KR20060099366A - 고밀도 원판 제조 방법, 고밀도 디스크 제조 방법 및 그디스크 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따라 고밀도 원판 제조 방법, 고밀도 디스크 제조 방법 및 그 디스크가 개시된다.

본 발명에 따른 고밀도 원판 제조 방법은, 원판에 전자 빔을 이용하여 고밀도로 데이터를 기록하는 단계와, 상기 데이터가 기록된 원판을 현상 및 식각하는 단계와, 상기 식각된 원판에 대해 2P 프로세스를 이용하여 2P 원판을 복제하는 단계와, 상기 복제된 2P 원판을 이용하여 스탬퍼를 제조하는 단계를 포함한다. 이상과 같은 본 발명에 의하면 고밀도 디스크 제조를 위한 스탬퍼 생성시 피트의 변형 또는 파손을 방지할 수 있다.

Description

고밀도 원판 제조 방법, 고밀도 디스크 제조 방법 및 그 디스크{High density disk manufacturing method and disc therefore}

도 1은 종래 기술에 따라 현재 상용화되고 있는 광 디스크의 규격 비교표,

도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 제조 공정의 흐름도,

도 3a 내지 3e는 도 2에 도시된 제조 공정 단계에서 생성되는 원판의 형태,

도 4는 종래 기술에 따라 Ni 스탬퍼 분리시의 문제점을 도시하는 참고도,

도 5는 종래 기술에 따라 2P 프로세스시의 문제점을 도시하는 참고도,

도 6은 종래 기술에 따른 공정에서의 피트 파손을 보여주는 스탬퍼 이미지,

도 7은 본 발명에 따라 2P 원판으로부터 스탬퍼를 제조하는 방법을 설명하기 위한 참고도,

도 8는 본 발명에 따른 광 디스크 제조 공정의 흐름도,

도 9a 내지 9g는 도 8에 도시된 디스크 제조 공정 단계에서 생성되는 원판의 형태.

본 발명은 고밀도 광디스크의 원판 제조에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는, 피트의 파손을 줄일 수 있도록 하는 고밀도 광디스크 원판 제조 방법 및 그 디스크 제조 방법에 관한 것이다.

기판상에 생성된 요철에 의해 기록된 정보를 재생하거나 또는 이러한 요철이 데이터 기록시 가이드 역할을 하는 정보 저장 매체을 제조하기 위해서는 먼저, 원판 상에 요철을 형성한 후 스탬퍼를 제조해야 한다. 이러한 정보 저장 매체의 대표적인 예로서 광디스크를 들 수 있는데, 일반적으로 광디스크는 정보를 재생만 할 수 있는 재생 전용형 광디스크(CD-Audio, CD-ROM), 1회 기록후 재생만 가능한 재생 전용형 광디스크(CD-R), 반복적인 기록 재생이 가능한 재기록 가능 광디스크(CD-RW)로 구분할 수 있다. 이러한 모든 종류의 광디스크는 서보 제어 혹은 정보의 기록/재생을 목적으로 기판상에 요철을 형성하고 있다.

예를 들어, 재생 전용형의 경우 불연속적인 피트가 형성되어 있어 피트의 유무/길이 등을 읽음으로서 정보를 재생하고, 기록이 가능한 디스크는 가이드 그루브(Guide Groove)가 존재하여 기록 트랙을 형성하게 된다.

광디스크는 정보기록용량에 따라 컴팩트 디스크(CD;compact disk), 디지털 다기능 디스크(DVD;digital versatile disk)로 구분된다. 그리고, 기록, 소거 및 재생이 가능한 광디스크로는 650MB CD-R, CD-RW, 4.7GB DVD+RW 등이 있으며, 재생 전용으로는 650MB CD, 4.7GB DVD-ROM 등이 있다. 더 나아가 기록용량이 23GB이상인 BD 및 Post BD를 대비한 100GB 이상의 기록 용량에 대한 연구가 진행되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 현재 상용화되고 있는 광 디스크의 규격 비교표이 다.

