TWI277971B - Stamper for optical disk, method for manufacturing optical disk, and optical disk - Google Patents

Description

1277971 A7 B7 五、發明説明（彳 ) 技街領域 本發明係有關於光碟基板上轉印特定圖案之光碟用印模 、使用該印模之光碟製造方法及藉由該製造方法所製造之 光碟。 背景技術 與光碟（CD; compact disk)、多樣化數位光碟（DVD; digital versatile disk)等光碟比較，尚有可提高記錄密度來記錄資 訊信號的光碟^此種光碟使用於資訊信號記錄或再生之光 束波長比CD及DVD約短400 nm，使對物透鏡之數值孔徑 (NA)比CD及DVD約大0.85，可比CD及DVD提高記錄密度來 記錄資訊信號。 例如，可比CD及DVD提高記錄密度來記錄資訊信號之光 碟’係在光碟基板之一面上形成包含凸緣與槽的特定圖案 ’該特定圖案上設置反射光束之反射層，該反射層上設置 包含相變化材料等之信號記錄層，再於信號記錄層上設置 光透過層，自該光透過層側照射光束來進行資訊信號之記 錄及再生。 然而，顯然光碟在凸部之凸緣上記錄資訊信號之記錄再 生特性優於在凹部之槽内記錄資訊信號。因此，促使該資 訊仏號南密度化之光碟係自基板背面之光透過層側照射光 束’於凸緣上記錄資訊信號。 製造促成高密度化之光碟時，首先，係在玻璃原盤之一 面上塗敷光阻，藉由將其曝光顯像以形成凹凸圖案，再實 施錄電鑛及銀電鍛來製造光碟原模.其次，藉由轉印形成 -4-

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:光碟原模之凹凸圖案來製造母模master)。使用該 母模係用於在光碟基板上形成特定圖案。亦即，於製造CD 及DVD時’係再度轉印母模之凹凸圖案以形成印模，而該 光碟係將母模用於印模，可形成在光透過層側記錄資訊信 號的凸部，亦即可形成凸緣。繼續，在自母模之印模轉印 有凹凸圖案，並形成有特定圖案之基板上，於形成有特定 圖案之面侧依序堆疊有反射層、信號記錄層、及光透過層。 然因在光碟基板上形成凸緣與槽，因此，在光碟原模上 形成凹凸圖案時，將凸部寬度與凹部寬度之比設為1:1，形 成光碟基板之凸緣寬度與槽寬度比為1:1的光碟基板時，若 在光碟基板上形成反射層及信號記錄層，則信號記錄層上 之凸緣寬度與槽寬度比並非1:1，而形成凸緣比槽寬。 例如，凹部深度為2〇 nm，凸緣寬度構成執距〇32 μπχ 一 半之〇·16 μιη，在光碟基板上形成特定圖案，再於其上形成 信號記錄層時，凸緣寬度比槽寬度寬約〇 〇2 。 為求可以在光碟基板上形成有槽列之再生專用之光碟再 生裝置再生可記錄資訊信號的光碟，須使凸緣比槽窄，以 減少光束的反射量。此因，再生專用之光碟的再生裝置係 檢測照射於光碟上之光束的反射率，來讀取資訊信號，反 射率若過高，則無法檢測資訊信號。 因此，可藉由使用再生專用型之光碟之再生裝置進行再 生之可纪錄資訊信號的光碟，在形成有信號記錄層之狀態 下，凸緣寬度對執距須未達50%。欲滿足該條件，考慮用於 形成印模之凸緣之凹部的寬度、及反射層與信號記錄層之 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 1277971 A7 --------. B7 五、發明説明“ ) -----— 厚^，執距至少宜未達观，更宜為執距未達娜。但是， 目則市。之形成光碟原模時，將玻璃原盤上塗敷有光阻予 以曝光之刻槽機，使用之光束的波長最短，係257 nm或266 nm。使光束點最小時，也很難使凹部寬度形成未達執距 之45=例如，執距設為〇·32,凹部深度設為μ打㈤時， 凹部見度之限度約為軌距之45%〜5〇%。此外，凹部寬度於 接近限度前變窄時，印模的表面粗糙，於光束反射時造成 亂反射，而無法獲得良好之記錄再生特性。為求獲得良好 之記錄再生特性，凹部寬度約為軌距之45%〜65%。 發明之揭示 本發明之目的，在提供一種新型光碟用印模、光碟之製 造方法及光碟，其係可無微小凹凸地形成基板表面，防止 光束被反射層亂反射，以促使記錄再生特性提高。 本發明之其他目的，在提供一種光碟用印模、光碟之製 造方法及光碟，其係可在設有信號記錄層之狀態下，使凸 緣寬度比槽寬度窄，降低光束之反射量，可以再生專用之 光碟之再生裝置進行再生。 本發明之另外目的，在提供一種光碟用印模及光碟之製 造方法，其係可使用既有之刻槽機，在設有信號記錄層之 狀態下，製造使凸緣寬度比槽寬度窄之光碟。 須達成上述目的而提出之本發明的光碟用印模，係在一 面上形成有用於在光碟基板上轉印特定圖案的凹凸圖案， 為求無凹凸且平坦地形成基板表面，一面的表面粗度（Ra) 為〇·4 nm以下，該印模為求於基板上形成有反射層及信號 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1277971 A7 B7

