 방사된 광을, 검출을 위한 일정하고 충분한 양으로 반사한다.
그래서, 반사된 광을 기초하여, 리세스를 기준으로 하여 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 경계를 용이하게 식별할 수 있고, 이로써 광 디스크에 허브를 정확한 위치로 결합 가능하게 한다.
상기 목적은 또한 본 발명에 따른 광 디스크를 제조하는 방법을 제공함으로써 달성될 수 있고, 여기서 환형 정보 기록 영역을 갖는 광 디스크 기판의 중심에 실질적으로 허브를 설치하기 위해, 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스가 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 더 큰 피치로 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 형성되고 광 디스크 기판에 대해 허브를 위치 정렬하기 위해 리세스가 기준 마커로서 고려된다.
상기 언급된 광 디스크 제조 방법에서, 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 형성된 리세스가 광 디스크 기판에 대해 허브를 위치 정렬하기 위해 기준 마커로서 고려되어, 허브는 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기와 무관하게 광 디스크 기판에 정확하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 목적은 기판 상에 형성된 포토레지스트 층이 기판이 회전되고 레이저 빔이 기판의 반경 방향으로 주사되면서 포토레지스트 층이 노광되고, 정보 기록 영역의 내쪽 원주의 내부에 정보 기록 영역에서의 트랙 피치(Tp)보다 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스를 레이저 빔에 노광함으로써 형성하기 위해 레이저 빔이 선택적으로 턴 온 및 턴 오프되는 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하는 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
기판의 반경 방향으로 레이저 빔을 주사하면서 포토레지스트 층을 노광할 때, 레이저 빔은 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스를 레이저 노광에 의해 형성하기 위해 선택적으로 턴 온 및 턴 오프된다. 그러므로, 리세스는 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기와 대응하여 허빙기로부터 광의 입사각 및 광량을 변화시킬 필요없이 광 디스크 기판의 허빙 동안 허빙기로부터 방사된 광을, 검출을 위한 일정하고 충분한 양으로 반사한다.
그래서, 반사된 광을 기초하여, 리세스를 기준으로 하여 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 경계를 정확하게 식별할 수 있고, 이로써 광 디스크에 허브를 정확하게 위치 정렬시킬 수 있다.
도 1은 종래 광 디스크 예의 평면도.
도 2는 광 디스크의 정보 기록 영역에서 보다 큰 트랙 피치를 갖는 종래 광 디스크로부터 광 반사를 모니터하기 위한 시스템의 개략도.
도 3은 광 디스크의 정보 기록 영역에서 보다 작은 트랙 피치를 갖는 종래 광 디스크로부터 광 반사를 모니터하기 위한 시스템의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 예의 평면도.
도 5는 도 4에서의 광 디스크 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 광 디스크 상의 기준 마커 영역 예의 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 스템퍼를 제조하는 공정에서 포토레지스트가 도포된 유리 기판의 개략적 단면도.
도 8은 포토레지스트가 레이저 빔에 노광된 유리 기판의 개략적 단면도.
도 9는 도 8에서의 레이저 노광을 더 상세하게 도시하는 개략적 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 광 디스크 상에 형성된 리세스의 예를 도시하는 평면도.
도 11은 레이저 노광 동안의 리세스 형성시 레이저를 제어하는 펄스의 타이밍 챠트.
도 12는 레이저 빔에 노광된 포토레지스트가 현상된 유리 기판의 개략적 단면도.
도 13은 현상된 포토레지스트가 금속-플레이트된 유리 기판의 개략적 단면도.
도 14는 포토레지스트 상의 플레이트 금속이 스템퍼를 제조하기 위해 연마되는 유리 기판의 개략적 단면도.
도 15는 유리 기판 및 포토레지스트의 조립으로부터 분리되는 스템퍼를 도시하는 개략적 단면도.
도 16은 본 발명에 따른 광 디스크 기판 상에 형성된 리세스의 또 다른 예의 평면도.
도 17은 레이저 노광 동안 리세스를 형성시 레이저를 제어하는 펄스의 타이밍 챠트.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 광 디스크
2 : 정보 기록 영역
3 : 미러 영역
4 : 기준 마커 영역
4a : 리세스
10 : 유리 기판
11 : 포토레지스트층
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 특징 및 장점이 첨부 도면과 관련하여 고려될 때 본 발명의 다음 상세한 설명으로부터 더욱 명백해진다.
