KR20020079981A - 광학 기록 매체 - Google Patents

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grooves
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사카모토데쓰히로
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 경우에, 제조프로세스 상, 바람직하게 배치된 워블을 가지는 광학 기록 매체를 제공한다. 표면에 홈(15a)이 형성되고, 상기 홈(15a)에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판(15)상에, 상기 홈(15a)에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층(16)과 보호막(17)이 적층되어 있고, 상기 볼록부(랜드 L)와 오목부(그루브 G) 의 양 영역을 기록영역으로 하는 포맷 등의 광학 기록 매체에 있어서, 상기 홈(15a)을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 오목부(그루브 G에서 보아 디스크 기판(15)의 내주측이며 볼록부(랜드 L)에서 보아 디스크 기판(15)의 외주측인 측벽부에, 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 워블 W가 형성되어 있는 구성으로 한다.

Description

광학 기록 매체 {OPTICAL RECORDING MEDIUM}
근래, 동화(動畵), 정지화 등의 비디오 데이터를 디지털로 기록하는 기술의 발전에 따라, 대용량의 데이터가 취급되게 되어, 대용량 기록장치로서 CD나 DVD 등의 광디스크장치가 각광을 받고 있고, 한층 더 대용량화의 연구가 진행되고 있다.
도 1 (A)는, 종래의 광디스크의 일례의 단면도이다.
두께가 약 1.2mm의 광 투과성의 디스크 기판(15)의 한쪽 표면에, 홈(15a)이 형성되어 있으며, 이 면 상에, 예를 들면 유전체막, 기록막, 유전체막, 반사막 등이 이 순서로 적층된 광학기록층(16)이 형성되어 있다. 막구성 및 층수는 기록재료의 종류나 설계에 따라서 상이하다.
또한, 광학기록층(16)의 상층에 보호층(17)이 형성되어 있다.
상기 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우에는, 소정의 파장의 레이저광 등의 광을 디스크 기판(15)측에서 광학기록층(16)에 대하여 조사(照射)한다.
광디스크의 재생시에는, 광학기록층(16)에서 반사된 귀환광이 수광 소자에 서 수광되어, 신호처리회로에 의해 소정의 신호를 생성하여, 재생신호가 픽업된다.
상기와 같은 광디스크에 있어서, 디스크 기판(15)의 한쪽 표면에 형성된 홈 (15a)에 따라서 광학기록층(16)도 요철(凹凸) 형상을 가지고 있고, 이 홈(15a)에 의해 트랙영역이 구분되어 있다.
이하, 디스크 기판(15)에서 보아 보호층(17)측에 볼록하게 돌출되어 있는 영역을 랜드 L, 오목부 영역을 그루브 G 라고 한다.
상기와 같이 구분되어 있는 랜드 L과 그루브 G 중 광디스크의 설계에 따라서, 어느 한쪽 영역 또는 양 영역이 기록영역으로 선택된다.
도 1 (A)는, 예를 들면, 랜드 L 영역만이 기록영역으로 사용되고, 그루브 G 영역은 트랙영역을 구분하는 영역으로서 사용되고 있는 포맷의 광디스크의 단면도를 나타내고 있다.
또, 다른 광디스크에서는, 그루브 G 영역만이 기록영역으로 사용되고, 랜드 L 영역은 트랙영역을 구분하는 영역으로서 사용되고 있는 포맷 등도 있다.
또한, 면기록 밀도를 향상시키기 위해, 랜드 L과 그루브 G의 양 영역을 기록영역으로 사용하는 랜드·그루브 기록포맷 등도 개발되어 있다.
이것은, 트랙방향의 고밀도화가 방해로 되는 광학적인 MTF(Modulation Transfer Function)에 의한 서보신호 감쇠를, 랜드 L과 그루브 G의 양자를 이용함으로써, 트래킹 에러신호 생성의 주기인 그루브 피치의 배(倍)의 기록 트랙으로서, 고기록 밀도화에 대응하고 있다.
또, 깊이변조기록 포맷에서는, 깊이가 상이한 그루브를 교대로 배치하여, 트래킹에러신호의 생성주기를 2배로 길게 하여 광학한계를 늘려, 고기록 밀도화에 대응하고 있다.
한편, 디스크 기판(15)에 형성되는 홈(15a)을 구성하는 내측면을 사행(蛇行)시킨, 이른바 워블(wobble)을 형성할 수 있다.
예를 들면, MD(미니디스크)가 있는 포맷에서는, 도 1 (B)에 도시한 바와 같이, 랜드 L 영역만을 기록영역으로 사용하고, 그루브 G 영역은 트랙영역을 구분하는 영역으로서 사용되고 있고, 워블 W를 형성한 그루브 G와, 워블 W를 형성하지 않고서 내측면이 직선형으로 연장되는 그루브 G를 교대로 배치한 포맷으로 되어있다.
상기 워블 W에서는, 소정의 워블매트릭스회로 등에 의해, 트랙의 어드레스정보나 디스크의 회전속도를 제어하기 위한 클록 등이 검출된다. 어드레스정보 등을 워블에 기록하면, 랜드나 그루브에서의 광학기록층에는 어드레스정보는 불필요하게 되어, 그 만큼 기록 밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 워블은, 상기 랜드·그루브기록 포맷이나 깊이변조기록 포맷에 적용하는 것도 가능하다.
