KR101047255B1 - 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조방법 - Google Patents

Abstract

기판 상에 형성된 무기 레지스트층에 대하여, 광 디스크에 형성되는 정보 요철 패턴의 정보 신호에 대응하는 정보 신호에 의해 변조된 기록용 레이저광을 조사하여, 상기 광 디스크의 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 노광 패턴을 형성하는 노광 공정과, 그 후 상기 무기 레지스트층에 대하여, 현상 처리를 행하여, 상기 무기 레지스트층에 의한 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 현상 공정을 갖는 원반 작성 방법에서, 적정한 요철 패턴을 갖는 원반 제작을 가능하게 하기 위해, 상기 노광 공정에서, 상기 레지스트층의 비기록 영역에 시험 노광을 행한 후, 그 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여, 그 반사광으로부터 상기 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가를 행하고, 그 평가 결과에 기초하여, 후에 행하는 기록용 레이저광의 최적의 포커스 위치를 결정한다.

무기 레지스트층, 레이저광, 반사광, 현상, 노광

Description

광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법{MANUFACTURING PROCESS OF ORIGINAL DISC FOR PRODUCING OPTICAL DISC AND PRODUCTION PROCESS OF OPTICAL DISC}

본 발명은, 광 디스크의 제조에서, 트랙킹용, 어드레스용 등의 그루부나, 데이터 기록의 피트 등의 요철 패턴을 갖는 광 디스크 기판을, 예를 들면 사출 성형, 2P(Photo Polymerization)법에 의해 형성하는 스탬퍼를 전사 제작하기 위한 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 그 원반 제작 시의 노광 포커스 조정에 의해 우수한 광 디스크를 얻는 원반과, 이에 의해 우수한 특성의 광 디스크를 제조할 수 있도록 한다.

최근, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 광 디스크는 기록 매체로서 폭넓은 분야에서 사용되도록 되었다.

이 광 디스크는, 폴리카보네이트 등의 광학적으로 투명한 광 디스크 기판 상에 각종 정보 신호 예를 들면 어드레스 신호, 트랙킹 신호를 얻는 그루브, 데이터 정보 신호의 기록부로서의 피트 등의 미세한 정보 요철 패턴이 형성되며, 이 위에 알루미늄 등의 금속 박막으로 이루어지는 반사막이 형성되고, 또한 그 반사막 상에 보호막이 형성된 구조를 갖는다.

이 광 디스크는, 도 6A∼도 6J에 도시한 바와 같은 제조 공정을 거쳐 제조된다(예를 들면 일본 특개2001-195791호 공보, 단락 [0002]∼[0006] 참조).

우선, 표면이 평활화된 유리 기판(90)을 준비하고(도 6A), 이 유리 기판(90) 상에, 감광성의 포토레지스트(유기 레지스트)로 이루어지는 레지스트층(91)을 균일하게 형성하여 레지스트 기판(92)을 구성한다(도 6B).

계속해서, 기록용 레이저광을 레지스트 기판(92)의 레지스트층(91) 상에서 기판(90)의 내주부로부터 외주부, 혹은 외주부로부터 내주부에 걸쳐 예를 들면 나선 형상으로 상대적으로 주사시키면서, 정보 신호 패턴에 대응시켜 온 오프 제어한 기록용 레이저광을 조사하여 레지스트층(91)에, 최종적으로 얻는 광 디스크 기판의 정보 요철 패턴에 대응하는 패턴 노광 즉 감광을 행한 노광 원반(93)을 형성한다(도 6C).

다음으로, 레지스트층(91)을 현상함으로써 소정의 요철 패턴이 형성된 원반(94)을 얻는다(도 6D).

다음으로, 전주법(electroforming)에 의해 원반(94)의 요철 패턴면 상에 금속 니켈 도금층(93)을 형성한다(도 6E). 이 도금층(95)을 원반(94)으로부터 박리하여, 소정의 가공을 실시하여, 원반(94)의 요철 패턴이 전사된 성형용 스탬퍼(96)를 얻는다(도 6F).

이 성형용 스탬퍼(96)를 이용하여 사출 성형(도 6G)을 행하여 열가소성 수지의 폴리카보네이트에 의한 수지제의 광 디스크 기판(97)을 성형한다(도 6H).

계속해서, 이 광 디스크 기판(97)의 요철면에 Al 합금의 반사막(98)(도 6I) 과 보호막(99)을 성막함으로써 광 디스크(200)를 얻는다(도 6J).

이와 같이 하여 제조된 광 디스크는 품질 검사된 후에 제품으로 되지만, 이 품질 항목의 하나로서 지터값(Jitter)이 있다. 지터값은, 신호 재생하였을 때의 RF 신호의 시간축 방향의 변동을 나타내는 것으로, 광 디스크의 재생 신호의 품질의 지표로 되는 중요 항목이다.

또한, 지터값은 광 디스크에 형성되는 요철 패턴 중, 오목부(피트)의 치수 변동의 영향을 받기 때문에, 최근의 광 디스크의 고용량화에 수반하여 요철 패턴이 미세화되는 상황에서는, 보다 중요한 관리 항목으로 되고 있다.

따라서, 이 피트의 치수 형상을 결정하는 노광 원반 제작 시의 노광 스폿의 치수 형상의 조정은 수요로 된다. 그러나, 이 노광 스폿의 양부의 판정에는, 개인차가 발생하기 때문에, 노광 시의 노광 포커스 조정에 변동이 발생하고, 이것이 최종 제품의 광 디스크의 신호 특성에 변동이 발생하는 한가지 원인으로 되었다.

