KR100962743B1 - 광학 기록 매체 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

광투과층을 통해서 빛을 조사하는 광디스크에 있어서, 캐릭터의 시인을 용이하게 할 수 있는 광학 기록 매체 및 그 제조 방법을 제공한다. 광투과성의 보호층을 통해서 광학 기록층에 빛을 조사하는 타입의 대용량화에 대응한 광디스크에 있어서, 매체 기판(15)의 한 주면이 신호부 SG와 캐릭터부 CA로 구분되어 있고, 신호부 SG에서 신호부용 요철 형상(15p)이 형성되고, 또한, 캐릭터부 CA에서 캐릭터부용 요철 형상(15p)이 형성되어 있고, 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하이다. 여기서, 캐릭터부 CA에서, 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 매체 기판(15)측(Y 방향)으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있는 구성으로 한다.
Figure 112003046890880-pct00001
광투과층, 광디스크, 캐릭터, 보호층, 요철 형상, 윤곽, 정자, 역자, 매체 기판

Description

광학 기록 매체 및 그 제조 방법{OPTICAL RECORDING MEDIUM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은, 광학 기록 매체(이하 광디스크라고도 함) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 동화상, 정지 화상 등의 비디오데이터를 디지털로 기록하는 기술의 발전에 수반하여, 대용량의 데이터가 취급되게 되어, 대용량 기록 장치로서 CD(컴팩트 디스크)나 DVD(디지털 다용도 디스크) 등의 광디스크 장치가 각광을 받고 있어, 한층더 대용량화의 연구가 진행되고 있다.
도 1A는, 종래예에 따른 재기입 가능형의 광디스크에 있어서의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 사시도이다.
광디스크 DC는, 중심부에 센터홀 CH가 개구된 두께 약 1.2 ㎜의 원반 형상을 하고 있고, 드라이브 방향 DR을 따라 회전 구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는, 광디스크 DC의 광학 기록층에 대하여, 대물 렌즈 OL에 의해 레이저광 등의 빛 LT가 조사된다.
도 1B는 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 단면도로서, 도 1A의 A-A'에 있어서의 단면도에 상당한다. 또한, 도 1C는 주요부를 확대한 단면도이다.
두께가 약 1.1 ㎜인 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지는 매체 기판(15)의 한쪽의 표면에, 예를 들면 스파이럴형으로 형성된 연속 홈형의 오목부(15d)를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있고, 이 면 위에, 예를 들면 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막 등이 이 순서로 적층된 적층체로 이루어지는 광학 기록층(16)이 형성되어 있다. 광학 기록층(16)의 층 구성 및 층 수는 기록 재료의 종류나 설계에 따라서 다르고, 단층 구성과 다층 적층체의 구성인 경우를 포함한다.
상기의 기록막은, 예를 들면 상변화형의 기록막, 광자기 기록막, 또는 유기 색소 재료를 포함하는 기록막이다.
또한, 광학 기록층(16)의 상층에 약 0.1 ㎜의 막두께의 보호층(17)이 형성되어 있다.
상기의 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우에는, 예를 들면 레이저광 등의 기록 또는 재생광 LT을 대물 렌즈 OL로 집광하여 매체 기판(15)측으로부터 광학 기록층(16)에 대하여 조사한다.
광디스크의 재생 시에 있어서는, 광학 기록층(16)에서 반사된 복귀광이 수광 소자로 수광되고, 신호 처리 회로에 의해 소정의 신호를 생성하여, 재생 신호가 추출된다.
상기한 바와 같은 광디스크에 있어서, 매체 기판(15)의 한쪽의 표면에 형성된 연속 상태의 오목부(15d)를 포함하는 요철 형상에 대응하여, 광학 기록층(16)도 요철 형상을 갖고 있고, 이 요철 형상에 의해 트랙 영역이 랜드와 그루브로 구분되어 있고, 기록/재생 시에 트랙킹용 안내홈으로서 사용된다.
랜드와 그루브의 양자에 정보를 기록하는 랜드/그루브 기록 방식과, 랜드와 그루브의 한쪽만 기록 영역으로 하는 기록 방식이 있다.
또한, 상기의 매체 기판(15)의 요철 형상을 기록 데이터에 대응하는 길이를 갖는 연속한 피트의 열로 하고, 상기의 광학 기록층(16)으로서, 알루미늄막 등의 반사막을 설치함으로써, 재생 전용(ROM)형의 광디스크로 하는 것도 할 수 있다.
상기의 광디스크의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 도 2A에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 마스터링 원반용 기판인 평탄하게 연마되고, 세정된 유리 기판(10) 상에, 감광하여 알칼리 가용성이 되는 포토레지스트 재료를 50∼100 ㎚ 정도의 소정 막두께로 도포하여 레지스트막(11)을 형성하여, 레지스트 원반 RD를 형성한다.
다음으로, 도 2B에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 레지스트막 노광용의 빛을 레지스트막(11)에 집광, 조사하고, 유리 기판(10)을 회전시키면서 유리 기판(10)의 반경 방향으로 노광용의 빛을 이동시킴으로써, 예를 들면 스파이럴형으로, 매체 기판에 전사하기 위한 요철 형상의 패턴으로 노광하여, 이 결과, 노광된 레지스트막(11b)과 미노광의 레지스트막(11a)으로 한다.
다음으로, 도 2C에 도시한 바와 같이, 알칼리성 현상액에 의해 레지스트막(11)을 현상한다. 이 결과, 노광된 레지스트막(11b)이 용출되어, 미노광의 레지스트막(11a)만이 남겨져, 유리 기판(10)과 레지스트막(11a)에, 스파이럴형의 요철 형상인 오목부(11d)가 형성된다.
이상으로, 마스터링 원반이 얻어진다.
다음으로, 도 3A에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마스터링 원반 상에 니켈 등의 재료로 두께가 예를 들면 0.3∼0.5 ㎜로 되도록 도금 처리 등을 행하여, 마스터 스탬퍼(12)를 형성한다.
니켈 도금 처리에는, 도금 성장 속도가 빠른 전기 도금법을 이용하지만, 미리 마스터링 원반의 표면에 도전성을 갖게 해놓지 않으면 안되기 때문에, 전처리로서 스퍼터링법, 또는 화학 반응에 의해서 니켈을 석출시키는 무전해 도금법에 의해 니켈 박막을 코팅할 필요가 있다.
여기서, 마스터 스탬퍼(12)의 표면에는, 마스터링 원반의 표면의 오목부(10d)에서 역 패턴의 요철로서 전사되어, 볼록부(12p)가 형성된다.
대량 생산을 행하는 광디스크에 대하여, 복수의 스탬퍼가 필요하게 되는 경우에는, 1매의 원반으로부터 복수의 스탬퍼를 얻는 방법으로서, 니켈 도금에 의한 스탬퍼로부터 스탬퍼로의 전사 프로세스가 일반적으로 사용되고 있다. 이하, 이 방법에 대하여 설명한다.
즉, 도 3B에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마스터 스탬퍼(12) 상에, 산화 처리를 행하여 산화막(12a)을 형성하고, 또한 니켈 등의 재료로 도금 처리 등을 행하여, 마더 스탬퍼(13)를 형성한다. 1매의 마스터 스탬퍼(12)로부터 복수개의 마더 스탬퍼(13)를 형성할 수 있다.