그러나, 광학 MTF에 의한 인접트랙정보의 간섭을 방해하기 때문에, 상기 랜드·그루브기록포맷에서는, 랜드·그루브경계의 벽면의 편측에 워블을 형성하는 것이, 또 깊이변조기록포맷에서는, 워블을 가지는 그루브의 주기를 그루브의 깊이의 주기와 같이 소정의 주기로 배치하는 것이, 각각 고려되지만, 워블의 배치에 대한 규정은 없고, 마스터링공정, 성형공정 및 성막공정 등의 제조프로세스 상, 바람직하게 배치된 워블을 가지는 광디스크에 관해서는 아직 알려져 있지 않다.
본 발명은, 광학 기록 매체(이하 광디스크라고도 함)에 관한 것으로, 특히 고밀도 기록이 가능한 광학 기록 매체에 관한 것이다.
도 1 (A)는 종래예에 관한 광디스크의 단면도이며, 도 1 (B)는 랜드와 그루브를 구분하는 홈의 형상 및 배치를 나타낸 광디스크의 평면도이다.
도 2 (A)는 제1 실시예에 관한 광디스크의 사시도이며, 도 2 (B)는 도 2 (A) 중 X-X' 에서의 단면도이다.
도 3 (A)는 도 2 (B) 중의 Y1부의 확대도에 상당하는 단면구조 및 광의 조사방법을 나타낸 도식적인 도면이며, 도 3 (B)는 랜드와 그루브를 구분하는 홈의 형상 및 배치를 나타낸 광디스크의 평면도이다.
도 4A∼도 4h는, 제1 실시예에 관한 광디스크의 제조 방법의 제조 공정을 나타낸 단면도로서, 도 4a는 디스크원반을 형성하는 공정까지, 도 4b는 노광 및 현상공정까지, 도 4c는 메탈마스터를 형성하는 공정까지, 도 4d는 마더를 형성하는 공정까지, 도 4e는 스탬퍼를 형성하는 공정까지, 도 4f는 디스크 기판을 형성하는 공정까지, 도 4G는 광학기록층을 형성하는 공정까지, 도 4h는 보호층을 형성하는 공정까지를 나타낸다.
도 5는, 제1 실시예에 관한 노광장치(커팅머신)의 모식구성도이다.
도 6 (A)는 제1 실시예에 관한 노광처리를 행할 때의 모식도이며, 도 6 (B)는 노광처리에 사용하는 레이저 빔의 광강도 프로필이며, 도 6 (C)는 노광 및 현상공정후의 디스크원반의 단면도이며, 도 6 (D)는 디스크 기판의 단면도이다.
도 7 (A)는 제1 실시예에 관한 광학기록층의 성막처리를 행할 때의 모식도 이며, 도 7 (B)는, 성막공정후의 단면도이며, 도 7 (C)는 기입파워에 대한 지터를 나타낸다.
도 8 (A)는 제1 실시예에 관한 디스크 기판을 형성하는 공정을 나타낸 모식단면도이며, 도 8 (B)는 이형(離型)할 때의, 도 8 (A) 중의 Y3부의 확대도에 상당한다.
도 9 (A)는 제2 실시예에 관한 광디스크의 단면도이며, 도 9 (B)는 랜드와 그루브를 구분하는 홈의 형상 및 배치를 나타낸 광디스크의 평면도이다.
도 10 (A)는 제2 실시예에 관한 디스크 기판을 형성하는 공정을 나타낸 모식단면도이며, 도 1O (B)는 이형할 때의, 도 1O (A) 중 Y4부의 확대도에 상당한다.
본 발명은, 상기한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 따라서 본 발명의 목적은, 랜드·그루브기록포맷 및 깊이변조기록포맷 등, 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 바람직하게 배치된 워블을 가지는 광학 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광학 기록 매체는, 표면에 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판과, 상기 홈 형성면 상의 상기 디스크 기판 상에 형성되고, 상기 홈에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층과, 상기 광학기록층 상에 형성된 보호막을 가지고, 상기 홈을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 상기 오목부에서 보아 상기 디스크 기판의 내주측이며 상기 볼록부에서 보아 상기 디스크 기판의 외주측인 측벽부에, 워블이 형성되어 있다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 워블이, 최소한 클록정보 또는 어드레스정보를 제공한다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부에서의 상기 광학기록층이 모두 기록영역으로 사용된다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체에 있어서, 바람직하게는, 상기 디스크 기판은, 상기 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역(逆)패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사(轉寫)된 수지제 기판이다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 표면에 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판 상에,상기 홈에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층과 보호막이 적층되어 있고, 상기 볼록부(랜드)와 오목부(그루브)의 양 영역을 기록영역으로 하는 포맷 등의 광학 기록 매체에 있어서, 상기 홈을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 오목부(그루브)에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에, 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 워블이 형성되어 있다.
랜드·그루브기록포맷 등의 광학 기록 매체에 있어서, 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사되는 디스크 기판의 성형시에, 오목부(그루브)에서 보아 디스크 기판의 외주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 디스크 기판의 내주측인측벽부는 손상을 받기쉽기 때문에, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질이 저하되어 버릴 가능성이 있다. 또, 상기 부분에 워블을 형성한 경우에, 랜드에 기록을 했을 때 그루브의 신호를 소거하거나, 또는 역으로 그루브에 기입을 했을 때 랜드의 신호를 소거한다고 하는 크로스라이트(cross write)의 문제가 증대되어 버린다.
한편, 오목부(그루브)에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부는, 디스크 기판의 성형시의 손상을 쉽게 받지 않고, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있고, 또, 크로스라이트의 문제가 증대되는 것을 억제할 수 있다.
즉, 랜드·그루브기록포맷 등의 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치가 이루어진 광학 기록 매체로 되어있다.
또, 상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광학 기록 매체는, 표면에 깊이가 상이한 복수 종류의 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판과, 상기 홈 형성면 상의 상기 디스크 기판 상에 형성되고, 상기 홈에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층과, 상기 광학기록층 상에 형성된 보호막을 가지고, 상기 깊이가 상이한 복수 종류의 홈 중 보다 얕은 홈의 측벽부에, 워블이 형성되어 있다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 디스크 기판에는, 상기 홈으로서, 제1 깊이의 제1 홈과, 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이의 제2 홈이 형성되어 있고, 상기 제1 홈의 측벽부에, 상기 워블이 형성되어 있다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 워블이, 최소한 클록정보 또는 어드레스정보를 제공한다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부에서의 상기 광학기록층중 어느 한쪽 영역이 기록영역으로 사용된다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체에 있어서, 바람직하게는, 상기 디스크 기판은, 상기 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사된 수지제 기판이다.
상기한 본 발명의 광학 기록 매체는, 표면에 깊이가 상이한 복수 종류의 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판 상에, 상기 홈에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층과 보호막이 적층되어 있고, 상기 볼록부(랜드) 또는 오목부(그루브)중 어느 한쪽 영역을 기록영역으로 하는 포맷 등의 광학 기록 매체에 있어서, 깊이가 상이한 복수 종류의 홈중 보다 얕은 홈의 측벽부에, 워블이 형성되어 있다.
예를 들면, 디스크 기판에 형성된 홈으로서, 제1 깊이의 제1 홈과, 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이의 제2 홈이 형성되어 있고, 제1 홈의 측벽부에, 워블이 형성되어 있는 구성으로 한다.
깊이변조기록포맷 등의 광학 기록 매체에 있어서, 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사되는 디스크 기판의 성형시에, 보다 깊은 홈의 측벽부는 손상을 받기쉽기 때문에, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
한편, 보다 얕은 홈의 측벽부는, 디스크 기판의 성형시의 손상을 쉽게 받지 않고, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있다.
즉, 깊이변조기록포맷 등의 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 바람직하게 배치된 워블을 가지는 광학 기록 매체이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
제1 실시예
도 2 (A)는, 본 실시예에 관한 광디스크의 사시도이며, 도 2 (B)는 도 2 (A) 중 X-X' 에서의 단면도이다.
광디스크(1)는, 디스크 기판(15), 광학기록층(16) 및 보호층(17)의 적층체를 가지고, 중심부에 개구부를 가지는 대략 원반의 형상을 가지고 있다.
도 3 (A)는 도 2 (B)중 Y1부의 확대도에 상당하는 단면구조 및 광의 조사방법을 나타낸 모식도이다. 도면상, 우측이 디스크의 내주측이며, 좌측이 외주측이다.
두께 D1이 1.1∼1.2mm의 디스크 기판(15)의 한쪽 표면에, 홈(15a)이 형성되어 있으며, 이 면 상에, 예를 들면 유전체막, 기록막, 유전체막, 반사막 등이 이 순서로 적층된 광학기록층(16)이 형성되어 있다. 막구성 및 층수는 기록재료의 종류나 설계에 따라서 상이하다.
광학기록층(16)의 상층에 보호층(17)이 형성되어 있다.
상기 광디스크에 있어서, 홈(15a)에 따라서 광학기록층(16)은 요철 형상으로 되어 있고, 디스크 기판(15)에서 보아 보호층(17)측에 볼록하게 돌출되어 있는 영역인 랜드 L과, 오목부 영역인 그루브 G로 트랙영역이 구분된다.
본 실시예에서는, 예를 들면 랜드 L 및 그루브 G의 양 영역이 기록영역으로 사용된다.
도 3 (B)는, 상기 광디스크에 있어서, 랜드 L과 그루브 G를 구분하는 홈(15a)의 형상 및 배치를 나타낸 광디스크의 평면도이며, 도 3 (A)에 나타낸 단면도의 광디스크의 상면도에 상당한다. 도면 상, 우측이 디스크의 내주측이며, 좌측이 외주측이다.
상기 홈(15a)을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에, 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 워블 W가 형성되어 있다.
본 실시예의 광디스크는, 보통의 구성을 가지는 광디스크장치에 의해 기록 또는 재생이 가능하고, 기록 또는 재생시에는, 도 3 (A)에 도시한 바와 같이, 재생용 또는 기록용 레이저 빔 LB가, 대물렌즈 OL 등에 의해 집광되어, 광투과성의 디스크 기판(15)을 투과하여, 상기 구조의 광디스크의 광학기록층(16)에 대하여 조사된다.
재생시에는, 광학기록층에 반사된 귀환광이 수광 소자에서 수광되고, 신호처리회로에 의해 소정의 신호를 생성하여, 재생신호가 픽업된다.
즉, 반사광을 수광하여 얻어진 수광신호로부터, 여러 가지 소정의 매트릭스회로 등에 의해, 예를 들면, 비점 수차법에 의한 포커스오차신호나 차동푸쉬풀법에 의한 트래킹오차신호 등의 서보오차신호, RF신호, 또한 디스크회전에 동기한 클록 신호나 어드레스검출 등을 행하기 위한 워블신호 등이 검출된다.
상기한 본 실시예의 광디스크의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 유리 기판(10) 상에 레지스트막(11)이 성막된 디스크원반을 준비한다.
다음에, 도 4b에 도시한 바와 같이, 레이저 빔 또는 전자빔 등에 의해, 예를 들면 디스크 기판의 홈으로 되는 영역을 감광시키는 패턴으로 레지스트막(11)의 노광을 행하고, 현상처리를 실시하여, 디스크 기판의 홈으로 되는 영역을 개구되는 패턴의 레지스트막(11a)로 한다.
이 노광공정에서는, 최종적으로 광디스크의 구조에 있어서 상기와 같이 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에 워블 W가 형성되는 패턴으로 되도록, 레지스트막(11a)을 패턴가공한다.
다음에, 도 4c에 도시한 바와 같이, 예를 들면 은도금처리나 기타 성막처리 등을 이용하여, 상기 유리 기판(10) 상의 레지스트막(11a) 상에 메탈마스터(12)를 형성한다. 메탈마스터(12)의 표면에는, 유리 기판(10) 및 레지스트막(11a)에 의해 구성되는 패턴의 요철과 역패턴의 요철이 전사된다.
다음에, 도 4d에 도시한 바와 같이, 상기 메탈마스터(12) 상에 마더(13)를 형성한다. 마더(13)의 표면에는, 메탈마스터(12)의 표면의 요철과 역패턴의 요철이 전사된다. 도면 상, 메탈마스터(12)를 하방으로 하고, 도 4c에 대하여 상하를 역회전하여 나타내고 있다.
다음에, 도 4e에 도시한 바와 같이, 상기 마더(13) 상에 스탬퍼(14)를 형성한다. 스탬퍼(14)의 표면에는, 마더(13)의 표면의 요철과 역패턴의 요철이 전사된다. 도면 상, 마더(13)를 하방으로 하고, 도 4d에 대하여 상하를 역회전하여 나타내고 있다.
다음에, 도 4f에 도시한 바와 같이, 예를 들면 압축성형법, 사출 성형법 또는 2P(Photo Polymarization)법 등에 의해, 상기 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 폴리카보네이트 등의 수지제 기판인 디스크 기판(15)을 형성한다. 디스크 기판(15)에는, 스탬퍼(14)의 표면의 요철과 역패턴의 요철로 되는 홈(15a)이 전사된다. 도면 상, 스탬퍼(14)를 하방으로 하고, 도 4e에 대하여 상하를 역회전하여 나타내고 있다.
상기한 공정에 의해, 도 4b에 나타낸 공정에서 형성한 레지스트막(11a)으로 구성된 개구부의 패턴과 동일한 패턴의 홈을 가지는, 즉, 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에 워블 W가 형성되어 있는 패턴의 홈을 가지는 디스크 기판을 형성할 수 있다.
다음에, 도 4g에 도시한 바와 같이, 예를 들면 스퍼터링법 등에 의해, 예를 들면 유전체막, 기록층, 유전체막, 반사막의 적층체를 가지는 광학기록층(16)을 이 성막순서로 성막한다.
다음에, 도 4h에 도시한 바와 같이, 광학기록층(16)의 상층에 보호층(17)을형성한다.
이상으로, 도 2 (A), 도 2 (B), 도 3 (A) 및 도 3 (B)에 나타낸 구조의 광디스크를 제조할 수 있다.
상기 광디스크에 있어서, 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 워블 W는, 홈(15a)을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에 형성되어 있다.
이에 따라, 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있고, 또 크로스라이트의 문제가 증대되는 것을 억제할 수 있어, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치가 이루어진 광디스크로 되어있지만, 그 이유에 대해 이하에 설명한다.
도 5는, 상기 도 4b에 나타낸 레지스트막의 노광공정에서 사용하는 노광장치(커팅머신)의 예의 개략적인 구성도이다.
He-Cd 레이저 등의 레이저광원(30)으로부터 출사된 레이저 빔 LB는, 하프미러(31a)에 의해 제1 레이저 빔 LB1과 제2 레이저 빔 LB2로 분할된다.
하프미러(31a)를 투과한 제1 레이저 빔 LB1은, 미러(31b) 및 미러(31c)를 통하여 빔 컴바이너(beam combiner)(33)에 입사한다.
한편, 하프미러(31a)에 의해 반사된 제2 레이저 빔 LB2은, 미러(31d), 광음향소자(32), 미러(31e)를 통하여 빔 컴바이너(33)에 입사한다.
제1 레이저 빔 LB1 및 제2 레이저 빔 LB2은, 빔 컴바이너(33)에 있어서 결합하고, 미러(31f)에 의해 반사되어, 유리 기판(10) 상에 레지스트막(11)이 성막된 디스크원반(34)에 유도되어, 노광처리에 제공된다.
상기 구성에 있어서, 광음향소자(32)는 제2 레이저 빔 LB2의 광축을 미소각도로 요동시키는 등의 제어를 행할 수 있다.
도 6 (A)는, 상기 제1 레이저 빔 LB1 및 제2 레이저 빔 LB2에 의해 노광처리를 행할 때의 모식도이다.
상기 제1 레이저 빔 LB1 및 제2 레이저 빔 LB2의 겹침에 의하여, 레지스트막상의 그루브로 되는 영역 RG을 노광하여, 랜드로 되는 영역 RL에는 레이저 빔이 조사되지 않도록 한다.
이 때, 그루브로 되는 영역 RG과 랜드로 되는 영역 RL의 경계중, 최종적으로 광디스크의 구조에 있어서 상기와 같이 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크 기판의 외주측인 측벽부에 워블 W가 형성되는 패턴으로 되도록, 레지스트막을 패턴노광한다.
즉, 상기 제1 레이저 빔 LB1은 요동하지 않고 소인(消引;sweep)되어, 제1 레이저 빔 LB1의 스폿의 최단부가 워블이 형성되지 않는 측의 그루브로 되는 영역 RG과 랜드로 되는 영역 RL의 경계를 형성해 간다. 한편, 제2 레이저 빔 LB2은, 도 5에 나타낸 노광장치의 제2 레이저 빔의 광축 상에 배치된 광음향소자에 의해 변조되어, 진행방향에 대하여 수직 방향으로 약간 요동하면서 소인되고, 제2 레이저 빔 LB2의 스폿의 최단부가 워블 W가 형성되는 쪽의 그루브로 되는 영역 RG과 랜드로 되는 영역 RL의 경계를 형성해 간다.
이와 같이 노광된 레지스트막을 현상함으로써, 상기와 같이 워블을 가지는 패턴의 레지스트막을 패턴형성할 수 있다.
도 6 (B)는, 상기 제1 레이저 빔 LB1과 제2 레이저 빔 LB2의 광강도 프로필을 나타내고 있고, 종축은 광강도, 횡축은 위치를 각각 나타낸다.
제2 레이저 빔 LB2은, 변조되어 제1 레이저 빔 LB1보다도 기울기를 가지는 것에 의한 코마 수차와, 광음향소자를 통과하는 것에 의한 소자의 수차가 실리기 때문에, 빔프로필이 제1 레이저 빔 LB1보다도 광폭으로 된다.
상기와 같이 제2 레이저 빔 LB2이 제1 레이저 빔 LB1보다도 광폭의 프로필로 됨으로써, 도 6 (C)에 도시한 바와 같이, 상기의 노광 및 현상에 의해 형성되는 레지스트막(11a)의 단면패턴에 있어서, 각 빔의 최단부에 의해 형성되는 그루브로 되는 영역 RG과 랜드로 되는 영역 RL의 경계의 상당하는 레지스트막(11a)의 벽면의 경사는, 제1 레이저 빔 LB1에 형성되는 워블이 형성되지 않는 측 보다도 제2 레이저 빔 LB2에 형성되는 워블 W가 형성되는 쪽이 완만해 진다.
그 결과, 상기 디스크원반으로부터 얻어지는 디스크 기판(15)의 홈(15a)에서도, 도 6 (D)에 도시한 바와 같이, 랜드 L과 그루브 G의 경계로 되는 홈(15a)의 벽면중 워블 W가 형성된 측이 완만한 경사면으로 된다.
상기 디스크 기판(15)의 홈(15a)에서 워블 W가 형성된 측의 벽면쪽이 완만한 경사면으로 된다고 하는 상황을 감안하여, 광학기록층의 성막공정을 고려하면, 워블 W를, 그루브 G 에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 랜드 L 에서 보아 디스크기판의 외주측인 측벽부에 형성하는 것이, 다음의 이유에 의해 바람직한 배치로 되어 있는 것을 설명할 수 있다.
도 7 (A)는, 광학기록층의 성막공정에서 사용되는 스퍼터링장치의 모식구성도이다.
디스크 기판(15)이 홈 형성면을 상면으로 하여, 타겟 T과 대향하고 있다.
스퍼터링공정에서 타겟으로부터 뛰어 나간 스퍼터입자는, 디스크 기판(15)의 홈 형성면 상에 퇴적된다.
타겟 T의 전체면으로부터의 스퍼터입자가 퇴적되기 때문에, 주로 디스크 기판(15)에 대하여 경사지게 입사하는 스퍼터입자성분에 의해, 도 7 (A) 중 Y2부의 확대도에 상당하는 도 7 (B)에 도시한 바와 같이, 홈(15a)에 의한 요철의 오목부(그루브 G의 내주측은 볼록부(랜드 L)의 섀도(shadow)로 되어, 성막되는 광학기록층(16)의 막 두께가 얇아진다고 하는 성막의 불균일이 생긴다.
즉, 디스크 기판(15)의 홈(15a)의 요철의 오목부(그루브 G의 내주측이며 볼록부(랜드 L)의 외주측은 광학기록층(16)의 막 두께가 얇아져, 역으로, 오목부(그루브 G)의 외주측이며 볼록부(랜드 L)의 내주측은 광학기록층(16)의 막 두께가 두껍게 된다.
디스크 기판의 중앙부에서는, 어떤 방향으로부터도 균등하게 스퍼터입자가 퇴적되기 때문에, 균일한 막 두께가 얻어지지만, 통상 디스크중앙부는 개구영역으로 되어, 사용에 제공되지 않는다.
상기와 같이 광학기록층(16)의 막두께에 불균일이 생기면, 랜드 또는 그루브에 기입을 하는 경우에 다른 쪽의 데이터를 소거하여 버린다고 하는 크로스라이트에 이방성이 생긴다. 즉, 막 두께가 두꺼운 부분에서는 에너지전달이 크기때문에, 이 두꺼운 부분을 통한 크로스라이트가 발생하기 쉽게 되고, 따라서 크로스라이트를 발생시키지 않도록 하는 기입파워의 마진이 좁아져 버리는 것이다.
예를 들면, 도 7 (C)는 기입파워에 대한 지터를 나타내고 있고, 실선 a는 외주측 랜드 L로부터 내주측 그루브 G 에의 크로스라이트의 경우, 파선 b는 내주측 랜드 L로부터 외주측 그루브 G 에의 크로스라이트의 경우이다.
외주측 랜드 L로부터 내주측 그루브 G에는, 광학기록층의 막 두께가 두껍기 때문에, 지터를 작게 억제할 수 있는 것 같은 기입파워영역(마진)이 상대적으로 좁다. 한편, 내주측 랜드 L로부터 외주측 그루브 G에는, 광학기록층의 막 두께가 얇으므로, 지터를 작게 억제할 수 있는 것 같은 기입파워영역(마진)이 상대적으로 넓다.
상기한 크로스라이트에 관한 상황에 있어서, 상기와 같이 워블에 의한 홈의 벽면의 경사가 완만하게 되는 것을 고려하면, 워블을 형성한 것에 의해 완만하게 된 벽면에서는, 광학기록층의 막 두께가 두껍게 되어 버리기 때문에, 크로스라이트가 생기기 쉽게 된다.
광학기록층은, 상기와 같이 디스크 기판(15)의 홈(15a)의 요철의 오목부(그루브 G의 내주측은 얇고, 오목부(그루브 G)의 외주측은 두껍게 되는 상황으로 되었으므로, 오목부(그루브 G)의 외주측에 워블을 형성하면 보다 막이 두껍게 되어, 외주측 랜드 L로부터 내주측 그루브 G 에의 크로스라이트의 기입파워마진이 점점 좁아져 버리게 된다.
역으로, 오목부(그루브 G)의 내주측에 워블을 형성하면, 오목부(그루브 G)의 내주측 광학기록층의 막이 두껍게 되지만, 이것은 기입파워마진의 원래 넓던 내주측 랜드 L로부터 외주측 그루브 G 에의 크로스라이트의 마진을 좁게 하는 것만으로, 광디스크 전체로서의 기입파워마진을 좁게 하지 않는다.
즉, 디스크 기판의 오목부(그루브)에서 보아 내주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 외주측에 워블을 형성하면, 크로스라이트의 문제가 증대되는 것을 억제할 수 있어, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치로 되어있는 것이 설명된다.
또, 제조프로세스 상의 다른 이유로부터도, 워블에 대해 상기한 배치가 바람직하다는 것이 설명된다.
도 8 (A)는, 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 폴리카보네이트 등의 수지제 기판인 디스크 기판(15)을 형성하는 공정을 나타낸 모식단면도이며, 도 8 (B)는 상기 공정에서 디스크 기판(15)을 스탬퍼(14)로부터 이형할 때의, 도 8 (A) 중 Y3부의 확대도에 상당한다.
예를 들면 압축성형법, 사출 성형법 또는 2P(Photo Polymarization)법 등에 의해, 일반적으로 금속으로 이루어지는 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 폴리카보네이트 등의 수지로 이루어지는 디스크 기판(15)을 형성하고, 냉각하면, 디스크 기판 (15)을 구성하는 수지는 스탬퍼(14)를 구성하는 금속 보다도 선팽창계수가 크기 때문에, 스탬퍼 보다도 직경의 내측으로 줄어드는 크기가 커진다.
이로 인하여, 이형시에는, 도 8 (B)에 도시한 바와 같이, 디스크 기판(15)의 볼록부(랜드 L)의 내주측이 스탬퍼의 볼록부에 걸리도록 하여 스탬퍼(14)로부터 이형되지만, 최후의 접촉면적이보다 작아졌을 때에, 랜드 L의 내주측벽면의 각부 Z에 상당한 응력이 걸려 버려, 변형을 수반하는 드래깅각(dragging angle)이 발생한다.