또한, 이 포커스 조정은, 후술하는 바와 같이, 반사광을 공초점에서 관찰하기 위한 긴 광학계나 CCD(Charge Coupled Device) 카메라가 필요로 되기 때문에, 노광 장치의 광학계의 구성이 복잡하게 되었다.

또한, 지터값은, 신호 재생하였을 때의 RF 신호 패턴으로부터 구해지는 것이기 때문에, 노광 후의 레지스트층의 잠상으로부터 이것을 측정하는 것은 곤란하므로, 상기 제조 공정을 거친 후의 최종 제품의 단계(도 6J)의 광 디스크에 대해서만, 그 측정을 행할 수 있었다.

그 때문에, 노광 포커스 위치의 조정이 불량한 경우에는, 지금까지의 일련의 노동력, 제조 시간, 제품이 헛되이 되었다.

이와 같이, 노광 공정의 제조 조건 기인의 불량이 발생한 경우에는 그 손실은 매우 크다.

또한, 상술한 최종 공정 후에 판명된 지터값의 측정 결과를 제조 공정에 피드백하는 방법을 취해야만 하기 때문에, 제조 조건의 신속한 수정도 할 수 없었다.

특히, 노광 공정에서의 제조 조건의 수정에 관하여, 그 로트가 노광 공정을 통과한 시점으로부터, 그 로트의 최종 공정으로부터의 피드백 정보에 기초하여 수정된 노광 조건이 반영되는 시점까지는 장시간을 필요로 하였다. 따라서, 노광 공정의 제조 조건에 기인하는 불량품이 발생한 경우에는, 불량 원인의 구명에도 장시간을 필요로 하게 되어, 제조 조건의 수정에 반영시키기까지, 더 많은 시간을 필요로 하여, 전체의 생산성을 저해, 수율의 저하를 초래하게 되었다.

이상의 점으로부터, 광 디스크의 정보 요철 패턴, 특히 피트의 치수 변동을 가능한 한 억제하기 위해 상술한 제조 공정에서, 각 공정의 적정 제조 조건이 설정되어, 지터값이 임의의 일정한 범위 내에 들어가도록 관리되고 있다.

특히, 상술한 노광 공정은, 피트 형성에 중대한 영향을 미치는 공정으로, 그 중에서도 특히 기록용 레이저광의 초점을 레지스트 기판의 레지스트층 표면에 맞춰 노광을 실시할 필요가 있기 때문에, 노광 장치의 대물 렌즈와 레지스트 기판의 레지스트층 표면과의 거리(이하, 노광 포커스 위치라고 함)를 일정하게 유지하는 엄격한 관리가 요구되고 있다.

통상, 이 노광 공정에서의 포커스 위치의 조정은, 레지스트 기판의 위치(높 이)는 고정으로 하고, 레지스트 기판으로부터의 반사광을 대물 렌즈의 초점과 공초점으로 되는 위치에서 눈으로 관찰하여, 그 스폿 형상이 가장 양호해지도록 포커스 조정을 행하는 포커스 액튜에이터를 조작하여 대물 렌즈의 레지스트 기판의 레지스트 표면으로부터의 높이 위치에 대하여 조정하는 방법이 행해지고 있다.

<발명의 개시>

본 발명은, 노광 공정에서 레지스트 상의 노광 부분의 기록 신호 특성으로부터 광 디스크의 기록 신호 특성(지터값)을 예측 평가하고, 그 평가 결과에 기초하여 노광 포커스 위치를 적정하게 조정할 수 있도록 하여, 상술한 모든 문제의 해결을 도모할 수 있도록 한 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법을 제공한다.

즉, 본 발명자들은, 무기 레지스트 재료로 이루어지는 레지스트층을 레이저광 등으로 노광하여 이 레지스트층을 화학적으로 상태 변화시키는 노광 방법에 따를 때, 이 노광에 의한 무기 레지스트 재료의 화학적인 상태 변화에 대응하여 광의 반사율(반사광량)이 변화되는 현상을 이용하고, 그것에 의한 회절 현상에 주목하여 예의 검토를 행한 결과, 본 발명을 발견하기에 이르렀다.