記錄層之狀態下，使凸緣寬度比槽寬度窄，亦可形成至少 使形成凸緣之凹部寬度未達軌距之50%。此處之執距如^ 〇·35 μχη以下。由於平坦地形成有印模，其表面粗度化勾為 0.4 nm以下，於脫模時可能黏貼在基板上。因此，除信號 記錄區域之外，亦可採用於内周側或外周側之非信號記錄 區域之至少其中一方設置凹凸圖案之方式，以改善脫模特 性。 '

訂

本發明之光碟之製造方法，係對基板塗敷光阻，將該光 阻予以曝光顯像，於一面上形成凹凸圖案，將該基板作為 原盤，形成已形成有轉印圖案之光碟原模，其次，蝕刻光 碟原模之一面側，縮小構成轉印圖案之凸部寬度，其次， 再度轉印凸部寬度變窄之光碟原模的轉印圖案以形成印模 ，其次，轉印設於印模上之凹凸圖案，在光碟基板上形成 特定圖案。亦即，該製造方法係藉由蝕刻光碟原模之表面 ，除去表面的粗糙，因而與用於曝光之光束波長無關，例 如可使用既有之刻槽機進行曝光。 再者，須達成上述目的而提出之本發明之光碟，係在一 面上設有凹凸之特定圖案之基板上堆疊形成有反射層與保 護層，基板自表面粗度（Ra)為〇·4 nm#下之印模轉印有凹凸 圖案，而形成有特定圖案。因此，基板表面亦平坦，且設 於其上層之反射層亦形成平坦。因而可防止自光透過層入 射之光束的亂反射。 本發明之另外目的及藉由本發明所獲得之具體優點，從 以下參照圖式說明之實施形態即可進一步瞭解。 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公茇) 1277971 A7 _________B7__ 五、發明説明（5 ) 圖式之簡單說明 圖1係顯示應用有本發明之光碟的重要部分剖面圖。 圖2係圖1所示之光碟的重要部分斜視圖。 圖3係顯示本發明方法上使用之光碟原模的重要部分剖面 圖。 圖4係說明姓刻圖3所示之光碟原模之狀態的重要部分剖 面圖。 圖5係顯示進行蝕刻之光碟原模的重要部分剖面圖。 圖6係顯示將光碟原模為基礎所製造出之印模（母模）的 重要部分剖面圖。 圖7係顯示使用印模轉印有特定圖案之基板的重要部分剖 面圖。 實施發明之最佳形態 以下，參照圖式說明應用有本發明之印模及光碟之製造 方法及光碟。 首先，參照圖式說明應用有本發明之光碟1。如圖1及圖2 所示’該光碟1包含：基板2，其係在一面上形成有凸緣2a 與槽2b ;反射層3，其係設於形成有基板2之凸緣2a與槽2b 之面上；信號記錄層4，其係設於該反射層3上；及光透過 層5，其係設於該信號記錄層4上。該光碟1係藉由自光透過 層5侧照射光束，在信號記錄層4上記錄資訊信號者。該光 碟1之直徑形成12 cm，具有約25百萬位元組（Gbyte)的記錄 容量。 基板2係措由射出成形機所成型之合成樹脂基板，形成可 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公嫠) 1277971

