KR20080023476A - Manufacturing method of stamper for optical recording medium - Google Patents

Manufacturing method of stamper for optical recording medium Download PDF

Info

Publication number
KR20080023476A
KR20080023476A KR1020060087416A KR20060087416A KR20080023476A KR 20080023476 A KR20080023476 A KR 20080023476A KR 1020060087416 A KR1020060087416 A KR 1020060087416A KR 20060087416 A KR20060087416 A KR 20060087416A KR 20080023476 A KR20080023476 A KR 20080023476A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoresist
phase change
master
laser
substrate
Prior art date
Application number
KR1020060087416A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김진홍
김선희
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020060087416A priority Critical patent/KR20080023476A/en
Publication of KR20080023476A publication Critical patent/KR20080023476A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/263Preparing and using a stamper, e.g. pressing or injection molding substrates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2260/00Recording materials or recording processes
    • G03H2260/14Photoresist

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

A method for manufacturing a stamper for an optical recording medium is provided to increase the density of a master substrate by using a phase change material as a photoresist. A method for manufacturing a stamper for an optical recording medium comprises the steps of: coating a phase change photoresist(42) on a master substrate(41); phase-changing the photoresist by emitting laser; developing the photoresist; depositing a metal layer; and separating the metal layer. The photoresist developing step includes a step of dipping the master substrate in alkali solution selected one of NaOH, KOH, and LiOH.

Description

광 기록 매체용 스탬퍼 제조 방법{Manufacturing method of stamper for optical recording medium}Manufacturing method of stamper for optical recording medium {Manufacturing method of stamper for optical recording medium}

도1은 종래의 광 기록 디스크를 이용하여 정보를 기록하고 재생하는 방식을 나타낸다. 1 shows a method of recording and reproducing information using a conventional optical recording disc.

도2는 상변화 물질에 레이저를 조사하였을때 결정질과 비결정질 간의 상변화 상태를 나타낸다.2 shows a phase change state between crystalline and amorphous phase when the phase change material is irradiated with a laser.

도3은 종래의 광모드에 의한 패터닝과 본 발명에 따른 열모드에 의한 패턴 형성시의 차이점을 나타낸다.3 shows the difference in patterning in the conventional optical mode and pattern formation in the thermal mode according to the present invention.

도4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 열 모드에 의한 마스터 디스크 제조 방법을 나타낸다.4A to 4D show a method of manufacturing a master disc in the thermal mode according to the present invention.

도5a 및 도5b는 패터닝된 마스터 기판으로부터 스탬퍼(45)를 형성하는 방법을 나타낸다.5A and 5B illustrate a method of forming a stamper 45 from a patterned master substrate.

※도면의 주요 부분에 대한 설명※※ Description of main part of drawing ※

31 : 대물렌즈 32 : 기록층31: objective lens 32: recording layer

33 : 기판 34,35 : 그래프33: substrate 34,35: graph

36,37 : 스폿36,37: spot

41 : 마스터 기판 42 : 무기 포토레지스트41: master substrate 42: inorganic photoresist

43 : 패턴 44 : 무전해 도금층43 pattern 44 electroless plating layer

45 : 도금층45: plating layer

본 발명은 광 기록 매체의 제조에 사용되는 마스터 디스크 및 스탬퍼 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 고밀도 광 기록 매체의 제조에 사용되는 마스터 모드의 패턴 형성시에 상변화 물질을 포토레지스트로 사용함으로써, 빛에 의한 노광이 아닌 열에 의한 노광으로 보다 정교한 패턴을 갖는 마스터 디스크 및 스탬퍼 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a master disc and a stamper manufacturing method for use in the manufacture of an optical recording medium. More specifically, the present invention uses a phase change material as a photoresist in the pattern formation of the master mode used in the manufacture of a high density optical recording medium, thereby providing a master disc having a more sophisticated pattern by exposure by heat instead of exposure by light. And a stamper manufacturing method.

본 발명은 기존의 25 GByte/disc 정도의 용량까지 구현이 가능한 LBR(Laser Beam Recorder)을 이용하여, 근접장 기록 방식에까지 적용이 가능한 100 GB/disc 용량을 구현할 수 있는 마스터 디스크 및 스탬퍼 제조 방법에 관한 것으로서, 무기(inorganic) 포토 레지스트를 이용하여 마스터 디스크를 패터닝한다.The present invention relates to a method for manufacturing a master disk and a stamper capable of implementing a 100 GB / disc capacity applicable to a near field recording method by using a laser beam recorder (LBR) capable of implementing a capacity of about 25 GByte / disc. As such, the master disk is patterned using an inorganic photoresist.

