[发明专利]母盘基片及母盘制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于创建高密度浮雕结构(high-density reliefstructure)的母盘基片(master substrat)，尤其涉及制作用于光盘的大规模制造的压模(stamper)的母盘基片，或者用于创建微接触印刷的印模(stamp)的母盘基片。此外，本发明涉及用于在母盘基片上提供高密度浮雕结构的方法，以及用于在包含有机染料层的母盘基片上提供高密度浮雕结构的方法。本发明还涉及分别用于制作压模、光盘、印模、和缩微印刷品的方法。

背景技术

基于光学处理而制造的浮雕结构可以例如用作压模，用于只读存储器(ROM)和预刻凹槽一次写入(R)和可重写(RE)盘的大规模复制。在复制过程中使用的、这样的压模的制造被称为母盘制作(mastering)。

在传统的母盘制作中，利用经调制的聚焦激光束来照射旋涂在玻璃基片上的一个薄感光层。激光束的调制导致母盘基片的一些部分曝露于UV光下，而在要形成的凹坑之间的中间区域保持未曝露。当盘旋转、并且将聚焦激光束逐渐拉到盘的外侧时，保持了交替的被照射区域的螺旋形。在第二步骤中，在所谓的显影过程中溶解曝露区域以最后得到在光致抗蚀剂层内部的物理洞(hole)。诸如NaOH和KOH之类的碱性液体用于溶解该曝露区域。母盘基片的结构化表面随后用薄Ni层覆盖。在电镀过程中，这个溅射沉积的Ni层进一步生长为包含逆凹坑结构(inverse pit structure)的厚度可管理的Ni基片。这个具有突出凸起的Ni基片被与母盘基片分离，并且被称为压模。

相转变母盘制作(phase-transition mastering，PTM)是一种相对新的、制作用于光盘的大规模制造的高密度ROM和RE/R压模的方法。相转变材料可以经由激光感应加热，从初始的未写状态转换到不同的状态。记录堆叠(recording stack)的加热可以例如导致混合、熔化、非晶化(amofphisation)、相分离、分解等。初始或者写入状态这两相中的一相在酸或者碱性显影液中比另一相溶解得要快。以这种方法，可以将写入的数据图案转换为具有突出凸起或者凹坑的高密度浮雕结构。同样在这种情况下，被构图的基片可以用作用于高密度光盘的大规模制造的压模或者用于微接触印刷的印模。

在这方面，早已提出将快速生长的相变材料和记录堆叠用于相转变母盘制作。生长占优势的相变材料在非晶和结晶相的溶解速率方面具有高反差。通过结晶材料的熔化-淬火而获得的非晶标记可以在诸如KOH和NaOH之类的浓缩传统碱性显影液中、而且在像HCl、HNO₃和H₂SO₄那样的酸中溶解。在标记尾部的重新结晶可用于以受控制方式降低标记长度。特别是在最小标记I2的情况下，标记尾部的重新结晶可以导致长度短于光斑大小的新月形(crescent)标记。以这种方法，可以增加切向的数据密度。

这样的材料系统的难题可能是需要相对大量的记录叠层来优化记录堆叠的热和光学性状。另一个困难是利用这样的材料系统制作深的凹坑结构的能力。

因此，本发明的目的是提供开头所述类型的方法和母盘基片，其允许基于相对简单的记录堆叠进行母盘制作。

发明内容

这个目的由独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中概述了本发明的进一步开发和优选实施例。

根据本发明的第一方面，上述目的由用于创建高密度浮雕结构的母盘基片所解决，该母盘基片尤其是制作用于光盘的大规模制造的压模的母盘基片，或者是用来创建用于微接触印刷的印模的母盘基片，其中提供了有机染料层用于创建该高密度浮雕结构。这个解决方案基于这样的发现，即当前例如结合CD-R和DVD+R应用使用的有机染料层也适合于结合母盘制作过程使用。有机染料层的厚度例如在20和150nm之间，并且优选为在60和80nm之间。

对于根据本发明的母盘基片的一些实施例，有机染料层包含平坦的下表面。有机染料层的平坦下表面使得能够形成高密度浮雕结构，其例如与在传统应用中用于寻轨的任何预刻凹槽图案无关。

然而，对于根据本发明的母盘基片的其它实施例，优选为有机染料层包含预刻凹槽的下表面。例如，承载预刻凹槽有机染料层的预刻凹槽基片可用于制作高密度浮雕结构，其中该预刻凹槽导致所谓的超级分辨率，这是因为仅仅窄的凹槽填充了染料而相邻的岸台几乎没有用染料覆盖。