본 발명에 따른 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법에서는, 기판 상에 형성된 무기 레지스트층에 대하여, 상기 광 디스크에 형성되는 정보 요철 패턴의 정보 신호에 대응하는 정보 신호에 의해 변조된 기록용 레이저광을 조사하여, 상기 광 디스크의 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 노광 패턴을 형성하는 노광 공정과, 그 후 상기 무기 레지스트층에 대하여, 현상 처리를 행하여, 상기 무기 레지스트층에 의한 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 현상 공정을 갖고, 상기 노광 공정에서, 상기 레지스트층의 비기록 영역에 시험 노광을 행한 후, 그 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여, 그 반사광으로부터 상기 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가를 행하고, 그 평가 결과에 기초하여, 후에 행하는 기록용 레이저광의 최적의 포커스 위치를 결정하는 노광 포커스 위치 조정을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 광 디스크의 제조 방법은, 광 디스크 제조용 원반의 제작 공정과, 상기 원반으로부터 광 디스크 제조용의 스탬퍼를 전사 제작하는 스탬퍼 제작 공정과, 상기 스탬퍼에 의해 광 디스크 기판을 전사 제조하는 광 디스크의 작성 공정과, 그 광 디스크 기판 상에서의 반사막의 성막 공정과, 보호막의 성막 공정을 갖고, 상기 원반의 제작 공정은, 기판 상에 형성된 무기 레지스트층에 대하여, 상기 광 디스크에 형성되는 정보 요철 패턴의 정보 신호에 대응하는 정보 신호에 의해 변조된 기록용 레이저광을 조사하여, 상기 광 디스크의 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 노광 패턴을 형성하는 노광 공정과, 그 후 상기 무기 레지스트층에 대하여, 현상 처리를 행하여, 상기 무기 레지스트층에 의한 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 현상 공정을 갖고, 상기 노광 공정에서, 상기 레지스트층의 비기록 영역에 시험 노광을 행한 후, 그 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여, 그 반사광으로부터 상기 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가를 행하고, 그 평가 결과에 기초하여, 후에 행하는 기록용 레이저광의 최적의 포커스 위치를 결정하는 노광 포커스 위치 조정을 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 상술한 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법에서, 그 무기 레지스트층이 천이 금속의 불완전 산화물을 포함한 레지스트층으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상술한 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법에서, 상기 평가용 레이저광의 조사 영역이, 상기 기록용 레이저광의 조사 영역 이외의 영역으로 된 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명의 방법에 따르면, 노광 공정의 단계에서, 노광 처리 전의 시험 노광의 노광 부분의 기록 신호 특성을 측정하며, 이 측정 결과에 기초하여, 그 노광 조건에 의한 최종 제품의 양부를 판정할 수 있다. 따라서, 이 결과로부터 즉시 기록용의 노광 예정 영역에 대하여 적정한 노광 포커스 위치를 설정하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가란, 광 디스크용 노광 원반의 기록 신호 특성, 즉 고주파(RF) 신호 패턴의 지터값과 노광 포커스 위치와의 관계를 평가하는 것으로, 지터값이 최소로 되는 노광 포커스 위치를 선택하는 것이 바람직한 것이다. 이것은, 레지스트층의 기록 신호 특성이, 광 디스크의 기록 신호 특성(지터값)과 대응하는 관계에 있는 것에 기인한다.

또한, 광 디스크용 노광 원반의 RF 신호 패턴에 관하여, 노광 부분의 반사광의 회절의 정도를 나타내는 변조도도 광 디스크의 기록 신호 특성(지터값)과 상관이 있기 때문에, 그 변조도가 최대로 되는 노광 포커스 위치를 선택하도록 해도 된다.

또한, 종래의 감광성 레지스트 재료인 유기 레지스트 재료를 이용한 레지스트 기판에 노광하여 신호의 기록을 행하는 경우에는, 레지스트층의 노광이 있는 영역과 노광이 없는 영역과의 사이에서 반사광량에 차이는 발생하지 않기 때문에, 본 발명을 적용할 수 없어, 노광 단계에서는 어떠한 신호가 기록되어 있는지 확인할 수 없다.

또한, 그 시험 노광을, 기록용 레이저광의 조사 영역 이외의 영역으로 함으로써, 노광 공정의 노광 처리 직전의 단계에서 광 디스크의 품질에 영향을 미치지 않는 영역에서, 그 노광 포커스 위치 조건에 의한 최종 제품의 양부를 판정할 수 있기 때문에, 판정 결과가 NG(No Good)인 경우에서도 바로 재시도 평가를 행할 수 있어, 노광 포커스 위치의 수정이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 적정한 노광 패턴의 형성, 나아가서는 적정한 요철 패턴을 갖는 광 디스크 제조용 원반을 제작할 수 있고, 이에 의해 지터가 개선된 광 디스크를 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1A∼도 1J는 본 발명에 따른 노광 포커스 위치 조정 방법을 적용하는 광 디스크의 제조 공정도.

도 2는 본 발명을 적용한 레지스트층 노광 공정에서 이용되는 노광 장치를 모식적으로 도시하는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 노광 포커스 위치 조정 방법에서의 노광 시의 포커스 바이어스 전압값과 노광 원반의 평가 신호의 지터값과의 관계를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 노광 포커스 위치 조정 방법에서의 노광 시의 포커스 바이어스 전압값과 광 디스크의 재생 신호의 지터값과의 관계를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 노광 포커스 위치 조정 방법에서의 노광 시의 포커스 바이어스 전압값과 노광 원반의 평가 신호의 변조도와의 관계를 도시하는 도면.

도 6A∼도 6J는 종래의 광 디스크의 제조 공정도.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

본 발명에 따른 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법의 형태 예를 설명한다.

우선, 그 노광 포커스 위치 조정 방법의 전제로 되는 무기 레지스트 재료를 이용한 광 디스크의 제조 방법을 설명한다. 이 제조 방법의 하나로서, 천이 금속의 불완전 산화물을 포함하며, 불완전 산화물은, 산소의 함유량이 상기 천이 금속이 취할 수 있는 결합가에 따른 화학양론 조성의 산소 함유량보다 작은 레지스트 재료로 이루어지는 레지스트층을 기판 상에 성막한 후, 이 레지스트층을 기록용 신호 패턴에 대응시켜 선택적으로 노광하고, 현상하여 소정의 요철 패턴을 형성하는 방법이 있다.

그 제조 공정의 개요를 도 1의 공정도을 참조하여 이하에 설명한다.

우선, 원반을 구성하는 기판(100)을 준비한다(도 1A).

이 기판(100) 상에, 스퍼터링법에 의해 소정의 무기계의 레지스트 재료로 이루어지는 레지스트층(101)을 균일하게 성막한다. 이 경우, 레지스트층(101) 기록 감도의 개선을 위해 기판(100)과 레지스트층(101) 사이에 소정의 중간층(110)을 형 성해도 된다(도 1B). 레지스트층(101)의 막 두께는, 임의로 설정 가능하지만, 10㎚∼120㎚의 범위 내가 바람직하다. 이와 같이 하여 기판(100)에 레지스트층(101)이 형성된 레지스트 기판(102)을 얻는다.