최근 고밀도 기록 매체에 대한 요구에 힘입어, 근접장 기록(Near-field re 방식, 수퍼 렌즈(Super-RENS) 방식 등 차세대 기록 방식이 연구되고 있다. 이러한 기록 매체의 제조에 있어서는, 최종적으로 광 디스크에 형성될 패턴을 담고 있는 마스터 디스크가 존재하고, 마스터 디스크로부터 스탬퍼를 제조하며, 이 스탬퍼를 이용하여 디스크 기판을 사출성형하여, 광 기록 디스크를 얻게 된다. 여기에, 기록층 및 보호층을 코팅하므로써 최종적인 광 기록 디스크를 얻게 되는 것이다.Recently, with the demand for high-density recording media, next-generation recording systems such as the near-field recording method and the super-RENS method have been studied. There is a master disk containing the pattern to be formed, a stamper is produced from the master disk, and the disk substrate is injection molded using the stamper to obtain an optical recording disk, by coating the recording layer and the protective layer. You will get the final optical recording disc.

종래의 마스터 디스크는 다음과 같은 공정을 통해 제조된다. The conventional master disk is manufactured through the following process.

유리판 또는 폴리 카보네이트 재질의 원형 기판에, 커플링제를 도포한 후 포토레지스트를 적당한 두께로 균일하게 도포한다.After the coupling agent is applied to the glass substrate or the circular substrate made of polycarbonate, the photoresist is uniformly applied to an appropriate thickness.

포토레지스트가 코팅된 원반 표면에 레이저를 집광하여 패터닝을 한다. 이 과정에는 LBR(Laser Beam Recorder)이라는 장치를 이용하여 패터닝을 하게 되는데, 이때 이용하는 레이저 파장과 광학계의 개구수(Numerical Aperture)에 의해 광디스크의 밀도가 결정된다. 즉 패터닝되는 패턴의 크기가 결정된다.The laser is focused and patterned on the surface of the photoresist-coated disk. In this process, patterning is performed using a device called a laser beam recorder (LBR). The density of the optical disk is determined by the laser wavelength and the numerical aperture of the optical system. That is, the size of the pattern to be patterned is determined.

패터닝된 원반 위에 현상액을 가하여 노광된 부분을 현상시키면 마스터 디스크의 패터닝이 완성된다.The development of the exposed portion by applying a developer onto the patterned disc completes the patterning of the master disc.

패터닝이 완료된 마스터 디스크의 표면에 무전해도금 방식으로 얇은 금속막을 형성한다. 그리고 나서, 무전해 도금이 되어있는 마스터 디스크 원반을 황산니켈 도금조에 넣어 전기도금법에 의해 니켈 도금층을 성장시킨다. A thin metal film is formed on the surface of the patterned master disk by electroless plating. Then, the master disk disc with electroless plating is placed in a nickel sulfate plating bath to grow a nickel plating layer by an electroplating method.

니켈 도금층을 마스터 디스크로부터 분리시키면 스탬퍼가 완성된다. 스탬퍼에 보호막을 도포하고, 사출성형에 필요한 내외경을 뚫고, 사출성형 공정을 통해 최종적인 광 기록 디스크를 제조하게 된다. The stamper is completed by separating the nickel plating layer from the master disk. The protective film is applied to the stamper, the inner and outer diameters required for injection molding are cut, and the final optical recording disc is manufactured through the injection molding process.

한편, 도1은 최종적으로 제작한 광 기록 디스크를 이용하여 정보를 기록하고 재생하는 방식을 나타낸다. 광 기록 디스크는 유리 또는 실리콘 기판(11) 위에 기록층(12)이 형성되어 있고, 그 위에 기록층(12)을 보호하기 위한 커버층(13)을 형성하여 구성된다. On the other hand, Fig. 1 shows a method of recording and reproducing information by using the optical recording disc finally produced. The optical recording disc is formed by forming a recording layer 12 on a glass or silicon substrate 11 and forming a cover layer 13 on the recording layer 12 to protect the recording layer 12 thereon.

파장이 405 nm 인 청색 레이저 광을 NA 0.85 를 갖는 대물 렌즈(14)를 이용하여 집속시키고, 이 레이저 광은 먼저 커버층(13)을 투과한 후 기록층(12)에 도달하게 된다. Blue laser light having a wavelength of 405 nm is focused using the objective lens 14 having NA 0.85, which first passes through the cover layer 13 and then reaches the recording layer 12.