도 4는 본 발명에 따른 광 디스크의 구성을 도시하는 평면도이고, 도 5는 도 4의 광 디스크 단면도이다.
도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 디스크(1)는 요철 모양(convexities and concavities)이 형성된 환형 정보 기록 영역(2), 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부에 위치되고 어떠한 요철 모양도 형성되지 않은 미러 영역(3), 및 미러 영역(3)의 내쪽 원주 내부에 위치되고 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스가 실질적으로 광 디스크의 중심에 형성된 중심 홀(3a)의 주위에 형성된 기준 마크 영역(4)을 구비한다.
더 구체적으로, 광 디스크(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 중심 홀(3a)의 주위에 광 디스크에 결합된 허브를 가진다.
정보 기록 영역(2)에는 정보 신호에 대응하는 요철 모양의 선정된 패턴이 형성된다. 예를 들어, 자기-광 디스크는 랜드(lands)로서 볼록부 및 그루브(grooves)로서 오목부를 포함하고 정보가 기록되는 데이터 영역, 및 위치 정보를 제공하기 위한 피트(pit)가 형성된 선-포맷된 영역을 가진다. 이와 같은 자기-광 디스크는 예를 들어 정보가 그루브 상에 기록되고 선-포맷 영역에서의 피트가 위치 정보를 제공하는 인-그루브 기록형(in-groove recoding type), 및 정보가 랜드 상에 기록되고 피트가 또한 위치 신호를 제공하기 위해 랜드 상에 형성된 온-랜드 기록형(on-land recording type)을 포함한다.
미러 영역(3)은 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부에 형성되고 내부에 어떠한 요철 모양도 형성되어 있지 않다.
도 6은 광 디스크 상의 기준 마커 영역(4 : refernce marker area)의 평면도로, 마커 영역(4)에 형성된 리세스(4a) 및 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 디스크(1) 상에 형성된 마커 영역(4)은 실질적으로 광 디스크(1)의 중심에 형성된 중심 홀(3a)의 주위에 형성된 나선형의 연속 또는 불연속 리세스(4a)를 가진다.
특히, 본 발명에 따르면, 리세스(4a1및 4a2) 사이의 거리, 즉 광 디스크(1) 상의 리세스(4a)의 피치(T)는 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 크게 설정된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 피치(T)는 리세스(4a)가 미러 영역(3)으로부터 판별될 수 있는 크기를 가지도록 리세스(4a)는 미러 영역(3)에 인접한다. 만약 리세스(4a)의 피치(T)가 적어도 1.1 ㎛ 이상, 예를 들어 바람직하게는 1.6 ㎛이면, 마커 영역(4) 또는 리세스(4a)는 광 디스크 기판에 허브를 허빙하는 동안 허빙기로부터 방사된 광을 검출을 위한 충분한 양으로 반사할 것이다.
정보 기록 영역(2)의 트랙 피치(Tp)가 주어지면, 리세스(4a)는 이하 기술될 방법에 의해 제조되는 스탬퍼(stamper)를 사용하여 (n+1) × Tp의 피치(T)로 형성될 수 있다.
또한, 이하 기술될 방법에 의해 제조되는 또 다른 스템퍼를 이용하여, 리세스(4a)는 (2n+1)/2 × Tp의 피치로 형성될 수 있다.
상기 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크(1)는 나선형 리세스(4a)가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 피치(T)로 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부에 형성되는 기준 마커 영역(4) 상에 형성되기 때문에, 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)가 데이터 기억의 더 높은 밀도를 위한 요건을 만족시키기 위해 보다 작게 되어야 할 때 조차도, 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)의 크기에 대응하여 허빙기로부터 광의 입사각 및 광량을 변화시킬 필요가 없이, 리세스(4a)는 광 디스크 기판의 허빙 동안 허빙기로부터 방사된 광을 검출을 위한 일정하고 충분한 양으로 반사할 것이다.