여기서, 마더 스탬퍼(13)의 표면에는, 마스터 스탬퍼(12)의 표면의 볼록부(12p)에서 역 패턴의 요철로서 전사되어, 오목부(13d)가 형성된다.
다음으로, 도 4A에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마더 스탬퍼(13) 상에, 산화 처리를 행하여 산화막(13a)을 형성하고, 또한 니켈 등의 재료로 도금 처리 등을 행하여, 선 스탬퍼(son stamper; 14)를 형성한다. 선 스탬퍼(14)는, 마스터 스탬퍼(12)와 동일한 요철 형상 패턴을 갖게 된다. 1매의 마더 스탬퍼(13)로부터 복수매의 선 스탬퍼(14)를 형성할 수 있다.
여기서, 선 스탬퍼(14)의 표면에는, 마더 스탬퍼(13)의 표면의 오목부(13d)에서 역 패턴의 요철로서 전사되어, 볼록부(14p)가 형성된다.
다음으로, 도 4B에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 선 스탬퍼(14)를 사출 성형용 금형에 세트하고, 예를 들면 폴리카보네이트 등의 수지를 사출하여, 선 스탬퍼(14)의 요철 패턴 상에 매체 기판(15)을 형성한다.
여기서, 매체 기판(15)의 표면에는, 선 스탬퍼(14)의 표면의 볼록부(14p)에서 역 패턴의 요철로서 전사되어 오목부(15d)가 형성된다.
형성하는 광디스크의 매수가 적은 경우에는, 이 사출 성형 공정에서, 선 스탬퍼(14) 대신에 마스터 스탬퍼(12)를 이용하여 매체 기판(15)을 형성해도 된다.
다음으로, 도 5A에 도시한 바와 같이, 매체 기판(15)의 표면에, 예를 들면 스퍼터링법 등에 의해, 유전체막, 기록막, 유전체막, 반사막의 적층체 등으로 이루어지는 광학 기록층(16)을 이 성막 순서로 성막한다.
다음으로, 도 5B에 도시한 바와 같이, 광학 기록층(16)의 상층에 보호층(17)을 형성한다.
이상으로, 도 1에 도시한 바와 같은 광디스크를 제조할 수 있다.
상기의 제조 공정에서, 마스터링 원반 작성 공정에서의 노광을 신호 피트에 맞도록 강도 변조한 빛으로 노광함으로써, 매체 기판(15)의 오목부(15d)를 포함하는 요철 형상으로서, 기록 데이터에 대응하는 길이를 갖는 연속한 신호 피트 열을 형성하고, 광학 기록층으로서 알루미늄막 등의 반사막으로 형성함으로써, 재생 전용(ROM)형의 광디스크를 제조할 수도 있다.
상기의 광디스크에는, 도 6A에 도시한 바와 같이, 이들 피트나 그루브 등의 정보의 기록 재생에 관여하는 신호부 SG 외에, 마스터링 원반의 일련 번호, 제조 연월일, 상품 정보 등의 문자(캐릭터)를 기록하는 캐릭터부 CA가 동일면내(통상적으로는 신호부 SG의 내주(센터홀 CH)측)에 구분되어 있다.
도 6B는, 광디스크의 신호부 SG와 캐릭터부 CA에 상당하는 부분의 단면도이다.
캐릭터는, 캐릭터부 CA 내에서, 단속적인 그루브(GR)의 열, 또는 피트 열에 의해서, 캐릭터의 윤곽의 내측을 빈틈없이 채우도록 하여 묘화된다. 캐릭터의 윤곽의 외측은 무기록 부분으로서, 경면(MR)으로 되어 있기 때문에, 콘트라스트가 생겨서, 이것에 의해서 캐릭터가 드러나서, 매체 기판 측인 Z 방향으로부터 보았을 때에 캐릭터로서 시인 가능하게 되어 있다.
또한, 그 반대로 캐릭터의 윤곽의 내측을 무기록이고 경면으로 하고, 외측을 그루브(GR) 또는 피트 열로 빈틈없이 채우도록 해도 된다.
마스터링 원반의 형성에 있어서의 노광 공정에 있어서, 상기의 캐릭터부의 캐릭터의 윤곽의 내부에 그루브 또는 피트의 열을 형성하도록 노광한다. 노광 공정에 있어서 이용하는 노광 장치는, 일반적으로 스파이럴형으로 기록을 행하기 때 문에, 캐릭터 열을 반경 방향(트랙 피치 방향)으로 분해하고, 한 트랙마다 캐릭터의 윤곽의 내부 만을 그루브 또는 피트 열로 기록한다. 마스터링 원반이 일 회전하여, 인접하는 트랙을 노광시킬 때에, 전 트랙과 캐릭터가 정확하게 연결되도록 타이밍을 정합시킬 필요가 있다.
사용자가 원하는 캐릭터를 노광 장치에 입력하면, 노광 장치 내의 캐릭터 작성기가 상기 동작에 대응하여 캐릭터 열을 기록 신호로 변환하고, 노광시킬 때에 마스터링 원반의 회전 주기에 동조하면서, 광 변조기로 기록 신호가 출력된다.
캐릭터 높이는, 캐릭터의 세로 방향의 길이의 것이고, (기록 트랙 피치)×(트랙 수)가 되지만, 통상적으로는 1 ㎛ 피치 × 1000 트랙 정도이고, 캐릭터 높이로서는 약 1 ㎜로 묘화한다.
여기서, 종래 방법에 있어서는, 캐릭터를 마스터링 원반에 노광시킬 때에, 「역자」(= 통상의 「정자」를 거울로 좌우 반전시킨 캐릭터)로 기록하고 있었다. 그 이유에 대하여, 이하에 그것을 설명한다.
종래의 CD나 DVD 포맷(추기 가능형이나 재기입 가능형 등의 기록 가능형을 포함)에서는, 마스터 스탬퍼 또는 선 스탬퍼로부터 폴리카보네이트 수지 등의 매체 기판에 전사를 행하여, 매체 기판 위에 반사막 또는 기록막 등을 성막하고, 그 상층에 보호층을 도포하는 방법으로 디스크를 제조하고 있었다.
이러한 광디스크에 있어서, 캐릭터는 보호층 측으로부터 읽는 것보다도, 플라스틱의 매체 기판 측으로부터의 편이 판독하기 쉽다. 왜냐하면, 패턴 상에 반사막 또는 기록막을 성막하면, 그루브 등의 오목부가 반사막 또는 기록막으로 매립되 어, 그루브 등의 오목부의 단차가 감소하기 때문이다.
또한, CD에서는 보호층면 위에 인쇄를 행하기 때문에 캐릭터가 지워지게 되는 경우가 있고, DVD에서는 0.6 ㎜ 두께의 플라스틱의 매체 기판을 반사막 또는 기록막의 성막면 측에서 접합시키는 구조이기 때문에, 매체 기판 측으로부터가 아니면 캐릭터를 읽을 수 없다는 사정이 있다.
이상의 이유로부터, 종래의 광디스크에서는, 매체 기판 측으로부터 보아 「정자」로 되어 있는 경우가 압도적으로 많았다.