계속해서, 기존의 레이저 장치를 구비한 노광 장치를 이용하여, 레지스트층(101)에, 목적으로 하는 광 디스크에서의 정보 요철 패턴에 대응한 정보 신호에 의해 온·오프 변조한 기록용 레이저광에 의해 선택적 노광에 의한 노광 공정을 행한다. 이와 같이 하여, 소요의 패턴 노광이 이루어진 노광 원반(103)을 제작한다(도 1C).

이 때, 레지스트층(101)의 레지스트재를 구성하는 천이 금속의 불완전 산화물은, 자외선 또는 가시광에 대하여 흡수를 나타내고, 자외선 또는 가시광이 조사됨으로써 그 화학적 성질이 변화된다.

다음으로, 레지스트층(101)을 현상하는 현상 공정을 행하여 소정의 요철 패턴이 형성된 원반(104)을 얻는다(도 1D). 이 경우, 노광 공정에 의한 노광부와 미노광부의 형성에서, 무기 레지스트이면서 산 또는 알칼리 수용액에 대하여 양 부분의 에칭 속도에 차가 발생하는, 소위 선택비가 발생하기 때문에, 산 또는 알칼리 수용액에 의해 현상할 수 있다.

다음으로, 전주법에 의해 원반(104)의 요철 패턴면 상에 금속 니켈 도금층(105)을 형성한다(도 1E).

이 도금층(105)을 원반(104)으로부터 박리하고, 소정의 가공을 실시하여, 원반(104)의 요철 패턴이 전사된 성형용 스탬퍼(106)를 얻는다(도 1F).

이 성형용 스탬퍼(106)를 이용하여 예를 들면 사출 성형법 혹은 2P법에 의해 열가소성 수지의 폴리카보네이트에 의한 수지제의 광 디스크 기판(107)을 성형한다(도 1G, 도 1H).

계속해서, 이 광 디스크 기판(107)의 요철면에 예를 들면 Al 합금에 의한 반사막(108)을 증착 등에 의해 성막한다(도 1I).

또한, 반사막(108) 상에 보호막(109)을 성막한다. 이와 같이 하여 광 디스크(300)를 얻는다(도 1J).

[레지스트 재료]

상기 레지스트층(101)에 적용되는 레지스트 재료는, 천이 금속의 불완전 산화물이다. 여기서, 천이 금속의 불완전 산화물이란, 천이 금속이 취할 수 있는 결합가에 따른 화학양론 조성보다 산소 함유량이 적은 방향으로 어긋난 화합물의 것, 즉 천이 금속의 불완전 산화물에서의 산소의 함유량이, 상기 천이 금속이 취할 수 있는 결합가에 따른 화학양론 조성의 산소 함유량보다 작은 화합물의 것으로 정의한다.

이에 의해, 이 재료로 이루어지는 레지스트층(102)은, 그 천이 금속의 완전 산화물의 상태에서는 투과하게 되는 자외선 또는 가시광의 광 에너지를 흡수하는 것이 가능해져, 무기 레지스트 재료의 화학적인 상태 변화를 이용한 신호 패턴의 기록이 가능하게 된다.

레지스트 재료를 구성하는 구체적인 천이 금속으로서는, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Nb, Cu, Ni, Co, Mo, Ta, W, Zr, Ru, Ag 등을 들 수 있다. 그 중에서도, Mo, W, Cr, Fe, Nb를 이용하는 것이 바람직하고, 자외선 또는 가시광에 의해 큰 화학적 변화를 얻을 수 있다고 하는 견지로부터 특히 Mo, W를 이용하는 것이 바람직하다.

[레지스트층에 대한 노광 공정]

상기 제조 공정 중, 본 발명이 직접 관계되는 레지스트층의 노광 공정에 대하여, 그 상세를 이하에 설명한다.

도 2에 레지스트 노광 공정에서 사용되는 노광 장치의 구성을 도시한다. 이 장치는, 레지스트층을 노광하는 광이나 평가하는 광, 예를 들면 레이저광을 발생하는 빔 발생원(11)이 설치되고, 여기로부터 출력된 레이저광이, 콜리메이터 렌즈(12), 그레이팅(19), 빔 분할기(13) 및 대물 렌즈(14)를 통해, 턴 테이블(16) 상에 배치된, 레지스트층의 성막이 종료된 레지스트 기판(15)(도 1B에서의 참조 부호 102)의 레지스트층에 포커싱되어 조사하는 구성을 갖는다.

이 노광 장치는, 레지스트 기판(15)으로부터의 반사광을 빔 분할기(13) 및 집광 렌즈(17)를 통해 분할 포토디텍터(18) 상에서 연결하는 구성을 갖는다. 분할 포토디텍터(18)는, 레지스트 기판(15)으로부터의 반사광을 검출하여, 반사광량에 따른 전기 신호를 출력한다. 연산 제어 회로(1a)는, 분할 포토디텍터(18)로부터의 출력 신호로부터 포커스 오차 신호를 생성하고, 이에 의해 포커스 액튜에이터(1b)를 제어하여, 목표값(포커스 바이어스 전압값)에 대응한 위치에, 대물 렌즈(14)의 위치를 제어하여, 레지스트 기판(15)에 대한 대물 렌즈(14)의 위치(포커스 위치)가 일정하게 되도록 제어된다. 이와 같이 하여, 기록 노광 시 및 평가 시에, 레지스트 기판(15)의 높이가 변동되어도, 상술한 제어계에 의해, 레지스트 기판(15)에 대 한 대물 렌즈(14)의 위치가 일정하게 유지되도록 대물 렌즈(14)의 위치의 미세 조정이 행해진다. 또한, 레지스트 기판(15)에 대한 대물 렌즈(14)의 위치(포커스 위치)는, 목표값(포커스 바이어스 전압값)의 설정을 바꿈으로써, 변화시킬 수 있다.