종래 기술에 의한 광 기록 디스크의 경우 기록 밀도는 집속된 레이저 광의 크기와 관계 있는데, 레이저 광의 회절을 고려하였을 때 광원의 파장 와 사용 렌즈의 NA 에 의해 결정된다. 레일리(Rayleigh) 회절 한계에 의하면 집속된 레이저 광의 직경 D 는,In the case of the optical recording disk according to the prior art, the recording density is related to the size of the focused laser light, which is determined by the wavelength of the light source and the NA of the lens used in consideration of the diffraction of the laser light. According to the Rayleigh diffraction limit, the diameter D of the focused laser light is

Figure 112006065448726-PAT00001
Figure 112006065448726-PAT00001

이나, 실제 이용할 수 있는 한계는 가우시안(Gaussian) 강도 분포를 갖는 레이저 광의 반치폭 (Full Width at Half Maximum)에 해당되는 계수인 0.61 로 볼 수 있다. 따라서 패턴 사이즈의 감소에 의한 기록 밀도를 높이기 위해서는 레이저의 파장을 감소시키거나 렌즈의 NA를 증가시키면 되나, 레이저 파장 감소에는 한계가 있고 NA의 증가는 서보 제어의 어려움과 수차의 증가를 동반한다. However, the practically available limit may be regarded as 0.61, which is a coefficient corresponding to a full width at half maximum of a laser light having a Gaussian intensity distribution. Therefore, in order to increase the recording density by reducing the pattern size, the wavelength of the laser may be reduced or the NA of the lens may be increased. However, there is a limit in the reduction of the laser wavelength, and the increase of NA is accompanied by difficulty in servo control and increase in aberration.

현재 청색 파장과 NA 0.85인 광학계를 이용하여 실질적으로 얻을 수 있는 최소 마크의 크기는 직경이 150 nm 정도이고 밀도는 평방인치당 18 Giga bit, 디스크 1장 전체의 용량은 25 GByte 이다.The smallest mark that can be practically obtained using a blue wavelength and an optical system of NA 0.85 is about 150 nm in diameter, has a density of 18 Gigabits per square inch, and the total capacity of one disk is 25 GBytes.

광 디스크의 용량은 이를 제조하기 위한 마스터 디스크의 용량과 동일하며, 용량이 높은 광 기록 디스크를 제조하기 위해서는 마스터 디스크의 용량도 높아야 한다. 마스터 디스크를 제작할 때, 상술한 바와 같은 종래 기술을 사용할 경우, 현재까지 LBR에서 이용할 수 있는 가장 짧은 레이저 파장은 Deep UV 로 대략 250 nm 정도이고, 이러한 레이저를 이용하여 패터닝하더라도 얻을 수 있는 최대 용량은 최종 제품인 광 디스크와 마찬가지로 25 GByte/disc 이다. The capacity of the optical disc is the same as that of the master disc for manufacturing it, and in order to manufacture a high capacity optical recording disc, the capacity of the master disc must also be high. When manufacturing the master disc, using the conventional technique as described above, the shortest laser wavelength available in LBR so far is about 250 nm in Deep UV, and the maximum capacity that can be obtained even by patterning with such a laser is As with the final product, the optical disc is 25 GByte / disc.

최대 용량의 한계가 존재하는 가장 기본적인 원인은 레이저의 파장으로 볼 수도 있겠으나 실질적인 원인은 유기계 포토레지스트(포토레지스트)에 UV 레이저가 조사될 때 포토레지스트의 반응이 광자 모드(Photon mode)에 의한 반응이기 때문이라고 볼 수 있다.The most basic cause of the maximum capacity limit may be viewed as the wavelength of the laser, but the actual cause is that the photoresist reaction is caused by the photon mode when UV laser is irradiated to the organic photoresist (photoresist). This is because.

즉, ,현상 후 패턴을 형성하게 되면, 레이저 빔이 조사되어 광이 도달한 전 영역에서 패턴이 형성되기 때문에, 패턴의 크기를 줄이는데 한계가 있다. 따라서, 종래 방식과 같이 LBR을 이용하는 방식으로는 25 GByte 이상의 용량을 달성하는데 한계가 있다. 또한 디스크 제작후 기록/재생 과정도 도1과 같은 종래의 광학계로는 25 GByte가 한계이다.That is, when the pattern is formed after development, since the pattern is formed in the entire area where the laser beam is irradiated and the light reaches, there is a limit in reducing the size of the pattern. Therefore, there is a limit to achieving a capacity of 25 GByte or more in the method using the LBR as in the conventional method. In addition, the recording / reproducing process after disc production is limited to 25 GByte in the conventional optical system as shown in FIG.

따라서 25 GByte 이상의 용량을 갖는 디스크 제작을 위해서는 보다 큰 용량을 갖는 마스터 디스크가 요구되고, 이를 위해서는 새로운 방식의 마스터 디스크 제조 방법이 요구된다.Therefore, in order to manufacture a disk having a capacity of 25 GByte or more, a master disk having a larger capacity is required, and for this, a new method of manufacturing a master disk is required.

본 발명은 보다 정밀한 레이저 스폿을 이용하여 고밀도 마스터 기판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method capable of manufacturing a high density master substrate using a more precise laser spot.

또한, 본 발명의 마스터 기판 제조 방법은 최근의 근접장 기록 방식 등의 새로운 기록 방식과 결합되어 보다 고밀도의 디스크를 제조할 수 있는 마스터 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the master substrate manufacturing method of the present invention aims to provide a master manufacturing method that can be combined with a new recording method such as the recent near field recording method to produce a higher density disk.