도 1을 참조하면, 1 세대 CD의 최소 피트 크기와 트랙 피치가 각각 0.83μm, 1.6 μm 이고, 2 세대 DVD의 최소 피트 크기와 트랙 피치가 각각 0.4 μm, 0.74 μm이고, 3세대 BD의 최소 피트 크기와 트랙 피치가 각각 0.16 μm, 0.32 μm이고, 4세대 초해상 디스크의 최소 피트 크기와 트랙 피치가 각각 0.04μm, 0.32μm 이하 이다.

도 1에서 도시된 바와 같이 기록 용량이 커질수록 기록 피트와 트랙 피치가 작아지고, 이를 구현하는 기술도 새로운 기술이 필요하게 된다.

도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 제조 공정의 흐름도를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 유리 원판(200)에 포토 레지스트(Photo Resist)를 코팅한다(205). 포토 레지스트가 코팅된 원판이 도 3a에 도시되어 있다.

그리고, 포토 레지스트(PR)가 코팅된 원판에 레이저 빔으로 데이터를 기록한다(210). 레이저 빔으로 데이터가 기록된 원판이 도 3b에 도시되어 있다.

다음 데이터가 기록된 원판을 현상한다(215). 현상된 원판이 도 3c에 도시되어 있다.

현상된 원판 위에 전극층을 형성한다(220). 전극층의 형성은 예를 들어, Ni 스퍼터링에 의해 행할 수 있으며, 전극층이 형성된 원판의 형태가 도 3d에 도시되어 있다.

다음, 전주도금(일렉트로포밍)을 수행하고(225), 이에 의해 스탬퍼(230)를 제조한다. 전주도금을 수행하여 제조된 스탬퍼가 도 3e에 도시되어 있다. 전주도 금은 원판에 금속을 전착시킨 후 그 전착금속을 분리하여 모형 표면과 반대의 요철의 제품을 얻는 것을 말한다.

그리고나서, 스탬퍼(230)에 주입 몰딩을 수행하고(235), 그 위에 기록막을 스퍼터링하고(240), 다음, 그 위에 커버층을 형성하여(245), 디스크(250)를 제조한다.

도 2에 도시된 바와 같이 광디스크 제조 공정은 크게 스탬퍼를 제조하는 공정인 마스터링 공정과 디스크 제조 공정으로 나눌 수 있는데, 이러한 디스크 제조공정 중 피트(Pit) 크기와 트랙 피치(Track Pitch)를 결정하는 가장 중요한 인자는 레이저 빔 기록(Laser Beam Recording) 공정이다. 피트 크기를 작게 하기 위해서는 레이저 빔 기록 공정의 레이저 스폿 사이즈를 작게 해야 되는데, 이는 레이저 파장을 줄이고 NA(개구수)를 늘리는 방식으로 프로세스가 개발되었다. 그러나 BD 이후 세대의 용량 달성을 위해서는 레이저로는 기록 용량 증가의 한계가 있어 레이저 대신에 파장이 짧은 전자빔을 사용하는 방식 등의 새로운 방식이 개발되고 있다.

이와 같이 전자빔을 이용하여 동일한 트랙 피치에서 100GB의 용량을 얻기 위해서는 피트 사이즈가 BD의 최소 피트 사이즈 160nm의 1/4인 40nm 정도로 피트를 형성하는 것이 필요하며, 특히 트랙 피치도 줄어들게 되면 더욱 기록 용량을 증대 시킬수 있다.