또한, 이 노광 장치는, 레지스트 기판(15)(102)에 대한 노광 공정 후의 레지스트 기판(도 1C에서의 노광 원반(103))에 대해서는, 평가용 레이저광이 조사된 경우, 분할 포토디텍터(18)로부터의 출력 신호는, 연산 제어 장치(1a)에서 RF(고주파) 신호 패턴이 생성되며, RF 신호 패턴은 계측 장치(1c)에 입력되어 노광 부분의 기록 신호의 지터나 변조도가 측정된다.

또한, 턴 테이블(16)에는, 이송 기구(도시 생략)가 설치되어 있어, 레지스트 기판(15)의 노광 위치를 양호한 정밀도로 변화시킬 수 있다.

또한, 이 노광 장치에서는, 데이터 신호, 반사광량 신호에 기초하여, 레이저 구동 회로(도시 생략)가 빔 발생원(11)을 제어하면서 노광을 행한다. 또한, 턴 테이블(16)의 중심축에는 스핀들 모터 제어계가 설치되어, 광학계의 반경 위치와 원하는 선속도에 기초하여, 최적의 스핀들 회전수를 설정하여 스핀들 모터의 제어를 행한다.

레지스트층의 기록용 노광 시에는, 우선 레지스트 기판(15)을, 도 2에 도시한 노광 장치의 턴 테이블(16) 상에 레지스트 성막면이 상측에 배치되도록 세트한다.

계속해서, 빔 발생원(11)으로부터 레지스트 기판(15)의 레지스트층에 레이저광을 조사하면서, 턴 테이블(16)을 회전하여 이 위에 탑재된 레지스트 기판(15)을 회전시키면서, 턴 테이블(16)과 함께 반경 방향으로 이동함으로써, 레지스트 기판(15)의 주면 위의 내주부로부터 외주부, 혹은 외주부로부터 내주부에 걸쳐 레지스트층에 나선 형상 혹은 동심원 형상의 신호 패턴을 기록, 즉 패턴 노광한다. 상세하게는, 레지스트 기판(15) 상에 집광된 빔 스폿의 광 강도가 어느 정도 이상이면, 레지스트 기판(15) 상의 무기 레지스트 재료에 화학적인 상태 변화가 발생하여, 기록 마크가 형성되기 때문에, 실제의 노광에서는 기록용 신호 패턴에 대응시켜 빔 발생원(11)으로부터의 출사 광량을 변화시켜, 레지스트층의 기록 마크의 패턴을 형성함으로써 신호의 기록이 행해진다.

[노광 원반에서의 반사광의 신호 특성]

상술한 바와 같이, 무기 레지스트층에서 신호 기록이 행해진 영역은, 원래의무기 레지스트 재료의 화학적 상태(비정질)로부터 다른 화학적 상태(결정질)로 변화되어 있다.

본 발명에서는, 그 상태의 차이에 의해 레이저광 등의 광의 반사율에 차이가 발생하는 것을 이용하여, 광 디스크로부터 광 픽업에 의해 신호를 추출하는 것과 마찬가지로, 도 1C에서 얻은 노광 원반(103)으로부터 신호를 추출하고, 그 신호로부터 노광 원반(103)의 기록 신호의 지터값 또는 변조도를 구한다. 즉, 노광 부분의 화학적 상태가 변화됨으로써 노광의 유·무의 영역에 반사율의 차이가 발생하고, 거기에 평가용 레이저광을 조사하면 반사율의 차이에 의해 발생하는 회절 현상으로부터 반사광량의 변동이 발생하며, 거기로부터 RF 신호 패턴이 얻어지고, 또한 그 RF 신호 패턴으로부터 지터값이나 변조도를 구할 수 있다.

구체적으로는, 빔 발생원(11)으로부터 레지스트 기판(15)(이 경우, 노광 기판(103))에, 노광 시의 파워보다 낮은 레이저광을 조사하면서, 턴 테이블(16)에 의해, 이 위에 탑재된 레지스트 기판(15)(103)을 회전시키면서, 턴 테이블(16)과 함께 반경 방향으로 이동함으로써, 레이저광이 상대적으로 노광 부분의 위를 주사하면서 조사된다. 그 때, 조사된 레이저광이 레지스트층에서 반사되며, 그 반사광을 노광 장치의 빔 분할기(13), 집광 렌즈(17)를 거쳐 포토디텍터(18)에서 검출한다. 포토디텍터(18)에서 검출된 신호로부터 RF 신호 패턴이 추출되며, 그 RF 신호 패턴으로부터 지터값 또는 변조도가 구해진다.

도 3은 포커스 바이어스 전압값, 즉 노광 포커스 위치와, 지터값과의 관계의 측정 결과를 도시한다. 즉, 이 경우, 레지스트 기판(102)에, 노광 포커스 위치를 변화시켜 노광한 노광 원반(103)을 제작하고, 이 노광 원반(103)의, 각각의 노광 포커스 위치에서의 상술한 RF 신호 패턴을 추출하며, 그 RF 신호 패턴으로부터 지터값을 구한 결과를 플로팅하였다. 여기에서는, 실리콘 기판에 의한 기판(100) 상에, 레지스트 재료로서 W의 3가와 Mo의 3가와의 불완전 산화물을 이용한 레지스트층(101)을 형성한 레지스트 기판(102)에, 파장 405㎚의 레이저광으로, 상술한 노광 원반(103)을 제작하였다. 그리고, 이 경우, 그 기록과 평가는, 기록용 레이저광의 빔 스폿 직경과 평가용 레이저광의 빔 스폿 직경과는 동일 직경으로 하는 조건으로 행하였다.