본 발명의 일 실시예에 따른 마스터 패터닝 방법은, 마스터 기판에 상변화 포토 레지스트를 도포하는 단계; 레이저를 조사하여 상기 포토 레지스트를 상변화시키는 단계; 및 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The master patterning method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of applying a phase change photo resist to the master substrate; Irradiating a laser to phase change the photoresist; And developing the photoresist.

본 발명의 일 실시예에 따른 스탬퍼 제조 방법은, 마스터 기판에 상변화 포토 레지스트를 도포하는 단계; 레이저를 조사하여 상기 포토 레지스트를 상변화 시키는 단계; 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계; 금속층을 증착하는 단계; 및 상기 금속층을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Stamper manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the step of applying a phase change photo resist to the master substrate; Irradiating a laser to phase change the photoresist; Developing the photoresist; Depositing a metal layer; And separating the metal layer.

본 발명에 따른 마스터 기판은, 원형 기판; 및 상기 기판 상에 도포된 상변화 포토 레지스트를 포함하는 것을 특징으로 한다.Master substrate according to the present invention, a circular substrate; And a phase change photoresist applied on the substrate.

이하 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도2는 상변화 물질에 레이저를 조사하였을때 결정질과 비결정질 간의 상변화 상태를 나타낸다.2 shows a phase change state between crystalline and amorphous phase when the phase change material is irradiated with a laser.

이러한 상변화 물질을 디스크의 기록층에 적용한 소위 상변화(phase change) 디스크에서는, 기록층에 레이저를 조사하여, 레이저가 조사되는 부분은 결정질 상태(crystallin)에서 비결정질 상태(amorphous)로, 또는 그 반대로 상변화를 일으키게 되고, 상변화가 일어난 부분과 그렇지 않은 부분이 각각 '0'과 '1'을 나타내어 데이터를 기록하게 된다.In a so-called phase change disk in which such a phase change material is applied to the recording layer of the disk, the recording layer is irradiated with a laser so that the portion to which the laser is irradiated is crystalline from amorphous to amorphous, or On the contrary, the phase change occurs, and the portion where the phase change has occurred and the portion where the phase change has not occurred represent '0' and '1', respectively, to record data.

상변화 물질의 경우, 도2와 같이 원자배열 형태에 따라 상 (Phase) 이 결정된다. 원자들이 각 격자점에 위치하여 고체 전체가 낮은 에너지 상태를 유지할 때를 결정질(crystalline) 상이라 하고, 용융후 급냉하여 원자들이 각 격자점에 들어가지 못한 상황을 유지하여 전체적으로 에너지 최소 에너지를 유지하지 못할 때는 비결정질(amorphous) 상이라 한다. In the case of a phase change material, a phase is determined according to an atomic arrangement form as shown in FIG. 2. The crystalline phase is when the atoms are located at each lattice point and the entire solid is in a low energy state.Then, after melting, it is quenched to keep the atoms from entering each lattice point. If not, it is called an amorphous phase.

결정질, 비결정질 간의 상변화는 가해지는 온도 및 가열 또는 냉각 시간에 따라 발생하게 된다. 즉, 결정질 상의 고체에 고온의 레이저 빔으로 약 600℃ 이상으로 용융시킨후 급냉시키면 비결정질이 되고, 결정질의 고체에 결정온도, 약 200℃ 이상의 온도로 결정에 필요한 시간이상 가열하면 결정질이 되는 것이다.Phase change between crystalline and amorphous occurs depending on the temperature applied and the heating or cooling time. In other words, when the crystalline solid is melted at a temperature of about 600 ° C. or higher with a high-temperature laser beam and quenched, it becomes amorphous. When the solid is heated at a crystal temperature at a temperature of about 200 ° C. or more, the crystal becomes crystalline.

본 발명에서는 종래의 감광성 유기 포토레지스트에 레이저를 조사하여 패터닝을 수행하는 광 모드(Photon mode)에 의한 마스터링 공정과는 달리, 공정에 따라 상변화를 일으키는 물질인 무기(Inorganic) 포토레지스트를 이용하고, 무기 포토레 지스트에 레이저를 조사하여 상변화를 통해 패턴을 형성하는 열 모드(Thermal mode)에 의해 마스터링을 수행하게 된다. In the present invention, unlike the mastering process by the photon mode in which the photosensitive organic photoresist is irradiated with a laser to perform patterning, an inorganic photoresist, which is a material causing a phase change according to the process, is used. In addition, the laser is irradiated to the inorganic photoresist to perform mastering in a thermal mode in which a pattern is formed through phase change.

도3은 종래의 광모드에 의한 패터닝과 본 발명에 따른 열모드에 의한 패턴 형성시의 차이점을 나타낸다.3 shows the difference in patterning in the conventional optical mode and pattern formation in the thermal mode according to the present invention.