상기한 바와 같이 캐릭터를 매체 기판 측으로부터 「정자」로 보이기 위해서는, 마스터링 원반에 캐릭터를 기록할 때에, 「역자」로서 기록할 필요가 있었다. 이것은, 마스터링 공정 중, 마스터링 원반으로부터 마스터 스탬퍼로의 전사, 마스터 스탬퍼로부터 마더 스탬퍼로의 전사, 마더 스탬퍼로부터 선 스탬퍼로의 전사, 그리고 각종 스탬퍼로부터 매체 기판으로의 전사를 행할 때, 캐릭터의 정-역은 반전한다. 상기의 종래예에 따른 광디스크의 제조 방법에서는, 매체 기판으로의 전사를 선 스탬퍼 또는 마스터 스탬퍼로부터 행하기 때문에, 선 스탬퍼 또는 마스터 스탬퍼 상에서 캐릭터는 「정자」로 되어 있으면 된다. (마스터 스탬퍼와 선 스탬퍼에서 캐릭터의 정-역은 일치한다.) 즉, 마스터링 원반 상에 있어서는, 캐릭터를 「역자」로 할 필요가 있다.
그런데, 상기한 바와 같은 광디스크에 있어서, 기록/재생용의 레이저광은 대물 렌즈에 의해 광학 기록층상에 집광되는데, 집광 스폿의 직경 φ가 작아질수록, 미소 패턴의 기록 및 재생이 가능하게 된다.
집광 스폿의 직경 φ는, 기록/재생용의 레이저광의 파장 λ와 대물 렌즈 개구 수 NA 의해 φ = λ/NA로 표시되어, 기록/재생광의 단파장화, 또는 대물 렌즈의 고개구수화가 고밀도 기록화, 대용량화에 기여하는 것을 나타내고 있다.
예를 들면, CD에서는, 기록/재생용의 레이저광이 780 ㎚, 대물 렌즈의 개구 수(NA)가 0.45이고, 650 MB의 기록 용량이지만, DVD-ROM(재생 전용 메모리)에서는, 레이저광 파장이 650 ㎚, NA가 0.6이고, 4.7 GB의 기록 용량으로 되어있다.
또한, 차세대의 광디스크 시스템으로서, 광학 기록층상에 예를 들면 0.1 ㎜ 정도의 얇은 광투과성의 층인 보호층이 형성되어, 보호층을 통해서 광학 기록층에 기록/재생용의 빛을 조사하는 타입의 광디스크를 이용하고, 레이저광 파장을 450 ㎚ 이하(예를 들면 400 ㎚), NA를 0.78 이상(예를 들면 0.85)으로 하여, 예를 들면 DVD의 5배 정도까지 대용량화한 광디스크 시스템의 개발이 진행되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 대용량 광디스크에 있어서는, 그루브 등의 요철 형상을 마더 스탬퍼로부터 매체 기판에 전사하는 방법이 검토되어 있고, 이러한 제조 방법으로 종래예와 같이 마스터링 원반에 「역자」로서 캐릭터를 기록하면, 최종적으로 형성되는 광디스크로서는 두께 0.1 ㎜의 보호층 측으로부터 보지 않으면 「정자」가 되지 않게 되지만, 상기의 대용량 광디스크에 있어서는 그루브가 25 ㎚ 이하까지 얕게 되어 있고, 그루브 깊이보다도 반사막이나 기록막 등의 막두께 쪽이 두껍게 되어, 「정자」로서 판독할 수 있는 0.1 ㎜의 두께의 보호층 측으로부터는 캐릭터를 시인하는 것이 매우 곤란하게 된다고 하는 문제가 있다.
더구나, 상변화형의 기록막을 포함하는 광학 기록층을 갖는 광디스크인 경 우, 광학 기록층을 기록 가능하게 하기 위해서 성막 후에 초기화를 행할 필요가 있는데, 이 초기화의 처리는 신호를 기록하는 신호부에서 행하고, 캐릭터부에 대해서는 통상 초기화 처리를 행하고 있지 않다.
그러나, 초기화 처리를 행하고 있지 않는 상변화형의 기록막을 포함하는 광학 기록층은 반사율이 낮게 되어 있고, 캐릭터부용 요철 형상에 의한 캐릭터는 더욱 시인하기 어렵게 된다고 하는 문제도 있다.
본 발명은 상기의 상황을 감안하여 이루어진 것으로서, 따라서 본 발명의 목적은, 0.1 ㎜ 정도의 광투과성의 보호층을 통해서 광학 기록층에 빛을 조사하는 타입의 대용량화에 대응한 광디스크에 있어서, 캐릭터의 시인을 용이하게 할 수 있는 광학 기록 매체 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광학 기록 매체는, 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되고, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 매체 기판과, 상기 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 형성면에 형성된 광학 기록층과, 상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하이고, 상기 보호층을 통해서 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체이고, 상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 광학 기록층의 막두께가, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이보다도 두껍다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체는, 바람직하게는, 상기 광학 기록층이 상변화형의 기록막을 포함하고 있고, 상기 광학 기록층은, 상기 신호부에 있어서만 초기화되어 있다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체는, 광투과성의 보호층을 통해서 광학 기록층에 빛을 조사하는 타입의 대용량화에 대응한 광디스크에 있어서, 매체 기판의 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되어 있고, 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성되어 있고, 또한, 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하이다. 여기서, 캐릭터부에서, 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있다.
그루브 등의 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하까지 얕게 되더라도, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판 측으로부터로 되어 있어, 보호층 측으로부터인 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광학 기록 매체는, 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되고, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 매체 기판과, 상기 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 형성면에 형성된 광학 기록층과, 상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 상기 보호층을 통해서 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체이고, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상은 연속 홈형의 요철 형상이고, 적어도 상기 신호부용 요철 형상에 워블이 형성되어 있고, 상기 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 대략 일정하고, 상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체는, 광투과성의 보호층을 통해서 광학 기록층에 빛을 조사하는 타입의 대용량화에 대응한 광디스크에 있어서, 매체 기판의 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되어 있고, 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성되어 있다. 여기서, 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상은 연속 홈형의 요철 형상이고, 적어도 신호부용 요철 형상에 워블이 형성되어 있고, 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 대략 일정하고, 캐릭터부에서, 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있다.
신호부용 요철 형상에 워블이 형성되어 있고, 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 대략 일정해 지는 것은, 제조 공정에서, 선 스탬퍼 또는 마스터 스탬퍼로부터가 아니라, 마더 스탬퍼로부터 매체 기판을 전사하는 경우가 된다. 이러한 경우에도, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판 측으로부터로 함으로써, 보호층 측으로부터 보는 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 매체 기판 위에 광학 기록층과 그 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 이 보호층을 통해서 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체의 제조 방법으로서, 한 주면을 신호부와 캐릭터부로 구분하여, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상을 형성하고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상을 형성하여 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정과, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반으로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 마스터 스탬퍼를 형성하는 공정과, 상기 마스터 스탬퍼로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 마더 스탬퍼를 형성하는 공정과, 상기 마더 스탬퍼로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 매체 기판을 형성하는 공정과, 상기 매체 기판의 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 형성면 위에 광학 기록층을 형성하는 공정과, 상기 광학 기록층의 상층에 광투과성의 보호층을 형성하는 공정을 갖고, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정에서, 상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반에 대하여 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터를 기록한다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 바람직하게는, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정에서, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐 릭터부용 요철 형상을 깊이가 25 ㎚ 이하로 형성한다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 바람직하게는, 상기 광학 기록층을 형성하는 공정에서, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이보다도 상기 광학 기록층을 두껍게 형성한다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 바람직하게는, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정은, 원반용 기판 위에 레지스트막을 형성하는 공정과, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상으로서 연속 홈형의 패턴으로 상기 레지스트막을 노광하는 공정과, 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 포함하며, 상기 레지스트막을 노광하는 공정에서, 적어도 상기 신호부용 요철 형상에 워블을 형성한다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 바람직하게는, 상기 광학 기록층을 형성하는 공정에서, 상변화형의 기록막을 포함하는 광학 기록층을 형성하고, 상기 광학 기록층을 형성하는 공정 후에, 상기 신호부에 있어서만 초기화하는 공정을 더 갖는다.
