10. Изготовление bd-дисков
Процесс изготовления BD-диска занимает всего 4 секунды. В будущем планируется это время сократить еще больше - до 3-3,5 секунд.
10.1. Мастеринг bd-дисков
Существует три основные технологии мастеринга BD-дисков: метод PTM, иммерсионный метод и метод записи пучком электронов.
Метод РТМ (Phase Transition Metal), где в качестве источника излучения используется синий лазер, является наиболее перспективным для реализации компактных и дешевых систем мастеринга.
В иммерсионном методе в качестве источника излучения используется ультрафиолетовый лазер, а запись осуществляется сквозь слой жидкости, которая вводится между внешней поверхностью высокоапертурного объектива (NA = 0,95) и поверхностью фоторезиста. Этот метод также является недорогим, хорошо согласуется с обычными системами мастеринга оптических дисков и уже используется европейскими компаниями.
Системы EBR (Electron Beam Recorder), использующие для записи пучок электронов, наиболее дороги, но позволяют получить очень высокое разрешение. Используются японскими компаниями.
10.1.1. Мастеринг с использованием технологии ртм (Phase Transition Metal)
Основная идея этой технологии состоит в использовании специального неорганического материала, который способен изменять свое фазовое состояние при воздействии лазерного излучения из исходного аморфного до кристаллического. После этого экспонированные кристаллические зоны становятся растворимыми в обычной обрабатывающей жидкости. Таким образом, этот материал является разновидностью неорганического фоторезиста.
Рис. 10.1 иллюстрирует процесс формирования дорожки записи. Используемый здесь материал имеет максимальную чувствительность к излучению с длиной волны 405 нм. Такая длина волны близка к длине волны излучения газовых лазеров, которые применяются для записи оптических дисков в форматах CD и DVD. Здесь используется объектив с числовой апертурой 0,95 – такой же, как в обычных системах мастеринга. Изменение фазового состояния используемого в данной технологии неорганического резистивного материала происходит в результате термохимической, а не фотохимической реакции, как в обычном неорганическом фоторезисте. Поэтому кристаллизация материала происходит только в зоне, где интенсивность лазерного излучения выше границы термохимической реакции. Следовательно, размеры меток получаются значительно меньше диаметра записывающего пятна.
В качестве подложки для напыления фоторезиста здесь используются кремниевые пластины – главным образом из-за их умеренной теплопроводности в сравнении с обычными стеклянными, которые используются для изготовления мастер-дисков CD и DVD.
Оптическая головка и схема управления лазером в системе РТМ и в BD-рекордере очень похожи друг на друга. Если необходимо добиться более высокого качества записи, можно использовать те же самые мультиимпульсные стратегии записи, что используются в обычных потребительских рекордерах. Процесс изменения фазового состояния фоторезиста сопровождается изменением его отражающей способности, поэтому оценку качества записи можно осуществлять, наблюдая за изменением отражающей способности регистрирующего слоя. Такая особенность РТМ-системы позволяет быстро и легко определять оптимальные условия записи. Не нужно дожидаться полного завершения технологического процесса по изготовлению матрицы для тиражирования дисков, чтобы, оценив результат, внести в него коррективы и только потом произвести следующий эксперимент. Оптимизация процесса записи в реальном времени является одной из ключевых особенностей системы РТМ. Поскольку оптическая головка РТМ-системы похожа на оптическую головку обычного BD-рекордера, вся система получается компактной, легкой, отличается высокой надежностью и стабильностью в работе, а также малым потреблением энергии. Вдобавок ко всему ей, в отличие от обычных систем мастеринга с использованием газовых лазеров, не требуется громоздкая система водяного охлаждения.
Поскольку в технологии РТМ используются кремниевая подложка и неорганический фоторезист, то матрицу можно делать по полученному диску-оригиналу сразу после завершения его записи и последующей обработки в технологическом растворе. Более того, поскольку неорганический фоторезист обладает достаточной твердостью и прочностью, можно по одному диску-оригиналу изготовить до десяти матриц без малейшего ухудшения качества сигнала. Благодаря использованию относительно дешевых и легко доступных кремниевых пластин для изготовления основы мастер-диска из технологического процесса устраняются такие дорогостоящие операции, как полировка стеклянной подложки, контроль дефектов, металлизация фоторезиста, изготовление цельнометаллического оригинала и изготовление промежуточных копий. Такое упрощение технологического процесса, наряду с другими преимуществами, обеспечивает еще и очень существенное снижение себестоимости матриц.