专利名称：用于制作供压制特定光盘用的模具的主盘及其制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制作为压制特定光盘所使用的模具的原始主盘。它还涉及制作这些主盘的方法以及用这些主盘制作的压模和用这些压模和这些主盘所制作的光盘。
目前已知有很多种可用于制作光盘的压模的制作方法。其中之一是在一玻璃底片或底盘上沉积一正片型的光敏树脂层，所谓的正片型光敏树脂能够在适当的定向辐射作用下改变其在接受到该辐射作用的区域中的性质。当该树脂层受到一激光光束的照射或扫描时，该激光光束可在该树脂层中记录或写入反映所要录制到该盘上的信息或数据的潜象。利用化学方法溶解已进行了录制的树脂区域而显形该树脂层，便可以形成相应于再现信号的一系列的微型沟槽或微型凸点群。
由此构成的整个器件可作为一个原始主盘。然后在该主盘上用精细金属，特别是银被复或贴面，且最好是在真空中通过蒸发沉积而形成。然后利用电镀技术，在已被复有精细金属层的主盘上沉积一镍层。这样形成的镍层在其表面亦会产生微起伏或微隆起，它们是前述的微型沟槽或微型凸点群的严格的复制物。这些微起伏或微隆起以负片形式映着记录在主盘上的信息或数据。在将镍层从主盘上分离下来之后，由于这一分离将使精细金属层不再存在。由此可得到一个由镍构成的印模，通过压制适当的塑料材料，特别是聚碳酸酯，便可以用它制得可用于光读出的所需要的光盘。在将模具与所制得的主盘相分离之后，后者将被消毁。
而且，这种主盘是不能用光盘读出器读取的。
本发明的目的是要克服前述的种种缺点，提供出能够由光盘读出器进行读取的原始主盘，而且还可以无需任何后续的处理和工艺，而用这种主盘多次制作所需的新的模具。为了实现这一目的，本发明提供了一种能够制作出包括有一底片或底盘的压模的主盘，且在其表面上具有一连续的或系列的用于反映所要复制的信息或数据的微形沟槽或微型凸点群，并由某种可在近红外区产生反射的硬质导电材料构成。该材料可为锆、铪或钛的氮化物或碳氮化物，仅在表面导电的可在近红外区产生反射的硬质陶瓷，或是仅在表面导电的可在近红外区产生反射的硬质玻璃等等。
这种主盘的一个特征是，底片或称底盘可用铝制作。
本发明的主盘的另一个特征是，底片或称底盘亦可由已经回火处理的或韧化的和/或脱碱的玻璃制作。
根据本发明的一个特定实施例，反映信息的一系列的微型沟槽或微型凸点是由可在近红外区产生反射的硬质导电材料层(9)的表面上形成的。
根据本发明的另一个特定实施例，主盘的底片或称底盘由用于形成一系列微型沟槽的同种材料(9)形成。
根据本发明的主盘的一个特征，可在近红外区产生反射的硬质导电材料可以是氮化钛。
根据本发明的主盘的另一个特征，微型沟槽的深度可介于大约500至2000埃之间，主盘的总体或称综合厚度可介于大约1至5毫米之间，主盘的直径可介于大约150至200毫米之间。
本发明还提供了制作所述主盘的若干种制作方法。
根据本发明构造的一种方法包括，在一基片上沉积一层可在近红外区产生反射的硬质导电材料。
根据该方法的一个特征，可以近红外区产生反射的硬质导电材料可为锆、铪或钛的氮化物或碳氮化物，仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质陶瓷，或是仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质玻璃等等;在这种可在近红外区产生反射的硬质导电材料层上沉积一层光敏树脂;通过已根据所要复制的信号进行了调制的光束的运动或移动，将所要复制的信息或数据作为一种潜象记录入该光敏树脂层中;除去树脂的曝光区，这种除去可产生一系列的微型沟槽;将信息传递进入可在近红外区产生反射的硬质导电材料层并除去残留的树脂区。