마스터 디스크는 실리콘 또는 유리 기판(33)과 그 위에 도포된 기록층(32)으로 구성된다. 레이저가 대물 렌즈(31)를 통과하여, 기록층(32) 표면에 초점이 모아지고, 레이저가 조사된 기록층(32)의 부분은 결정질에서 비결정질로, 또는 그 반대로 상변화가 발생되어 패턴을 형성하게 된다. 즉, 기록층(32)을 결정질 상태로 도포하느냐, 또는 비결정질 상태로 도포하느냐에 따라, 패턴을 구성하는 결정의 상태가 달라질 수 있다.The master disc is composed of a silicon or glass substrate 33 and a recording layer 32 applied thereon. The laser passes through the objective lens 31, focuses on the surface of the recording layer 32, and the portion of the recording layer 32 to which the laser is irradiated produces a phase change from crystalline to amorphous or vice versa. To form. That is, depending on whether the recording layer 32 is applied in a crystalline state or in an amorphous state, the state of the crystal constituting the pattern may vary.

도3에 도시된 바와 같이, 그래프(34)는 레이저 광을 유기 포토레지스트에 조사했을때, 즉 광모드에서의 온도 프로파일을 나타내고, 그래프(35)는 레이저 광을 상변화 무기 포토레지스트에 조사했을때, 즉 열 모드에서의 온도 프로파일을 나타낸다. 유기 포토레지스트 또는 무기 포토레지스트에 소정 온도 프로파일 이상이 되는 영역에 스폿(37)이 형성된다. As shown in Fig. 3, the graph 34 shows the temperature profile in the light mode when the laser light is irradiated to the organic photoresist, and the graph 35 shows the laser light to the phase change inorganic photoresist. That is, the temperature profile in thermal mode. The spot 37 is formed in the area | region which becomes more than predetermined temperature profile in an organic photoresist or an inorganic photoresist.

조사되는 레이저의 광에 의해 유기 포토레지스트를 감광시켜 패턴을 형성하게 되는 영역은 그래프(34)와 같이 상대적으로 보다 넓은 영역에 걸쳐 분포하고, 열에 의해 패터닝될 때의 온도 프로파일은 그래프(35)와 같이 보다 좁은 영역에 걸쳐 분포된다. The area where the organic photoresist is exposed to form a pattern by irradiating the laser light is distributed over a relatively wider area as shown in graph 34, and the temperature profile when patterned by heat is compared with the graph 35. Likewise distributed over a narrower area.

따라서, 광 모드에 의해 형성되는 스폿(37)의 크기는 열 모드에 의해 형성되는 스폿(36)의 크기보다 커지게 되며, 따라서 열 모드에 의해 형성할 수 있는 작은 스폿으로 마스터 디스크를 패터닝 하게 되면, 마스터 디스크에 더 작은 피트(pit) 또는 그루브(groove)를 패터닝할 수 있고, 더 정밀하게 마스터 디스크를 패터닝할 수 있다.Therefore, the size of the spot 37 formed by the optical mode becomes larger than the size of the spot 36 formed by the thermal mode, and thus patterning the master disk into small spots that can be formed by the thermal mode. In this way, smaller pit or grooves can be patterned on the master disk, and the master disk can be patterned more precisely.

본 발명에 따른 열 모드에 의한 패터닝을 위해서는 종래의 감광성 포토레지스트 대신, 적절한 임계 온도에 의해 상변화를 일으키는 무기 포토레지스트를 사용한다. 바람직하게는, 무기 포토레지스트로는 GeSbTe 와 같은 상변화 물질을 이용할 수 있다. 상변화 물질은 무기 포토레지스트에 한정되지 않고 레이저에 의해 상변화를 일으킬 수 있고 적절한 특성을 갖는 물질이라면 어느 것이든 사용될 수 있다.For patterning by the thermal mode according to the present invention, instead of the conventional photosensitive photoresist, an inorganic photoresist which causes a phase change by an appropriate threshold temperature is used. Preferably, a phase change material such as GeSbTe may be used as the inorganic photoresist. The phase change material is not limited to the inorganic photoresist and may be used as long as it can cause phase change by a laser and has a proper property.

도4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 열 모드에 의한 마스터 디스크 제조 방법을 나타낸다.4A to 4D show a method of manufacturing a master disc in the thermal mode according to the present invention.

도4a와 같이, 마스터 기판(41)에 상변화가 가능한 무기 포토레지스트(42)을 도포한다. 무기 포토레지스트(42)로는 GeSbTe와 같은 상변화 물질을 이용할 수 있다. 마스터 기판(41)으로는 실리콘, 폴리 카보네이트 또는 유기 기판을 사용할 수 있다. As shown in FIG. 4A, an inorganic photoresist 42 capable of phase change is applied to the master substrate 41. As the inorganic photoresist 42, a phase change material such as GeSbTe may be used. As the master substrate 41, silicon, polycarbonate, or an organic substrate may be used.