도 3에 따르면, 포커스 바이어스 전압값, 즉 노광 포커스 위치를 변화시키면 지터값이 극소로 되는 노광 포커스 위치가 존재하는 것이 인지되었다. 이 포커스 바이어스 전압값은, 지터값이 극소로 되는 포커스 바이어스 전압값을 편의상 0(영)으로 하고, 거기로부터의 플러스(+) 방향, 마이너스(-) 방향으로의 조정 다이얼 눈금의 상대값을 나타낸 것이다.

노광 원반(103)의 평가에서, 지터값이 극소로 되는 포커스 바이어스 전압값, 즉 노광 포커스 위치로 한 경우가 기록용 레이저광의 초점이 레지스트층 상에 가장 맞아 있어, 즉 광 스폿의 품질이 가장 좋다고 생각된다.

다음으로, 도 3의 특성에 의한 노광 원반(103)을 사용하여, 도 1에서 설명한 제조 공정에 따라 광 디스크(300)를 제작하고, 이것으로부터의 재생 신호의 지터값을 측정하였다. 이 측정 결과를 도 4에 도시한다. 도 4에서도, 노광 시의 포커스 바이어스 전압값(노광 포커스 위치)과 광 디스크 재생 시의 지터값 사이에서 지터값이 극소로 되는 노광 포커스 위치가 존재한다고 하는 도 3과 마찬가지의 경향이 인지되고, 그 포커스 바이어스 전압값은 도 3에서 지터값이 극소로 되는 포커스 바이어스 전압값과 동일하였다.

따라서, 현상 전의 단계에서 노광 원반의 지터값으로부터 그 원반으로부터 제작되는 광 디스크의 기록 신호의 지터값을 추정하는 것이 가능하다. 다시 말하면, 노광 원반(103)의 지터값이 최소로 되는 노광 포커스 위치에서 노광하면 지터값이 최소로 되는 신호 특성이 우수한 광 디스크(300)를 제작할 수 있다. 이 경우, 레지스트층의 현상 공정 이후의 제조 조건이 일정한 것 등이 전제이다.

또한, 광 디스크용 노광 원반의 RF 신호 패턴으로부터 노광 부분의 반사광의 회절의 정도를 나타내는 변조도를 구하고, 그 변조도로부터 노광 포커스 위치를 조 정할 수도 있다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 노광 원반(103)의 변조도가 극대로 되는 노광 시의 포커스 바이어스 전압값(노광 포커스 위치)이 존재하고, 도 5에서 제작된 노광 원반(103)을 사용하여, 도 1의 제조 공정에 따라 제작한 광 디스크(300)의 재생 시의 지터값이 극소로 되는 포커스 바이어스 전압값은, 도 5에서 변조도가 극대로 되는 포커스 바이어스 전압값과 동일하였다.

이 관계에 기초하여, 노광 원반(103)의 변조도가 최대로 되는 노광 포커스 위치에서 노광하면 지터값이 최소로 되는 신호 특성이 우수한 광 디스크(300)를 얻을 수 있다.

[노광 포커스 위치 조정 방법]

본 발명에 따른 노광 포커스 위치 조정 방법은, 도 1C의 노광 공정의 단계에서 행하는 방법으로, 이 노광 공정에서의 무기 레지스트 재료의 화학적 상태의 차이에 의한 레이저광 등의 광의 반사율의 차이를 이용하여, 광 디스크로부터 광 픽업에 의해 신호를 추출하는 것과 마찬가지로 노광 원반(103)으로부터 신호를 추출하여 평가한 결과에 기초하여 행한다.

이 노광 포커스 위치 조정 방법의 일 실시 형태 예를 이하에 설명한다.

도 1C의 레지스트층 노광 공정에서, 노광 전의 레지스트 기판(15)(레지스트 기판(102))이, 도 2의 노광 장치의 턴 테이블(16) 상에, 그 레지스트층의 성막면이 상측에 배치되도록 세트된 상태에서, 레지스트 기판(15)(102)의 주면 상의 내주부나 외주부 등의 광 디스크의 기록 영역으로 되지 않는 부분(디스크 규격으로서 이용하지 않는 부분. 이하, 시험 노광 부분이라고 함)에서 시험 노광으로서 기록용 파워로 레이저광을 조사한다(S1). 상세하게는, 빔 발생원(11)으로부터 레지스트 기판(15)에 기록용 레이저광을 조사하면서, 턴 테이블(16)에 의해 이 위에 탑재된 레지스트 기판(15)을 회전시키면서, 턴 테이블(16)과 함께 반경 방향으로 이동함으로써, 시험 노광 부분에 노광을 실시한다.

이 때, 노광 포커스 위치를, 포커스 바이어스값을 변화시킴으로써 변화시켜, 기록용 레이저광을 조사한다. 이 때, 레지스트층(101)의 천이 금속의 불완전 산화물 중, 기록용 레이저광이 조사된 영역에서는 그 화학적 성질이 변화된다.

다음으로, 그 시험 노광 부분에 대하여 평가용 레이저광을 조사한다(S2).