그러나, 전자빔(E-Beam)의 경우는 레이저 기록 방식과 달리 기록 원판으로 마스터 글래스를 사용할 수 없으며 Si 웨이퍼를 사용해야 하는데, Si 웨이퍼상의 포토 레지스트에 데이터 기록시 전자들의 백 스캐터링(back scattering) 현상에 의해 피트의 벽면 에지(wall edge)가 sharp 하지 않을 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching:RIE)을 행하게 되는데 이렇게 RIE를 행하여 Si 웨이퍼상에 형성된 Si 에칭된 기판은 스탬퍼를 만들기 위해 Ni 도금 공정시, 도 4에 도시된 바와 같이 Ni 스탬퍼를 복제한 후 Si 에칭된 기판(410)으로부터 Ni 스탬퍼(420)를 분리하는 과정에서 피트가 파손되는 현상이 발생한다. 종래의 스탬퍼 제조 공정에서는 마스터 유리 원판상에 포토 레지스트를 코팅후 노광 및 현상하여 피트 패턴을 형성하였으므로 Ni 스탬퍼 제조 공정에서 soft한 포토 레지스트로부터 스탬퍼를 분리할 때 피트의 파손없이 부드럽게(smooth하게) 분리가 가능한 반면, Si 에칭된 기판(410)으로부터 Ni 스탬퍼를 분리하는 경우는 Si 재질이 매우 Hard 함으로 Ni 스탬퍼(420)의 피트가 일부 영역에서 파손되었다. 도 5는 이와 같이 종래 기술에 따른 고밀도 원판의 제조 공정에서 피트가 파손된 스탬퍼의 이미지를 나타낸다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여 고밀도 광디스크의 원판 제조 공정중 스탬퍼 제조시 피트의 깨짐 현상을 감소시킬 수 있도록 하는 고밀도 원판 제조 방법 및 디스크 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, 고밀도 원판 제조 방법에 있어서, 원판에 전자 빔을 이용하여 고밀도로 데이터를 기록하는 단계 와, 상기 데이터가 기록된 원판을 현상 및 식각하는 단계와, 상기 식각된 원판에 대해 2P 프로세스를 이용하여 2P 원판을 복제하는 단계와, 상기 복제된 2P 원판을 이용하여 스탬퍼를 제조하는 단계를 포함하는 것이다.

상기 기록 단계는, Si 원판에 유기 포토 레지스트를 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 Si 원판에 전자빔을 이용하여 데이터를 기록하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 원판의 재질은 Si 웨이퍼로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징은, 고밀도 디스크 제조 방법에 있어서, 전자빔을 이용하여 고밀도로 데이터를 기록한 원판으로부터 복제된 2P 원판을 이용하여 스탬퍼를 생성하는 단계와, 상기 생성된 스탬퍼를 이용하여 디스크를 제조하는 단계를 포함하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 고밀도 디스크 제조 방법에 의해 제조된 고밀도 디스크이다.

이제, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명에 따라 2P 원판을 복제하는 방법을 설명하기 위한 참고도이고, 도 7은 복제된 2P 원판으로부터 스탬퍼를 제조하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.

본 발명에 따르면, 디스크에 고밀도로 데이터를 기록하기 위해 전자빔을 이용하여 데이터를 기록한 원판에 대해 종래의 스탬퍼 제조 공정을 보완하여 Si 에칭 된 기판으로부터 2P 원판을 복제한다.

도 6을 참조하면, Si-에칭된 기판(610)으로부터 직접 Ni 스탬퍼를 제조하기 이전에 2P process를 이용하여 Si-에칭된 기판(610)으로부터 피트 패턴이 복제된 2P 원판(620)을 생성한다. 이때 2P 재료는 Hard 한 포토 폴리머(photo-polymer)이기 때문에, Hard한 Si-에칭된 기판으로부터 분리시에도 파손될 염려가 없다. 이렇게 형성된 2P 원판의 크기는 이상적으로는 Ni 도금시 두께 균일도를 좋게 하기 위해 160mm 이상이 바람직하다.

이렇게 음각(오목) 형태의 Si-에칭된 기판(610)의 피트 형태로부터 2P 원판을 분리하면 양각(볼록) 형태의 피트 패턴이 형성된 2P 원판(620)을 얻을 수 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 이 2P 원판(620)에 Ni를 성막하고 Ni 도금을 행한 후 2P 원판(620)으로부터 Ni 스탬퍼를 분리하면 음각(오목) 형태의 Ni 스탬퍼(630)를 얻을 수 있다. 이 경우에도 또한 Ni 스탬퍼에 형성되는 피트 형상이 오목한 형태이므로 피트가 부러지는 현상없이 분리가 가능하다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같은 2P 원판으로부터 형성한 Ni 스탬퍼는 경우에따라 2차, 3차 복제를 통해 피트 형상을 양각 또는 음각으로 조절하는 것이 가능하다.