그래서, 마커 영역(4)으로부터 반사된 광에 기초하여, 기준 마커 영역(4)을 기준으로 하여 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 경계를 용이하게 식별하는 것이 가능하며, 이로써 광 디스크 기판에 대해 허브를 정확하게 위치 정렬하는 것을 가능하게 한다.
리세스(4a)는 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주에 인접하여 형성될 수 있다는 것을 알아야 한다. 말하자면, 마커 영역(4)은 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부 어디에도 형성될 수 있고, 리세스(4a)의 피치(T)가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 경우에 한해 ISO 규격에 주어진 요건에 따라 형성될 수 있다.
또한, 리세스(4a)는 리세스의 피치(T)가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 경우에 한해 중심 홀(3a)의 주위에 동심원으로 형성될 수 있다.
더욱이, 리세스(4a)는 피트 트레인에서의 각 피트가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 경우에 한해 불연속 볼록 모양, 즉 피트 트레인(a train of pits)일 수있다.
상기 언급된 바와 같이, 정보 기록 영역(2)의 회전 중심이 허브(5)의 중심과 일치하도록 X-Y 테이블을 이용하여 마커 영역(4)으로부터 반사된 광의 검출에 기초하여 식별되는 정보 기록 영역(2)의 경계를 기준으로 하여 허브(5)를 위치 정렬함으로써 허브(5)가 광 디스크(1)의 중심에 실질적으로 결합된다.
다음, 전술한 구성을 갖는 광 디스크를 제조하는 방법이 이하 논의된다.
본 발명의 이러한 방법에서, 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 피치로 그리고 광 디스크 기판에 대해 허브(5)를 위치 정렬하는 리세스(4a)를 갖는 마커 영역(4)을 기준으로 하여 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주의 내부 영역에 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스(4a)를 형성함으로써, 허브(5)가 환형 데이터 기록 영역(2)이 위에 형성된 광 디스크 기판의 중심에 실질적으로 설치된다.
정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부에 형성된 리세스(4a)를 갖는 마커 영역(4)은 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)의 크기와 무관하게 허빙기로부터 방사된 광을 일정하고 충분한 양으로 반사할 수 있다.
그래서, 리세스(4a)를 갖는 마커 영역(4)으로부터 반사된 광에 기초하여, 기준 마커 영역(4)을 기준으로 하여 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 경계를 정확하게 식별하는 것이 가능하며, 이로써 광 디스크에 대해 허브를 정확하게 위치 정렬하는 것을 가능하게 한다.
다음, 전술한 구성을 갖는 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하는 방법이 상세히 기술된다. 다음에, 요철 모양을 갖는 광 디스크를 설명하지만, 본 발명은 광 디스크 기판의 이러한 유형으로만 제한되는 것은 아니다.
도 7은 결합제를 포함하며, 그 위에 포토레지스트 층(11)이 포토레지스트 도포 공정시 스피너에 의해 도포된 유리 기판(10)의 스케치이다.
도 8에 도시된 레이저 노광의 공정에서, 유리 기판(10)에 도포된 포토레지스트 층(11)은 레이저 빔에 노광된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 유리 기판(10)이 회전하는 동안, 정보 기록 영역(2)에 대응하는 포토레지스트 층(11)은 그루브의 잠상을 형성하기 위해 제1 레이저 원(12)으로부터 레이저 빔, 또한 피트의 잠상을 형성하기 위해 제2 레이저원(13)으로부터 레이저 빔에 노광된다. 도 9는 제1 및 제2 레이저원(12 및 13) 사이의 관계가 도시되고, 도 8의 레이저 노광을 더 상세히 도시하는 개략적 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 레이저원(13)은 제1 레이저원(12)으로부터 1/2 × Tp의 거리에 위치되고, 그들은 동작가능하게 서로 결합되어 있다.
정보 기록 영역에 대응하는 포토레지스트 층(11)의 부분(11a)은 피트의 잠상(12a)을 형성하기 위해 제1 레이저원(12)으로부터의 레이저 빔, 및 그루브의 잠상(13a)을 형성하기 위해 제2 레이저원(13)으로부터의 레이저 빔에 노광된다.