여기서, 턴 테이블(16)의 회전과 반경 방향으로의 이동은, 단계 S1과 마찬가지로 하여, 평가용 레이저광 포커스 위치를 고정하고, 파워를 노광 시의 30분의 1 정도로 한 평가용 레이저광을 시험 노광 부분에 조사한다.

단계 S2에서 조사된 레이저광이 레지스트층에서 반사된 광을 노광 장치의 빔 분할기(13), 집광 렌즈(17)를 거쳐 포토디텍터(18)에서 검출한다(S3).

포토디텍터(18)에서 검출된 신호는, 레지스트층(101)의 반사율과 상관이 있기 때문에, 연산 제어 회로(1a)에서 그 검출된 신호로부터 RF 신호 패턴을 추출한다(S4).

다음으로, 그 RF 신호 패턴으로부터 시험 노광 시에 변화시킨 노광 포커스 위치마다의 지터값 또는 변조도를 검출하고, 지터값을 평가하는 경우에는 지터값이 최소로 되는 노광 포커스 위치를, 변조도를 평가하는 경우에는 변조도가 최대로 되는 노광 포커스 위치를 실연 기록용의 노광 포커스 위치로서 결정한다(S5).

단계 S5에서 결정된 노광 포커스 위치에서 소정의 기록 파워의 레이저광의 조사에 의해, 레지스트층에 기록용 신호 패턴에 대응한 선택적인 노광을 실시하여 감광시킨다(S6).

이 방법에 의해 광 디스크의 기록 신호의 지터값을 규격 범위 내에 정밀도 좋게 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 방법에서의 관계되는 노광 제어 방법 및 노광 평가 방법은, 상기 무기 레지스트 재료에 대하여 레이저광과 수은 램프의 광을 조합한 광으로 노광하는 방법에도 적용 가능하다. 예를 들면, 파장 660㎚의 적색 반도체 레이저와, 파장 185㎚, 254㎚, 및 405㎚ 정도에 피크를 갖는 수은 램프로부터의 노광과의 조합이다.

<실시예>

본 발명에 따른 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법 및 광 디스크의 제조 방법에서, 레지스트 재료로서 W의 3가와 Mo의 3가와의 불완전 산화물을 이용하여 레지스트 기판(102)을 실제로 제작하고, 최종적으로 광 디스크(300)를 제작하였다. 이하, 이 실시예를 상술한 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.

이 실시예에서는, 실리콘 웨이퍼로 이루어지는 기판(100)을 준비한다(도 1A). 이 기판(100) 상에, 스퍼터링법에 의해 비정질 실리콘으로 이루어지는 중간층(110)을 80㎚의 막 두께로 균일하게 성막하고, 계속해서, 이 위에 스퍼터링법에 의해 W와 Mo와의 불완전 산화물로 이루어지는 레지스트층(101)을 균일하게 성막하여 레지스트 기판(102)을 제작한다(도 1B). 이 때, W와 Mo와의 불완전 산화물로 이루어지는 스퍼터 타깃을 이용하여, 아르곤 분위기 중에서 스퍼터링을 행하였다. 이 때, 퇴적한 레지스트층을 EDX(에너지 분산형 X선 분광기)로 해석한 결과, 성막된 W와 Mo와의 불완전 산화물에서의 W와 Mo와의 비율은 80:20이고, 산소의 함유율은 60atom%이었다. 또한, 레지스트층의 막 두께는 55㎚이었다. 또한, 투과형 전자선 현미경에 의한 전자선 회절의 해석 결과로부터, WMoO 불완전 산화물의 노광 전의 결정 상태는 비정질인 것이 확인되었다.

이와 같이, 레지스트층(101)의 성막이 종료된 레지스트 기판(102)을, 도 2에서 설명한 노광 장치의 턴 테이블(16) 상에 장착하고, 상술한 노광 포커스 위치 조정 방법을 실시하였다. 즉, 턴 테이블(16)을 원하는 회전수로 회전시키면서 레지스트 기판(102)의 주면 상의 내주부나 외주부 등의 광 디스크의 기록 영역으로 되지 않는 부분(디스크 규격으로서 이용하지 않는 부분)에서 포커스 바이어스 전압값을 변화시켜 기록용 레이저광을 조사하여 시험 노광을 행하고, 계속해서 그 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여 RF 신호 패턴을 추출하여, 그 지터값을 평가하였다.

이 때의 노광 조건을 이하에 나타낸다.

·노광 파장 : 405㎚

·노광 광학계의 개구수 NA : 0.95

·노광 시의 선속도 : 4.92㎧

·기입 방식 : 상 변화 디스크와 마찬가지의 간이 기입 방식

·기록용 레이저광의 파워 : 13㎽

·평가용 레이저광의 파워 : 0.2㎽

시험 노광 부분의 신호 평가 결과로서, 지터값이 최소로 되는 포커스 바이어스 전압값이 선택되어, 실연 노광용의 포커스 바이어스 전압값으로서 설정하였다. 이 설정에 의해, 대물 렌즈(14)의 높이 방향의 위치를 포커스 액튜에이터에 의해 이동 조정하여, 레지스트층에 기록용 레이저광을 포커싱시킨다.

다음으로, 광학계를 고정한 상태에서, 상술한 턴 테이블(16)에 설치된 이송 기구에 의해 원하는 반경 위치로 턴 테이블(16)을 이동시켜, 상기 노광 조건으로 기록용 레이저광을 레지스트층 표면에 조사하여, 레지스트층을 노광한다. 또한, 이 때, 턴 테이블을 회전시킨 상태 그대로 레지스트 기판의 반경 방향으로 턴 테이블을 연속적으로 약간의 거리에서 이동시키면서, 노광을 행하였다.

