專利名稱：空白盤和直接壓模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤，用于模壓光盤的直接壓模，和制造直接壓模的方法。
制造壓模的工藝包括10個(gè)或更多個(gè)步驟，需用大量時(shí)間和成本用于制造。此外，由于灰塵和人為錯(cuò)誤等將招致不少缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。
近年來(lái)，企圖用不要求這樣多步驟而用較少步驟來(lái)制造壓模。經(jīng)過(guò)審定的日本專利2765421號(hào)公開了一種制造方法，它包括在襯底上提供交聯(lián)的無(wú)機(jī)或有機(jī)層，使襯底經(jīng)受光強(qiáng)用記錄信號(hào)調(diào)制的激光束輻照進(jìn)而顯影從而在襯底上提供對(duì)應(yīng)于信號(hào)圖案的凸起，并用加熱增強(qiáng)凸起，然后將所產(chǎn)生的襯底直接用做壓模。參照?qǐng)D4A-4D，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明。圖4A表示鎳襯底1及可交聯(lián)的無(wú)機(jī)或有機(jī)物層2。圖4B表示一種狀態(tài)，即可交聯(lián)物質(zhì)2被信號(hào)調(diào)制的激光束3曝光，該激光束已經(jīng)被記錄透鏡4使聚焦。圖4c表示一種狀態(tài)，即曝光部分作為激光曝光的潛像是局部加熱的，從而被交聯(lián)，以形成標(biāo)記5。通過(guò)它的顯影，未曝光部分溶解，而曝光部分單獨(dú)保留為6。這些的交聯(lián)物質(zhì)2具有所謂負(fù)型抗蝕劑作用。圖4D表示在該狀態(tài)中的襯底。當(dāng)這種襯底在300℃的高溫下經(jīng)受硬烘烤的處理時(shí)，促使標(biāo)記部分6進(jìn)一步交聯(lián)，從而增強(qiáng)。這樣制作的襯底直接用做壓模。因此，這種壓模稱為直接壓模。
還有，未審定的日本專利7-326077號(hào)公開了一種方法，它包括在襯底上形成光致抗蝕制又稱光刻膠(交聯(lián)物質(zhì))凸起的作用，并使襯底經(jīng)受高溫加熱以加速其交聯(lián)，由此產(chǎn)生的襯底隨后直接用做壓模。這種專利的方法在下列各點(diǎn)上與審定的日本專利2765421號(hào)不同。就是說(shuō)，光致抗蝕劑(光刻膠)選擇性地曝光從而產(chǎn)生一種酸。此后，加熱整個(gè)襯底使酸起催化劑的作用，它使曝光部分單獨(dú)發(fā)生交聯(lián)。其次，使整個(gè)襯底曝光，使得在以前沒(méi)有曝光的部分產(chǎn)生酸，而未曝光部分，那里沒(méi)有發(fā)生交聯(lián)，由顯影劑溶解。于是，首先曝光的部分保留為凸起。
可是，現(xiàn)有技術(shù)的直接壓模在兩種情況下致使有機(jī)或無(wú)機(jī)光刻膠(交聯(lián)物質(zhì))都是直接在鎳襯底上形成的。因此，雖然光刻膠的硬度被高溫烘烤增強(qiáng)，可是光刻膠和金屬之間的結(jié)合強(qiáng)度本來(lái)就不太高。還有，在DVD的情況下，光刻膠凸起寬0.3μm，而在最短處，長(zhǎng)0.4μm，因此結(jié)合面積很小。
這些壓模中的每一種，當(dāng)放在模壓機(jī)的模具中時(shí)，形成帶鏡面的模具空膜。從此向內(nèi)在高壓下注入高溫樹脂。在這種操作中，高壓樹脂起剝離光刻膠凸起的作用。
而模壓溫度通常設(shè)置在100℃左右，待注入的樹脂在約300℃或更高時(shí)注入。重復(fù)發(fā)生熱膨脹和收縮，那里直接壓模的表面溫度由注入樹脂升高，并由抽取模壓盤(光盤)返回原始溫度。在鎳或其它類似金屬與光刻膠之間存在熱膨脹系數(shù)的巨大差別，而由熱膨脹系數(shù)的差別產(chǎn)生的應(yīng)力重復(fù)地作用在光刻膠凸起上致使光刻膠凸起可最終從襯底上剝離下來(lái)。
在用現(xiàn)有技術(shù)的直接壓模模壓DVD(光盤)時(shí)，在模壓約5000次時(shí)，由于光刻膠凸起的損失引起DVD的再生信號(hào)誤差將達(dá)到可允許的極限值。在DVD的情況中，由缺陷引起的誤差稱為PI誤差，在誤差修正前在8ECC塊中確定為280或更少。因此，用現(xiàn)有技術(shù)的直接壓模的DVD(光盤)壓模不能模壓到約5000次注射或更多。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是解決這些及其它問(wèn)題并提供一種空白盤用于制造直接壓模，還涉及直接壓模及其制造方法，能防止光刻膠凸起形成擴(kuò)足(寬基的)截面構(gòu)型。
在完成這些和其它目標(biāo)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的第一目標(biāo)，提供一種制造用于模壓光盤的直接壓模的方法，包括形成一層遍及基盤表面的可交聯(lián)物質(zhì)；對(duì)可交聯(lián)物質(zhì)進(jìn)行第一交聯(lián)反應(yīng)；然后，在可交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層；接著，使光刻膠層對(duì)由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束曝光，然后顯影，因此光刻膠的曝光部分在可交聯(lián)物質(zhì)上形成凸起；以及此后，還使可交聯(lián)物質(zhì)及光刻膠凸起承受第二種交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種根據(jù)第一方面的直接壓模的制造方法，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)的第一交聯(lián)反應(yīng)是這種限度的交聯(lián)反應(yīng)，即交聯(lián)物質(zhì)基本上不受光刻膠中所含溶劑的腐蝕，由此由光刻膠引起的可交聯(lián)物質(zhì)膜的減少量不大于5納米。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，根據(jù)一種直接壓模的制造方法，其特征在于，通過(guò)使可交聯(lián)物質(zhì)承受烘干處理，或紫外輻照及其后在可交聯(lián)物質(zhì)上的烘干處理，進(jìn)行可交聯(lián)物質(zhì)的第一交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種根據(jù)第一或第二方面的直接壓模的制造方法，包含在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層；使光刻膠層對(duì)由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束曝光，該激光束由記錄透鏡匯聚至小光點(diǎn)，從而在光刻膠層上呈螺旋線狀地記錄潛像；此后，使光刻膠層承受曝光后烘干處理然后顯影；以及去掉除其曝光部分外的光刻膠層的部分，因此在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠的凸起。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種直接壓模的制造方法，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起對(duì)等離子體暴露的過(guò)程，從而等離子體處理引起在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間的互聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)一步分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身和那些光刻膠凸起自身的交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，其提供一種直接壓模的制造方法，其特征在于，等離子體處理是用含氟氣體的等離子體處理。