상기의 본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법은, 한 주면을 신호부와 캐릭터부로 구분하여, 신호부에서 신호부용 요철 형상을 형성하고, 또한, 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상을 형성하여 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성한다.
다음으로, 광학 기록 매체 제조용 원반으로부터 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 마스터 스탬퍼를 형성하고, 마스터 스탬퍼로부터 전사하여 마더 스탬퍼를 형성하고, 마더 스탬프로부터 전사하여 매체 기판을 형성한 다.
다음으로, 매체 기판의 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 형성면 위에 광학 기록층을 형성하고, 그 상층에 광투과성의 보호층을 형성한다.
여기서, 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정에서, 캐릭터부에서, 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 광학 기록 매체 제조용 원반에 대하여 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터를 기록한다.
마더 스탬퍼로부터 전사하여 매체 기판을 형성하고, 또한, 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성할 때 캐릭터를 「정자」로서 기록하기 때문에, 제조되는 광학 기록 매체로서는, 캐릭터를 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판 측이 되어, 보호층 측으로부터 보는 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
도 1A는 종래예에 따른 광디스크의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 사시도이고, 도 1B는 도 1A의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 단면도이고, 도 1C는 도 1A의 주요부를 확대한 단면도.
도 2A∼도 2C는 종래예에 따른 광디스크의 제조 방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도 3A 및 도 3B는 도 2C에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 4A 및 도 4B는 도 3B에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 5A 및 도 5B는 도 4B에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 6A는 종래예에 따른 광디스크의 신호부와 캐릭터부의 구분을 도시하는 평 면도이고, 도 6B는 종래예에 따른 광디스크의 신호부와 캐릭터부에 상당하는 부분의 단면도.
도 7A는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광디스크의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 사시도이고, 도 7B는 도 7A의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 단면도이고, 도 7C는 도 7A의 주요부를 확대한 단면도.
도 8A 및 도 8B는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광디스크의 매체 기판에 형성된 볼록부의 구성을 도시하는 사시도.
도 9A는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광디스크의 신호부와 캐릭터부의 구분을 도시하는 평면도이고, 도 9B는 캐릭터부에 기록되는 캐릭터의 열의 예이고, 도 9C는 캐릭터 열의 내의 캐릭터 「K」의 일부를 확대한 모식 평면도.
도 10A는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광디스크의 신호부와 캐릭터부에 상당하는 부분의 단면도이고, 도 10B는 정상적으로 판독할 수 있는 「정자」의 패턴이고, 도 10C는 「정자」를 거울로 좌우 반전시킨 「역자」의 패턴이다.
도 11A∼도 11C는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 광디스크의 제조 방법의 제조공정을 도시하는 단면도.
도 12A∼도 12C는 도 11C에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 13A 및 도 13B는 도 12C에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 14A 및 도 14B는 도 13B에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 15A 및 도 15B는 도 14B에 이어지는 공정을 도시하는 단면도.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 광디스크의 그루브에 형성된 워블 의 모습을 도시하는 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 이용하여 자세히 설명한다.
본 실시의 형태는, 광학 기록 매체(이하 광디스크라고도 함) 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
(제1 실시 형태)
도 7A는, 본 실시 형태에 따른 광디스크의 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 사시도이다.
광디스크 DC는, 중심부에 센터홀 CH가 개구된 대략 원반 형상을 하고 있고, 드라이브 방향 DR을 따라 회전 구동된다.
정보를 기록 또는 재생할 때에는, 광디스크 DC의 신호부 SG에서의 광학 기록층에 대하여, 예를 들면 개구 수가 0.8 이상, 예를 들면 0.85인 대물 렌즈 OL에 의해, 청∼청자색의 영역, 예를 들면 파장이 405 ㎚의 레이저광 등의 빛 LT이 조사되어 이용된다.
도 7B는 빛의 조사의 양태를 도시하는 모식 단면도이고, 도 7A의 A-A'에 있어서의 단면도에 상당한다. 또한, 도 7C는 주요부를 확대한 단면도이다.
두께가 약 1.1 ㎜의 폴리카보네이트 수지 등으로 이루어지는 매체 기판(15)의 한쪽의 표면에, 예를 들면 스파이럴형으로 연속적으로 형성된 볼록부(15p)를 포함하는 요철 형상이 형성되어 있고, 이 면 위에 광학 기록층(16)이 형성되어 있고, 또한 광학 기록층(16)의 상층에 예를 들면 약 0.1 ㎜의 시트형 폴리카보네이트 수 지 필름이 자외선 경화 수지계 접착제에 의해 접합되어, 광투과성의 보호층(17)이 형성되어 있다.
광학 기록층(16)은, 예를 들면 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막 등이 이 순서로 적층된 적층체로 이루어지는 광학 기록층(16)이 형성되어 있다. 광학 기록층(16)의 층 구성 및 층수는 기록 재료의 종류나 설계에 따라 다르고, 단층 구성과 다층 적층체의 구성인 경우를 포함한다. 상기의 기록막은, 예를 들면 상변화형의 기록막, 광자기 기록막, 또는 유기 색소 재료를 포함하는 기록막이다.
상기한 바와 같은 광디스크에 있어서, 광학 기록층은, 매체 기판(15)의 표면에 형성된 볼록부(15p)에 기인한 요철 형상을 갖고 있다.
상기의 광디스크를 기록 또는 재생하는 경우에는, 예를 들면 레이저광 등의 기록 또는 재생광 LT을 대물 렌즈 OL로 집광하여 보호층(17)측으로부터 광학 기록층(16)에 대하여 조사한다. 광디스크의 재생 시에 있어서는, 광학 기록층(16)에서 반사된 복귀광이 수광 소자로 수광되고, 신호 처리 회로에 의해 소정의 신호를 생성하여, 재생 신호가 추출된다.
예를 들면 도 8A에 도시한 바와 같이, 매체 기판(15)에 형성된 볼록부(15p)는 소정의 트랙 피치 TP로 스파이럴형으로 연속적으로 형성된 볼록부가 되어 있고, 이 볼록부를 포함하는 요철 형상에 의해 트랙 영역이 구분되어 있다. 후술하는 바와 같이, 이 볼록부(15p)의 영역이 그루브 GR, 볼록부(15p) 사이의 오목부의 영역이 랜드라고 칭해지고, 랜드와 그루브의 양자에 정보를 기록하거나, 랜드와 그루브 중 어느 한쪽만을 기록 영역으로 하는 것도 가능하다.
또한, 예를 들면 도 8B에 도시한 바와 같이, 상기의 매체 기판(15)의 볼록부(15p)로서, 기록 데이터에 대응하는 길이를 갖는 피트 pit가 연속하여 스파이럴형으로 트랙 상에 배열된 구성으로 하고, 광학 기록층을 알루미늄막 등의 반사막으로 구성함으로써, 재생 전용(ROM)형의 광디스크로 하는 것도 할 수 있다.
매체 기판(15)의 표면에서의 요철 형상의 깊이, 즉, 볼록부(15p)의 높이 d15p는 25 ㎚ 이하이고, 예를 들면 20 ㎚ 이다.