도4b와 같이, 패터닝하고자 하는 부분의 무기 포토레지스트(42)에 레이저를 조사하여 상변화 시킨다. 무기 포토레지스트(42)로 GeSbTe을 사용하고, 결정질 상 태로 도포하는 경우는, 레이저를 패터닝하고자 하는 부분에 조사하여 약 600℃ 이상으로 용융시킨후 급냉시킴으로써 비결정질 상태로 변화시켜서 패턴을 형성한다. 무기 포토레지스트(42)로 GeSbTe을 사용하고, 비결정질 상태로 도포하는 경우는 레이저를 패터닝하고자 하는 부분에 조사하여 약 200℃ 이상의 온도로 결정에 필요한 시간이상 가열하면 결정질 상태로 변화시키서 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 4B, the inorganic photoresist 42 of the portion to be patterned is irradiated with a laser to change phase. When GeSbTe is used as the inorganic photoresist 42 and coated in a crystalline state, the laser is irradiated to a portion to be patterned, melted at about 600 ° C. or more, and then quenched to change to an amorphous state to form a pattern. In the case where GeSbTe is used as the inorganic photoresist 42 and coated in an amorphous state, the laser is irradiated to a portion to be patterned, and when heated at a temperature of about 200 ° C. or more for a time necessary for crystallization, the pattern is changed to a crystalline state to form a pattern. do.

이하 실시예에서는 무기 포토레지스트(42)을 비결정 상태로 도포하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이 경우 도4b와 같이, 패터닝하고자 하는 부분에 레이저를 조사하면 패턴(43)은 결정질 상태가 된다. In the following embodiment, a case where the inorganic photoresist 42 is applied in an amorphous state will be described as an example. In this case, as shown in FIG. 4B, when the laser is irradiated to the portion to be patterned, the pattern 43 is in a crystalline state.

그리고 나서, 기판을 알칼리성 현상액에 담그면 도4c와 같이, 결정 상태인 패턴(43) 부분은 날아가고, 비결정 상태의 부분만 남아 마스터 기판의 패턴을 구성하게 된다. 이 경우는 레이저가 조사된 부분만 제거되는 경우로서, 최종 디스크에 형성하고자 하는 패턴의 음각 패턴이 된다.Subsequently, when the substrate is immersed in the alkaline developer, as shown in Fig. 4C, the portion of the pattern 43 in the crystalline state is blown away, leaving only the portion in the amorphous state to form the pattern of the master substrate. In this case, only the portion irradiated with the laser is removed, which is an intaglio pattern of a pattern to be formed on the final disk.

무기 포토레지스트(42)을 결정 상태로 도포하는 경우는 레이저가 조사된 부분만 남게 되어 최종 디스크에 형성하고자 하는 패턴과 동일한 패턴이 마스터 기판(41)에 형성된다. When the inorganic photoresist 42 is applied in a crystalline state, only the portion to which the laser is irradiated remains, so that a pattern identical to the pattern to be formed on the final disk is formed on the master substrate 41.

이 때 현상에 이용되는 현상액으로는 알칼리 용액을 이용하게 되는데, 예를 들면 NaOH, KOH, LiOH 등이 이용될 수 있다. 이 중 NaOH 의 경우 특정 농도에서 가장 적합한 선택도(selectivity)를 얻을 수 있다.At this time, an alkaline solution is used as the developer used for development, for example, NaOH, KOH, LiOH, or the like may be used. Among them, NaOH can obtain the most suitable selectivity at a specific concentration.

현상의 선택도는 같은 현상액 내에서 비정질과 결정질간의 에칭되는 정도의 차를 말하는 것으로서, 레이저로 패턴에 해당하는 부분을 상변화 시킨 후 현상할 때, 현상 이후 현상되어 제거되는 부분(43) 즉 결정질 부분의 깊이를 통해 확인할 수 있다.The selectivity of development refers to the difference in the degree of etching between amorphous and crystalline in the same developer, and when developing after phase change of the part corresponding to the pattern with a laser, the portion 43 that is developed and removed after development, that is, crystalline This can be seen through the depth of the part.

선택도는 현상액의 농도에 따라서 달라질 수 있다. 도6a 내지 도6c는 3가지의 NaOH 농도에 대해 시간에 따른 결정질 및 비결정질 상태의 상변화 무기 포토레지스트의 투과도 변화를 나타낸다. 즉, 현상 정도에 따라 투과도의 변화가 다르게 될 것이고, 특히 비정질과 결정질의 투과도 차이가 선택도를 직접적으로 나타낸다. The selectivity may vary depending on the concentration of the developer. 6A-6C show the change in permeability of phase change inorganic photoresist in crystalline and amorphous states over time for three NaOH concentrations. That is, the change in transmittance will vary according to the degree of development, and in particular, the difference in permeability between amorphous and crystalline directly indicates the selectivity.

