专利名称：具有改进的调制和不对称性的记录载体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括由标记和平面(land)组成的串的记录载体，所述记录载体具有包括最短标记和其它标记的多个标记，和在所述由标记和平面组成的串的方向上位于所述标记之间的多个平面，所述多个平面包括最短平面和其它平面，所述由标记和平面组成的串具有通过施加激光读取的信息，该记录载体还具有一个平面区域(landarea)，其不是所述由标记和平面组成的串的一部分。本发明还涉及一种用于制造这种记录载体的方法和设备。
背景技术：
如在开头段落中所述的记录载体和用于制造其的方法从US6026072了解。所述记录载体上的最短标记具有比其它标记大的宽度。由此提高了最短标记的调制，使得调制传递函数(MTF)的截止频率被有效的提高。
根据近来提出的蓝光盘(BD)ROM标准，在单张12cm可重写盘上可记录25GB。与此密度相应的最小标记长度是149nm(d＝1代码)。该长度比入射在记录层上的光学轮廓的宽度小得多。允许写入这种较短标记的关键因素是相变材料在记录标记的后沿处发生的再结晶，从而会得到月牙形的标记。因为这些短标记的宽度等于较长标记的宽度，所以这些较短标记的光学调制仍足以可靠的读回数据。
除了可重写BD格式之外，还提出了BD ROM标准。在BD-ROM标准中规定了三种数据容量，即23.3、25和27GB。当前采用了几种工艺来制造规定数据容量下的复制ROM盘，即相变母版制作法、深度UV母版制作法、液体浸没深度UV母版制作法和电子束母版制作法。所有工艺的共同之处在于较小的会聚束(激光或电子)局部照射材料膜并以这种方式改变所述膜层。这是一个累积过程，因为在中心轨迹的写入也将引发邻近轨迹的局部照射。所述材料薄膜可例如是用于深度UV方法的抗蚀剂或者是用于电子束母版制作法的有机/无机材料。在下面的工艺步骤中，所照射的材料被以化学方式除去使得在表面上保留有物理凹坑。这种带有较小标记的层的表面形貌被转移给一个金属母版，通常称作压模。在批量制造中，这种压模用于通过玻璃/2P工艺或注射成型来生产复制盘。光斑的形状被直接转置给了摹制标记。较小的光斑尺寸对于高密度母版制作是有利的。
在深度UV母版制作设备中，UV射线(257nm)与较高数值孔径(NA)(约为0.9)的远场物镜结合使用。最终的光斑具有为约170nm的1/e的直径。使用这种设备摹制的标记或凹坑是非常小的，但到此为止还很难摹制根据BD规范的23.3GB的盘。在液体浸没母版制作法中获得了一个大约130nm(1/e直径)的小得多的光斑尺寸。折射系数比空气高得多的液体薄膜被施加在物镜和薄膜抗蚀剂之间以获得高得多的数值孔径。在较薄的水膜的情况下，典型的会得到1.2-1.25的NA。E束斑甚至更小，典型的低于100nm。
为了制造满足蓝光盘标准要求的高数据密度27GB的BD-ROM，相当于最短标记长度的一半的通道位长度从74.5nm被减小至69nm。由于特别是最短标记的尺寸较小，这种减小导致调制度减小。甚至当应用US6026072的用于制造记录载体的方法时，仍然存在只有最短标记的MTF被改进而其它标记的调制保持未改进的缺点。另一个缺点是最短标记的扩宽不单带来改进的调制，还导致在所述最短标记和所述其它标记的平均信号幅度之间引入或增加了不对称性。这些缺点阻碍了记录载体数据密度的进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种在不牺牲切向密度而具有改进所有标记的调制的记录载体并进一步提供具有减小的或基本上没有不对称的记录载体。另一个目的是提供一种用于制造这种记录载体的方法和设备。