따라서, 랜드 L의 내주측 벽면은 상기 이유로 손상을 받기 쉽게 되어 있고, 여기에 워블을 형성한 경우에는, 워블신호의 품질이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
역으로, 랜드 L의 외주측 벽면은, 이형시에 손상을 받지도 않기 때문에, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있다.
즉, 디스크 기판의 오목부(그루브)에서 보아 내주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 외주측에 워블을 형성하면, 이형시의 손상에 따른 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있어, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치로 되어있는 것이 설명된다.
상기와 같이, 본 실시예에 관한 광디스크는, 오목부(그루브)에서 보아 디스크 기판의 내주측이며 볼록부(랜드)에서 보아 디스크 기판의 외주측 측벽부는, 디스크 기판의 성형시의 손상을 쉽게 받지 않고, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있고, 또, 크로스라이트의 문제가 증대되는 것을 억제할 수 있어, 랜드·그루브기록포맷 등의 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치가 이루어진 광학 기록 매체로 되어있다.
제2 실시예
본 실시예에 관한 광디스크는, 도 2에 나타낸 제1 실시예와 같이, 디스크 기판, 광학기록층 및 보호층의 적층체를 가지고, 중심부에 개구부를 가지는 대략 원반의 형상을 가지고 있다.
도 9 (A)는 본 실시예에 관한 광디스크의 단면도이다.
두께 D1가 1.1∼1.2mm의 디스크 기판(15)의 한쪽 표면에, 제1 홈(15a1)과, 제1 홈(15a1)보다도 깊은 제2 홈(15a2)이 교대로 형성되어 있으며, 이 면 상에, 예를 들면 유전체막, 기록막, 유전체막, 반사막 등이 이 순서로 적층된 광학기록층(16)이 형성되어 있다. 막구성 및 층수는 기록재료의 종류나 설계에 따라 상이하다.
광학기록층(16)의 상층에 보호층(17)이 형성되어 있다.
상기 광디스크에 있어서, 제1 홈(15a1) 및 제2 홈(15a2)에 따라서 광학기록층(16)은 요철 형상으로 되어 있고, 디스크 기판(15)에서 보아 보호층(17)측에 볼록하게 돌출되어 있는 영역인 랜드 L과, 제1 홈(15a1) 에서의 오목부 영역인 제1 그루브 G1 및 제2 홈(15a2)에서의 오목부 영역인 제2 그루브 G2에 트랙영역이 구분된다. 랜드 L과 제1 그루브 G1 및 제2 그루브 G2의 평탄부의 폭은, 대략 동등하게 형성되어 있다.
본 실시예에서는, 예를 들면 랜드 L 및 그루브(제1 그루브 G1 및 제2 그루브G2중 어느 한쪽이 기록영역으로 사용된다. 양 영역을 기록영역으로 하는 것도 가능하다.
상기와 같이 깊이가 상이한 그루브를 교대로 배치되도록 한 깊이변조기록포맷에서는, 트래킹에러신호의 생성주기를 2배 길게하여 광학한계를 늘려, 고기록 밀도화에 대응할 수 있다.
도 9 (B)는, 상기 광디스크에 있어서, 랜드 L과 그루브(제1 그루브 G1 및 제2 그루브 G2를 구분하는 홈의 형상 및 배치를 나타낸 광디스크의 평면도이며, 도 9 (A)에 나타낸 단면도의 광디스크의 상면도에 상당한다.
깊이가 상이한 2종류의 그루브(제1 그루브 G1 및 제2 그루브 G2)중 보다 얕은 측 그루브인 제1 그루브 G1의 측벽부에, 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 워블 W가 형성되어 있다.
본 실시예의 광디스크는, 제1 실시예에 관한 광디스크와 마찬가지로, 통상의 구성을 가지는 광디스크장치에 의해 기록 또는 재생이 가능하고, 재생시에는, 광학기록층에서 반사된 귀환광이 수광 소자에서 수광되어, 소정의 매트릭스회로 등에 의해, 예를 들면, 비점 수차법에 의한 포커스오차신호나 차동푸쉬풀법에 의한 트래킹오차신호 등의 서보오차신호, RF신호, 또한 디스크회전에 동기한 클록 신호나 어드레스검출 등을 행하기 위한 워블신호 등이 검출된다.
상기한 본 실시예의 광디스크는, 깊이변조기록포맷의 광디스크이지만, 제조프로세스 상의 이유로부터, 워블에 대해 상기한 배치가 바람직하다는 것이 설명된다.
도 10 (A)는, 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 폴리카보네이트 등의 수지제 기판인 디스크 기판(15)을 형성하는 공정을 나타낸 모식단면도이며, 도 10 (B)는 상기 공정에서 디스크 기판(15)을 스탬퍼(14)로부터 이형할 때의, 도 10 (A) 중 Y4부의 확대도에 상당한다.
예를 들면 압축성형법, 사출 성형법 또는 2P(Photo Polymarization)법 등에 의해, 일반적으로 금속으로 이루어지는 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 폴리카보네이트 등의 수지로 이루어지는 디스크 기판(15)을 형성하고, 냉각하면, 디스크 기판(15)을 구성하는 수지는 스탬퍼(14)를 구성하는 금속보다도 선팽창계수가 크기 때문에, 스탬퍼보다도 직경의 내측으로 줄어드는 크기가 커진다.
이로 인하여, 이형시에는, 도 10 (B)에 도시한 바와 같이, 보다 깊은 제2 그루브 G2에 면하는 측에서의 랜드 L의 내주측이 스탬퍼의 볼록부에 걸리도록 하여 스탬퍼(14)로부터 이형되지만, 최후의 접촉면적이 보다 작아졌을 때에, 제2 그루브 G2에 면하는 내주측 벽면의 각부 Z에 상당한 응력이 걸려 버려, 변형을 수반하는 드래깅각이 발생한다.
따라서, 보다 깊은 제2 그루브 G2에 면하는 홈의 벽면은, 상기 이유로 손상을 받기 쉽게 되어 있고, 여기에 워블을 형성한 경우에는, 워블신호의 품질이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
역으로, 보다 얕은 홈의 벽면은, 이형시에 손상을 받지도 않기 때문에, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있다.
상기한 이형시의 손상은, 그루브의 깊이가 깊은 경우, 예를 들면 1OOnm 정도 이상일 때 현저해 지고, 이러한 경우에는 상기와 같이 워블을 배치하는 효과가 커져 온다.
상기와 같이, 본 실시예에 관한 광디스크는, 랜드와 그루브에 트랙영역을 구분하기 위한 깊이가 상이한 복수 종류의 홈을 가지고 있고, 보다 얕은 홈의 측벽부는, 디스크 기판의 성형시의 손상을 쉽게 받지 않고, 여기에 워블을 형성하면 워블신호의 품질 저하를 방지할 수 있고, 깊이변조기록포맷 등의 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 워블에 대해 바람직한 배치가 이루어진 광학 기록 매체로 되어있다.
본 발명은, 상기한 실시예에 한정되지 않는다.
예를 들면, 광학기록층의 층구성은, 실시예에서 설명한 구성에 한정되지 않고, 기록막의 재료 등에 따라서 여러 가지 구조로 할 수 있다.
또, 상 변화형의 광학 기록 매체 외에 광자기기록 매체나, 유기색소재료를 사용한 광디스크매체에도 적용 가능하다.
또, 디스크 기판을 제조하기 위해, 메탈마스터나 마더 등의 복수의 중간적부재를 형성하고 있지만, 1개의 중간적부재를 사용하는 것만으로도 되고, 또는 상기 실시예에서 설명한 이외의 2개 이상의 중간적 부재를 사용하는 것도 가능하다.
기타, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체에 의하면, 랜드·그루브기록포맷 및 깊이변조기록포맷 등, 랜드와 그루브의 경계중 일부에 워블을 가지는 광학 기록 매체에 있어서, 제조프로세스 상, 바람직하게 배치된 워블을 가지는 광학 기록 매체를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 표면에 홈이 형성되며, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판과,
    상기 홈 형성면 상의 상기 디스크 기판 상에 형성되며, 상기 홈에 따른 요철(凹凸) 형상을 가지는 광학기록층과,
    상기 광학기록층 상에 형성된 보호막
    을 포함하고,
    상기 홈을 구성하는 대향하는 한 쌍의 측벽중 상기 오목부에서 보아 상기 디스크 기판의 내주측이며 상기 볼록부에서 보아 상기 디스크 기판의 외주측인 측벽부에는 워블이 형성되어 있는 광학 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 워블은 최소한 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 광학 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부에서의 상기 광학기록층은 모두 기록영역으로 사용되는 광학 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스크 기판은 상기 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역(逆)패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사(轉寫)된 수지제 기판인 광학 기록 매체.
  5. 표면에 깊이가 상이한 복수 종류의 홈이 형성되고, 상기 홈에 의해 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부를 가지는 대략 원반형의 디스크 기판과,
    상기 홈 형성면 상의 상기 디스크 기판 상에 형성되고, 상기 홈에 따른 요철 형상을 가지는 광학기록층과,
    상기 광학기록층 상에 형성된 보호막
    을 포함하고,
    상기 깊이가 상이한 복수 종류의 홈중 보다 얕은 홈의 측벽부에는 워블이 형성되어 있는 광학 기록 매체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 디스크 기판에는 상기 홈으로서 제1 깊이의 제1 홈과, 제1 깊이보다 깊은 제2 깊이의 제2 홈이 형성되어 있고,
    상기 제1 홈의 측벽부에는 상기 워블이 형성되어 있는 광학 기록 매체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 워블은 최소한 클록정보 또는 어드레스정보를 제공하는 광학 기록 매체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 트랙영역마다 구분된 볼록부와 오목부에서의 상기 광학기록층중 어느 한쪽 영역이 기록영역으로 사용되는 광학 기록 매체.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 디스크 기판은 상기 홈에 의해 구분된 볼록부와 오목부의 패턴과 역패턴의 요철을 가지는 스탬퍼로부터 상기 요철 패턴이 전사된 수지제 기판인 광학 기록 매체.
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