포토레지스트 층(11) 상에 레이저 빔을 초점화하기 위한 대물 렌즈가 제공된다. 제1 및 제2 레이저원(12 및 13)과 인터록되면, 대물 렌즈는 유리 기판(10)의 반경 방향으로 유리 기판(10)의 회전당 Tp로 이동된다.
본 발명에 따르면, 정보 기록 영역(2)에 대응하는 포토레지스트(11)의 부분(11a)에 형성된 피트 잠상(12a) 및 그루브 잠상(13a)에 대해, 리세스(4a)용 잠상(40a)(이하 리세스 잠상이라 함)이 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 영역에 대응하는 포토레지스트(11) 상의 영역(11b), 즉 도 10에 도시된 바와 같이 레이저 빔의 노광에 의해 포토레지스트(11) 상의 마커 영역(4)에 대응하는 영역에 형성된다.
도 10은 포토레지스트(11) 상에 형성된 리세스 잠상(41, 42 및 43)을 도시하는 평면도이다. 도 11은 레이저 노광 동안 리세스를 형성하는데 있어서 레이저원을 제어하는 펄스의 타이밍 챠트이다.
참조 번호 45는 레이저원의 광 변조 소자에 인가되는 제어 펄스를 가리킨다. 제어 펄스(45)는 광 변조 소자를 제어하여 펄스(45)가 하이 레벨에 있을 때 레이저 빔을 출력한다.
리세스 잠상을 형성하기 위해, 제어 펄스(45)는 광 변조 소자가 도 10 및 11에 도시된 바와 같이 유리 기판(10)의 n회의 회전마다 일 회전 동안 유리 기판을 향해 레이저 빔을 출력하도록 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 예를 들어 제1 펄스파(41a)은 유리 기판(10)의 일 회전 동안 레이저 빔에의 노광으로 리세스 잠상(41)이 형성되게 한다. 유리 기판(10)이 어떠한 레이저 노광도 없이 완전히 일 회전된 후, 제2 펄스파(42a)는 유리 기판(10)의 다른 일 회전 동안 레이저 빔에의 노광으로 리세스 잠상(42)이 형성되게 한다. 더욱이, 유리 기판(10)이 어떠한 레이저 노광도 없이 완전히 일 회전된 후, 제3 펄스파(43a)는 유리 기판(10)의 또 다른 회전 동안 레이저 빔에의 노광으로 리세스 잠상(43)이 형성되게 한다. 이러한 공정의 반복을 통해, 나선형의 리세스 잠상이 형성될 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 층(11)이 유리 대상체(10)의 회전마다 레이저 빔에 노광되어 리세스의 중심(T) 사이에 피치(2Tp)를 갖는 리세스 잠상을 형성한다.
도 8에 도시된 바와 같이 레이저 노광 공정에서, (n+1) × Tp의 피치(T)를 갖는 리세스 잠상은 하나의 레이저 빔의 노광을 매 n회전마다 전환시킴으로써, 즉 레이저 빔 출력을 턴 온 및 턴 오프시킴으로써 포토레지스트 층(11) 상의 마커 영역(4)에 대응하는 영역에 형성될 수 있는데, 이 때 레이저 빔 공급 피치는 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)와 같게 설정된다.
본 발명에 따른 레이저 노광 공정이 상기 기술되었다.
전술한 레이저 노광 공정 다음은 현상 단계다. 도 12에 도시된 바와 같이, 알칼리성 현상액이 그루브를 위한 오목부(14a), 피트를 위한 오목부(14b), 및 리세스(4a)를 위한 오목부(도시하지 않음)를 형성하기 위해, 상기 언급된 레이저 노광 공정시 형성된 그루브 잠상(13a), 피트 잠상(12a) 및 리세스 잠상(40a)을 제거하는데 사용된다.
다음에, 금속 플래이팅 공정이 실시된다. 도 13에 도시된 바와 같이, 현상된 포토레지스트(11)의 표면이 금속 플레이트로 만들어진 스템퍼(15)를 형성하기 위해 화학 플래이팅 방법 등에 의해 전기 도전성으로 된다.
다음의 연마 공정에서, 금속 플레이트로 만들어진 스템퍼(15)는 도 14에 도시된 바와 같이 그 표면(15a)을 연마함으로써 매끄럽게 된다.