確實轉印印模之凹凸圖案的厚度，如為U mm的厚度。由 於該基板2係自與先前之CD及DVD不同之光透過層5側照射 有光束者，因此未必需要具有光透過性。 該基板2之一面上以螺旋狀形成有凸部之凸緣2&與凹部之 槽2b。該凸緣2a與槽2b於形成基板2時，係藉由轉印設於印 模上之凹凸圖案而形成。槽2b之側壁上經擺動調制記錄有 位址資訊。該槽2b之深度D形成使用之光束波長（λ )的入 /10〜;1/12，具體而言係形成約2〇 nm。凸緣2a與槽2b之執距 TP形成約〇·32 μιη。凸緣2a之寬度Wi，於設置信號記錄層4 時，為求在信號記錄層4上凸緣23之寬度未達執距71>之5〇% ，考慮反射層3及信號記錄層4之厚度，宜未達軌距的5〇%, 更宜為對執距TP未達45%。 由於开> 成有該基板2之凸緣2a與槽2b側之面，係藉由表面 粗度（Ra)為0.4 nm以下之印模形成，因而形成較一般平坦。 因此，該光碟1之覆蓋於基板2上之反射層3,可避免照射之 光束亂反射’而確實地反射，以提高記錄再生特性。 此種基板2之一面上，除記錄有資訊信號之信號記錄區域 之外，於至少设於信號記錄區域之内周側之内周側非信號 圮錄區域或设於信號記錄區域之外周側之外周侧非信號記 錄區域上，亦形成有凸緣2a與槽2b。由於基板2之一面側予 以平坦化，以致對印模之脫模特性差。因而印模除信號記 錄區域之外，至少在内周側或外周側信號記錄區域^ 亦設置凹凸圖案，以促進與基板2之脫模特性的提高。設於 此 非信號記錄區域之凸緣2a與槽2b之間隔在〇·ι mm以下 -9-

1277971 A7 B7 五、發明説明（7 ) 因，若使凸緣2a與槽2b之間隔大於0.1 nun時，會發生形成 基板2之合成樹脂貼附在印模側的現象。 形成有該凸緣2a與槽2b之基板2的一面上，形成有反射入 射之光束的反射層3。該反射層3係藉由在基板2之一面上蒸 鍍紹等金屬而形成。 於該反射層3上形成有包含相變化材料之信號記錄層4。 該信號記錄層4之厚度Tl形成200 nm。在形成有該信號記錄 層4之狀態下，凸緣2a之寬度w2對執距τρ形成未達5〇%β另 外，該信號記錄層4除相變化材料之外，亦可由有機色素材 料、電介質等形成。 信號記錄層4上形成有透過自光拾取器射出之光束的光透 過層5。例如，該光透過層5係藉由在信號記錄層4上以感壓 性黏合劑黏合具有光透過性之聚合物板而形成。此種光透 過層5之厚度τ2如形成〇1 mm。 如上所構成之光碟1 ,藉由使用數值孔徑（ΝΑ)為0.85之對 物透鏡ίο將自光透過層5照射之波長約4〇〇 nm之光束予以聚 光’在信號記錄層4上執行資訊信號之寫入，及執行記錄於 ㈣記錄層4上之資訊信號的讀出。該光碟1係藉由光螺旋 轉驅動機構，以恆定绫性#声 心琢 Γ玍逯度（CLV，constant linear velocity)旋轉操作。 由於本發明之光碟1之基板2的一面形成平坦，因此反射 層3亦可形成平坦，因而可防止自光透過層$入射之光束的 射：可使記錄再生特性提高。由於光碟1之凸緣2a的寬 又係在形成有信號記錄層4之狀態下，對執距未達，可 本紙用中國國家標準 A7 B7 1277971 五、發明説明（8 ) 抑制光束之反射量，因此，藉由槽記錄有資訊信號之再生 專用之光碟的再生裝置亦可進行再生，並且可減少串音雜 訊0 其次，說明如上之光碟1的製造方法。 以下說明用於在基板2上形成特定圖案之印模的製造，首 先，準備玻璃原盤，該玻璃原盤之塗敷有光阻之面側經研 磨而平坦化後，因應槽2b之深度，塗敷有如厚度約為2〇 nm 的光阻。其次，將該光阻予以乾燥。塗敷有光阻之玻璃原 盤實施熱處理促使穩定化。 其次，塗敷於玻璃原盤上之光阻藉由刻槽機刻成特定圖 案’亦即予以曝光。此時，刻槽機係使用波長為266 nm之 光束’以0.052 mJ/m2之光能密度將光阻曝光成特定圖案。 此時’刻槽機係以CLV旋轉玻璃原盤，依據經擺動調制之 位址資訊將光阻予以曝光。此時被曝光之區域係形成基板2 之凸緣2a的區域。 依據特定圖案所曝光之光阻，繼續藉由顯像除去曝光部 分。藉此，在玻璃原盤上形成有凹凸圖案。自形成有該凹 凸圖案之玻璃原盤，藉由鎳等無電解電鑛，形成有圖3所示 之光碟原模20。 如圖3所示’該光碟原模2〇連續設有凸部2〇a與凹部20b。 凹部20b之深度D如形成20 nm，執距TP為0·32 μηι，凸部20a 之寬度W3形成執距TP —半之0.16 μτη。 其次’如圖4所示，該光碟原模2〇之凸部20a寬度W3蝕刻 成未達軌距TP之45%。此時之蝕刻係乾式蝕刻，如將光碟 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

線 1277971 A7 B7 五、發明説明（9 ) 原模20設置於以轉輪泵及渦輪泵抽成8·0χ 1〇·3 pa真空之處 理室内，供給氧及氬為lx 1〇0 Pa之流量至處理室内，以RF 電源150W進行60秒。如圖5所示，該蝕刻一次可將凸部20a 之寬度W4縮小0.013 μπι，藉由進行兩次，可使軌距TP為 0·134μm，凸部20a之寬度W4形成約0·134μm。藉由該蝕刻 ’設有光阻側之面藉由蝕刻予以平坦化。 其次，將如上所述之經過蝕刻的光碟原模20作為基礎， 來製造母模。如圖6所示，該母模形成用於在基板2上轉印 特定圖案的印模3 0。由於該印模3 0係將表面經過姓刻之光 襟原模20作為基礎而製成者，因此表面粗度（Ra)在0.4 nm以 下。該印模30之執距TP為0·32 μπι，用於在基板2上形成凸 緣2a之凹部3〇b的寬度W5為0.134 μπι。 亦即，該印模30，為求即使係再生專用之光碟的再生裝 置亦可進行再生，係形成對形成有基板2之信號記錄層4之 凸緣2a的寬度W2對執距ΤΡ未達50%，凹部30b之寬度W5對 軌距TP在30%以上，未達50%。在30%以上係為確保可以再 生專用之光碟再生裝置進行再生所需的反射量。凹部3叽之 寬度W5 ’考慮形成於基板2上之反射層3及信號記錄層4的厚 度，設定在對執距TP在30%以上，未達50%之範圍内。 印模30設置於成型金屬模，如圖7所示，藉由射出成形， 將厚度約為1.1 mm的基板2成型。形成於該基板2之凸緣2a 的寬度界丨約為軌距TP之42%。基板2之一面側上設置反射層 3後，在反射層3上形成有約200 nm的信號記錄層4，再於信 號記錄層4上形成有厚度約為〇·ΐ mm的光透過層5。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ' ' ，等 訂 1277971 A7 __B7__ 五、發明説明（1〇 ) 藉由如上之製造方法’可使用表面粗度（Ra)在〇4 nm以下 ，凹部30b之寬度在30%以上，未達50%之印模30形成基板2 之特定圖案。於獲得該印模30時，蝕刻光碟原模20，可使 用既有之刻槽機。使用印模30所形成之基板2的一面形成平 坦，因而在基板2之一面側上可形成可確實地使自光透過層 5入射之光束反射的反射層3。該製造方法可使信號記錄層4 上之凸緣2a的寬度形成未達軌距TP之5〇%，可製造即使再 生專用之光碟的再生裝置亦可進行再生的光碟i。 本發明之光碟1之製造方法’係姓刻光碟原模2 〇之一面側 ，可促使基板2之表面平坦化。用於在基板2上形成凸緣2a 與槽2b之印模30表面，於不蝕刻光碟原模20表面時之表面 粗度（Ra)為0.6 nm至0.8 nm，而進行蝕刻後則在〇·4 nm以下 。因此，本製造方法，在基板2的表面亦可形成平坦，可使