在这一方案中，可在近红外区产生反射的硬质导电材料层的厚度至少应为1500埃。
制作本发明的主盘的另一种方法是，当基片是用与形成微型沟槽的材料相同的、可在近红外区产生反射的硬质导电材料构成时，可省略沉积在近红外区产生反射的硬质导电材料层的步骤并可将信息传递进入该基片。
当微型沟槽仅在可在近红外区产生反射的硬质导电材料层的表面形成时，制作这种主盘的方法包括，在基片上沉积一层光敏树脂，通过已根据所要复制的信号进行了调制的光束的运动或移动，而使所要复制的信息记录入该光敏树脂层，除去被曝光的树脂区，将信息传递进入基片，然后除去残留的树脂区，并至少沉积一层可在近红外区产生反射的硬质导电材料。
根据本发明的主盘的制作方法的一个特征，该光束可为激光光束，光敏物质的除去可通过化学浸蚀或利用氧等离子体的浸蚀来实施，而所录制信息的传递可通过化学蚀刻或利用激活的等离子体的蚀刻法来实施。
由这些主盘得的这种压模也属于本发明的范围之内，而且由这种压模或这种主盘制得的光读出盘也属于本发明的范围之内。
通过参考附图以例举方式给出的几个本发明的说明性的优选的特定实施例，可使本发明更容易被理解，并可使它的目的、特征、细节和优点更加明显易懂。
图1示意性地示出了制作根据本发明构造的主盘的第一种实施例。
图2示意性地示出了制作根据本发明构造的主盘的第二种实施例。
图3示意性地示出了本发明的制作方式的第三种实施例。
在所有实施例中，根据本发明构造的主盘包括有一个底片或底盘，在其表面具有可反映所要复制的信息的、顺序排列的微型沟槽或微型凸点群，且其至少形成在可在近红外区产生反射的硬质导电材料层9的表面上。
该材料层9应当是非常硬的且不易被划伤的，以使得它易于制造或处理，并应具有较长的机械使用寿命，以便能无需对微型沟槽或其深度进行调整或变更等等的再次制作就能制作出多个模具。它应当对诸如玻璃等等，尤其是铝，制作的基片具有良好的可附着性，以便能在为获得压模进行电刻或电镀等等的后续工序中消除会产生剥离的任何危险。它应当具有导电性能够进行电刻工序。以便能够耐化学浸泡，在恶劣的环境中也能有较长的使用寿命。而且它还应当对在光盘读出器中所使用的波长范围，即位于近红外区的特别是大约为780毫微米的波长具有反射作用。
因此，材料层9可以从锆、铪或钛的氮化物或碳氮化物，或是可在近红外区产生反射的硬质导电陶瓷等等中进行选择。
根据本发明构造出的主盘相对于先前已知的各种主盘具有很多优点。首先，它能够用于制作多个压模而不会受到损伤，不会使其包含的信息发生变动，且无需进行任何的预处理。其次，在利用它们通过电刻制作模具之前无需进行特殊的准备工作。再次，它所包含的信息能够由光盘读出器中直接读取。它的这些综合特征还将使得它能够用于信息的长期持久的编档保存和文件汇集。
为了使得本发明的主题更容易被理解，下面通过介绍性而非限制性的方式介绍几个实例。
例1参见图1，本发明的这一最佳实施例中的标为(a)的第一步骤为，在一个由经脱碱和/或回火处理或韧化处理的玻璃制作的基片1上，沉积一层可在近红外区产生反射的、最好是由氮化钛构成的硬质导电材料层9。该材料层9的厚度应当大于所要形成的微型沟槽的深度。由可用当代的光盘读出器读取的角度看，该微型沟槽的深度应当介于大约500至2000埃之间。这一深度最好为1500埃。
所得到的主盘的最终厚度应当介于大约1至5毫米之间，最好在大约1至3毫米之间，以便能用光盘读出器进行读取。这意味着底片1的厚度应当在大约1至5毫米之间，最好在大约1至3毫米之间，以便能够用现有的光盘读出器阅读最终制得的主盘，并且能够由该主盘利用简单的电刻法制作模具。该基片1的直径应当介于大约150至200毫米之间。然后在材料层9上被复一层光敏树脂2，再通过已根据所需的编码信号进行了调制的光束3的运动或照射进而产生潜象，以将所要复制的信息录制在这一光敏树脂层2上。光束3最好是激光光束。