도 8은 본 발명에 따른 광 디스크 제조 공정의 흐름도를 나타낸다.

도 8을 참조하면, Si 원판(800)에 유기 포토 레지스트(Organic Photo Resist)를 코팅한다(805). 도 9a에는 Si 웨이퍼(910)에 유기 포토 레지스트(920)가 코팅된 원판이 도시되어 있다.

그리고, 유기 포토 레지스트(PR)가 코팅된 원판에 전자빔으로 데이터를 기록한다(810). 전자빔으로 데이터가 기록된 원판이 도 9b에 도시되어 있다. 도 9b를 참조하면, 전자빔에 의해 데이터가 기록된 부분이 930으로 표시되어 있다.

다음 데이터가 기록된 원판을 현상한다(815). 현상된 원판이 도 9c에 도시되어 있다.

현상된 원판 위에 반응성 이온 에칭을 수행한다(820). 반응성 이온 에칭이 수행된 원판의 형태가 도 9d에 도시되어 있다. 도 9d를 참조하면, 반응성 이온 에칭에 의해 Si 웨이퍼(910)에 패턴이 형성되어 있으며 그 위에 포토 레지스트(920)가 조금만 남아있다.

다음, 잔류 포토레지스트를 제거한다(825). 잔류 포토 레지스트가 제거된 원판의 형태가 도 9e에 도시되어 있다.

다음, 이러한 원판을 이용하여 본 발명에 따라 2P 프로세스를 이용하여 2P 원판을 복제한다(830). 복제된 2P 원판의 형태가 도 9f에 도시되어 있다. 2P 프로세스는 상기 도 9e에 도시된 바와 같은 Si 에칭된 원판에 2P 레진(940)을 주입하고 그 위에 2P 원판(950)을 붙인 다음, Si 에칭된 원판으로부터 2P 원판을 분리해낸다.

다음, 복제된 2P 원판에 전주도금(electroforming)을 수행하여(835), 스탬퍼(840)를 제조한다. 스탬퍼의 형태가 도 9g에 도시되어 있다.

다음, 스탬퍼 위에 주입 몰딩을 수행하고(845), 그 위에 기록막을 스퍼터링하고(850), 다음, 그 위에 커버층을 형성하거나 또는 하드 코팅을 수행하여(855), 디스크(860)를 제조한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 고밀도 디스크를 제조하기 위한 마스터링시 특히, 전자빔 마스터링에 의해 기록된 Si 웨이퍼로부터 스탬퍼 제조를 위해 Ni 스탬퍼를 분리시 피트의 변형 또는 파손을 방지함으로써 고밀도 스탬퍼 및 디스크의 제조를 가능하게 할 수 있다.

Claims (5)

1. 고밀도 원판 제조 방법에 있어서,

   원판에 전자 빔을 이용하여 고밀도로 데이터를 기록하는 단계와,

   상기 데이터가 기록된 원판을 현상 및 식각하는 단계와,

   상기 식각된 원판에 대해 2P 프로세스를 이용하여 2P 원판을 복제하는 단계와,

   상기 복제된 2P 원판을 이용하여 스탬퍼를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 원판 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기록 단계는,

   Si 원판에 유기 포토 레지스트를 코팅하는 단계와,

   상기 코팅된 Si 원판에 전자빔을 이용하여 데이터를 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 원판 제조 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 원판의 재질은 Si 웨이퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 원판 제조 방법.
4. 고밀도 디스크 제조 방법에 있어서,

   전자빔을 이용하여 고밀도로 데이터를 기록한 원판으로부터 복제된 2P 원판을 이용하여 스탬퍼를 생성하는 단계와,

   상기 생성된 스탬퍼를 이용하여 디스크를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 디스크 제조 방법.
5. 제4항에 기재된 고밀도 디스크 제조 방법에 의해 제조된 고밀도 디스크.

Images