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，其提供直接壓模和制造方法，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起承受紫外輻照和烘干，從而紫外輻照和烘干過(guò)程在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起互交聯(lián)反應(yīng)，并同時(shí)分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身及光刻膠凸起等自身的交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，其提供直接壓模的制造方法，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠是相同的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，其提供一種直接壓模的制造方法，其特征在于，光刻膠是負(fù)性膠。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，其提供一種直接壓模的制造方法，其特征在于，基盤的材料是鎳。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，其提供一種直接壓模的制造方法，其特征在于，對(duì)與可交聯(lián)物質(zhì)接觸的基盤表面進(jìn)行處理，以便使得凹槽和凸起不小于1納米而不大于10納米。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，提供一種用于直接壓模的空白盤，它是通過(guò)使形成在基盤上的光刻膠層在由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下曝光，然后顯影，從而形成光刻膠凸起，進(jìn)而使光刻膠凸起交聯(lián)并增強(qiáng)，于是將基盤制成直接用于模壓光盤的直接壓模；該空白盤包含在基盤表面上形成的可交聯(lián)物質(zhì)層；以及在處理成半交聯(lián)狀態(tài)的可交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，其提供空白盤用于直接壓模，其特征在于，由這種限度的交聯(lián)反應(yīng)完成半交聯(lián)狀態(tài)，致使交聯(lián)物質(zhì)不受光刻膠中包含的溶劑腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，其提供一種空白盤用于直接壓模，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠是同一種物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，其提供直接壓模用于模壓光盤，包含
在基盤表面形成的可交聯(lián)物質(zhì)層，然后可交聯(lián)物質(zhì)層的交聯(lián)物質(zhì)承受第一交聯(lián)反應(yīng)；此后在可交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層；以及通過(guò)使光刻膠層對(duì)由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束曝光，并顯影，可交聯(lián)物質(zhì)上的光刻膠曝光部分形成凸起，然后交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起承受第二交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，其提供直接壓模，其特征在于，光刻膠層形成在可交聯(lián)物質(zhì)層上，然后光刻膠層對(duì)激光束曝光，該激光束由記錄的信號(hào)調(diào)制并由記錄透鏡匯聚為一種小光點(diǎn)，并用它在光刻膠層上呈螺旋線狀記錄潛像；而通過(guò)其后使光刻膠層承受曝光后的烘干處理然后顯影并進(jìn)而去掉除其曝光部分外光刻膠的部分，在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠的凸起。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，其提供一種直接壓模，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是將可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起對(duì)等離子體暴光，從而等離子體處理使得在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起互交聯(lián)反應(yīng)，并進(jìn)一步分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身及光刻膠凸起等自身的交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，其提供一種直接壓模，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起承受紫外輻照和烘干的過(guò)程，由此紫外輻照和烘干處理在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起交聯(lián)反應(yīng)，并進(jìn)一步分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身和光刻凸起等自身的交聯(lián)反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，其提供一種直接壓模，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠是同一種物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，其特征在于，光刻膠是負(fù)性膠。
根據(jù)本發(fā)明的第二十一方面，其提供一種直接壓模，其特征在于，基盤的材料是鎳。
根據(jù)本發(fā)明的第二十二方面，其提供一種直接壓模，其特征在于，對(duì)與交聯(lián)物質(zhì)接觸的基盤表面進(jìn)行處理，從而形成具有不小于1納米和不大于10納米的凸槽和凸起。
根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，其提供一種由直接壓模進(jìn)行模壓的光盤，該直接壓模包含
可交聯(lián)物質(zhì)層，其形成在基盤表面上，使得可交聯(lián)物質(zhì)層的可交聯(lián)物質(zhì)進(jìn)行第一交聯(lián)反應(yīng)；形成在交聯(lián)物質(zhì)上的光刻膠層；以及此后通過(guò)使光刻膠層對(duì)由記錄的信號(hào)調(diào)制的激光束曝光，然后顯影，凸起由交聯(lián)物質(zhì)上的曝光部分形成，交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起然后進(jìn)一步承受第二交聯(lián)反應(yīng)。
結(jié)果，在凸起形的被交聯(lián)光刻膠和被交聯(lián)的襯底之間的結(jié)合可以增強(qiáng)。因此，在光盤(如DVD)的模壓中，使用含凸起形被交聯(lián)光刻膠的直接壓模，可防止光盤(如DVD)由直接壓模的凸起形的被交聯(lián)光刻膠在像DVD的光盤中模壓約100,000次或更多時(shí)產(chǎn)生的損失引起的再生信號(hào)誤差。