초기 상변화 무기 포토레지스트 의 두께는 50 nm 이다. 도6a 내지 6c는 각각 NaOH의 농도가 0.4%, 1%, 그리고 4% 일때, 시간에 따른 투과도의 변화를 나타낸다. The initial phase change inorganic photoresist is 50 nm thick. 6A-6C show the change in permeability over time when the concentration of NaOH is 0.4%, 1%, and 4%, respectively.

도6a의 0.4% 경우는 에칭이 시작되는 듯이 보이기는 하나, 에칭속도가 너무 느려 좋지않다. 도6c의 4% 경우는 현상 속도의 문제는 보이지 않으나, 시간이 지남에 따라 비결정질 상태의 포토레지스트도 현상되면서 투과도의 변화가 생긴다.In the case of 0.4% of Fig. 6A, the etching seems to start, but the etching rate is too slow, which is not good. In the case of 4% of FIG. 6C, the problem of development speed is not seen, but as time passes, the photoresist in the amorphous state is also developed, resulting in a change in transmittance.

한편, 도6b의 1% 농도일 때는 현상 속도도 실제 공정에 적용 가능할 뿐만 아니라, 비결정질의 투과도에도 거의 변화가 없음을 알 수 있다. On the other hand, when the concentration is 1% in Fig. 6B, the development speed is not only applicable to the actual process, but it can be seen that there is almost no change in the amorphous transmittance.

본 발명의 실시예에서 상변화 무기 포토레지스트(42)로 GeSbTe를 사용하는 경우, 그 현상액으로는 NaOH를 사용하는 것이 바람직하고, 그 농도는 바람직하게는 0.5~3%, 더욱 바람직하게는 약 1% 이다.In the embodiment of the present invention, when GeSbTe is used as the phase change inorganic photoresist 42, NaOH is preferably used as the developer, and the concentration thereof is preferably 0.5 to 3%, more preferably about 1 % to be.

보다 바람직하게는, 상변화 무기 포토레지스트(42)을 현상액에 디핑할 때, 초음파를 함께 가해준다. 초음파를 가해줌으로써 현상의 선택도를 30%이상 향상시킬 수 있다.More preferably, when the phase change inorganic photoresist 42 is dipped in the developer, ultrasonic waves are applied together. By applying ultrasound, the selectivity of the phenomenon can be improved by 30% or more.

도5a 및 도5b는 패터닝된 마스터 기판으로부터 스탬퍼(45)를 형성하는 방법을 나타낸다.5A and 5B illustrate a method of forming a stamper 45 from a patterned master substrate.

도5a와 같이, 도4c의 마스터 기판에 무전해도금 방식으로 얇은 무전해 도금층(44)을 형성하고, 무전해 도금이 되어있는 마스터 기판을 황산니켈 도금조에 넣어 전기도금법에 의해 도금층, 예컨대 니켈 도금층(45)을 성장시킨다. 그리고 나서, 도5b와 같이 니켈 도금층(45)을 마스터 디스크로부터 분리시키면 스탬퍼가 된다. As shown in Fig. 5A, a thin electroless plating layer 44 is formed on the master substrate of Fig. 4C by electroless plating, and the electroless plating is carried out by placing a master substrate on which electroless plating is carried out in a nickel sulfate plating bath. Grow 45. Then, as shown in Fig. 5B, when the nickel plating layer 45 is separated from the master disk, it becomes a stamper.

이후에, 스탬퍼에 보호막을 도포하고, 사출성형에 필요한 내외경을 뚫고, 사출성형 공정을 통해 최종적인 광 기록 디스크를 제조하게 된다. Thereafter, a protective film is applied to the stamper, the inner and outer diameters required for injection molding are punched out, and a final optical recording disc is manufactured through the injection molding process.

본 발명의 마스터 기판 제조 방법에 따르면 보다 정밀한 레이저 스폿을 이용하여 고밀도 마스터 기판을 제조할 수 있다. According to the master substrate manufacturing method of the present invention it is possible to manufacture a high density master substrate using a more precise laser spot.

본 발명의 마스터 기판 제조 방법은 근접장 기록 방식 중 하나인 SIL(Solid Immersion Lens)을 이용한 광학계용 디스크를 제조하는 데에도 적용되어 보다 고용량의 디스크 기판의 제조에 적용될 수 있다.The method of manufacturing a master substrate of the present invention is also applied to manufacturing a disk for an optical system using SIL (Solid Immersion Lens), which is one of near field recording methods, and thus can be applied to manufacturing a disk substrate of higher capacity.

