국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"), 근거리 바카라 응용 엔지니어링 리서치 센터 (Center Junji Tominaga) 및 Seiko Instruments Co, Ltd (이하 "CEO") (이하 "SII")로 언급 된 Seiko Instruments Co바카라 디스크 원본바카라 ROM 디스크는 빛으로 검사됩니다오류 PIT나노 미터 레벨 정확도로 이 장치의 개발로 인해 오류 신호와 구덩이 모양의 상관 관계는 이전에 불가능했으며 동시에 간단하고 높은 정확도로 바카라 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크를 검사 할 수 있음을 분명히했습니다 초 고밀도 100GB 용량 및 바카라 ROM 디스크 생산 공정을 갖춘 바카라 디스크 마스터의 개발에 적용 할 수 있습니다
현재 바카라 검사는 광 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크의 생산 공정에서 수행되고 있습니다 그러나이 검사는 바카라 디스크 마스터 또는 바카라 ROM 디스크에서 바카라 신호 만 읽으며 예를 들어 오류 PIT의 모양을 검사하는 것은 불가능했습니다 광 디스크 마스터 또는 바카라 ROM 디스크의 구덩이 모양은 바카라 신호와 밀접한 관련이 있으며, 오류 신호를 고해상도에서 출력하는 구덩이의 모양을 관찰하는 것이 중요합니다 발생하는 오류 PIT는 디스크 재료 및 처리 기술과 같은 여러 원인으로 인해 발생할 수 있으므로 발생의 원인을 명확히하고 제조 공정 개선의 관점에서 생산 공정으로 다시 공급하는 것이 필수적입니다 또한, 현재 바카라 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크의 최소 구덩이 크기는 400 nm이고 100GB 바카라 디스크 마스터의 경우 구덩이 크기가 수십 수십 Nm의 순서대로 약 1 nm의 정확도로 구덩이를 생산하는 데 필요한 구덩이를 만듭니다 100GB 바카라 디스크 마스터의 개발을 실현하기 위해, 오류 신호와 구덩이 모양의 상관 관계를 명확히하고 고해상도로 구덩이 모양을 관찰하는 기술이 필요했습니다
현재 바카라 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크에는 디스크에 10 개가 있습니다109236_9423이라는 구덩이가 있습니다 지금까지 바카라 디스크 마스터 또는 바카라 ROM 디스크에서 오류 피트를 선택하고 엄청난 수의 구덩이로 인해 모양을 측정하는 것은 불가능했습니다 또한 초 고밀도 100GB 바카라 디스크 마스터의 경우 구덩이의 수는 현재 수의 수십 배인 것으로 생각되므로 현실적인 가능성이 있습니다
그래서 우리는 빛으로 특정 구덩이를 선택하고, 위치를 식별하고 동시에 모양을 돌릴 수 있습니다원자력 현미경 (원자력 현미경: afm)무화과 1 :이 장치의 주요 구성은 바카라 신호를 감지하는 것입니다바카라 픽업| 모양 관찰을위한 AFM, 이들은 정밀도로 조립되었고 기계적 작동 섹션을 미크론 레벨로 조정 하여이 측정을 달성했습니다 또한, AFM 프로브 부분의 길이와 모양은 고유하게 최적화된다Carbon Nanotube (탄소 나노 튜브: cnt)프로브는 모양 측정에서 높은 정확도와 내구성을 달성하는 데 사용됩니다 앞으로는 편의성을 향상시키고 정확도를 더욱 향상시킬 계획입니다
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그림 1 정밀 구덩이 측정 장치
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광 디스크는 매년 커질 것이며 현재 DVD (47GB 용량)에서 초고 밀도 바카라 디스크 (100GB 용량)로 이동할 것으로 예상됩니다 이는 디지털 방송 및 고화질 텔레비전의 확산으로 인한 정보 볼륨의 증가로 인해 요구되었으며,이 추세에서 많은 민간 기업들이 NEDO가 의뢰 한 OITDA가 의뢰 한 나노 미터 제어 바카라 디스크 시스템의 연구 및 개발 "(FY 1998-2002)에 참여하고 있으며 100GB Optysks Orcty Disks의 연구 및 개발에 참여하고 있습니다 이 프로젝트에서 AIST와 SII는 광 디스크 및 마스터 디스크를위한 검사 방법 및 장비의 연구 및 개발을 담당하고 있으며이 프레젠테이션은 연구 결과입니다
표면에 형성된 구덩이라고 불리는 작은 우울증은 정보를 제공하며,이 구덩이는 바카라 픽업을 사용하여 소리와 이미지를 재현합니다 바카라 ROM 디스크는 곰팡이 인 바카라 디스크 마스터의 사출 성형에 의해 만들어지기 때문에 광 디스크 마스터의 구덩이에 해당하는 자연 구조가 있습니다 이러한 광 디스크 마스터 디스크 및 사출 성형 후의 바카라 ROM 디스크는 조명을 사용하여 완전히 검사되며 검사는 무결성, 신호 강도, 노이즈 등을 기록하기 위해 수행됩니다 당연히 구덩이 모양과 기록 사이에는 밀접한 관계가 있지만이 검사 과정에서 바카라 디스크 마스터 또는 바카라 ROM 디스크의 바카라 신호는 읽을 수 있으며 예를 들어 오류 구덩이가 어떤 형태로 있는지 검사하는 것이 불가능합니다 또한, 100GB 용량의 광 디스크에서, 정보를 전달하는 구덩이로 알려진 불균일 한 크기는 수십 수십 Nm에 도달하며 1 nm의 정확도로 크기를 제작해야합니다 따라서 제조 된 광 디스크 마스터 및 광 디스크를 검사하려면 해당 수준의 검사 정확도가 필요합니다 구덩이 모양을 관찰하려면 주사 전자 현미경을 사용하십시오 (스캐닝 전자 현미경: SEM) 또는 AFM을 사용하여 관찰 할 수 있지만,이 방법을 사용하여 직경이 약 10cm 인 바카라 디스크 마스터가 완전히 검사 된 경우 많은 시간이 걸리고 현실적으로 가능하지 않을 것입니다 따라서 디스크를 효율적으로 검사하고 피드백을하여 생산 공정을 개선 할 수있는 장치가 필요합니다
국가 프로젝트에서 "나노 미터 제어 광 디스크 시스템의 연구 및 개발"에서 많은 민간 기업들이 100GB 광 디스크의 연구 및 개발에 참여했습니다 AFM 기술의 축적 및 입증 된 실적을 연구하고 바카라 디스크의 밀도 증가를 연구하는 AIST는 바카라 디스크 및 마스터 디스크의 검사 방법 및 장비의 연구 및 개발을 공동으로 담당했습니다
구덩이 모양은 바카라 신호의 품질과 밀접한 관련이 있으며 생산 공정을 개선하고 개선하는 데 모양을 검사하는 것이 중요합니다 그러나 백그라운드에서 언급했듯이 전체 디스크를 높은 정확도로 검사하는 것은 실제로 불가능합니다 SEM과 AFM은 구덩이 모양의 관찰에 일반적입니다 그러나 SEM은 불충분 한 해상도와 3 차원을 관찰 할 수없는 문제와 같은 문제가 있습니다 한편, AFM은 원자 수준 해상도의 특성과 3D 관찰의 용이성을 가지므로 나노 미터 수준의 구덩이 모양을 관찰하기위한 최적의 관찰 방법입니다 따라서 바카라 신호를 감지하여 광을 사용하여 전체 디스크를 검사하여 AFM을 사용하여 AFM을 사용하여 오류 피트의 모양을 정확하게 검사하는 바카라 신호를 감지하는 바카라 픽업을 사용하는 장비의 연구 및 개발을 시작했습니다 장비 검사 프로세스는 1입니다 첫째, 디스크는 빛으로 완전히 검사되고 바카라 신호가 검사됩니다 2 바카라 신호를 원래 정보와 비교하여 결함을 감지합니다 3 결함 위치 (오류 피트의 위치)를 기억하십시오 4 위치는 위치 정보에 따라 AFM을 사용하여 검사됩니다 이것은 순서입니다 연구 개발에는 세 가지 핵심 사항이 있습니다 (1) AFM의 관찰 영역에서 관찰하려는 오류 구덩이를 정확도로 배치하십시오 (2) 매우 정확한 오류 신호 감지 (3) AFM 프로브의 신뢰성을 향상시킨다 (고해상도, 높은 내구성) 그것은 이러한 기본 기술을 구축함으로써, 우리는 나노 미터 수준 정확도로 구덩이 모양을 측정 할 수있는 정밀 구덩이 측정 장치를 성공적으로 구성했습니다
(1) AFM의 관측 영역 (50 μm 제곱)에서 관찰하려는 오류 구덩이를 정확도가 높은 상태로 두십시오
AFM의 관찰 영역은 50 µm 정사각형이며,이 범위 내에서 관찰하려는 오차 구덩이를 배치하기 위해 나노 미터 관찰을위한 정밀 위치 제어 메커니즘을 개발했습니다 광 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크를 회전시키는 회전 메커니즘에어 스핀들| 사용되었고, 회전 각도는 001 °의 정확도로 제어되고 모니터링되었다 따라서 회전 방향의 위치 정확도는 약 5 µm이며, 이는 모터를 사용할 때 정확도보다 약 2 배 더 높습니다 방사형 정확도는 또한 10µm이며,이 정확도는 크기로 향상되었습니다 이를 통해 AFM의 관측 영역에 오차 구덩이를 배치 할 수 있습니다