如图1中标注为(b)的步骤所示，在进行了这一录制之后，光敏树脂层2包含有已曝光的光敏树脂区4和未曝光的光敏树脂区5。
在步骤(c)中，通过化学溶解或任何其它的适当方法除去已曝光的树脂区4，由此在光敏树脂层2中形成反映着所要复制的信息的微形沟槽6。
在下一步骤(d)中，通过化学蚀刻法或是通过借助激活的等离子体的蚀刻法，将所要复制的信息传递到材料层9上的已不再由光敏树脂所被复的区域7中。
最后，最好是采用氧等离子体方式除去光敏树脂的非曝光区和残留区5，以得到由步骤(e)示出的所需要的主盘，它由用形成有微型沟槽的材料层9所被复的基片1组成，且材料层9最好由氮化钛形成。
由此而得到的主盘无需任何特殊的预处理就能够通过后续的电刻工序而制作出如图1中(f)所示的压模10。
在实施完该电刻工序后，主盘能够为进一步制作新的模具而重复使用多次，它还能够用常规的光盘读出器进行读取，因此，它能够在适当的小型光盘读出器中进行测试并用作一种信息存档体或储存体。
本实施例的另外一个优点在于，它可以事先制备被复有可在近红外区产生反射的硬质导电材料层9的基片1，从而使得沉积材料层9的步骤可不被包含在主盘和模具有制作方法中。
例2在这一实施例中，除去基片1是用铝制的之外，主盘的制作与实例1中一样。像在使用玻璃时的情况一样，也需使其获得一种与主盘制作、压模制作和光盘制作相适应的表面状态，即不大于50埃的表面凹凸不平的粗糙度，而且和玻璃相比，铝具有的优点是不那么易碎。
使用铝基片1的另一个优点是它的经济性，与玻璃相比，铝是一种不那么贵的材料。
同例1一样，也可以事先制备用一层氮化钛被复了铝基片，从而也可以使得沉积步骤不被包含在主盘和压模的制作方法中。
因此，按第一实施例的实施方式制作的、由被复有由氮化钛构成的可反映所要复制的信息的一系列的微型沟槽的铝基片1组成的主盘，是本发明的一个最佳的实施例。
例3下面参照图2介绍根据本发明构造的主盘的一种典型的制作方法，其中反映着信息的微型沟槽和基片是由同一种可在近红外区产生反射的硬质导电材料层9制成的。正如在图2中标注为(a)的步骤所示，本方法的第一步骤为通过已根据所需的编码信号进行了调制的激光光束3的运动或照射，将所要复制的信息记录入沉积在由材料层9构成的基片上的一光敏树脂层2中。
由材料9制作的基片的尺寸与例1中所引注的尺寸相同。
如图2中的标为(b)的步骤所示，由材料层9制作的底片或底盘上的光敏树脂包含有已曝光区4和非曝光区5。
图2中标为(c)的步骤是一个通过化学溶解或其它任何适当方法除去树脂的已曝光区4的步骤，以便能在光敏树脂层2中形成微型沟槽6。
在图2上标为(d)的步骤中，利用化学蚀刻法或使用激活的等离子体进行蚀刻的方法，将所录入的信息传递进入由材料层9制成的底片7中的不再被复以光敏树脂的区域7中。
然后用氧等离子体除去残留的树脂区5，以得到的所需要的主盘，如图2中标为(e)的步骤处所示，它由在其表面具有一系列的微型沟槽的基片1构成，微型沟槽的深度相应于先前实施蚀刻的深度，且该基片和微型沟槽由同一材料层9构成。
在由例1、2和3中所介绍的实施例中，还可以使用仅在其表面处是导电的、可在近红外区产生反射的硬质材料，比如说某种导电玻璃或导电陶瓷来制作材料层9。
例4另一种制作根据本发明构造的主盘的典型方法已示意性地示出在图3中。
这一方法可包括在一玻璃底片或底盘1上沉积车一层光敏物质层2。该玻璃底片最好是厚度为大约1.2毫米的标准厚度的小型圆片，而且其直径一方面应能够使其可以用常规的光盘读出器进行阅读，而且另一方面还应能够允许简单地实施例电刻工序。
为了适应机器的标准化要求，该直径最好应介于在大约150至200毫米之间。
该底片还可以由已被韧化和/或脱碱的玻璃或铝构成。
在图3的标为(a)的第一步骤中，所要复制的信息作为已根据所需的编码信号进行了调制的光束3所产生的潜象被录入至该底片中，该光束3最好是激光光束。
正如图3上标注为(b)的步骤所示，玻璃底片1上的光敏树脂包含有已曝光区4的未曝光区5。
步骤(c)是一个通过化学溶解或其它任何适当的方法除去树脂的已曝光区的步骤。
在这个阶段所获得的玻璃底片1，在其表面上具有一系列的微型沟槽6。
在后续步骤(d)中，将所要的编码信息传递进入玻璃底片的区域7中，其方法是通过化学蚀刻法或是利用激活的等离子体进行蚀刻的方法来实施，最好是利用激活的氩离子和氟离子的等离子体，且氟离子可由气态的三氟甲烷得到。
最好是利用氧等离子体除去残留的树脂，以得到如图3(e)处所示的、由玻璃底片1组成的所需的主盘，在其表面具有一系列的微型沟槽，且该微型沟槽的深度相应于先前实施蚀刻的深度。
再用材料层9被复这一系列的微型沟槽。材料层9最好是通过由一磁控管激励的阴极喷射进行的沉积而形成。在沉积氮化钛时所使用的气体可以是为轰击钛靶所需的氩和为形成氮化物所需的氮。为了能获得良好的化学计量比例，需要对容器内部的气体的局部压力进行非常精确的控制。
这一沉积厚度应当介于大约500至1400埃之间，它最好等于1100埃。
由此而得到的主盘如图3(f)所示，它包含有在其表面具有一系列的微型沟槽8的玻璃底片1，且微型沟槽的表面由材料层9构成。
通过电刻工序可由主盘制得如图3(g)所示的模具10。
象上述的实例1、2和3一样，无需任何特殊的准备，便可经过电刻步骤而用这种主盘制作出模具。而且，这种主盘也能够利用常规的光盘读出器进行阅读，所以能够在适当的小型光盘测试器上对其进行测试。由于主盘具有较长的使用寿命，因此它能够用于信息的存档和存储，还可以用其制作更多的用于压制光盘的新的模具。而且，它的尺寸还使得它易于被存储。
根据本发明的构造主盘的一个重要的有益特征在于，在制作模具有工序过程中，在分离主盘与所制作的模具时，不会剥离或分离可在近红外区产生反射的硬质导电材料层，从而使得在后续的制作新的模具有过程中能够无需再沉积一个新的导电层。
由于根据本发明构造的主盘可以完整保存，所以它所包含的信息即不会变劣也不会被改动。
当然，本发明并不局限于上面介绍和说明的各实施例，它们仅仅是作为实例而给出的。
如果底片或底盘不采用与形成微型沟槽的材料相同的材料构成的话，它也可以用不同于上面所采用的玻璃和铝的其它任何材料构成，只有它能够制得所需要的表面层并能够确保可以附着可在近红外区产生反射的硬质导电材料层9即可。
类似的，也可以采用不同于上面所采用的、可以近红外区产生反射的任何其它的硬质材料，来作为材料层9。
因此，本发明包括着所有的所述方法的技术等同物以及它们的综合体，而这些综合体的实施是根据本发明的要旨而进行的并处于本发明的权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于制作为压制特定光盘所使用的模具的主盘，它包含有一个在其表面处具有反映着所要复制的信息的一系列微型沟槽的底片，其特征在于所述的一系列微型沟槽是由可在近红外区产生反射的硬质导电材料构成的。
2.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于可在近红外区产生反射的硬质导电材料是由锆、铪或钛的氮化物或碳氮化物，仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质陶瓷和仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质玻璃中选择出的。
3.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于底片是铝制的。
4.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于底片是由已经脱碱和/或回火处理的玻璃制作的。
5.根据权利要求1至3中之一所述的主盘，其特征在于一系列的微型沟槽仅形成在所述的可在近红外区产生反射的硬质材料的表面上。
6.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于底片是用与形成一系列微型沟槽的材料相同的材料制成的。
7.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于该材料为氮化钛。
8.根据权利要求1所述的主盘，其特征在于微型沟槽的深度大约为500至2000埃，主盘的总厚度大约为1至5毫米，主盘的直径大约为150至200毫米。
9.一种用于制作根据权利要求1至3、6和7中之一所述的为压制特定光盘所使用的模具的主盘的制作方法，其步骤包括-在一基片上沉积一层光敏树脂;-通过已根据所需的录制信号进行了调制的光束的作用，将所要复制的信息作为一种潜象录入至该光敏树脂层中;-除去已曝光的光敏树脂区，以形成一系列的微型沟槽;其特征在于它还包括下述步骤-在沉积光敏树脂层之前，先在基片上沉积一层可在近外区产生反射的硬质导电材料;-在除去已曝光的光敏树脂区的步骤之后，将该信息传递进入该材料层，-在该传递步骤之后，除去残留的树脂区。
10.一种制作根据权利要求6所述的主盘的方法，其步骤包括-在一基片上沉积一层光敏树脂;-通过已根据所需的录制信号进行了调制的光束的作用，将所要复制的信号作为一种潜象录入至该光敏材料层中;-除去已曝光的光敏树脂区，以形成一系列的微型沟槽;其特征在于它还包括该基片是由所述的材料构成的，且在除去已曝光的光敏树脂区之后，将信息传递进入至该基片中，然后除去残留的树脂区。
11.一种制作根据权利要求5所述的主盘的方法，其步骤包括-在一基片上沉积一层光敏树脂;-通过已根据所需的录制信号进行了调制的光束的作用，将所要复制的信息作为一种潜象录入至该光敏树脂层中;-除去已曝光的光敏树脂区，以形成一系列的微型沟槽;其特征在于它还包括在除去已曝光的光敏树脂区之后，将信息传递进入至该基片中，然后除去残留的树脂区，再沉积至少一层所述的材料。
12.根据权利要求9至11中任一所述的方法，其特征在于该光束为激光光束，光敏物质的除去是通过化学浸蚀或利用氧等离子体的浸蚀作用而实施的，信息的传递是利用化学蚀刻法或使用激活的等离子体蚀刻法而实施的。
13.根据权利要求1至8中之一所述的和/或根据权利要求9至12中之一所述的方法制作的主盘，它被用来制作为压制光盘所使用的模具。
全文摘要
用于制作模具特别是那种用于压制光盘的模具的原始主盘和相应的制作方法，以及由这种主盘制作的压模和用这种主盘和这种压模制作的光盘。该主盘包括有一个底片，在其表面上具有可反映所要复制的信息的一系列的微型沟槽，且是由可在近红外区产生反射的硬质导电材料组成。这种材料可为锆、铪或钛的氮化物或碳氮化物，仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质陶瓷，或是仅在表面处导电的可在近红外区产生反射的硬质玻璃等等。
文档编号B29D17/00GK1097890SQ94102768
公开日1995年1月25日 申请日期1994年2月3日 优先权日1993年2月3日
发明者J·列迪伊, J·F·迪弗雷纳 申请人:迪吉普雷斯公司