마지막으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 스템퍼(15)가 유리 기판(10) 및 포토레지스트 층(11)으로부터 분리된다. 스템퍼(15)는 본 발명에 따른 광 디스크(1)용 기판을 제조하는데 사용된다.
더욱이, 본 발명에 따른 광 디스크 기판용 스탬퍼를 제조하는 방법에서 레이저 노광 공정시의 리세스 잠상 형성 방법이 상세히 기술된다.
본 발명에 따른 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하기 위한 방법에서, 포토레지스트 층(11)이 표면 상에 도포된 유리 기판(10)이 레이저 노광 동안 회전된다. 유리 기판(10)의 매 n회 회전마다, 레이저 노광이 포토레지스트 층(11)에 대해 선택적으로 전환되는데, 즉 레이저 출력이 턴 온 및 턴 오프 되면서 포토레지스트 층(11)이 레이저 빔에 노광된다.
이로써, 예를 들어 오목 모양의 선정된 패턴 또는 그루브 잠상(12a) 및 피트 잠상(13a)의 패턴이 광 디스크(1)의 정보 기록 영역(2)에 대응하는 포토레지스트 층(11) 상의 영역(11a)에 형성되고, 광 디스크 기판의 중심 홀 주위에 동심원 또는 나선형의 연속적 또는 불연속 리세스, 특히 리세스 잠상(40a)이 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 영역에 대응하는 포토레지스트 층(11) 상의 선정된 영역(11b), 즉 마커 영역(4)에 대응하는 포토레지스트 층(11) 상의 영역에 형성된다.
더욱이, 이러한 잠상은 정보 기록 영역(2)에서 그루브를 위한 오목부, 영역(2)에서 피트를 위한 오목부, 및 마커 영역(4)에서 리세스(4a)를 위한 오목부를 형성하는 현상 공정시 현상된다.
본 발명에 따르면, 레이저 노광 및 현상 공정 후에 형성된 리세스의 피치는 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 크게 설정될 수 있다.
그러므로, 리세스(4a)가 내부에 형성된 마커 영역(4)으로부터의 일정한 반사 광이 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 광 디스크 기판, 즉 전술한 바와 같이 제조된 스템퍼(15)를 사용하여 몰드된 광 디스크(1)를 허빙할 때 검출될 수 있기 때문에, 마커 영역(4)으로부터의 반사 광에 기초하여, 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)의 크기와 무관하게 기준 마커 영역(4)을 기준으로 하여 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 경계를 정확하게 식별하는 것이 가능하며, 이로써 광 디스크 기판에 대해 허브를 정확하게 위치 정렬하는 것을 가능하게 한다.
도 10을 참조하여 기술된 바와 같은 레이저 노광의 공정에서, 단일 레이저원, 예를 들어, 그루브용 제1 레이저원(12) 또는 피트용 제2 레이저원(13)은 레이저 공급 피치가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)와 같게 설정하면서 유리 기판(10)의 매 n 회전마다 노광을 반복하는데 사용될 수 있으며, 이로써 (n +1) × Tp의 피치를 갖는 리세스 잠상(40a)이 생성되게 된다. 그러므로, 포토레지스트 층(11)의 현상후, 리세스(4a)는 (n+1) × Tp의 피치로 형성될 수 있다.
본 발명은 도 10을 참조하여 이전에 기술된 상기 방법에 제한되지 않고, 이하 기술된 바와 같이 리세스 잠상의 형성에도 적용될 수 있슴을 알아야 한다.
리세스 잠상을 형성하는 방법의 변형에서, 두 개의 레이저원, 예를 들어, 그루브용 제1 레이저원(12) 및 피트용 제2 레이저원(13)이 포토레지스트 층(11)에 레이저 빔을 발생시켜 리세스 잠상을 형성하는데 사용된다.
도 16은 이로써 형성되는 리세스 잠상을 도시하고, 도 17은 레이저원을 제어하는데 사용되는 펄스를 도시한다.
특히, 도 16에 도시된 펄스(50 및 51)는 레이저원의 광 변조 소자에 인가된 제어 펄스이다. 그들이 하이 레벨에 있을 때, 이들 펄스(50 및 51)는 레이저원이 레이저 빔을 발생시키는 것을 가능하게 한다.
도 16에 도시된 바와 같이 제2 레이저원(13)은 제1 레이저원으로부터 반경 방향으로 1/2Tp의 거리, 예를 들어 광 디스크(1)의 중심을 향하여 1/2Tp의 거리에 위치된다. 그들은 동작가능하게 서로 결합되어 있다.
리세스 잠상을 형성하기 위해, 제어 펄스(50)는 제1 레이저원(12)이 예를 들어 도 16에 도시된 바와 같이 매 5 회전마다 유리 기판(10)의 일 회전 주기동안 제1 레이저 빔을 발생시키는 것을 가능하게 하며, 제어 펄스(51)는 제1 레이저원(12)으로부터 1/2Tp의 거리에 위치된 제2 레이저원(13)이 제1 레이저 빔의 발생으로부터 위상-쉬프트된 유사한 3 회전 주기 동안 제2 레이저 빔을 발생시키는 것을 가능하게 한다.
더 구체적으로, 포토레지스트 층(11)은 유리 기판(10)의 매 5회전마다 일 회전의 주기 동안 제1 레이저원(12)으로부터의 제1 레이저 빔에 노광되어 리세스 잠상(52 및 53)을 형성하고, 제1 레이저 빔에 대한 노광에서와 같이 동일 주기 동안 및 제1 레이저 빔에 대한 노광으로부터 유리 기판(10)의 2회전 이후 제1 레이저원(12)으로부터 1/2Tp의 거리에 위치된 제2 레이저원(13)으로부터의 제2 레이저 빔에 노광되어 리세스 잠상(54)을 형성한다.
포토레지스트 층(11)의 이와 같은 교호의 노광 동안, 제1 및 제2 레이저 빔은 도 17에 도시된 바와 같이 3Tp의 매 간격마다 발생된다. 그러나, 제1 및 제2 레이저원(12 및 13)이 서로 1/2Tp 이격되기 때문에, 도 16에서와 같이 형성된 리세스(52 및 54)의 피치(T)는 아래 주어진 관계식으로부터 결정되는 바와 같이 5/2Tp이다.
3Tp - 1/2Tp = 5/2Tp
리세스 잠상(52, 53 및 54)은 5/2Tp의 피치를 갖는 리세스를 형성하기 위해 상기 현상 공정으로 현상된다.
상기 언급된 바와 같이, (2n + 1)/2 × Tp(n＞0)의 피치를 갖는 리세스(4a), 즉 리세스 잠상은 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)와 같은 레이저 빔 공급 피치로 주사된 제1 및 제2 레이저 빔에 대해 포토레지스트 층(11)을 교호로 노광시키기 위해 포토레지스트 층(11)이 위에 형성된 유리 기판(10)의 매 n 회전마다, 두 개의 레이저원, 즉 제1 레이저원(12) 및 제1 레이저원(12)으로부터 1/2Tp의 거리에 위치된 제2 레이저원(13)을 하나의 레이저원에서 다른 레이저원으로 전환함으로써, 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부의 영역에 대응하는 영역(11b), 즉 마커 영역(4)에 대응하는 포토레지스트 층(11) 상의 영역에 형성될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 단일 레이저원 또는 복수의 레이저원중 하나가 교호하는 레이저 노광용으로 사용될 수 있슴을 알아야 한다.
또한 동심원 리세스를 형성하기 위해, 대물 렌즈가 레이저 노광 동안의 일 회전 동안 정지되도록 대물 렌즈의 이동이 조절될 수 있슴을 알아야 한다.
종래 광 디스크 스템퍼 노광 기계는 그의 광 헤드 공급 피치를 가변시키도록 적응되어 있지 않아서, 노광 기계는 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)와는 다른 피치를 갖는 리세스(4a)를 형성하기 위해, 광 헤드를 포함하는 시스템을 제로점에서 대기 상태로 두도록 일단 리셋되어야 한다. 그러므로, 광 디스크 기판은 높은 생산성을 가지고 제조될 수 없다.