(2) 매우 정확한 오류 신호 감지
바카라 신호 패턴을 이상적인 저장된 패턴과 비교할 때, 우리는 패턴을 구성하여 높은 정확도로 결정하는 펄스 신호의 높이, 너비 및 간격을 비교했습니다 이러한 비교 항목은 컴퓨터에서 설정할 수 있습니다 이 비교는 오류가 식별되고 위치 정보가 동시에 기록되는이 장치에 대해 개발 된 오류 검출기에서 자동으로 수행됩니다
(3) AFM 프로브의 신뢰성 (고해상도, 높은 내구성)을 향상시키기위한
AFM의 프로브 부분은 고유 한 최적의 길이와 모양을 가진 CNT 프로브였습니다 [그림 2]는 이번에 사용 된 CNT 프로브의 전자 현미경 사진을 보여줍니다 CNT는 기본 프로브의 끝에 부착됩니다 (상업적으로 이용 가능한 프로브를 에칭하여 둔화 됨) 이것은 AIST의 나노 기술 부서와 협력하여 제작되었습니다 길이는 150 ~ 250 nm이고 직경은 약 10 nm입니다 이 범위 내에서 CNT 또는 기본 프로브가 샘플과 직접 접촉하는 기본 프로브로 인해 노이즈없이 명확한 AFM 이미지를 얻을 수 있습니다 또한, 기본 프로브를 둔화시켜 규칙적인 CNT 프로브에 비해 내구성이 성공적으로 증가했습니다 [그림 3]은 고해상도 관찰의 예를 보여줍니다 이것은 상업적으로 이용 가능한 AFM 및 CNT 프로브를 사용하여 약 150 nm의 직경을 가진 PIT의 관찰 결과입니다 화살표는 똑같은 구덩이를 나타냅니다 CNT 프로브를 사용한 관찰은 구덩이의 실제 모양을 반영한다는 것이 분명합니다 상업적으로 이용 가능한 프로브가 구덩이의 바닥에 도달하지 않으며 구덩이의 직경이 더 작아서 모양을 정확하게 반사하지 않습니다 이 결과는 CNT 프로브가 높은 정확도로 구덩이 모양을 측정하는 데 필수적이라는 것을 보여줍니다
○ 광 디스크에 대한 검사 실험
위의 세 가지 기본 기술이 확립되었으며 정밀 구덩이 측정 장치의 프로토 타입이 구성되었습니다 무화과 도 1은 발사 된 장치이며 조정을 위해 특수 샘플을 사용하여 간단한 평가를 수행했으며 거의 원하는 성능이 있음을 확인했습니다 따라서, 우리는 무작위로 기록 된 반경을 가진 구덩이와 디스크의 각도가 관찰 범위 내에 있음을 확인하기 위해 실험을 수행했습니다 AFM으로 관찰 될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 상업적으로 이용 가능한 디스크에 5 개의 연속 구덩이 (5 개의 구덩이)를 기록 하였다 [그림 4]는 5 개의 구덩이가있는 AFM 이미지를 보여줍니다 위치 데이터는 256 포인트로 저장되었고 6 점을 선택하고 관찰이 수행되었습니다 결과적으로, 그림에서 볼 수있는 바와 같이 4, 6 개의 위치에서 5 개의 구덩이가 관찰되었으며, 장치가 원래 계획대로 작동하고 있음을 확인했습니다 또한 조정의 정확도를 향상시킴으로써 원하는 구덩이를 50 µm 정사각형 내에 맞출 수있게되었습니다
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그림 2 : AFM 관찰에 사용되는 CNT 프로브
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그림 3 : 직경 150 nm의 구덩이 모양에 대한 AFM 관찰 결과
왼쪽 : 상업적으로 이용 가능한 AFM 프로브, 오른쪽 : CNT 프로브
화살표는 같은 구덩이를 나타냅니다
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그림 4 디스크에 무작위로 기록 된 5 개의 피트의 AFM 관측 다이어그램 아래의 숫자는 데이터 번호입니다
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바카라 표시등을 사용하여 고속으로 광 디스크 마스터 및 바카라 ROM 디스크를 검사하고 나노 미터 레벨 정확도로 결함있는 구덩이를 측정 할 수있는 정밀 구덩이 측정 장치를 개발했으며 기본 작동 검사를 수행했습니다 그러나 프로토 타입 단계이므로 개선해야 할 사항이 많이 있습니다 예를 들어, 장치의 작품, 사용 편의성 추구 및 더 높은 정밀도를 언급 할 수 있습니다 앞으로 우리는 이러한 개선을하고 더 나은 장치를 개발하는 것을 목표로합니다