为了实现所述目的，提出了一种如权利要求1中所述的记录载体，其特征在于所述最短标记和所述其它标记的前后沿具有比所述其它标记的所述前后沿之间的中心标记部分更大的宽度。
本发明是基于下述思想，即通过加宽较长标记的前后沿而能够改进所述其它标记的调制。因为所述中心标记部分的宽度未改变，所以对切向密度基本上没有影响。所述增加的宽度导致更多的调制。
注意术语“减小的反射率”在此处不仅涉及完全反射光的能力的减小的物理属性，而且还涉及由于破坏的相位干扰而引起的明显减少的物理反射率的平面或平面部分的属性。
所述记录载体包括所述作为螺旋的、由标记和平面组成的串，所述螺旋绕其中心以相对所述记录载体的中心逐渐增加的径向距离延展。所述标记和平面串的相邻中心线之间的径向距离被称作轨迹间距。因为所述标记和平面组成的串并不是完全覆盖记录载体的整个可利用的区域，所以会有一个区域，此处称作平面区域，其不是所述标记和平面组成的串的一部分，并且事实上位于标记和平面组成的所述串的相邻轨迹之间。
本发明的一个优选实施例的特征在于在标记和平面组成的所述串的所述方向上的所述标记之间的所述平面具有比所述平面区域低的反射率。通过调整所述平面的反射率，因此能够调整所述平均信号幅度以减小所述不对称性。减小所述标记之间的所述平面的反射率导致最大调制信号减小，由此能够减小或防止不对称性。
根据本发明的记录载体的一个特定实施例的特征在于在所述标记和平面组成的串的所述方向上的所述标记之间的所述其它平面具有比所述最短平面低的反射率。与所述最短平面的反射率相比较，不对称性主要受所述其它平面的反射率的影响。另外，所述最短平面的反射率的减小可导致不想要的调制减小。
根据本发明的记录载体的一个优选实施例的特征在于在所述标记和平面组成的串的所述方向上的所述平面的前后沿之间的中心平面部分具有比所述平面的所述前后沿低的反射率。所述中心平面部分的反射率的减小和所述前后沿的比所述中心平面部分相对高的反射率可导致较好的调制。
根据本发明的记录载体的另一个实施例的特征在于所述平面的所述前后沿具有在所述最短平面的长度的四分之一到两倍的范围内的长度。所述前后沿的长度是用于一种写策略的参数，该长度参数可被方便地用来完全防止所述最短平面和所述其它平面中的较短平面的反射率减小。
根据本发明的记录载体的另一个实施例的特征在于所述最短标记具有基本上椭圆的形状，即在径向上具有比在切向上大的宽度。增加所述最短标记和标记的其它部分的宽度的一种简单方式是使用一种椭圆形光斑，其给出了基本上椭圆形最短标记。在母盘制作期间总共接收的照度确定了写入标记的尺寸。化学显影处理涉及一定的阈值，即已经接收了一定数量的照度的抗蚀剂区域将会有效的显影成一个标记，而接收不充足照射的区域保持未改变。总的照度是类似埃里的(或类似高斯的)强度分布的和。因此掩模的标记将总是类似于照射的区域。为了能够获得最小的斑点尺寸，事实上这就是为什么使用液体浸没的原因，就要追求良好定义的光斑。总的照射量的增加在切向(轨迹方向)和半径方向都将导致较大的标记。如果减小照度，即只使用理想分布的顶部来写入实际标记，则可获得较小的光斑。因此，通过改变强度，或通过改变激光光斑的停留时间(基底的线速度)，而能够影响标记大小。
可以通过不同方式来获得椭圆形的光斑-减小在径向上的(有效)数值孔径；-波前的象散象差(作为象散的结果，形成两个焦点“线”(椭圆)。通过在记录期间适当的选择象散的正确方向，可获得长轴在半径方向上的椭圆光斑分布以将其用于母盘制作工艺。通过例如使用LC单元而可在激光束中有意引入象散，或者能够使用由激光产生的固有象散。对于将象散用于一次写入记录的详细说明参见国际专利申请IB2003/050019(PHNL021225))；-光瞳填充；-椭圆光瞳；-在光路中放置掩模/光圈-偏振效应。