상기 노광 후에 소정의 현상, 전주, 사출 성형, 반사막·보호막 형성을 행하여, 12㎝ 직경의 광 디스크(300)를 얻었다. 또한, 이상의 노광 원반으로부터 광 디스크를 얻기까지의 공정은, 종래 공지의 기술로 제조하였다. 얻어진 광 디스크에서는, 130㎚ 길이의 피트, 폭 149㎚의 선 형상의 피트 등이 실제의 신호 패턴에 대응하는 상태로 형성되어 있어, 기록 용량 25GB의 광 디스크로 되어 있는 것이 확인되었다.

다음으로, 상기 광 디스크를 이하의 조건으로 판독하고, 그 RF 신호를 아이 패턴으로서 얻어, 신호 평가를 행하였다.

·트랙킹 서보 : 푸시풀법

·판독 선속도 : 4.92㎧

·판독 조사 파워 : 0.4㎽

신호 평가의 결과, 판독한 상태 그대로의 아이 패턴에 대하여 컨벤셔널 이퀄라이제이션 처리를 행한 아이 패턴에서의 지터값은 8.0%, 리미트 이퀄라이제이션 처리를 행한 아이 패턴에서의 지터값은 4.6%로 충분히 낮은 값으로 되었다. 즉, 본 발명에 따르면 기록 용량 25GB의 ROM 디스크로서 실용상 문제가 없는 양호한 광 디스크를 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에서는, 노광 공정의 단계에서, 노광 처리전의 시험 노광 직후에 그 노광 부분의 기록 신호 특성(지터값, 또는 변조도)에 기초하여, 그 노광 포커스 위치에 의한 최종 제품의 양부를 판정할 수 있기 때문에, 그 결과로부터 바로 실연용 노광의 노광 포커스 위치의 적절한 결정이 가능하게 된다.

또한, 노광 공정의 노광 처리 직전의 단계에서 광 디스크의 품질에 영향을 미치지 않는 영역에서, 그 노광 포커스 위치 조건에 의한 최종 제품의 양부를 판정할 수 있기 때문에, 판정 결과가 NG인 경우라도 바로 재시도 평가를 행할 수 있어, 노광 포커스 위치의 수정이 가능하게 된다.

따라서, 종래 방법에서와 같이, 최종 단계 즉 제조된 광 디스크의 특성 측정에 의해 그 양부를 판정하여 제조 공정의 노광 조건의 조정 등을 행하는 경우에 있어서의 불량품의 발생량의 문제, 시간, 수고의 문제의 개선이 도모되어, 생산성의 향상이 도모된다.

Claims (10)

1. 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법으로서,

   기판 상에 형성된 무기 레지스트층에 대하여, 상기 광 디스크에 형성되는 정보 요철 패턴의 정보 신호에 대응하는 정보 신호에 의해 변조된 기록용 레이저광을 조사하여, 상기 광 디스크의 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 노광 패턴을 형성하는 노광 공정과,

   그 후 상기 무기 레지스트층에 대하여, 현상 처리를 행하여, 상기 무기 레지스트층에 의한 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 현상 공정을 갖고,

   상기 노광 공정에서, 상기 레지스트층의 비기록 영역에 시험 노광을 행한 후, 상기 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여, 그 반사광으로부터 상기 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가를 행하고, 그 평가 결과에 기초하여, 후에 행하는 기록용 레이저광의 최적의 포커스 위치를 결정하는 노광 포커스 위치 조정을 행하고,

   상기 무기 레지스트층은, W와 Mo와의 비율이 80:20이고, 산소의 함유율이 60atom%의 천이 금속의 불완전 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 평가용 레이저광의 조사 영역이, 상기 기록용 레이저광의 조사 영역 이외의 영역으로 된 것을 특징으로 하는 광 디스크 제조용 원반의 제작 방법.
4. 삭제
5. 광 디스크 제조용 원반의 제작 공정과, 상기 원반으로부터 광 디스크 제조용의 스탬퍼를 전사 제작하는 스탬퍼 제작 공정과, 상기 스탬퍼에 의해 광 디스크 기판을 전사 제조하는 광 디스크 기판 제작 공정과, 상기 광 디스크 기판 상에서의 반사막의 성막 공정과, 보호막의 성막 공정을 갖는 광 디스크의 제조 방법으로서,

   상기 원반의 제작 공정은, 기판 상에 형성된 무기 레지스트층에 대하여, 상기 광 디스크에 형성되는 정보 요철 패턴의 정보 신호에 대응하는 정보 신호에 의해 변조된 기록용 레이저광을 조사하여, 상기 광 디스크의 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 노광 패턴을 형성하는 노광 공정과,

   그 후 상기 무기 레지스트층에 대하여, 현상 처리를 행하여, 상기 무기 레지스트층에 의한 상기 정보 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 형성하는 현상 공정을 갖고,

   상기 노광 공정에서, 상기 레지스트층의 비기록 영역에 시험 노광을 행한 후, 상기 노광 부분에 평가용 레이저광을 조사하여, 그 반사광으로부터 상기 레지스트층의 기록 신호 특성의 평가를 행하고, 그 평가 결과에 기초하여, 후에 행하는 기록용 레이저광의 최적의 포커스 위치를 결정하는 노광 포커스 위치 조정을 행하고,

   상기 무기 레지스트층은, W와 Mo와의 비율이 80:20이고, 산소의 함유율이 60atom%의 천이 금속의 불완전 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,

   상기 평가용 레이저광의 조사 영역이, 상기 기록용 레이저광의 조사 영역 이외의 영역으로 된 것을 특징으로 하는 광 디스크의 제조 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

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