圖8是使用交聯(lián)的物質(zhì)層的另一現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例的示意圖；圖9A，9B，9C，9D，9E，9F和9G是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例用于直接壓模制造方法的步驟視圖；

圖10H，10I和10J是接著圖9G地直接壓模制造方法的步驟視圖；以及圖11是含擴(kuò)足的凸起，用單點(diǎn)鏈線表示，及不含擴(kuò)足的凸起用實(shí)線表示的放大視圖，這些凸起彼此重疊，以便更加容易明確理解擴(kuò)足存在與否的兩種情況。
本發(fā)明的實(shí)施例示于圖1至3，圖5至6和圖9至11(第一實(shí)施例)圖1A至1J表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的直接壓模的制造方法。
圖1表示一種狀態(tài)，其中第一交聯(lián)物質(zhì)12(如0.1微米厚的)用于鎳之類的基盤11上?？山宦?lián)物質(zhì)12用有機(jī)聚合物或氧化硅的無(wú)機(jī)材料等的舉例說(shuō)明。在本實(shí)施例中，可交聯(lián)物質(zhì)12是一種有機(jī)聚合物。還有，在第一實(shí)施例中基盤11是用鎳制成的，但另外可用這些金屬如鎳合金，硅，鋁和銅，或用玻璃，陶瓷等。
首先，在可交聯(lián)物質(zhì)是化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑之類的情況中，在應(yīng)用可交聯(lián)物質(zhì)12后，如圖1B所示的烘干處理是作為在較低溫度80℃至90℃下針對(duì)蒸發(fā)可交聯(lián)物質(zhì)12的溶劑的預(yù)烘干進(jìn)行的。接著，如圖1C所示，紫外輻照加在整個(gè)基盤11上，并通過(guò)圖1D所示的烘干處理，據(jù)此橋接可交聯(lián)物質(zhì)12的聚合物鏈。用波長(zhǎng)為245納米的低壓汞燈產(chǎn)生紫外輻射。至于紫外輻射的波長(zhǎng)，必須選擇取決于使用交聯(lián)物質(zhì)的最佳波長(zhǎng)。對(duì)苯酚樹脂，約300納米波長(zhǎng)的紫外輻射用于交聯(lián)是有效的。圖1D表示曝光以后的烘干，即所謂曝光后烘干。在這種過(guò)程中，可交聯(lián)物質(zhì)12發(fā)生第一交聯(lián)反應(yīng)，由曝光產(chǎn)生的酸用作催化劑。
在某些情況下，可交聯(lián)物質(zhì)12可通過(guò)加熱進(jìn)行交聯(lián)。在這種情況中，圖1C的紫外輻射步驟和圖1D的曝光后烘干步驟省去不用，而且可交聯(lián)物質(zhì)12的第一交聯(lián)反應(yīng)只是由圖1B的烘干處理引起的。
在兩種情況中，在這階段可交聯(lián)物質(zhì)12的第一交聯(lián)反應(yīng)并未企圖完成全的交聯(lián)，但即進(jìn)行半交聯(lián)。該半交聯(lián)是這種程度的，即當(dāng)?shù)诙宦?lián)物質(zhì)，光刻膠13在其后的圖1E的步驟中加到可交聯(lián)物質(zhì)上時(shí)，可交聯(lián)物質(zhì)12并未溶入光刻膠13的溶劑中，更具體地說(shuō)，交聯(lián)物質(zhì)的膜減量不大于5納米。就是說(shuō)，可交聯(lián)物質(zhì)12交聯(lián)到這種程度即基本上不受第二可交聯(lián)物質(zhì)光刻膠13溶劑的腐蝕。通常當(dāng)交聯(lián)進(jìn)行到幾個(gè)百分?jǐn)?shù)時(shí)，有機(jī)聚合物變?yōu)椴豢扇艿摹?br> 在圖1E中使用的第二可交聯(lián)物質(zhì)，光刻膠13，是負(fù)性膠?？墒牵词乖诠饪棠z13給定為正性膠的情況中，用一種所謂圖像反演方法光刻膠可被用做負(fù)性膠。不論光刻膠13是什么，交聯(lián)到幾個(gè)百分?jǐn)?shù)的可交聯(lián)物質(zhì)12，永遠(yuǎn)不會(huì)被光刻膠13的溶劑腐蝕。在這種情況中使用的抗蝕劑的基礎(chǔ)是酚醛苯酚樹脂。
其次，如圖1F所示，光刻膠13暴露到由待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下。這種處理使用的裝置稱為激光束記錄器，并僅部分地在圖中包括已被待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束14，記錄透鏡15用于匯聚激光束14至約0.3微米的精細(xì)光點(diǎn)，和用于繞轉(zhuǎn)軸16轉(zhuǎn)動(dòng)基盤11的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件17。由于記錄透鏡15沿旋轉(zhuǎn)基盤11的徑向運(yùn)動(dòng)，潛像呈螺旋形地記錄在光刻膠13的層中。
圖1G是表示曝光以后烘干處理的視圖。在這種烘干處理中，當(dāng)光刻膠13曝光產(chǎn)生的酸用做催化劑時(shí)，在光刻膠13曝光部分發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，光刻膠13是第二可交聯(lián)物質(zhì)。這種光刻膠13通常稱為化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑。此外，在某些類型的光刻膠中，不需要曝光后烘干。
圖1H是一種視圖，表示一種狀態(tài)，光刻膠13的除交聯(lián)部分以外的部分在其后的顯影處理中熔融并流逝。在該第一實(shí)施例中，顯影處理由堿性溶液完成。做為其結(jié)果，光刻膠的曝光部分殘留為凸起18。在這種狀態(tài)中，第二種交聯(lián)物質(zhì)光刻膠的凸起18，和可交聯(lián)物質(zhì)層12還沒(méi)有牢固地結(jié)合在一起。
圖1I表示在交聯(lián)物質(zhì)12的層和凸起18的光刻膠之間進(jìn)一步加速交聯(lián)的步驟。如上所述，在圖1H的步驟中，交聯(lián)物質(zhì)12的層并未完全交聯(lián)。還有，暴露在記錄激光器下的凸起18的第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠只進(jìn)行了部分交聯(lián)。由圖1I的步驟，通過(guò)使兩種部件的交聯(lián)進(jìn)一步按第二交聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行，在凸起18的第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠聚合物和可交聯(lián)物質(zhì)12的層之間引起互交聯(lián)，使彼此間的結(jié)合增強(qiáng)。還有，通過(guò)可交聯(lián)物質(zhì)12本身和第二交聯(lián)物質(zhì)凸起18的自身的交聯(lián)，如果部件可承受模壓中包含的熱和應(yīng)力的話，兩種部件的結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步增強(qiáng)。
這種加速交聯(lián)(第二交聯(lián)反應(yīng))的具體方法之一是將顯影后的基盤整體暴露在等離子體中。作為用于此方法的等離子體，使用含氟氣體獲得的等離子體，并將整個(gè)顯影后的基盤暴露到顯示高效的等離子體中。由于將交聯(lián)的物質(zhì)(光刻膠)暴露到等離子體中將使光刻膠本身被等離子體中的離子或自由基消耗，等離子體暴露時(shí)設(shè)定為幾秒左右。交聯(lián)物質(zhì)和第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠這樣經(jīng)受等離子體處理使其硬化到內(nèi)部。在用含氟氣體進(jìn)行等離子體處理后，比較中顯示，交聯(lián)物質(zhì)的蝕刻速率在進(jìn)行灰化處理時(shí)比無(wú)等離子體處理的大約大180倍。另外，耐熱濕度也增加了。在凸起18的構(gòu)型中，甚至加熱至250至300℃也不引起變化。
圖1J是一種視圖，表示光刻膠的凸起18，第二交聯(lián)物質(zhì)和交聯(lián)物質(zhì)12的層已經(jīng)在基盤11上形成單塊結(jié)構(gòu)19。在頂部形成單塊結(jié)構(gòu)19的基盤11，其內(nèi)徑和外徑用機(jī)械加工以便與模壓機(jī)的壓模匹配，然后按要求在其背面拋光，據(jù)此使直接壓模完工。另外，這些機(jī)械加工也可以開始就進(jìn)行。
現(xiàn)在，如果在壓模和注射到其頂面的熔融樹脂之間的界面溫度用T表示，則T可由下式1確定T={(ρP×CP×KP)×TPo+(ρm×Cm×Km)×Tmo}/{(ρP×CP×KP)]]>+(ρm×Cm×Km)}---(1)]]>(其中ρ指的是體積密度，C是比熱，而K是熱導(dǎo)率，而P表示熔融樹脂，m表示壓模。還有，TPo是熔融樹脂的溫度，Tmo是壓模的初始溫度)。
至于熔融樹脂的界面溫度，它隨模壓條件變化，裝配壓模的模壓機(jī)的壓模溫度設(shè)定為大約100℃，而熔融樹脂的溫度設(shè)定為大約360℃，在這種情況下使用傳統(tǒng)的鎳的直接壓模。熔融樹脂與壓模界面之間的溫度T幾乎保持壓模的起始溫度，不大于110℃，這是由于鎳的熱導(dǎo)率比樹脂大得多。因此，熔融樹脂從它與壓模表面接觸的時(shí)刻起開始冷卻和固化。
在像第一實(shí)施例那樣，壓模表面由第一交聯(lián)物質(zhì)和第二交聯(lián)物質(zhì)(光刻膠)形成的情況中，表面溫度變得比前述情況更高。作為一種工作實(shí)例，假設(shè)在樹脂和直接壓模表面材料之間不存在體積密度，比熱和熱導(dǎo)率的差異，根據(jù)以上的設(shè)定溫度，熔融樹脂的界面溫度約為230℃。另外，在第一實(shí)施例中，由于在交聯(lián)物質(zhì)存在時(shí)鎳是散熱片，溫度將更低。在第一實(shí)施例的直接壓模中，作為如上所述交聯(lián)的結(jié)果，交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠的凸起具有250℃或更高的耐熱溫度，從而防止由于在模壓處理中熱引起的惡化。(第二實(shí)施例)如圖1I所示，除去在交聯(lián)物質(zhì)12的層和第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠凸起18的抗蝕劑之間的加速交聯(lián)外，本發(fā)明的第二實(shí)施例和第一實(shí)施例相同。在這種方法中，交聯(lián)物質(zhì)和示于圖1H的顯影后的基盤上第二交聯(lián)物質(zhì)的凸起18經(jīng)受紫外輻照或深紫外輻射，以及烘干處理，據(jù)此加速在光刻膠和可交聯(lián)物質(zhì)之間的第二交聯(lián)反應(yīng)。
在光刻膠和交聯(lián)物質(zhì)是化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑的情況中，通過(guò)在紫外輻照后烘干而加速了第二交聯(lián)反應(yīng)。
在光刻膠和交聯(lián)物質(zhì)是與化學(xué)激勵(lì)型不同的酚醛樹脂的情況中，當(dāng)深紫外輻照用在抗蝕劑中的水分被烘干消耗時(shí)，可促進(jìn)第二交聯(lián)反應(yīng)。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑用做光刻膠，波長(zhǎng)為254納米的深紫外輻射加在顯影后的基盤上，此后進(jìn)行溫度范圍在150至250℃的烘干處理。
還有在這種情況中，像第一實(shí)施例的工作實(shí)例，進(jìn)行交聯(lián)物質(zhì)和第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠凸起的交聯(lián)，而且基盤作為整體的耐熱溫度不低于250℃。(第三實(shí)施例)除去可交聯(lián)物質(zhì)和第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠是同一物質(zhì)外，本發(fā)明的第三實(shí)施例和第一實(shí)施例相同。當(dāng)同一物質(zhì)的光刻膠用做可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠時(shí)，它們彼此間的交聯(lián)更容易發(fā)生，使兩種部件間的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)。另外，由于相同的熱膨脹系數(shù)，即使在模壓加工中承受反復(fù)的熱變化，該兩種部件不會(huì)在界面上發(fā)生應(yīng)變，于是增加了對(duì)熱變化的耐用性。(第四實(shí)施例)除去與可交聯(lián)物質(zhì)接觸的基盤表面是凹槽和凸起形的以外，本發(fā)明的第四實(shí)施例是和第一實(shí)施例相同的。圖2表示其表面是凹槽和凸起形的基盤的壓模剖面圖。在圖2中，基盤31表面含小凹槽和凸起。因此，在可交聯(lián)物質(zhì)層12和基盤31之間的接觸面積增大。于是，壓?？沙惺苡捎谠谀杭庸て陂g加熱歷史產(chǎn)生的，在基盤31和交聯(lián)物質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)的差異發(fā)生的應(yīng)變。
用于使基盤31表面上具有小凹槽和凸起的方法可以是將基盤31暴露在惰性氣體的等離子體中的方法，小凹槽的凸起是惰性氣體的離子輻照產(chǎn)生的，或者是由化學(xué)處理等在基盤31表面上產(chǎn)生小凹槽和凸起的方法。作為實(shí)例，凹槽和凸起的尺寸在0.1至10納米的范圍內(nèi)。(本發(fā)明的第五實(shí)施例)圖3A至3C是示意圖，表示由上述制造方法制成的由直接壓模制造光盤的步驟。圖3A是一種視圖，表示在盤中注入樹脂的過(guò)程。在圖3A中壓模41是用前述實(shí)施例的制造方法制成的，并示于圖1J或圖2。壓模41裝在壓模機(jī)的固定模具42上。用數(shù)碼42表示的可移動(dòng)模具42在樹脂44注入該模具后向模具42增壓。
圖3B是表示盤與直接壓模分離的視圖。在圖3B中，在盤的壓力模壓后，可移動(dòng)模具43打開，而復(fù)制盤45上產(chǎn)生由直接壓模41的凸起46傳送的凹槽，并模壓成盤形，與直接壓模41分開。
圖3C是表示完成的復(fù)制盤剖面的示意圖。在圖3C中，雖然未示出細(xì)節(jié)，記錄膜或鋁或其它反射層48用濺射工藝附著在復(fù)制盤45上。
對(duì)CD，1.2毫米厚的復(fù)制盤，是通過(guò)在反射膜上敷設(shè)涂層完成的。對(duì)DVD，厚為0.6毫米的復(fù)制盤，是通過(guò)對(duì)復(fù)制盤結(jié)合附著層50制成啞盤49，在復(fù)制盤上已涂覆有反射膜48，且在啞盤上還未記錄有信號(hào)。還有其它類型的DVD，包括不使用啞盤，在DVD中兩邊記錄記號(hào)的那些DVD，如圖3D所示，或那些雙層光盤的信號(hào)是從一邊讀出的。圖3D表示一種實(shí)例，其中分別帶有在上面涂覆反射膜48A，48B的復(fù)制光盤45A，45B，通過(guò)粘附層50A結(jié)合在一起。這是能從兩邊播放的光盤。另外，存在一種反射膜是半透明的類型的DVD，兩層可以一邊播放。
在如上所述的光盤模壓加工中，高溫樹脂44注入到模具中，使模壓41的溫度提高，復(fù)制光盤45與壓模分離，而且此后暴露到室溫的大氣中。
在普通直接壓模中，通過(guò)這種溫度循環(huán)，切應(yīng)力將作用在金屬基盤的光刻膠的凸起之間的邊界部分上，光刻膠是一種交聯(lián)物質(zhì)，由于它們的膨脹和收縮的差異，最終發(fā)生缺少光刻膠凸起的情況。至于這些缺少光刻膠凸起的情況，模壓注射超過(guò)5000次，由缺少光刻膠起引起的PI誤差將超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)280。
在本實(shí)施例的直接壓模中，第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠的凸起不是直接固定在基盤上，卻以近似單塊結(jié)構(gòu)的形式固定在基盤上提供的交聯(lián)物質(zhì)的結(jié)合層上。因此大幅度減少模壓加工中缺少的凸起；根據(jù)實(shí)驗(yàn)，甚至注射超過(guò)100,0000次的模壓也不會(huì)造成PI誤差增大。于是，一次產(chǎn)生100,000只光盤是可行的，光盤質(zhì)量穩(wěn)定，而且每只盤的制造成本降低。
在根據(jù)本發(fā)明的直接壓模中，表示光盤信號(hào)的第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠的凸起形成在遍及基盤表面的交聯(lián)物質(zhì)上，并彼此交聯(lián)與結(jié)合。于是，凸起在模壓加工中相對(duì)于熱循環(huán)或應(yīng)力不太容易剝皮。在可交聯(lián)物質(zhì)是有機(jī)聚合物的情況中，其熱膨脹系數(shù)的值非常接近于第二交聯(lián)物質(zhì)光刻膠的值，因此在模壓加工中由循環(huán)引起膨脹和收縮產(chǎn)生的切應(yīng)變很小。于是，抗蝕劑凸起在模壓加工中不容易發(fā)生剝皮。
因此，根據(jù)本發(fā)明的直接壓模制造方法在模壓復(fù)制光盤時(shí)和直接制造壓模的傳統(tǒng)方法相比，注射次數(shù)大大增加。結(jié)果是，用一種壓模生產(chǎn)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)光盤是可行的，而且可低成本的制造質(zhì)量和性能穩(wěn)定的光盤。(第六實(shí)施例)在前述的實(shí)施例中，當(dāng)如圖1E中所示將光刻膠暴露到激光束中用于記錄信號(hào)時(shí)，基盤101C由諸如鎳等材料構(gòu)成，該種材料具有很高的反射率，而可交聯(lián)物質(zhì)層102c和防腐蝕層103c由近似透明的材料構(gòu)成，可交聯(lián)物質(zhì)層102c的厚度小于λ/2。因此，可產(chǎn)生如圖7A所示的在基盤101c的表面上具有節(jié)點(diǎn)的駐波。由于通過(guò)暴光在放腐蝕層103c上形成圖象，則可交聯(lián)物質(zhì)層102c和防腐蝕層103c之間的邊界表面出現(xiàn)在靠近駐波的波腹位置，如圖7A所示，然后，形成凸起110的底部位置具有最大的光強(qiáng)，從而如圖7B所示，這樣的凸起110會(huì)形成擴(kuò)足的截面形狀，由于信號(hào)在回放中從相鄰的磁道輸入并泄露，因此不希望盤具有擴(kuò)足截面形狀的凹坑。在這樣的盤中，回放信號(hào)的調(diào)制因數(shù)變小，結(jié)果無(wú)法充分的對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。另外，在前述實(shí)施例中，當(dāng)交聯(lián)物質(zhì)層102d和抗蝕劑層103d之間的界面相距駐波的一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，如圖8所示，聚焦在基盤101d表面上的光束在界面上形成相當(dāng)模湖的圖像，在某些情況下使其不可能形成理想的形狀的凸起。如果焦點(diǎn)深度規(guī)定為在光軸上焦點(diǎn)位置處光強(qiáng)范圍的50％或更多，則焦點(diǎn)深度可用下式表示fd＝±λ/π(NA)2其中λ是是激光束的波長(zhǎng)，而NA是記錄透鏡的數(shù)值孔徑。已知激光束波長(zhǎng)為351納米，記錄透鏡的NA值為0.9，焦點(diǎn)深度變?yōu)椤?.138微米。如交聯(lián)物質(zhì)的折射率是1.6，則圖8中駐波的一個(gè)波長(zhǎng)是219納米，它大大超過(guò)焦點(diǎn)的深度。當(dāng)焦點(diǎn)位置設(shè)定為和交聯(lián)物質(zhì)層102d及抗蝕劑層103d之間的界面重合以便防止上述散焦現(xiàn)象時(shí)，則光束將在基盤101d表面散焦，而且產(chǎn)生模糊圖像的反射光束將照射到抗蝕劑上。在這種情況中，待形成的凸起也會(huì)與擴(kuò)足現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。就是說(shuō)，用這種結(jié)構(gòu)，由于在記錄過(guò)程中鎳基盤表面發(fā)生的駐波效應(yīng)，抗蝕劑凸起可能形成擴(kuò)足截面形狀。
因此，下面的實(shí)施例企圖解決上述問(wèn)題并提供空白盤用于制造直接壓模，以及直接壓模及其制造方法，能防止抗蝕劑凸起形成擴(kuò)足截面形狀。
制造直接壓模151的空白光盤150用于模壓根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的光盤，如圖5A和5B及圖9至10所示，是通過(guò)在基盤101a上逐個(gè)地安排交聯(lián)物質(zhì)層102a和光刻膠層103a制成的。該空白盤150的光刻膠層103a是用由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束140有選擇地輻照的，使光刻膠層103a暴露在那里并從而形成曝光的部分103x。此后，光刻膠被顯影，去掉光刻膠未曝光的部分103y，而曝光部分103x的光刻膠留下來(lái)。進(jìn)而，在交聯(lián)物質(zhì)層102a和相應(yīng)于記錄信號(hào)遺留的曝光部分103x的光刻膠凸起111之間引起交聯(lián)反應(yīng)，從而在交聯(lián)物質(zhì)層102a上固定光刻劑凸起111。于是，制成用于模壓光盤的直接壓模151。
如圖5A和5B所示，空白盤150是這樣設(shè)定的，即如果交聯(lián)物質(zhì)層102a的交聯(lián)物質(zhì)折射率是n而激光束140的波長(zhǎng)為λ，則交聯(lián)物質(zhì)層102a的厚度在從3λ/8n至5λ/8n的范圍內(nèi)。在這種情況下交聯(lián)物質(zhì)層102a和抗蝕劑層103a之間的界面通常定位在靠近由基盤101a反射的激光束140形成的駐波節(jié)點(diǎn)處。因此，在凸起111底面部分的曝光強(qiáng)度變小，致使顯影后形成的凸起111不會(huì)產(chǎn)生任何擴(kuò)足，于是成形帶有足夠的斜角。
作為用于可交聯(lián)物質(zhì)層102a的可交聯(lián)物質(zhì)的實(shí)例，有機(jī)聚合物和基于苯酚樹脂或聚乙烯苯酚樹脂的光刻膠是可用的。
其次，參照?qǐng)D9A至9G和圖10H至10J，根據(jù)第六實(shí)施例的直接壓模的制造過(guò)程將詳細(xì)說(shuō)明。
圖9A表示一種狀態(tài)，即可交聯(lián)物質(zhì)加在鎳之類的基盤101a上。外加交聯(lián)物質(zhì)層102a的厚度設(shè)定為上述3λ/8n至5λ/8n的范圍內(nèi)。除鎳以外，基盤101a可用鎳合金、硅，鋁和銅這些金屬，或玻璃，陶瓷等上述金屬以外的材料制造。
圖9B表示上述外加步驟后的烘干處理?？山宦?lián)物質(zhì)層102a的可交聯(lián)物質(zhì)，如在那些由熱交聯(lián)的物質(zhì)之中，由這種烘干處理引起交聯(lián)。還有，在某些類型的可交聯(lián)物質(zhì)中，如化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑，當(dāng)曝光時(shí)交聯(lián)物質(zhì)產(chǎn)生一種酸，并在其后的烘干處理中用做催化劑產(chǎn)生交聯(lián)。在這種情況下，圖9B的烘干處理作為在操作后針對(duì)溶劑蒸發(fā)的預(yù)烘干在80℃至90℃的較低溫度下進(jìn)行。
其后，如圖9C所示，紫外輻射加在全部基盤101a上，并通過(guò)圖9D所示的烘干處理，據(jù)此可橋接聚合物鏈。圖9D表示曝光后的烘干，即所謂曝光后烘干。在這種處理中，當(dāng)曝光產(chǎn)生的酸用作催化劑時(shí)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
在兩種情況下，在這階段可交聯(lián)物質(zhì)的交聯(lián)反應(yīng)并未企圖完成交聯(lián)卻進(jìn)行半交聯(lián)。半交聯(lián)是這種程度的，即當(dāng)在圖9E以后形成光刻膠層103a的步驟時(shí)，光刻膠加在交聯(lián)物質(zhì)層102a上，交聯(lián)物質(zhì)層并未溶入光刻膠的溶劑，就是說(shuō)，交聯(lián)物質(zhì)基本上不受溶劑腐蝕。通常，當(dāng)交聯(lián)進(jìn)展到幾個(gè)百分?jǐn)?shù)時(shí)，有機(jī)聚合物變得在溶劑中不可溶。作為圖9E光刻膠層103a的光刻膠，使用負(fù)性膠?？墒牵靡环N已知所謂圖像反演方法，原來(lái)是正性抗蝕劑的光刻膠可用做負(fù)性膠，在這種情況下，交聯(lián)物質(zhì)層102a的交聯(lián)物質(zhì)，在其幾個(gè)百分?jǐn)?shù)的交聯(lián)狀態(tài)中，永遠(yuǎn)不會(huì)受光刻膠溶劑的腐蝕。
其次，如圖9F所示，由待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束140對(duì)光刻膠層103a輻照，使光刻膠層103a曝光。這種處理使用的輻照裝置稱為激光束記錄器，并僅部分地示于圖9F中，那里激光束記錄器以外的部分表示已由待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束140，記錄透鏡105用于將激光束140匯聚到0.3微米左右的小光點(diǎn)，而且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件107用于繞轉(zhuǎn)軸106旋轉(zhuǎn)基盤101a。由于記錄透鏡105沿由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部件107旋轉(zhuǎn)的基盤11的徑向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)激光束140呈螺旋形地輻照在光刻膠層103a上時(shí)，螺旋形潛像記錄在光刻膠層103a中。
圖9G表示曝光后的烘干處理。當(dāng)在曝光部分103x處產(chǎn)生的酸用作催化劑時(shí)，烘干處理使光刻膠進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)。這種光刻膠是通常稱為化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑的抗蝕劑。此外，在某些類型的抗蝕劑中，不需要曝光后烘干。
圖10H表示其后的顯影處理，那里除其交聯(lián)部分外的光刻膠部分熔融并流逝。結(jié)果，曝光部分103x遺留為抗蝕劑凸起108a。在這種狀態(tài)中，抗蝕劑凸起108a和交聯(lián)物質(zhì)層102a還沒(méi)有牢固地結(jié)合在一起。
圖10I表示在交聯(lián)物質(zhì)層102a和抗蝕劑凸起108a的抗蝕劑之間繼續(xù)加速交聯(lián)的步驟。如上所述，交聯(lián)物質(zhì)層102a的交聯(lián)物質(zhì)還沒(méi)有完成交聯(lián)。還有，對(duì)激光束140曝光的抗蝕劑凸起108a抗蝕劑的交聯(lián)僅部分地進(jìn)行。通過(guò)由這種步驟使兩種部件的交聯(lián)繼續(xù)進(jìn)行，使在抗蝕劑凸起108a的抗蝕劑聚合物和交聯(lián)物質(zhì)之間產(chǎn)生互交聯(lián)，在彼此間的結(jié)合增強(qiáng)。還有，通過(guò)交聯(lián)，該兩種部件的結(jié)合進(jìn)一步增強(qiáng)，產(chǎn)生這種強(qiáng)度致使這些部件可承受在光盤模壓中包含的熱和應(yīng)力。用于交聯(lián)的具體方法之一是顯影后的基盤作為整體暴露在等離子體中。作為等離子體，含氟氣體之類的等離子體是有效的。由于在等離子體中暴露抗蝕劑將使抗蝕劑本身被等離子體中的離子或自由基消耗掉，曝露時(shí)間需壓縮至幾秒左右。在這種方式中幾秒鐘的承受等離子體處理的抗蝕劑硬化到其內(nèi)部，于是改進(jìn)其強(qiáng)度及耐熱性。
另一種用于交聯(lián)的方法是用深紫外輻照加在顯影后的基盤101a上并用其后的烘干來(lái)加速交聯(lián)。在化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑的情況中，通過(guò)在紫外輻照后進(jìn)行烘干處理加速交聯(lián)。在除化學(xué)激勵(lì)型以后的酚醛樹脂的情況中，已知深紫外輻照當(dāng)加在抗蝕劑中的水分被烘干處理消耗掉的狀態(tài)中，使交聯(lián)繼續(xù)進(jìn)行。做為實(shí)例，用化學(xué)激勵(lì)型抗蝕劑當(dāng)做可交聯(lián)物質(zhì)層102a的可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠，深紫外輻照加在曝光的基盤101a上，并且此后進(jìn)行溫度在110至250℃之間的烘干處理。在這種情況中，交聯(lián)物質(zhì)的交聯(lián)和光刻膠層103a的抗蝕劑也取得進(jìn)展，而基盤101a作為整體的耐熱溫度提高到不低于250℃。
圖10J表示交聯(lián)后的基盤101a，那里抗蝕劑凸起108a和交聯(lián)物質(zhì)層102a形成一種單塊結(jié)構(gòu)109a。這種單塊結(jié)構(gòu)109a的凸起是如上所述的凸起111。對(duì)該單塊結(jié)構(gòu)109a的內(nèi)外徑進(jìn)行機(jī)械加工，以便與查壓機(jī)的模具匹配，然后按要求拋光其背面，據(jù)此用于模壓光盤的壓模完工。
做為進(jìn)行對(duì)模壓光盤的模壓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，使用由上述制造方法制造的壓模，觀察不到壓模凸起111的缺少，甚至用超過(guò)100,000次生產(chǎn)數(shù)的光盤也看不到。
在根據(jù)這種第六實(shí)施例的工作實(shí)例1中，具有波長(zhǎng)351納米的氪激光束用做激光束，折射率約為1.6的有機(jī)聚合物用做交聯(lián)物質(zhì)，而且交聯(lián)物質(zhì)層的厚度設(shè)定為83至137納米。結(jié)果，獲得成功的抗蝕劑凸起。做為有機(jī)聚合物的實(shí)例，采用基于酚醛樹脂的光刻膠。
在上述空白盤150及用根據(jù)第六實(shí)施例使用空白盤150制成的壓模151，由于交聯(lián)物質(zhì)層102a的厚度在3λ/8n至5λ/8n的范圍內(nèi)，交聯(lián)物質(zhì)層102a和抗蝕劑層103a之間的界面通常定位在接近由基盤101a反射的激光束140形成的駐波的一個(gè)波節(jié)。因此，在凸起111底面部分的曝光強(qiáng)度變小，以致顯影后形成的凸起111沒(méi)有任何擴(kuò)足，于是以足夠的處于40度到60度之間的斜角成形。于是，獲得比普通信號(hào)在抖動(dòng)和調(diào)制因數(shù)方面更成功的播放信號(hào)。做為這點(diǎn)的結(jié)果，和現(xiàn)有技術(shù)相比，可以增加注射次數(shù)直到100,000或更多?？墒牵皇且?yàn)樵龃蟮男苯鞘棺⑸浯螖?shù)增加，而是恰恰相反。盡管如此，即使用增大的斜角，100,000或更多的注射次數(shù)是可能的。另外，做為這點(diǎn)的結(jié)果，抗蝕劑凸起111可用不存在任何擴(kuò)足的理想角度θ成形，因此可改進(jìn)播放信號(hào)的特征。做為不存在任何擴(kuò)足的理想角度θ的實(shí)例，側(cè)面的斜角θ，在截面形狀中看來(lái)，需要40°或更大，最好是，50°至60°的角度是合意的，同樣是由于播放信號(hào)。為了更清楚，更容易的理解哪里存在擴(kuò)足及哪里不存在，圖11表示含擴(kuò)足的凸起的放大視圖，用單點(diǎn)鏈線表示，而沒(méi)有擴(kuò)足的凸起用實(shí)線表示，凸起是彼此重疊的。另外，光盤的凸槽寬度可縮小到在凸起111的形狀中不存在任何擴(kuò)足的程度，因此可生產(chǎn)高密度光盤。(第七實(shí)施例)根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的空白盤160用于制造直接壓模161，其厚度與第六實(shí)施例的空白盤150不同，由在基盤101b上逐個(gè)地安排交聯(lián)物質(zhì)層102b和光刻膠層103b制成的，如圖6A和6B所示，其中差別在于交聯(lián)物質(zhì)層102b的厚度是λ/2n，而構(gòu)成和步驟的其余部分是相同的。
更具體地說(shuō)，空白盤160的光刻膠層103b是用由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束140選擇性地輻照的，使光刻膠層103b暴露到那里，從而形成曝光的部分(見圖9中曝光部分103x)。此后，光刻膠顯影，未曝光部分的光刻膠(見圖9中未曝光部分103y)去掉而曝光部分的光刻膠留下。進(jìn)而使在交聯(lián)物質(zhì)層102b和相應(yīng)于記錄信號(hào)遺留的曝光部分的光刻膠凸起112之間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，從而固定在光刻膠物質(zhì)層102b上的光刻膠凸起112。于是，制成用于模壓光盤的直接壓模161。
如圖6A和6b所示，空白盤160是這樣設(shè)定的，即如果交聯(lián)物質(zhì)層102b的交聯(lián)物質(zhì)的折射率為n，而激光束140的波長(zhǎng)是λ，則交聯(lián)物質(zhì)層102b的厚度是λ/2n。在這種情況下，交聯(lián)物質(zhì)層102b和抗蝕劑層103b之間的界面通常定位在由基盤101b反射的激光束形成駐波的一個(gè)節(jié)點(diǎn)處。因此，凸起112底面部分的曝光強(qiáng)度比在第六實(shí)施例中的小，以致顯影后的凸起112不存在任何擴(kuò)足，這樣用足夠的斜角成形。
做為用于交聯(lián)物質(zhì)層102b的交聯(lián)物質(zhì)的實(shí)例，可用相同的有機(jī)聚合物做光刻膠層103b的材料。
在根據(jù)第七實(shí)施例的工作實(shí)例2中，當(dāng)折射率約為1.6的有機(jī)聚合物用做交聯(lián)物質(zhì)時(shí)，在第六實(shí)施工作實(shí)例1的記錄條件下該交聯(lián)物質(zhì)變成約110納米厚。當(dāng)壓模在這些條件下制造，并用和用做交聯(lián)物質(zhì)層的交聯(lián)物質(zhì)的抗蝕劑層103b相同的材料，獲得約為50°至55°的凸起112的斜角。另外，當(dāng)播放信號(hào)的抖動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化為8％或更小，產(chǎn)生的壓模顯示6.6％的抖動(dòng)。還有，即使由壓模模壓光盤的注射超過(guò)100.000次，也觀察不到凸起和交聯(lián)物質(zhì)的剝皮。
在空白盤160以及壓模161根據(jù)第七實(shí)施例通過(guò)使用該空白盤160制造時(shí)，由于交聯(lián)物質(zhì)層102b的厚度設(shè)定為λ/2n，在交聯(lián)物質(zhì)層102b和抗蝕劑層103b之間的界面通常定位在由基盤101b反射形成的駐波節(jié)點(diǎn)處。因此，在凸起112底面部分的曝光強(qiáng)度變小，以致顯影后形成的凸起112不存在任何擴(kuò)足，而且用足夠大的斜角成形，如圖11所示。這樣，用于光盤的模壓次數(shù)和普通制造方法相比在很大程度上增加。而用普通的壓模只能模壓約5,000張光盤，根據(jù)第七實(shí)施例可能完成100,000或更多張光盤。另外，做為其結(jié)果，抗蝕劑凸起112可用不存在任何擴(kuò)足的理想角度θ的斜度成型，因此可改進(jìn)播放信號(hào)的特征。做為不存在任何擴(kuò)足的理想角度θ的實(shí)例，側(cè)面的斜角θ，如在截面形狀中觀察，需要40°或更大，最好是，以播放信號(hào)特征的觀點(diǎn)來(lái)看，50°至60°角是所需的。另外，光盤的凹槽寬度可縮小到在抗蝕劑凸起112的形狀中不存在任何擴(kuò)足的程度，因此可生產(chǎn)高密度光盤。
根據(jù)本發(fā)明，由于交聯(lián)物質(zhì)層的厚度設(shè)定在3λ/8n至5λ/8n的范圍內(nèi)，或設(shè)定在λ/2n，交聯(lián)物質(zhì)層和抗蝕劑層之間的界面通常定位在靠近或就在基盤反射形成駐波的節(jié)點(diǎn)上。因此，在凸起底面部分的曝光強(qiáng)度變小，以致顯影后的凸起不存在任何擴(kuò)足，于是使設(shè)置具有足夠斜角的凸起不可能實(shí)現(xiàn)理想的角斜度。于是，可以改進(jìn)播放信號(hào)的特征。另外，光盤的凹寬度可縮小到抗蝕劑凸起的形狀中不存在任何擴(kuò)足的程度，以致能生產(chǎn)密度更高的光盤。
雖然本發(fā)明結(jié)合其優(yōu)實(shí)施例并參照附圖進(jìn)行充分的說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)熟悉本專業(yè)的人員來(lái)說(shuō)，各種變化和改進(jìn)是顯而易見的。這種變化和改進(jìn)可理解為按照附帶的權(quán)利要求的規(guī)定包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非它們以此偏離。
權(quán)利要求
1.一種用于模壓光盤的直接壓模的制造方法，包含遍及一種基盤表面形成一層可交聯(lián)物質(zhì)；可交聯(lián)物質(zhì)經(jīng)受第一交聯(lián)反應(yīng)；此后，在交聯(lián)物質(zhì)上形成一種光刻膠層；接著，使該光刻膠層暴露在已經(jīng)由待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下，然后顯影，致使光刻膠的曝光部分在交聯(lián)物質(zhì)上形成凸起；而且此后，使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起進(jìn)一步經(jīng)受第二交聯(lián)反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接壓模制造方法，其特征在于可交聯(lián)物質(zhì)的第一交聯(lián)反應(yīng)是這種限度的交聯(lián)反應(yīng)，即該交聯(lián)物質(zhì)基本上不受光刻膠中所含溶劑的腐蝕，那里由光刻膠引起的膜減量不大于5納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，通過(guò)使可交聯(lián)物質(zhì)經(jīng)受烘干處理，或紫外輻照及其后在可交聯(lián)物質(zhì)上的烘干處理進(jìn)行可交聯(lián)物質(zhì)的第一交聯(lián)反應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于包含在交聯(lián)物質(zhì)層上形成一種光刻膠層；使光刻膠層對(duì)一種激光束曝光，該光束已經(jīng)由待記錄的一種信號(hào)調(diào)制，并由一種記錄透鏡匯聚到一種小光點(diǎn)，從而在光刻膠層上呈螺旋形地記錄潛像；此后，使光刻膠層經(jīng)受曝光前的烘干處理然后顯影；以及去掉除其曝光部分外光刻膠層的部分，以致在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠的凸起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起暴露在等離子體中的過(guò)程，從而等離子體處理使得在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起互交聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)進(jìn)一步分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身和那些光刻膠凸起自身的交聯(lián)反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直接壓模制造方法，其特征在于，該等離子體處理是使用含氟氣體的等離子體處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是一種過(guò)程，使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起經(jīng)受紫外輻照和烘干，從而紫外輻照和烘干處理使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間產(chǎn)生互交聯(lián)反應(yīng)，并且同時(shí)進(jìn)一步分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身和那些光刻膠凸起自身的交聯(lián)反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠是同一種物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于光刻膠是負(fù)性膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，基盤的材料是鎳。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直接壓模制造方法，其特征在于，對(duì)基盤與交聯(lián)物質(zhì)接觸的表面進(jìn)行處理，以致所含凹槽和凸起不小于1納米且不大于10納米。
12.一種用于直接壓模的空白盤是這樣形成的，即通過(guò)使在基盤上形成的光刻膠層暴露在由一種待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下面，然后顯影，從而形成光刻膠凸起，進(jìn)而使光刻膠凸起交聯(lián)并從而增強(qiáng)，這樣將基盤制成直接壓模用于直接模壓光盤，空白光盤包含在基盤表面形成一種可交聯(lián)物質(zhì)的層；以及在處理成半交聯(lián)狀態(tài)的可交聯(lián)物質(zhì)上形成一層光刻膠。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述用于直接壓模的空白盤，其特征在于，半交聯(lián)狀態(tài)是由這種限度的交聯(lián)反應(yīng)完成的，即交聯(lián)物質(zhì)不會(huì)被光刻膠中含有的溶劑腐蝕。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述用于直接壓模的空白盤，其特征在于，光刻膠和可交聯(lián)物質(zhì)是同一種物質(zhì)。
15.一種用于模壓光盤的直接壓模，包含在基盤表面上形成一種可交聯(lián)物質(zhì)，可交聯(lián)物質(zhì)層的可交聯(lián)物質(zhì)然后經(jīng)受第一交聯(lián)反應(yīng)；以后在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層；以及通過(guò)相繼使光刻膠層暴露在由待記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下面，并顯影，然后可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠層進(jìn)一步經(jīng)受第二交聯(lián)反應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的直接壓模，其特征在于，光刻膠層形成在交聯(lián)物質(zhì)層上，然后光刻膠層暴露在激光束下面，該光束由待記錄的信號(hào)調(diào)制并被一種記錄透鏡匯聚至一小光點(diǎn)，據(jù)此在光刻膠層上呈螺旋形地記錄一種潛在的圖像；通過(guò)相繼使光刻膠層經(jīng)受曝光后烘干處理，然后顯影并進(jìn)一步去掉光刻膠層的除其曝光部分以外的部分，在交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠的凸起。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是將交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起暴露在等離子體中的過(guò)程，從而等離子體處理使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起互交聯(lián)反應(yīng)，并分別加速交聯(lián)物質(zhì)本身和那些凸起自身的交聯(lián)反應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，第二交聯(lián)反應(yīng)是一種處理，使交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起經(jīng)受紫外輻照和烘干，紫外輻照和烘干在交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起之間引起互交聯(lián)反應(yīng)，并分別進(jìn)一步加速交聯(lián)物質(zhì)本身和那些光刻膠凸起自身的交聯(lián)反應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，可交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠是同一種物質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，光刻膠是負(fù)性膠。
21.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，基盤的材料是鎳。
22.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的直接壓模，其特征在于，處理與可交聯(lián)物質(zhì)接觸的基盤表面，以致具有不小于1納米和不大于10納米的凹槽和凸起。
23.一種直接壓模模壓的光盤，該直接壓模包含在帶有可交聯(lián)物質(zhì)的基盤表面上形成可交聯(lián)物質(zhì)層，經(jīng)受第一交聯(lián)反應(yīng)；在可交聯(lián)物質(zhì)上形成光刻膠層；以及通過(guò)使光刻膠層暴露在由記錄信號(hào)調(diào)制的激光束下面，然后顯影，在交聯(lián)物質(zhì)上光刻膠的曝光部分形成凸起，然后交聯(lián)物質(zhì)和光刻膠凸起進(jìn)一步經(jīng)受第二交聯(lián)反應(yīng)。
全文摘要
一種制造直接壓模用于模壓光盤的方法，包括在遍及一種基盤的表面上形成一層可交聯(lián)物質(zhì)，使該可交聯(lián)物質(zhì)經(jīng)受第一交聯(lián)反應(yīng)，此后，在交聯(lián)物質(zhì)上形成一種光刻膠層，接著，使該光刻膠層暴露在由待記錄的信號(hào)調(diào)制的激光束下，然后顯影，以致光刻膠的曝光部分在交聯(lián)物質(zhì)上形成凸起，而且此后，使該交聯(lián)物質(zhì)和該光刻膠進(jìn)一步經(jīng)受第二交聯(lián)反應(yīng)。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1414548SQ0214738
公開日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月23日
發(fā)明者佐野一彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社