使用象散较使用减小的半径NA的优点是没有光学功率损失，因为半径NA的减小总是释放一部分入射光。NA在切向上的增强也是有益的，但实际上更难于实现，因为需要对透镜进行重新设计。
可只需要对光斑进行变形来模制最小标记。在椭圆和圆形光斑之间进行切换是一个选项，但考虑到切换所需的MHz频率，其是难于实现的。由于那样的原因，机械设备是不容易设计和实现的。也可使用光电或声光元件。
增加所述最短标记和其它标记部分的宽度的另一种可能性包括使用具有各向异性光化学显影性质的抗蚀剂材料。可使用旋涂处理来引入各向异性。还可在抗蚀剂和基底之间摹制中间层来引入各向异性。
根据本发明的记录载体的另一个优选实施例的特征在于所述较低的反射率是通过在所述平面中形成凹槽和/或形成具有比所述标记的深度小的平面标记实现的。可通过使用与用于形成标记相同的装置来获得该较低的反射率，因此不需要额外的设备。
用于制造根据本发明的记录载体的方法被定义在权利要求8中，并且包括步骤-施加根据将要记录的信息信号调制的曝光光束，由此在母盘上形成一个由标记和平面组成的串，和-通过使用所述母盘制造记录载体，所述记录载体具有由标记和平面组成的可读取串，在所述可读取串中通过对记录载体施加光束来记录信息，其中根据一种写入策略使用用于形成最短标记和所述其它标记的前后沿的第一组写参数和使用用于在所述其它标记的所述前后沿之间形成一中央标记部分的第二组写参数来施加所述曝光光束，所述最短标记和所述其它标记的前后沿被形成的宽度大于所述中央标记部分(4)的宽度。
用于制造根据本发明的记录载体的相应设备被定义在权利要求10中。
下面，将参照附图进一步详细说明根据本发明的记录载体和用于制造其的方法的实施例，其中图1表示所述加宽和未加宽的最短标记的抖动与标记宽度的关系；图2a表示根据本发明的最短标记和另一个标记的形式；图2b至2d表示用于实现这种形式的写入策略；图3表示信号幅度与标记宽度的关系；图4a和图4b表示传统的标记和平面组成的串与根据本发明的标记和平面组成的串的反射率；
图5表示根据本发明的标记和平面组成的另一个串。
具体实施例方式
使用无向绕射(scalar diffraction)程序“IntersUp”进行计算以研究由于在邻近轨迹中存在有数据而引发的较宽标记对光学串扰的影响。数据轨道间距是320nm。计算作为标记宽度(为在中心和相邻轨迹中存在的所有标记的宽度)函数的在中心轨迹中存在的I2-I2载体的数据对数据抖动。其结果在图1中给出。其中示出了两组计算值。在第一序列中(被显示为方形)，所有标记(I2至I8)都具有相同的标称宽度。在第二序列中(被显示为三角形)，所有标记都具有相同的标称宽度，除了I2标记，其标称宽度延伸50nm。空心符号与标记抖动相关，而填充符号与平面抖动相关。典型的抖动槽形(bath-tub)清楚地显示出了最佳标记宽度。对于减小的标记宽度来说，调制相应的降低，其会引起抖动升高。对于较小的标记宽度，抖动受调制的限制。如果标记太宽，则它将会在相邻的轨迹中延伸。这种光学串扰会使抖动水平升高，但却具有非常陡峭的相关性。所以标记宽度的上部边界受光学串扰的限制。很明显，存在大约150-170nm的最佳标记宽度，其指示调制和光学串扰之间的折中。如果只有I2标记的宽度被扩展，则会获得稍微更好的性能。术语I2标记相应于最短标记，其指示所述最短标记是相对于两个时钟周期形成的。I8标记是所述其它标记的例子，其在径向上的长度长于所述最短标记的长度(4倍)。
图2a表示根据本发明的最短标记1和作为所述其它标记的一个实例的另一个标记2(其在切向T上具有比所述最短标记1长的长度)的形式。所述最短标记1具有基本上椭圆的形状，即在径向R上具有比在切向T上大的宽度。另一个标记2包括前后沿3和中心标记部分4，所述前后沿3的宽度大于中心标记部分4的宽度。这些增加的宽度带来更好的调制。
图2b至2d表示根据本发明的用于实现这种给出了时间t和写入功率电平或强度i之间的关系的不同写入策略。所速写入策略包括作为曝光光束的写入功率电平或强度、所述曝光光束的脉冲速率和脉冲宽度的写入参数。
根据第一写入策略，如图2b所示，以高于偏压功率电平5的第一写入功率电平6将所述曝光光束应用一预定的时期，即一个或两个时钟周期，用于形成所述最短标记1。为了形成所述其它标记2，对于各个时期施加高于所述偏压功率电平5的第二、第三和第四写入功率电平7、8和9，以形成所述前沿3、所述中心标记部分4和所述后沿3。第三写入功率电平8低于写入功率电平7和9。写入功率电平6、7和9可以基本上相同，但也不一定相同。这是非常直接的写入策略，因为仅需要不同的强度，并且所形成的标记或标记部分的宽度与所施加的写入功率电平直接相关。
图2c表示与图2b相比较\的写入策略。用于所述最短标记的写入参数与图2b中所示的写入参数响应。用于形成所述其它标记的写入参数给出了具有强度或写入功率电平10、11和12的脉冲串，其包括脉冲宽度以一个间隙宽度横贯偏压功率电平或强度5的周期的脉冲。强度6、10和12可以基本上相同，但也不必相同。强度11低于强度10和12。该写入策略较图2b所示的优点是通过调整脉冲宽度和强度10、11和12的比值而能够在形成标记期间减小或防止在标记和平面组成的串区域中不期望的加热效果。
图2d表示又一个写入策略。只有一个强度13用于形成标记，但如在图2c所示的写入策略中，所述强度被脉冲调制了。不同形式的标记是通过以不同的脉冲宽度施加所述曝光光束形成的。因为用于写入中心标记部分4的写入脉冲的宽度小于用于写入所述最短标记1和所述其它标记2的所述前后沿3的写入脉冲宽度，所以使用较短的脉冲来形成这些中心标记部分4。这以与图2c中所示的写入策略相同的方式减小或防止了不期望的加热效果，且其优点是不需要将要求更加复杂的控制单元的所述不同强度的曝光光束。
已经通过所述“IntersUp”程序执行了进一步的计算以研究增加的标记宽度关于标记调制的优点。在中心轨迹中采取I2-I2或I8-I8载体。通道位长度是69nm，那么12和18标记分别是138nm和552nm长。所述标记宽度在0和400nm之间变化。轨道间距是320nm，但在相邻的轨迹中不存在数据。I2-I2和I8-I8反射率(眼图)的、所计算的最小和最大值在图3中以信号幅度对标记宽度的形式给出。空心符号表示最小信号，而最大信号由填充符号表示。没有标记的轨迹不具有相位调制，并导致一个为1的标准化电平。在轨迹中存在有标记的情况下，相位调制导致周期性变化的反射率。增大的标记宽度导致更大的相位调制，由此降低了I8最小值。I8标记足够长以实现全调制，因此最大信号(I8平面)保持在其初始电平，即1。I2标记太小以至不能获得全调制。因此标记宽度的增大会导致平均I2反射的偏移。对于无限长的标记，即长于400nm的标记，载体调制变得与标记长度无关，如从所有四个数据曲线的不对称性所看出的。还看出对于增大的标记宽度，I2-I2和I8-I8载体的平均信号幅度不再相等。这种所谓的不对称性是相当大的缺陷。
图4a和4b表示标记和平面组成的传统的串14和根据本发明的标记和平面组成的串15的反射率以及这些串14、15的相应反射率。标记和平面组成的传统的串14的标记16具有较低的反射率17，而所述标记16之间的平面具有非常高的反射率18。根据本发明的标记和平面组成的串15的标记19具有与所述传统标记16的反射率17基本上相同的反射率20。
存在有若干种减小所述标记19之间的平面的反射率的可能性，例如-通过在照射期间施加减小的激光功率而在平面区域中进行凹槽的母版制作。以这种方式，实际上只使用了较窄峰值的埃里(或高斯)光分布来照射抗蚀剂。
-也可以使用通过标称写入功率的超短写入脉冲或减小写入功率的较长写入脉冲母版制作的较小凹坑或标记序列覆盖所述平面区域。
-也可以使用相对于数据标记具有减小深度的较大浅凹坑或标记来覆盖所述平面。浅深度导致更小的相位调制，从而与标记和未写入平面的反射电平相比测量一个中间反射电平。
在图4b所示的实施例中，在所述标记19之间包括凹槽21的平面具有高于所述反射率20但低于所述反射率18的反射率22。所述平面的减小的反射率促使通过最短标记1和其它标记2的前后沿3的加宽引入的不对称性也减小。不对称性减小是通过减小中间平面，尤其是较长中间平面的反射等级实现的，减小中间平面的反射等级是通过例如在平面区域中写入浅的凹坑、凹槽或其它数据图案实现的。
图5表示根据本发明的由标记29和平面27、28组成的另一个串23。介于所述平面27、28的前后沿30、31之间的中央平面部分24、25和26包括凹槽，并因此具有比所述平面27，28的所述前后沿30、31低的反射率。平面27具有长度L，并且所述平面27的前沿具有长度S。使用用于在平面中形成凹槽的写入策略，该写入策略为所述平面的前沿30留有一个长度S，并为后沿31留有一个长度S，所以将不会在短于两倍S的最短平面28中形成凹槽。只有较长平面的中心平面部分24、25和26的反射率减小的优点是通过加宽最短标记1和其它标记2的前后沿3所引入的不对称性被减小或防止，同时用于较短和最短平面28的调制未被改变。
本发明提出一种具有改进调制和对称性的记录载体。通过加宽所述最短标记和所述其它标记的所述前后沿来提高调制。由此引入的不对称性通过减小所述平面或部分所述平面的反射率而被减小或矫正。因此还能够进一步提高记录载体的数据密度。
权利要求
1.一种包括由标记和平面组成的串(14，15，23)的记录载体，所述记录载体具有多个标记和在所述由标记和平面组成的串的方向上的所述标记之间的多个平面以及一个平面区域，所述多个标记包括最短标记(1)和其它标记(2)，所述多个平面包括最短平面(28)和其它平面(27)，所述由标记和平面组成的串(14，15，23)具有通过施加光束读取的信息，所述平面区域不是所述标记和平面串的一部分，其特征在于所述最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)具有比所述其它标记(2)的所述前后沿(3)之间的中心标记部分(4)更大的宽度。
2.如权利要求1所述的记录载体，其特征在于在所述标记和平面组成的串(15)的所述方向上的所述标记(19)之间的所述平面具有比所述平面区域低的反射率。
3.如权利要求1所述的记录载体，其特征在于在所述标记和平面组成的串的所述方向上的所述标记之间的所述其它平面具有比所述最短平面低的反射率。
4.如权利要求1所述的记录载体，其特征在于在所述标记和平面组成的串(23)的所述方向上的所述平面(27)的前后沿之间的中心平面部分(24，25，26)具有比所述平面的所述前后沿低的反射率。
5.如权利要求4所述的记录载体，其特征在于所述平面的所述前后沿具有的长度在所述最短平面(28)的长度的四分之一到两倍的范围内。
6.如权利要求1所述的记录载体，其特征在于所述最短标记(1)具有基本上椭圆的形状。
7.如权利要求2所述的记录载体，其特征在于所述较低的反射率是通过在所述平面(24，25，26)中形成凹槽(21，24，25，26)和/或形成具有比所述标记的深度更小的平面标记实现的。
8.一种制造包括由标记和平面组成的串(14，15，23)的记录载体的方法，所述记录载体具有多个标记和在所述由标记和平面组成的串的方向上的所述标记之间的多个平面以及一个平面区域，所述多个标记包括最短标记(1)和其它标记(2)，所述多个平面包括最短平面(28)和其它平面(27)，所述由标记和平面组成的串(14，15，23)具有通过施加光束读取的信息，所述平面区域不是所述标记和平面串的一部分，所述方法包括步骤-施加根据将要记录的信息信号调制的曝光光束，由此在母盘上形成一个由标记和平面组成的串(14，15，23)，和-通过使用所述母盘制造记录载体，所述记录载体具有由标记和平面组成的可读取串(14，15，23)，在所述可读取串中通过对记录载体施加光束来记录信息，其特征在于根据一种写入策略使用用于形成最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)的第一组写参数和使用用于在所述其它标记(2)的所述前后沿(3)之间形成一中央标记部分(4)的第二组写参数来施加所述曝光光束，所述最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)被形成的宽度大于所述中央标记部分(4)的宽度。
9.如权利要求8所述的制造记录载体的方法，其特征在于使用一用于形成具有比所述平面区域低的反射率的平面的第三组写参数对在所述由标记和平面(15)组成的串的方向上的所述标记之间的所述平面施加曝光光束。
10.一种用于制造包括由标记和平面组成的串(14，15，23)的记录载体的设备，所述记录载体具有多个标记和在所述由标记和平面组成的串的方向上的所述标记之间的多个平面以及一个平面区域，所述多个标记包括最短标记(1)和其它标记(2)，所述多个平面包括最短平面(28)和其它平面(27)，所述由标记和平面组成的串(14，15，23)具有通过施加光束读取的信息，所述平面区域不是所述标记和平面串的一部分，所述设备包括-用于施加根据将要记录的信息信号调制的曝光光束由此在母盘上形成一个由标记和平面组成的串(14，15，23)的装置，和-用于通过使用所述母盘制造记录载体的装置，所述记录载体具有由标记和平面组成的可读取串(14，15，23)，在所述可读取串中通过对记录载体施加光束来记录信息，其特征在于根据一种写入策略使用用于形成最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)的第一组写参数和使用用于在所述其它标记(2)的所述前后沿(3)之间形成一中央标记部分(4)的第二组写参数来应用所述用于施加所述曝光光束的装置，所述最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)被形成的宽度大于所述中央标记部分(4)的宽度。
全文摘要
本发明涉及一种包括由标记和平面组成的串(14，15，23)的记录载体，所述记录载体具有多个标记和在所述由标记和平面组成的串的方向上的所述标记之间的多个平面以及一个平面区域，所述多个标记包括最短标记(1)和其它标记(2)，所述多个平面包括最短平面(28)和其它平面(27)，所述由标记和平面组成的串(14，15，23)具有通过施加光束读取的信息，所述平面区域不是所述标记和平面串的一部分。为了提供在不牺牲切向密度而具有改进所有标记的调制的记录载体并进一步提供具有减小的或基本上没有不对称的记录载体，提议所述最短标记(1)和所述其它标记(2)的前后沿(3)具有比所述其它标记(2)的所述前后沿(3)之间的中心标记部分(4)大的宽度，和在所述由标记和平面组成的串(15)的方向上的所述标记(19)之间的所述平面具有比所述平面区域低的反射率。本发明还涉及一种用于制造这种记录载体的方法和设备。
文档编号G11B7/24085GK1965355SQ200580018181
公开日2007年5月16日 申请日期2005年5月30日 优先权日2004年6月3日
发明者E·R·梅恩德斯, J·H·M·内杰詹 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司