Claims (12)

마스터 기판에 상변화 포토 레지스트를 도포하는 단계;Applying a phase change photo resist to the master substrate; 레이저를 조사하여 상기 포토 레지스트를 상변화시키는 단계; 및Irradiating a laser to phase change the photoresist; And 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계;Developing the photoresist; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 패터닝 방법.Master patterning method comprising a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계는,Developing the photoresist, 상기 기판을 알칼리 용액에 디핑(dipping)시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 패터닝 방법.And dipping the substrate into an alkaline solution. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 알칼리 용액은, NaOH, KOH, LiOH 용액 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마스터 패터닝 방법.The alkali solution is a master patterning method, characterized in that any one of NaOH, KOH, LiOH solution. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 NaOH의 농도는 0.5 내지 3%인 것을 특징으로 하는 마스터 패터닝 방법.The concentration of NaOH is a master patterning method, characterized in that 0.5 to 3%. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계는,Developing the photoresist, 상기 현상시에 초음파를 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 패터닝 방법.And applying an ultrasonic wave during the development. 마스터 기판에 상변화 포토 레지스트를 도포하는 단계;Applying a phase change photo resist to the master substrate; 레이저를 조사하여 상기 포토 레지스트를 상변화 시키는 단계; Irradiating a laser to phase change the photoresist; 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계;Developing the photoresist; 금속층을 증착하는 단계; 및Depositing a metal layer; And 상기 금속층을 분리하는 단계; Separating the metal layer; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.Stamper manufacturing method comprising a. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계는,Developing the photoresist, 상기 기판을 알칼리 용액에 디핑시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.And dipping the substrate in an alkaline solution. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 알칼리 용액은, NaOH, KOH, LiOH 용액 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.The alkali solution is a stamper manufacturing method, characterized in that any one of NaOH, KOH, LiOH solution. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 NaOH의 농도는 0.5 내지 3%인 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.The concentration of NaOH is a stamper manufacturing method, characterized in that 0.5 to 3%. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 포토 레지스트를 현상하는 단계는,Developing the photoresist, 상기 현상시에 초음파를 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.Stamper manufacturing method characterized in that it further comprises the step of applying ultrasonic waves during the development. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 금속층을 증착하는 단계는,Depositing the metal layer, 무전해 도금하는 단계; 및Electroless plating; And 전해 도금으로 상기 무전해 도금층을 성장시키는 단계;Growing the electroless plating layer by electroplating; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 제조 방법.Stamper manufacturing method comprising a. 원형 기판; 및Circular substrates; And 상기 기판 상에 도포된 상변화 포토 레지스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 기판.And a phase change photoresist applied on said substrate.
KR1020060087416A 2006-09-11 2006-09-11 Manufacturing method of stamper for optical recording medium KR20080023476A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060087416A KR20080023476A (en) 2006-09-11 2006-09-11 Manufacturing method of stamper for optical recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060087416A KR20080023476A (en) 2006-09-11 2006-09-11 Manufacturing method of stamper for optical recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080023476A true KR20080023476A (en) 2008-03-14

Family

ID=39397009

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060087416A KR20080023476A (en) 2006-09-11 2006-09-11 Manufacturing method of stamper for optical recording medium

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080023476A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1749298B1 (en) Process for producing stamper of multi-valued rom disc, apparatus for producing the same, and resulting disc
JP2007533064A (en) Optical master substrate having mask layer and method for manufacturing high-density relief structure
JP4645721B2 (en) Master production method, optical disc production method
JP2007532355A (en) Optical main substrate and method for producing high-density relief structures
KR20070057918A (en) Replication of a high-density relief structure
JP4101736B2 (en) Master, stamper, optical recording medium, and ROM disk manufacturing method
US20060290018A1 (en) Process for produicng stamper for direct mastering, and stamper produced by such process and optical disc
CA2584093A1 (en) Method of writing data on a master substrate for optical recording
Meinders et al. Phase-transition mastering of high-density optical media
WO2006045332A1 (en) Mastering process with phase-change materials
KR20080023476A (en) Manufacturing method of stamper for optical recording medium
US8518512B2 (en) Production method for optical disc master, optical disc master, stamper, and optical disc
KR20080023477A (en) Master disk for manufacturing optical disks and manufacuturing method of the same
JP4093938B2 (en) Method for producing master of optical information recording medium, pattern forming method, and resist
JP2007265593A (en) Optical disk, optical disk substrate, optical master disk and manufacturing method thereof
JP2008226287A (en) Stamper for optical disk and its manufacturing method
JP4532562B2 (en) Method for manufacturing master substrate and high-density concavo-convex structure
JP2003323748A (en) Metal die stamper for ultra-resolution optical disk and its manufacturing method
JP2007172724A (en) Method for manufacturing stamper
JP2009026393A (en) Method for manufacturing optical disk stamper
JP2006004587A (en) Method for forming pit pattern, read-only optical disk master disk, method for manufacturing read-only optical disk stamper, read-only optical disk stamper, and read-only optical disk substrate
JPH0660440A (en) Production of stamper for optical disk
JPH0264942A (en) Production of glass master disk
JP2005092902A (en) Method for initializing multilayer recording layer type optical recording medium
JP2009266319A (en) Master recording apparatus, master recording method, master for stamper containing heat-sensitive resist material, and method of forming film of heat-sensitive resist material

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination