專利名稱：混合型光盤記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合型光盤記錄媒體，尤指一種具有只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)的混合型光盤記錄媒體。
這樣的記錄媒體通常是使用銀銦銻碲(Ag-In-Sb-Te)，銦銻碲(In-Sb-Te)或鍺銦銻碲(Ge-In-Sb-Te)等作為記錄材料，一般稱此為CD-RW，市場(chǎng)上也有販?zhǔn)?。CD-RW的記錄一般是使用波長(zhǎng)780nm附近的半導(dǎo)體激光束以高功率照射，使被照射的局部記錄層材料因受熱而由結(jié)晶態(tài)(Crystallized Region)變成非結(jié)晶態(tài)(Amorphous Region)，如此將可得到相當(dāng)可靠的燒錄效果。由于結(jié)晶態(tài)(Crystallized Region)與非結(jié)晶態(tài)(Amorphous Region)的反射率不同，因此以較低功率的激光光點(diǎn)照射時(shí)，將可依序地讀出CD-RW里所燒錄的信號(hào)。上面提到的CD-RW基板，具有呈現(xiàn)搖擺形狀的溝軌，該搖擺溝軌的頻率載著時(shí)間信息(ATIP，Absolute Time In Pre-groove)，而且搖擺溝軌的信號(hào)噪聲比在未燒錄前為36dB以上，燒錄后則為26dB以上。
傳統(tǒng)的CD及CD-ROM盤片并不具備任何記錄層，其所有的信息都是預(yù)刻在壓模(Stamper)上，利用射出的原理將坑洞復(fù)制到基板上，然后鍍上反射層便可告制作完成。藉由讀回的坑洞信息控制盤片轉(zhuǎn)速并獲得時(shí)間信號(hào)，但由坑洞所組成的信號(hào)并不再另外賦予搖擺信息。
最近已有部分專利提及結(jié)合由坑洞所形成的只讀區(qū)及溝軌所形成的復(fù)寫區(qū)的復(fù)合型盤片，通常此種盤片在橘皮書(Orange Book)中被稱為“混合型光盤(Hybrid Disc)”?；旌闲凸獗P技術(shù)最重要的課題之一，是必須讓只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)的再生后的電氣信號(hào)都能合乎橘皮書的標(biāo)準(zhǔn)。然而，若直接沿用傳統(tǒng)的CD或CD-RW技術(shù)規(guī)格設(shè)計(jì)此混合型光盤，將很難使只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)的再生電氣信號(hào)同時(shí)滿足橘皮書的標(biāo)準(zhǔn)。
在目前已知的各種混合型光盤，其只讀區(qū)及復(fù)寫區(qū)的組成與一般傳統(tǒng)的CD或CD-RW有相當(dāng)大的不同。以美國(guó)專利US5316814，US5696758，US6115353，US6212158等專利所揭示的技術(shù)內(nèi)容為例，這些專利都提及混合型記錄光盤的制作方式。而這些已知的混合型光盤，仍屬直接參照傳統(tǒng)CD與CD-RW的預(yù)刻坑洞與預(yù)刻溝軌的規(guī)格，其間的差別例如(1)、為了簡(jiǎn)化制程，目前已知的混合型光盤在其只讀區(qū)上所鍍的膜層與在復(fù)寫區(qū)所鍍的膜層必須相同。而傳統(tǒng)光盤的只讀區(qū)只需鍍上一層反射層即可，但混合型光盤的只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)卻必須同時(shí)具有介電層、記錄層、反射層等層狀構(gòu)造。
(2)、目前已知的混合型光盤，在其只讀區(qū)所預(yù)刻的坑洞與復(fù)寫區(qū)所預(yù)刻溝軌兩者的深度不同。傳統(tǒng)CD-ROM上面的坑洞深度通常介于80nm到160nm之間，如此高頻調(diào)變信號(hào)才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。然而傳統(tǒng)CD-RW溝軌深度較淺，通常僅介于30nm到80nm的深度范圍，其溝軌的半高寬度通常介于400nm到800nm之間的寬度范圍，如此規(guī)格的CD-RW溝軌的反射率及高頻調(diào)變信號(hào)才能達(dá)到橘皮書的標(biāo)準(zhǔn)。目前已知的混合型光盤，其只讀區(qū)預(yù)刻坑洞與復(fù)寫區(qū)預(yù)刻的溝軌因系直接參照一般CD與CD-RW的規(guī)格，所以兩者的深度范圍不同，壓模的溝軌的刻制難度極高。
(3)、目前已知的混合型光盤上，由于需要搖擺溝軌的頻率載著時(shí)間信息(ATIP；Absolute Time In Pre-groove)來(lái)連接只讀區(qū)及復(fù)寫區(qū)，所以只讀區(qū)的坑洞也含有搖擺信號(hào)。只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)都必須合于橘皮書的標(biāo)準(zhǔn)(WCNRa)。
傳統(tǒng)的混合型光盤的壓模(Stamper)的制作，如

圖1(A)所示。首先是在一玻璃基板10上形成一厚度介于80nm到160nm光阻劑層(PhotoresistFilm)11；接著，再參考圖1(B)所示，利用激光光在該光組劑層11上切割而形成一底部深達(dá)玻璃基板10表面的坑洞12。由于此步驟所形成的坑洞12深度的最大極限即該光組劑層11的厚度，因此切割坑洞12時(shí)，不必控制激光束的的能量也會(huì)自然地得到預(yù)期的深度。
切割復(fù)寫區(qū)的溝軌13時(shí)則不然，為了滿足橘皮書的標(biāo)準(zhǔn)，目前已知的產(chǎn)品沿用傳統(tǒng)CD-ROM的溝軌深度規(guī)格，必須極度小心地控制激光束的切割能量使其切割深度剛好介于30nm到80nm之間；若以中間值55nm的深度為基準(zhǔn)，其上、下之間的容許誤差僅有25nm。其間的公差范圍如此微小，故制作的良率極低。又由于溝軌13底部與玻璃基板10表面仍有一段距離，其溝底形狀因?yàn)榧す夤獾姆植继匦远咏黇字形尖底狀。此種尖底狀的溝槽對(duì)于信號(hào)的再生與燒錄的表現(xiàn)均皆不十分理想。
完成上述制程時(shí)，繼續(xù)在成品的表面鍍銀或鎳，經(jīng)電鑄后便可完成主盤，再經(jīng)適當(dāng)?shù)谋趁鎾伖饧扒懈詈蟊阒瞥缮a(chǎn)混合型光盤的壓模(stamper)。對(duì)目前已知的刻版機(jī)而言，要在同一光阻劑層(Photoresist Film)上刻出兩種深度與寬度規(guī)格的坑洞及溝軌是非常困難的。這樣的混合型光盤壓模不但制作的成本極高而且良率控制不易。其根本解決之道，應(yīng)針對(duì)混合型光盤再加以研發(fā)改良。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種混合型光盤記錄媒體，是由一片基板加上介電層、記錄層、反射層，最后再加上保護(hù)層所組成；包括一只讀區(qū)，具有深度相同但長(zhǎng)度不同的多個(gè)獨(dú)立坑洞，該坑洞經(jīng)由機(jī)器閱讀可產(chǎn)生電氣信號(hào)；及一復(fù)寫區(qū)，具有與該只讀區(qū)的坑洞等深的溝軌，其中該溝軌的底部最中間是平的。
本發(fā)明還公開了一種混合型光盤記錄媒體，是由一片基板加上介電層、記錄層、反射層，最后再加上保護(hù)層所組成；包括一只讀區(qū)，具有多個(gè)深度相同并且有連接溝軌加以連接的坑洞，該只讀區(qū)經(jīng)由機(jī)器閱讀時(shí)，可產(chǎn)生電氣信號(hào)；及一復(fù)寫區(qū)，具有與該只讀區(qū)的坑洞等深的溝軌，其中該溝軌的底部最中間是平的。
依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的混合型光盤記錄媒體，其只讀區(qū)所預(yù)刻的坑洞深度可介于1/10波長(zhǎng)到1/5波長(zhǎng)(wavelength)之間，坑洞寬度可介于1/4軌距到1/2軌距(track pitch)之間。在復(fù)寫區(qū)所預(yù)刻的溝軌深度可介于1/10波長(zhǎng)到1/5波長(zhǎng)之間，而溝軌寬度則使之加寬而介于1/2軌距到7/8軌距之間。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的混合型光盤記錄媒體，其只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)的再生電氣信號(hào)都能合乎規(guī)格書的標(biāo)準(zhǔn)。
以下配合附圖再進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、其它目的及實(shí)施例。
圖1(B)為已知的混合型光盤，在該光阻劑層上蝕刻出只讀區(qū)的坑洞及復(fù)寫區(qū)的溝軌，其中溝軌深度因不及于玻璃基板，其激光切割的深度控制困難，并且會(huì)形成中間是尖的溝底。
圖2為依據(jù)本發(fā)明的一混合型光盤記錄媒體實(shí)施例的立體圖。
圖3為圖2中的A區(qū)域的局部立體放大圖，其中可容許只讀區(qū)的坑洞及復(fù)寫區(qū)的溝軌深度相同。因此，依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在制作母模前的光阻劑層蝕刻將不會(huì)有控制蝕刻深度的問題。
圖4為依據(jù)本發(fā)明的混合型光盤記錄媒體實(shí)施例的局部剖面圖。
圖5為依據(jù)本發(fā)明的另一混合型光盤記錄媒體實(shí)施例的局部立體放大圖。此圖為實(shí)施例特別是在其只讀區(qū)增加一連接溝軌以連接坑洞。
圖6為圖5混合型光盤記錄媒體的實(shí)施例的局部剖面圖。
圖3繪示的內(nèi)容，是局部放大圖2的只讀區(qū)25與復(fù)寫區(qū)28的相鄰部分(圖2中的局部放大區(qū)域A)。其中在只讀區(qū)25具有預(yù)刻坑洞26，而復(fù)寫區(qū)28則具有與該坑洞26等深的預(yù)刻溝軌29。
圖3繪示的只讀區(qū)25與復(fù)寫區(qū)28的剖面結(jié)構(gòu)，詳如圖4所繪示。在一已成型的光盤片基板20上，形成一膜層結(jié)構(gòu)30后，再覆以保護(hù)層31。其中膜層結(jié)構(gòu)30系在該光盤片基板(Substrate)20上所依序形成的介電層(LowerDielectric Layer)、記錄層(Recording Layer)、介電層(Upper DielectricLayer)及反射層(Reflective Layer)等層狀結(jié)構(gòu)或類似的結(jié)構(gòu)的總稱。
參照?qǐng)D4的繪示，在深度方面，坑洞26的深度d1與溝軌29的深度d2可使之介于1/10波長(zhǎng)至1/5波長(zhǎng)之間(或80nm到160nm之間)；而較佳者，亦可使深度d1或d2的介于1/10至3/20波長(zhǎng)之間(或80nm--120nm之間)。由于依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施，容許其深度d1及d2可以等深，因此在制作壓模時(shí)，激光束可以直接貫穿整個(gè)光阻劑層(Photoresist Film)11(制作壓模的部分，請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D一)進(jìn)行切割，而徹底解決已知產(chǎn)品的問題。
在寬度方面，坑洞26的寬度FWHM1可介于3/10到1/2軌距之間(或300nm--800nm之間)，同時(shí)溝軌29的寬度FWHM2亦可介于1/2到7/8軌距之間(或800nm--1400nm之間)。較佳者，寬度FWHM1亦可介于1/4到7/16軌距之間(或400nm--700nm之間)，寬度FWHM2都均介于9/16--3/4軌距之間(900nm--1200nm之間)。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3，依據(jù)上述原則所實(shí)施的只讀區(qū)25，其坑洞26為彼此不相連的獨(dú)立坑洞；根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，坑洞26在光驅(qū)讀取時(shí)仍有搖擺信號(hào)產(chǎn)生。在另方面，復(fù)寫區(qū)28仍有預(yù)刻的搖擺溝軌。
參照?qǐng)D5及圖6的繪示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，亦可在只讀區(qū)的坑洞26之間設(shè)置較淺的連接溝軌27。依實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其深度d3應(yīng)控制在40nm以下，而連接溝軌27的寬度FWHM3則可使之等于或小于坑洞26的寬度FWHM1。
膜層制作是利用商用型濺鍍機(jī)，所設(shè)定的工作真空約在7.0×10-3mbar，濺鍍時(shí)通入氬氣。膜層結(jié)構(gòu)在基板上的排列順序依序?yàn)榻殡妼?LowerDielectric Layer)、記錄層(Recording Layer)、介電層(Upper DielectricLayer)及反射層(Reflective Layer)，最后再加上一層保護(hù)層(ProtectiveOvercoat)。介電層使用的材料是ZnS-SiO2，濺鍍功率為3kW；記錄層使用材料為Ag-In-Sb-Te合金，其濺鍍功率為0.5kW；反射層使用材料為Al-alloy，濺鍍功率為6kW。保護(hù)層使用材料為紫外光感光硬化樹脂，利用旋轉(zhuǎn)方式將樹脂涂布于反射層之上，再經(jīng)過紫外光曝光機(jī)進(jìn)行曝光，使反射層之上多一保護(hù)層，最后將盤片經(jīng)過初始化機(jī)(initializer)做初始化的動(dòng)作即完成。(混合型光盤記錄媒體的檢測(cè))通過商用型燒錄機(jī)(YAMAHA 8824S在混合型光盤記錄媒體的復(fù)寫區(qū)寫入EFM信號(hào)。記錄后使用CD-CATS測(cè)試機(jī)測(cè)試在只讀區(qū)及已寫入復(fù)寫區(qū)的信號(hào)。測(cè)試的相關(guān)項(xiàng)目包含錯(cuò)誤率(BLER)、高頻調(diào)變率(I11/Itop)、反射率(Reflectance)、推挽值(Push-Pull)、信號(hào)抖動(dòng)值(jitter)、平均搖擺振幅(NWA)。上述參數(shù)的測(cè)試值如表一所述。例二盤片的制作方式與檢測(cè)方式皆與例一相同，并且在只讀區(qū)的預(yù)刻坑洞之間也不設(shè)連接溝軌加以連接。但其坑洞深度換為80nm，復(fù)寫區(qū)的溝槽半高寬為900nm。據(jù)此所完成的盤片利用同一商用光盤燒錄機(jī)進(jìn)行寫入與讀取。例三盤片的制作方式與檢測(cè)方式皆與例一相同，但坑洞深度改為120nm，復(fù)寫區(qū)的溝槽半高寬為1200nm，并在坑洞之間以連接溝軌相連。該連接溝軌的深度為30nm。據(jù)此所完成的盤片利用同一商用光盤燒錄機(jī)進(jìn)行寫入與讀取。例四盤片的制作方式與檢測(cè)方式皆與例一相同，并且在只讀區(qū)的預(yù)刻坑洞之間也不設(shè)連接溝軌加以連接。但其坑洞深度換為160nm，復(fù)寫區(qū)的溝槽半高寬為1400nm。據(jù)此所完成的盤片利用同一商用光盤燒錄機(jī)進(jìn)行寫入與讀取。例五(比較例)
盤片的制作方式與檢測(cè)方式皆與例一相同，但是覆寫區(qū)的預(yù)刻溝軌的半高寬減為600nm。
以上實(shí)施例測(cè)試的其它條件及結(jié)果，詳如表一及表二所列示。
由以上表列數(shù)據(jù)顯示，除例五以外，使導(dǎo)溝深度與坑洞等深的實(shí)施例，其再生的電性信號(hào)皆能符合橘皮書所訂定的規(guī)格。例五的失敗原因，是因?yàn)轭A(yù)刻溝軌的半高寬只有600nm，溝軌的反射率過低，以致商用光盤燒錄機(jī)無(wú)法寫入，若加適度放寬，其寫入應(yīng)可成功。表一、只讀區(qū)(ROM)的測(cè)試

表二、復(fù)寫區(qū)(RAM)的測(cè)試

注X表示無(wú)法燒錄，故無(wú)量測(cè)數(shù)據(jù)表三、橘皮書的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

權(quán)利要求
1.一種混合型光盤記錄媒體，是由一片基板加上介電層、記錄層、反射層，最后再加上保護(hù)層所組成；其特征在于，包括一只讀區(qū)，具有深度相同但長(zhǎng)度不同的多個(gè)獨(dú)立坑洞，該坑洞經(jīng)由機(jī)器閱讀可產(chǎn)生電氣信號(hào)；及一復(fù)寫區(qū)，具有與該只讀區(qū)的坑洞等深的溝軌，其中該溝軌的底部最中間是平的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的深度介于1/10波長(zhǎng)到1/5波長(zhǎng)之間，預(yù)刻坑洞寬度介于3/16軌距到1/2軌距之間；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的深度介于1/10波長(zhǎng)到1/5波長(zhǎng)之間，該溝軌的寬度介于1/2軌距到7/8軌距之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞的深度介于1/10波長(zhǎng)到3/20波長(zhǎng)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞的寬度介于1/4軌距到7/16軌距之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的深度介于1/10波長(zhǎng)到3/20波長(zhǎng)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的寬度在9/16軌距到3/4軌距之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的深度介于80nm到160nm之間，該坑洞組的坑洞的寬度在300nm到800nm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的深度介于80nm到120nm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的寬度介于400nm到700nm之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的深度介于80nm到160nm之間，該溝軌的寬度介于800nm到1400nm之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的深度介于80nm到120nm之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的寬度介于900nm到1200nm之間。
14.一種混合型光盤記錄媒體，是由一片基板加上介電層、記錄層、反射層，最后再加上保護(hù)層所組成；其特征在于，包括一只讀區(qū)，具有多個(gè)深度相同并且有連接溝軌加以連接的坑洞，該只讀區(qū)經(jīng)由機(jī)器閱讀時(shí)，可產(chǎn)生電氣信號(hào)；及一復(fù)寫區(qū)，具有與該只讀區(qū)的坑洞等深的溝軌，其中該溝軌的底部最中間是平的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述只讀區(qū)的溝軌深度介于0.1到40nm之間，該坑洞組的坑洞的深度介于80nm到160nm之間，該坑洞組的坑洞的寬度在300nm到800nm之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的深度介于80nm到120nm之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述坑洞組的坑洞的寬度介于400nm到700nm之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述溝軌的深度介于80nm到160nm之間，該溝軌的寬度介于800nm到1400nm之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述只讀區(qū)的連接溝軌深度介于80nm到120nm之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的混合型光盤記錄媒體，其特征在于，所述只讀區(qū)的連接溝軌寬度介于900nm到1200nm之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在同一光盤基板上同時(shí)具有只讀區(qū)與復(fù)寫區(qū)的混合型光盤記錄媒體；其只讀區(qū)之基板包括預(yù)刻的坑洞，復(fù)寫區(qū)的基板包括預(yù)刻的溝軌，本發(fā)明容許該溝軌與坑洞的深度相等，如此便可根本解決已知的混合型光盤于制作壓模時(shí)，因?qū)仙疃燃皽闲蜕疃炔町惗悸什灰卓刂频募夹g(shù)問題。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證，本發(fā)明使溝軌與坑洞的深度相等，并讓溝軌加寬的混合型光盤記錄媒體，其信號(hào)的特性可滿足規(guī)格書的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G11B7/007GK1464503SQ02123100
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者葉垂景, 王式禹, 邱銘中, 徐啟聰 申請(qǐng)人:錸德科技股份有限公司