또한, 광학 기록층(16)의 막두께 d16은, 층의 구성에도 따르지만, 예를 들면 상변화형의 기록막을 포함하는 경우, 200 ㎚ 정도가 되어 있고, 매체 기판(15)의 표면의 요철 형상의 깊이보다 큰 값으로 되어있다.
도 9A는 본 실시 형태에 따른 광디스크의 평면도이다.
상기의 광디스크에는, 피트나 그루브 등의 정보의 기록 재생에 관여하는 신호부 SG 외에, 광디스크 제조용의 마스터링 원반의 일련 번호, 제조 연월일, 상품 정보 등의 문자(캐릭터)를 기록하는 캐릭터부 CA가 동일면내(통상적으로는 신호부 SG의 내주(센터홀 CH)측)에 구분되어 있다.
예를 들면, 캐릭터부에, 도 9B에 도시하는 캐릭터의 열이 기록되어 있는 경우, 도 9C에 도시하는 상기 캐릭터의 열의 내의 캐릭터 「K」의 일부를 확대한 모식 평면도와 같이, 캐릭터의 윤곽의 내측을 빈틈없이 채우도록 하여, 트랙 방향 DRtr을 따라 연신하는 소정의 트랙 피치 TP의 단속적인 그루브(GR)의 열이 디스크의 반경 방향 DRrad에 나란히 배열되어 형성되어 있다. 캐릭터의 윤곽의 외측은 무기 록 부분이고, 경면(MR)으로 되어있다. 이와 같이 경면되어 있는 윤곽 외측과 그루브로 빈틈없이 채워진 윤곽 내측에서 콘트라스트가 생겨, 이것에 의해서 캐릭터가 드러나서 시인 가능하게 되어 있다.
상기의 캐릭터의 윤곽의 내측은, 그루브 대신에 피트 열로 구성되어 있어도 된다.
도 10A는, 광디스크의 신호부 SG와 캐릭터부 CA에 상당하는 부분의 단면도이다.
매체 기판(15)의 한 주면이 신호부 SG와 캐릭터부 CA로 구분되어 있고, 신호부 SG에서, 볼록부(15p)를 포함하는 요철 형상은 그루브 GR 등의 신호부용 요철 형상이 된다.
한편, 캐릭터부 CA에서는, 볼록부(15p)를 포함하는 요철 형상은 그루브 GR 등의 캐릭터부용 요철 형상이 되어, 상기한 바와 같이 캐릭터의 윤곽의 내측을 빈틈없이 채우도록 하여 형성되어 있다.
도 10B는 정상적으로 판독할 수 있는 「정자」의 패턴이고, 한편, 도 10C는 「정자」를 거울로 좌우 반전시킨 「역자」의 패턴이다. 도 10A에서 매체 기판(15)측인 Y 방향으로부터 캐릭터부 CA를 보았을 때에, 도 10B에 도시한 바와 같은 「정자」가 되고, 캐릭터로서 시인 가능하게 되어 있다. 한편, 보호층 측인 Y 방향의 반대 방향으로부터는 도 10C에 도시한 바와 같은 「역자」가 된다.
상기에 있어서는 캐릭터의 윤곽의 밖을 무기록이고 경면으로 하고, 내측을 그루브 또는 피트 열로 빈틈없이 채우고 있지만, 이 역 패턴으로서, 캐릭터의 윤곽 의 내측을 무기록이고 경면으로 하고, 외측을 그루브 또는 피트 열로 빈틈없이 채운 구성이라도 마찬가지로 캐릭터를 기록할 수 있다.
상기의 본 실시 형태의 광디스크는, 광투과성의 보호층을 통해서 광학 기록층에 빛을 조사하는 타입의 대용량화에 대응한 광디스크에 있어서, 매체 기판의 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되어 있고, 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되어 있는 한편, 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성되어 있다. 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하이고, 예를 들면 20 ㎚ 이다. 캐릭터부에서, 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있다.
그루브 등의 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하까지 얕게 되고, 광학 기록층의 막두께가 요철 형상의 깊이보다 큰 값이 되어 있어도, 캐릭터부의 캐릭터는 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있어, 보호층 측으로부터인 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
또한, 광학 기록층의 막두께가 매체 기판의 표면의 요철 형상의 깊이보다 크기 때문에, 그루브 등의 요철 형상이 광학 기록층에서 매립되게 되어, 보호층 측으로부터 보면 요철 형상의 단차가 거의 없게 되어 캐릭터를 시인하는 것이 곤란하게 되지만, 본 실시 형태의 광디스크에서는, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있기 때문에, 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
광학 기록층이 상변화형의 기록막을 포함하는 경우, 성막 직후에는 비정질 상태로 되어 있기 때문에, 반사율이 5% 정도로 매우 낮지만, 광학 기록층을 기록 가능하게 하기 위해서, 신호부의 상변화형의 기록막은 광디스크 완성 후에 레이저광 조사에 의한 「초기화」가 행해져, 이에 따라 상변화형의 기록막이 결정화하여 반사율이 25% 정도까지 향상된다. 그러나, 초기화 처리는 신호부에서 행하고, 프로세스 시간 단축을 위해, 캐릭터부에 대해서는 통상 초기화 처리를 행하지 않는다. 이 때문에, 캐릭터부의 광학 기록층은 반사율은 5% 정도인 채로 이므로, 캐릭터의 시인이 곤란하게 되지만, 본 실시 형태의 광디스크에 있어서는, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있기 때문에, 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
다음으로, 상기의 본 실시 형태에 따른 광디스크의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 각 도면에 있어서는, 신호부 SG와 캐릭터부 CA의 각각의 영역을 도시하고 있다.
우선, 도 11A에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 광디스크 제조용의 마스터링 원반용 기판인 직경 200 ㎜, 두께 6 ㎜의 유리 기판(10s)의 한 표면을, 평탄하게 연마하고, 세정한다.
다음으로, 도 11B에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 유리 기판(10)의 연마 및 세정 처리가 이루어진 표면(10s) 상에, 감광하여 알칼리 가용성이 되는 포토레지스트 재료, 예를 들면 시판의 I선용 포토레지스트 재료를 스핀 코팅법에 의해 도포하여, 레지스트막(11)을 25 ㎚ 이하, 예를 들면 20 ㎚의 막두께로 형성하여, 레지스트 원반 RD를 작성한다.
다음으로, 도 11C에 도시한 바와 같이, 레지스트 원반 RD 상의 반경 20∼58.5 ㎜의 신호부 SG에서, 예를 들면 파장이 351 ㎚의 자외 레이저광을, 개구수가 0.90인 대물 렌즈에 의해 레지스트막(11)에 집광, 조사하고 유리 기판(10)을 회전시키면서 유리 기판(10)의 반경 방향으로 노광용의 빛을 이동시킴으로써, 예를 들면 스파이럴형의 연속홈 등, 매체 기판에 전사하기 위한 신호부용 요철 형상의 패턴으로 노광하여, 노광된 레지스트막(11b)과 미노광의 레지스트막(11a)으로 한다. 예를 들면, 기록 선속도는 2.0 ㎧, 기록광 강도(대물 렌즈 출력)는 400 ㎼, 이송 피치는 0.35 ㎛ 으로 한다.
한편, 레지스트 원반 RD 상의 반경 18∼20 ㎜의 캐릭터부 CA에서는, 상기와 같이, 예를 들면 파장이 351 ㎚의 자외 레이저광을, 개구 수가 0.90인 대물 렌즈에 의해 레지스트막(11)에 집광, 조사하여, 예를 들면 도 9C에 도시하는 패턴과 같은 캐릭터부의 캐릭터의 윤곽의 내부에 그루브 또는 피트의 열을 형성하도록, 캐릭터부용 요철 형상의 패턴으로 노광하여, 노광된 레지스트막(11b)과 미노광의 레지스트막(11a)으로 한다. 예를 들면, 기록 선속도는 2.0 ㎧, 기록광 강도(대물 렌즈 출력)는 400 ㎼, 이송 피치는 1.0 ㎛ 으로 한다.
여기서, 캐릭터부용 요철 형상의 노광 패턴은, 종래와 같은 「역자」가 아니라, 「정자」의 패턴으로 한다.
노광 공정에 있어서 이용하는 노광 장치는, 일반적으로 스파이럴형으로 기록을 행하기 때문에, 캐릭터 열을 반경 방향(트랙 피치 방향)으로 분해하고, 1 트랙마다 캐릭터의 윤곽의 내부만을 그루브 또는 피트 열로 기록한다. 마스터링 원반이 일 회전시켜서, 인접하는 트랙을 노광할 때에, 전 트랙과 캐릭터가 정확하게 연 결되도록 타이밍을 맞춘다.
기록하려고 하는 「정자」 패턴의 캐릭터 열을 1 트랙씩 상하 방향으로 분해하고, 트랙마다 캐릭터 열의 형상에 맞추어서, 단속 그루브 또는 피트 열과 무기록 부분이 교대로 배치되는 신호 파형으로 하고, 기록 신호로 변환하여, 노광할 때에 마스터링 원반의 회전 주기에 동조하면서, 광 변조기로 기록 신호를 출력하여 행한다.
캐릭터의 높이는(기록 트랙 피치)×(트랙 수)가 되는데, 통상적으로는 1 ㎛ 피치 × 1000 트랙 정도이고, 캐릭터 높이로서는 약 1 ㎜로 묘화한다.
이후, 마스터링 원반을 형성하기 위한 노광 공정에 있어서 노광한 부분을 그루브 또는 피트, 미노광의 부분을 랜드라고 표기한다.
다음으로, 도 12A에 도시한 바와 같이, 신호부 SG와 캐릭터부 CA 모두, 알칼리성 현상액(예를 들면 상품명 NMD-3)으로 레지스트막(11)을 20초간 현상 처리한다. 이 결과, 노광된 레지스트막(11b)이 용출되어, 미노광의 레지스트막(11a) 만이 남겨져, 광디스크 제조용의 마스터링 원반이 얻어진다.
유리 기판(10)과 레지스트막(11a)으로 오목부(11d)를 포함하는 요철 형상이 형성된다. 즉, 신호부 SG에서는 신호부용 요철 형상이 형성되고, 캐릭터부 CA에서는 「정자」 패턴인 캐릭터부용 요철 형상이 각각 형성된다. 여기서, 오목부(11d)의 영역은 노광 공정의 노광부에 상당하여, 그루브(또는 피트)가 된다.
다음으로, 도 12B에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마스터링 원반 상에 니켈 등의 재료로 두께가 예를 들면 290 ㎛ 정도로 되도록 도금 처리 등 을 행하여, 마스터 스탬퍼(12)를 형성한다.
니켈 도금 처리에는, 도금 성장 속도가 빠른 전기 도금법을 이용하지만, 미리 마스터링 원반의 표면에 도전성을 갖게 해놓지 않으면 안되기 때문에, 전처리로서 스퍼터링법, 또는 화학 반응에 의해서 니켈을 석출시키는 무전해 도금법에 의해 니켈 박막을 코팅할 필요가 있다.
여기서, 마스터링 원반의 요철 형상이, 역 패턴으로서 마스터 스탬퍼(12)의 표면의 요철 형상으로서 전사되어, 그루브에 상당하는 마스터링 원반의 오목부(11d)가 마스터 스탬퍼(12)의 볼록부(12p)가 된다. 마스터 스탬퍼(12)의 볼록부(12p)의 높이는, 레지스트막(11)의 막두께에 상당하고, 25 ㎚ 이하, 예를 들면, 20 ㎚로 되어 있다.
이와 같이, 마스터 스탬퍼(12)에 있어서, 신호부 SG에서는 신호부용 요철 형상이 되는 패턴이, 캐릭터부 CA에서 반전한 「역자」 패턴인 캐릭터부용 요철 형상이 되는 패턴이 형성된다.
다음으로, 도 12C에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마스터 스탬퍼(12) 상에, 중 크롬산의 침지 처리 등의 산화 처리를 행하여 산화막(12a)을 형성한다.
다음으로, 도 13A에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마스터 스탬퍼(12) 상에 니켈 등의 재료로 두께가 예를 들면 290 ㎛ 정도로 되도록 도금 처리 등을 행하여, 마더 스탬퍼(13)를 형성한다. 1매의 마스터 스탬퍼(12)로부터 복수매의 마더 스탬퍼(13)를 형성할 수 있다.
마더 스탬퍼(13)를 마스터 스탬퍼(12)로부터 박리할 때에는, 산화막(12a)이 박리 피막이 되어 용이하게 박리할 수 있다.
여기서, 마스터 스탬퍼(12)의 요철 형상이, 역 패턴으로서 마더 스탬퍼(13)의 표면의 요철 형상으로서 전사되어, 그루브에 상당하는 마스터 스탬퍼(12)의 볼록부(12p)가 마더 스탬퍼(13)의 오목부(13d)가 된다. 마더 스탬퍼(13)의 오목부(13d)의 깊이는, 마스터 스탬퍼(13)의 볼록부(12p)의 높이에 상당하여, 25 ㎚ 이하, 예를 들면 20 ㎚으로 되어있다.
이와 같이, 마더 스탬퍼(13)에 있어서, 신호부 SG에서는 신호부용 요철 형상이 되는 패턴이, 캐릭터부 CA에서 또한 반전한 「정자」 패턴인 캐릭터부용 요철 형상이 되는 패턴이 형성된다.
다음으로, 도 13B에 도시한 바와 같이, 마스터 스탬퍼(12)로부터 떼어내어 마더 스탬퍼(13)를 얻는다.
다음으로, 도 14A에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 하여 얻어진 마더 스탬퍼(13)를 금형(MD1, MD2)으로 이루어지는 캐비티 내에, 마더 스탬퍼(13)의 요철 형상 형성면(13s)이 캐비티내측을 향하도록 형성하고 고정하여, 사출 성형 금형을 구성한다.
상기의 사출 성형 금형의 캐비티 내에, 예를 들면 용융 상태의 폴리카보네이트 등의 수지(15a)를 금형의 주입구 MS로부터 사출함으로써, 도 14B에 도시한 바와 같이, 마더 스탬퍼(13) 상에 매체 기판(15)을 형성한다.
여기서, 마더 스탬퍼(13)의 요철 형상이, 역 패턴으로서 매체 기판(15)의 표 면의 요철 형상으로서 전사되어, 그루브에 상당하는 마더 스탬퍼(13)의 오목부(13d)가 매체 기판(15)의 볼록부(15p)가 된다. 매체 기판(15)의 볼록부(15p)의 높이는, 마더 스탬퍼(13)의 오목부(13d)의 깊이에 상당하여, 25 ㎚ 이하, 예를 들면 20 ㎚으로 되어있다.
이와 같이, 매체 기판(15)에 있어서, 신호부 SG에서는 신호부용 요철 형상이 되는 패턴이, 캐릭터부 CA에서 다시 반전한 「역자」 패턴인 캐릭터부용 요철 형상이 되는 패턴이 형성된다.
다음으로, 도 15A에 도시한 바와 같이, 신호부 SG 및 캐릭터부 CA에서, 매체 기판(15)의 표면에, 예를 들면 스퍼터링법 등에 의해, 반사막, 유전체막, 기록막, 유전체막의 적층체 등으로 이루어지는 광학 기록층(16)을 이 성막 순서로 성막한다.
광학 기록층(16)으로서는, 층의 구성에도 따르는데, 예를 들면 상변화형의 기록막을 포함하는 경우, 200 ㎚ 정도로서 형성한다. 이것은, 매체 기판(15)의 표면의 요철 형상의 깊이보다 큰 값으로 되어있다.
예를 들면, 알루미늄 반사막: 100 ㎚/ZnS-SiO2 막: 20 ㎚//GeSbTe 등의 상변화형의 기록막: 15 ㎚/ZnS-SiO2 막: 80 ㎚의 순으로 성막한다. 이와 같이, 광학 기록층(16)의 합계의 막두께 d16은 215 ㎚이 되어, 캐릭터 등의 패턴 깊이 d15p(예를 들면 20 ㎚)에 대하여 충분히 두껍기 때문에, 성막 후의 표면은 거의 평활화되어 있어, 신호 전사면 측으로부터의 패턴의 시인은 매우 곤란하게 되어 있다.
다음으로, 도 15B에 도시한 바와 같이, 신호부 SG 및 캐릭터부 CA에서, 예를 들면 스핀 코팅법에 의해 얇고 균일하게 도포한 자외선 경화 수지계 접착제상에 0.1 ㎜의 시트형 폴리카보네이트 수지 필름을 중첩하고, 자외선 조사에 의해서 접착하여, 광학 기록층(16)의 상층에 보호층(17)을 형성한다.
상기의 광학 기록층(16)으로서 상변화형의 기록막을 포함하는 광학 기록층을 형성하는 경우에는, 상기의 보호층의 형성 공정 전 또는 형성 공정 후에, 광학 기록층을 기록 가능하게 하기 위해서 성막 후에 초기화를 행한다. 여기서는, 신호부 SG와 캐릭터부 CA의 내의 신호부 SG에 있어서만 초기화한다. 통상, 캐릭터부에 대해서는 초기화 처리를 행하지 않는다.
이상으로, 도 7에 도시한 바와 같은 광디스크를 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이 제조된 광디스크의 캐릭터부 CA에서는, 매체 기판(15)의 볼록부(15p)에 의한 캐릭터는, 「역자」 패턴이 되어 있고, 따라서, 매체 기판(15)측으로부터 캐릭터부 CA를 보았을 때에 「정자」 패턴이 되어, 매체 기판(15)측으로부터 「정자」로서 판독하는 것이 가능하게 된다.
상기의 제조 공정에서, 마스터링 원반 작성 공정에서의 신호부의 노광을 신호 피트에 맞도록 강도 변조한 빛으로 노광함으로써, 매체 기판(15)의 오목부(15d)를 포함하는 요철 형상으로서, 기록 데이터에 대응하는 길이를 갖는 연속한 신호 피트 열을 형성하고, 광학 기록층으로서 알루미늄막 등의 반사막으로 형성함으로써, 재생 전용(ROM)형의 광디스크를 제조할 수도 있다.
상기의 본 실시 형태에 따른 광디스크의 제조 방법에서는, 마더 스탬퍼로부 터 전사하여 매체 기판을 형성하고, 또한, 마스터링 원반을 형성할 때 캐릭터를 「정자」로서 기록하기 때문에, 제조되는 광디스크로서는, 캐릭터를 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판 측이 된다.
매체 기판의 요철 형상의 깊이는, 매체 기판(15)의 볼록부(15p)의 높이에 상당하여, 25 ㎚ 이하, 예를 들면 20 ㎚으로 되어있지만, 이와 같이 그루브 등의 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하까지 얕게 되더라도, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있기 때문에, 보호층 측으로부터인 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
또한, 광학 기록층의 막두께가 매체 기판의 표면의 요철 형상의 깊이보다도 크기 때문에, 그루브 등의 요철 형상이 광학 기록층으로 매립되게 되어, 보호층 측으로부터 보면 요철 형상의 단차가 거의 없게 되어 캐릭터를 시인하는 것이 곤란하게 되는데, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제조한 광디스크에 있어서는, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있기 때문에, 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
광학 기록층이 상변화형의 기록막을 포함하는 경우, 성막 직후는 비정질 상태로 되어 있기 때문에, 반사율이 5% 정도로 매우 낮지만, 광학 기록층을 기록 가능하게 하기 위해서, 신호부의 상변화형의 기록막은 광디스크 완성 후에 레이저광 조사에 의한 「초기화」가 행해져, 이에 따라 상변화형의 기록막이 결정화하여 반사율이 25% 정도까지 향상된다. 그러나, 초기화 처리는 신호부에서 행하고, 프로세스 시간 단축을 위해, 캐릭터부에 대해서는 통상 초기화 처리를 행하지 않는다. 이 때문에, 캐릭터부의 광학 기록층은 반사율은 5% 정도인 채로, 캐릭터의 시인이 곤란하게 되지만, 본 실시 형태의 제조 방법으로 제조한 광디스크에 있어서는, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 되어 있기 때문에, 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태에 따른 광디스크는, 실질적으로 제1 실시 형태와 마찬가지이지만, 신호부의 요철 형상인 그루브에 워블이 형성되어 있는 것이 서로 다르다.
도 16은 그루브에 형성된 워블의 모습을 도시하는 평면도이다. 제1 실시 형태와 같이, 매체 기판(15)의 볼록부(15p)가 그루브 GR가 되고, 볼록부(15p)와 볼록부(15p)의 사이의 오목부 영역이 랜드 LD가 된다.
신호부의 그루브 GR에는, 도 16에 도시한 바와 같은 소정의 주기로 진동하는 워블 WB가 형성되어 있다. 워블 WB로부터 얻어지는 신호로부터 어드레스 정보 등을 얻을 수 있어, 기록 용량의 증대를 도모할 수 있다.
상기의 그루브 GR는 폭이 대략 일정하게 되어 있다. 이것은, 워블 WB는, 마스터링 원반에서의 레지스트막의 노광 시에 노광하는 빛을 소정의 주기로 진동시켜 얻기 때문에, 노광된 영역에 상당하는 그루브 GR의 폭은 빛의 스폿 직경에 상당하여, 대략 일정하게 되기 때문이다. 예를 들면, 도 16의 어느 개소에서의 그루브 폭 WGR1과 다른 개소에서의 그루브 폭 WGR2는 대략 같게 되어 있다.
한편, 인접하는 그루브 GR의 위상은 반드시 일치하지는 않기 때문, 랜드 LD 는 폭이 일정하게는 되지 않는다. 예를 들면, 도 16의 어느 개소에서의 랜드폭 WLD1과 다른 개소에서의 랜드 폭 WLD2는 크게 다르다.