반대로, 본 발명에 따른 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하기 위한 방법은 레이저 빔 공급 피치가 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(T)와 같은 상태에서 조차도 단지 하나의 레이저원에서 다른 레이저원을 전환시킴으로써, 즉 유리 기판의 매 n 회전마다 레이저 출력을 턴 온 및 턴 오프시킴으로써 정보 기록 영역(2)에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 피치(T)를 갖는 리세스(4a)를 정보 기록 영역(2)의 내쪽 원주 내부에 형성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 대해 행해진 실험에서, 광 디스크 스템퍼는 본 발명에 따른 스템퍼를 제조하는 방법에 의해 제조되고, 이와 같이 제조된 스템퍼는 이하 기술된 바와 같이, 광 디스크를 제조하는데 사용된다.
우선, 광 디스크의 정보 기록 영역에 1.15 ㎛(ISO에 기술된 바와 같이 직경이 130 mm 및 데이터 기억 용량이 2.6 GB)의 트랙 피치(Tp)를 갖는 광 디스크 기판인 경우, 본 발명에 다른 방법에 포함된 레이저 노광 공정은 하나의 레이저원에서 다른 레이저원으로 유리 기판의 매 회전(n=1)마다 도 15에 도시된 바와 같이 두 개의 레이저원을 전환시키도록 실시된다. 그래서, 리세스는 1.75 ㎛(3/2 × Tp)의 피치로 형성될 수 있다. 이로써, 종래 허빙기 조차도 1.15 ㎛의 트랙 피치(Tp)의 광 디스크 기판 상의 정보 기록 영역의 경계를 식별하는데 사용될 수 있고, 허브는 광 디스크 기판에 정정 위치로 결합될 수 있다.
한편, 광 디스크의 정보 기록 영역에 0.85 ㎛(ISO에 규정된 바와 같이 직경이 130 mm 및 데이터 기억 용량이 5.2 GB)의 트랙 피치(Tp)를 갖는 광 디스크 기판의 경우, 본 발명에 다른 방법에 포함된 레이저 노광 공정은 유리 기판의 매 회전(n=1)마다 도 10에 도시된 바와 같이 단일 레이저원을 턴 온 및 턴 오프하도록 실시된다. 그래서, 리세스는 리세스 중심 사이에 1.75 ㎛(2Tp)의 피치로 형성될 수 있다. 이로써, 종래 허빙기 조차도 0.85 ㎛의 트랙 피치(Tp)의 광 디스크 기판 상의 정보 기록 영역의 경계를 식별하는데 사용될 수 있고, 허브는 광 디스크 기판에 정정 위치로 결합될 수 있다.
상기 실험 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크용 스템퍼를 제조하는 방법은 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기와 무관하게, 반사된 광량이 검출될 수 있는 그 중심 사이의 약 1.6 ㎛의 거리를 갖는 리세스를 형성하는 것을 가능하게 한다.
상기 상세한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크는 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 그리고 정보 기록 영역의 트랙 피치보다 더 큰 피치로 형성된 리세스를 가진다. 그러므로, 리세스는 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기에 대응하여 허빙기로부터 광의 입사각 및 광량을 변화시킬 필요가 없이 광 디스크 기판의 허빙 동안 허빙기로부터 방사된 광을 검출을 위한 일정하고 충분한 양으로 반사할 수 있다.
그래서, 본 발명은 반사된 광에 기초하여, 리세스를 기준으로 하여 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 경계를 용이하게 식별하는 것을 가능하게 하고, 이로써 허브를 정확한 위치로 광 디스크에 결합할 수 있게 한다.
또한 상기 상세하게 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크 제조 방법은 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부에 형성된 리세스를 기준으로 광 디스크 기판에 대해 허브를 위치 정렬하여, 허브가 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기와 무관하게 광 디스크 기판에 정확하게 결합될 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하는 방법은 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 더 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스를 레이저 노광에 의해 형성하기 위해, 기판의 반경 방향으로 레이저 빔을 주사하면서 포토레지스트 층을 노광할 때 레이저 빔을 턴 온 및 턴 오프시켜, 광이 일정하고 충분한 양으로 반사되어 정보 기록 영역에서의 트랙 피치의 크기에 대응하여 허빙기로부터 광의 입사각 및 광량을 변화시킬 필요가 없이, 리세스는 광 디스크 기판에 허브를 설치하는 동안 허빙기로부터 광이 방사된다.