光碟1之記錄再生特性提高。例如，〇13 μχη/bit線密度之8T 信號的C/N，於使用不蝕刻光碟原模20表面而製成之印模所 製成之光碟時為54 dB，使用藉由钱刻一次之光碟原模2〇製 成之印模30所製成之光碟1時，則可提高至56 dB«再者， 姓刻兩次光碟原模20所製成之光碟1，其c/n則可提高至59 dB。 上述之製造方法亦可適用於再生專用型之光碟，亦即， 在基板2之一面上形成有對應於記錄信號之槽列之光碟的製 造方法。例如，依據上述之製造方法，使用波長266 光束製造再生專用之光碟時，亦為對於光碟原模2〇不進行 钱刻時之擺動在14%以上，不過，僅蝕刻一次，即可將擺動 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1. 六 、申請專利範園 !.-種光碟用印模，其係在一面上形成有凹凸圖案，該凹 凸圖案係用於在光碟基板上轉印特定圖案， 上述之-面之表面粗度(Ra)係在〇4咖編⑽以下 其中構成設於上述一面之凹凸圖案的凹部具有相對軌 距在30%以上但未達5〇%之寬度。 2. 如申請專利範圍第！項之光碟用印模，其中軌距係在〇35 μιη以下。 3. 如申請專利範圍第！項之光碟用印模，#中上述凹凸圖 案係設於信號記錄區域與内周側或外周側之非信號記錄 區域之至少任何一方。 μ 4 · 一種光碟之製造方法，其包含以下步驟： 對一基板塗敷光阻，藉由將該光阻予以曝光顯像，在 一面上形成凹凸圖案， 以該基板之凹凸圖案作基礎，形成已形成有一轉印圖 案之一光碟原模； 蝕刻上述光碟原模之一面側，以縮小構成上述轉印圖 案之凸部的寬度； 進一步轉印上述凸部寬度變窄之光碟原模之轉印圖案 ，以形成一印模；及 轉印上述印模上所設置之凹凸圖案，在光碟之基板上 形成特定圖案。 5·如申請專利範圍第4項之光碟之製造方法，其中設有上 述印模之凹凸圖案之面的表面粗度（Ra)係在〇·4 nm.〇 4 77370-931203.DOC 1277971 申請專利範圍 nm以下。 6. 如申請專利範圍第4項之光碟之製造方法，其中構成上 述印模之凹凸圖案之凹部具有相對執距在3〇%以上，未 達50%的寬度。 如申請專利範圍第4項之光碟之製造方法，其中上述印 模之軌距係在〇·35 μηι以下。 8. 如申請專利範圍第4項之光碟之製造方法，丨中上述光 阻係在上述基板上塗敷成3〇 nm以下之厚度，上述曝光 係使用波長在257 nm以上之雷射光進行。 9. 一種光碟，其係在-面上設有凹凸之㈣圖案之基板上 堆疊形成有反射層與保護層而形成， 上述基板係由表面粗度㈣在㈣n_G4⑽以下之 印模轉印有凹凸圖案，而形成有上述特定圖案， 其中構成上述印模之凹凸圖案之凹部具有相對軌距在 30%以上但未達50%的寬度。 10.如申請專利範圍第9頊之氺虛 -, 因乐之先碟，其中上述印模之執距係 在〇·35 μηι以下。 1 1 ·如申5奮專利範圍第9項之本^ 1_ 貝之九碟，其中上述印模之凹凸圖 案係設於信號記錄區域盥内H 巧興内周側或外周側之非信號記錄 區域之至少任何一方。 12.如申請專利範圍第9項 甘a， ^ 币項之光碟，其中上述反射層與上述 保護膜之間設有信號記錄層。 I3·如申請專利範圍第9項之光榉，立由L丄 、 貝1尤碟，其中上述保護層係光透 過性。 -2 77370-931203.DOC &張尺度適用中國國家標準(CNS) A4%i^ χ 297公釐）