본 실시 형태에 따른 상기의 광디스크에 있어서도, 제1 실시 형태와 같이 신호부와 캐릭터부가 동일면 내에서 구분되어 있고, 이 캐릭터부에서, 예를 들면 캐릭터의 윤곽의 내측을 빈틈없이 채우도록 하여 그루브 또는 피트의 열이 형성되고, 매체 기판 측으로부터 캐릭터부를 보았을 때에 「정자」가 되어, 캐릭터로서 시인 가능하게 되어 있다. 여기서, 캐릭터부의 그루브에는, 워블은 없어도 된다.
본 실시 형태에 따른 상기의 광디스크는, 마스터링 원반에서의 레지스트막의 노광 시에 노광하는 빛을 소정의 주기로 진동시킴으로써, 제1 실시 형태와 같이 제조하는 것이 가능하다.
따라서, 마스터링 원반에서의 레지스트막의 노광에 있어서는, 캐릭터부에 노광하는 캐릭터부용 요철 형상의 노광 패턴은, 제1 실시 형태와 같이 「정자」의 패턴으로 한다.
상기의 본 실시 형태에 따른 광디스크에 있어서, 그루브에 워블이 형성되어 있고, 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 대략 일정, 즉 그루브가 되는 것은, 제조 공정에서, 선 스탬퍼 또는 마스터 스탬퍼로부터가 아니라, 마더 스탬퍼로부터 매체 기판을 전사하는 경우가 된다.
이러한 경우에도, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이, 제1 실시 형태와 같이 매체 기판측으로부터로 함으로써, 보호층 측으로부터 보는 경우보다도 용이하게 캐 릭터의 시인이 가능하다.
본 발명은, 상기의 실시 형태에 한정되지 않는다.
예를 들면, 광학 기록층의 층 구성은, 실시 형태에서 설명한 구성에 한하지 않고, 기록막의 재료 등에 따라서 여러 가지의 구조로 할 수 있어, 예를 들면, 상변화형의 광학 기록 매체 외에, 광자기 기록 매체나, 유기 색소 재료를 이용한 광디스크, 또한 재생 전용의 광디스크에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 1층의 광학 기록층을 갖는 광디스크만이 아니라, 중간층을 개재하여 2층 이상의 광학 기록층을 적층한 광디스크에도 적용할 수 있다. 어느 경우에도, 매체 기판 측으로부터 보아 「정자」로 되도록, 매체 기판 위에 캐릭터부용 요철 형상을 형성한다.
기타, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경을 할 수 있다.
본 발명의 광학 기록 매체에 따르면, 그루브 등의 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하까지 얕게 되더라도, 또는, 신호부용 요철 형상에 워블이 형성되어 있고, 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 대략 일정하게 되는 경우에도, 「정자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판측으로부터로 함으로써, 보호층 측으로부터 보는 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
본 발명의 광학 기록 매체의 제조 방법에 따르면, 마더 스탬퍼로부터 전사하여 매체 기판을 형성하고, 또한, 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성할 때 캐릭터를 「정자」로서 기록하기 때문에, 제조되는 광학 기록 매체로서는, 캐릭터를 「정 자」로서 판독할 수 있는 것이 매체 기판 측이 되어, 보호층 측으로부터 보는 경우보다도 용이하게 캐릭터의 시인이 가능하다.
본 발명은, 상변화형 기록 재료, 광자기 기록 재료 또는 유기 색소 재료를 포함하는 기록 재료 등을 기록 재료로 하는 광학 기록층을 갖는 재기록 가능형 등의 메모리 형태에 대응할 수 있고, 염가인 대용량 파일의 실현을 가능하게 하는 광디스크와 그 제조 방법에 이용 가능하다.

Claims (12)

  1. 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되고, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 매체 기판과, 상기 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 형성면에 형성된 광학 기록층과, 상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하이고, 상기 보호층을 통해서 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체로서,
    상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있는 광학 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광학 기록층의 막두께가, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이보다도 두꺼운 광학 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학 기록층이 상변화형의 기록막을 포함하고 있고,
    상기 광학 기록층은, 상기 신호부에 있어서만 초기화되어 있는 광학 기록 매체.
  4. 한 주면이 신호부와 캐릭터부로 구분되고, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상이 형성되고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 매체 기판과, 상기 신호부용 요철 형상 및 캐릭터부용 요철 형상의 형성면에 형성된 광학 기록층과, 상기 광학 기록층의 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 상기 보호층을 통하여 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체로서,
    상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상은 연속홈형의 요철 형상이고,
    적어도 상기 신호부용 요철 형상에 워블이 형성되어 있고, 상기 매체 기판으로부터 볼록으로 되어 있는 부분의 폭이 일정하고,
    상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 매체 기판 측으로부터 보아 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터가 기록되어 있는 광학 기록 매체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이가 25 ㎚ 이하인 광학 기록 매체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광학 기록층의 막두께가, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이보다도 두꺼운 광학 기록 매체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 광학 기록층이 상변화형의 기록막을 포함하고 있고,
    상기 광학 기록층은, 상기 신호부에 있어서만 초기화되어 있는 광학 기록 매체.
  8. 매체 기판 위에 광학 기록층과 그 상층에 형성된 광투과성의 보호층을 갖고, 이 보호층을 통해서 상기 광학 기록층에 빛이 조사되는 광학 기록 매체의 제조 방법에 있어서,
    한 주면을 신호부와 캐릭터부로 구분하여, 상기 신호부에서 신호부용 요철 형상을 형성하고, 또한, 상기 캐릭터부에서 캐릭터부용 요철 형상을 형성하여 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정과,
    상기 광학 기록 매체 제조용 원반으로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 마스터 스탬퍼를 형성하는 공정과,
    상기 마스터 스탬퍼로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 마더 스탬퍼를 형성하는 공정과,
    상기 마더 스탬퍼로부터 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 전사하여 매체 기판을 형성하는 공정과,
    상기 매체 기판의 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 형성면 위에 광학 기록층을 형성하는 공정과,
    상기 광학 기록층의 상층에 광투과성의 보호층을 형성하는 공정
    을 갖고,
    상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정에서, 상기 캐릭터부에서, 상기 캐릭터부용 요철 형상이 형성된 영역의 윤곽에 의해, 상기 광학 기록 매체 제조용 원반에 대하여 정자로 읽을 수 있도록 캐릭터를 기록하는 광학 기록 매체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정에서, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상을 깊이가 25 ㎚ 이하로 형성하는 광학 기록 매체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광학 기록층을 형성하는 공정에서, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상의 깊이보다도 상기 광학 기록층을 두껍게 형성하는 광학 기록 매체의 제조 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 광학 기록 매체 제조용 원반을 형성하는 공정은, 원반용 기판 위에 레 지스트막을 형성하는 공정과, 상기 신호부용 요철 형상 및 상기 캐릭터부용 요철 형상으로서 연속홈형의 패턴으로 상기 레지스트막을 노광하는 공정과, 상기 레지스트막을 현상하는 공정을 포함하며,
    상기 레지스트막을 노광하는 공정에서, 적어도 상기 신호부용 요철 형상에 워블을 형성하는 광학 기록 매체의 제조 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광학 기록층을 형성하는 공정에서, 상변화형의 기록막을 포함하는 광학 기록층을 형성하고,
    상기 광학 기록층을 형성하는 공정 후에, 상기 신호부에 있어서만 초기화하는 공정을 더 갖는 광학 기록 매체의 제조 방법.
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