그래서, 스템퍼를 사용하여 제조된 광 디스크에 대해, 리세스로부터의 반사 광에 기초하여, 리세스를 기준으로 하여 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 경계를 용이하게 식별하는 것이 가능하고, 이로써 광 디스크에 정확한 위치로 허브를 결합할 수 있게 한다.
또한, 리세스가 광 디스크에 대해 허브를 정확하게 위치 정렬하도록 형성된 마커 영역이 정보 기록 영역의 내부에 위치되기 때문에, X-Y 스테이지는 정보 기록 영역의 경계로 많이 이동되지 않을 수 있고, 이로써 허브 설치의 효율이 향상될 수 있다.
또한, 종래 스템퍼 노광 기계는 레이저 공급 피치의 편차가 없이 정보 기록 영역에서의 트랙 피치로부터의 리세스 중심 사이에 서로 다른 거리를 갖는 리세스를 형성하는데 사용될 수 있다. 그래서, 스템퍼 노광 기계는 일단 다른 피치로 트랙을 형성하기 위해 중단될 필요가 없고, 이로써 광 디스크가 향상된 생산성으로 제조될 수 있다.

Claims (8)

  1. 환형 정보 기록 영역(annular information recording area)과, 실질적으로 그 중심에 고정된 허브(hub)를 갖는 광 디스크에 있어서,
    상기 정보 기록 영역의 내쪽 원주의 내부에 상기 정보 기록 영역의 트랙 피치(track pitch)보다 더 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스가 형성되어 있는 광 디스크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 기록 영역의 트랙 피치를 Tp라고 하면, 상기 리세스 피치는 (n+1) × Tp(여기서, n은 1보다 큰 정수)인 광 디스크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보 기록 영역의 트랙 피치를 Tp라고 하면, 상기 리세스 피치는 (2n+1)/2 × Tp(여기서, n은 1보다 큰 정수)인 광 디스크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정보 기록 영역의 트랙 피치는 1.0 ㎛ 이하인 광 디스크.
  5. 광 디스크의 제조 방법에 있어서,
    정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 영역에 상기 정보 기록 영역에서의 트랙 피치보다 더 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스를 형성하고, 다음에 상기 리세스를 기준으로 하여 상기 광 디스크에 대해 상기 허브를 위치 정렬시킴으로써, 허브가 환형 정보 기록 영역이 위에 형성된 광 디스크 기판의 실질적으로 중심에 설치되는 광 디스크의 제조 방법.
  6. 유리 기판을 회전시키고 상기 유리 기판의 반경 방향으로 레이저 빔을 조사하면서 상기 유리 기판의 표면에 도포된 포토레지스트 층을 노광함으로써 광 디스크 기판용 스템퍼를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 레이저 빔이 선택적으로 턴 온 및 턴 오프되어 상기 광 디스크 기판 상의 정보 기록 영역의 내쪽 원주 내부의 영역에 상기 정보 기록 영역에서의 트랙 피치(Tp)보다 더 큰 피치로 동심원 또는 나선형의 연속 또는 불연속 리세스를 형성하는 광 디스크 기판용 스템퍼 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 상기 정보 기록 영역에서의 트랙 피치(Tp)와 실질적으로 같은 피치로 상기 광 디스크의 기판의 반경 방향으로 공급되고, (n+1) × Tp의 피치를 갖는 리세스를 형성하기 위해 매 n 회전마다 일 회전의 주기로 레이저 노광이 반복되는 광 디스크 기판용 스템퍼 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    한 쌍의 레이저원이 상기 정보 기록 영역에서의 트랙 피치(Tp)의 절반의 간격으로 반경 방향으로 배치되고, 상기 레이저 빔은 상기 정보 기록 영역에서의 트랙 피치(Tp)와 실질적으로 같은 피치로 상기 광 디스크 기판의 반경 방향으로 공급되며, (2n+1)/2 × Tp의 피치를 갖는 리세스를 형성하기 위해 n 회전마다 일 회전의 주기로 레이저 노광이 반복되는 광 디스크 기판용 스템퍼 제조 방법.
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