壓模製造方法以及只讀光碟的製造方法

2023-10-10 08:37:44 2

專利名稱：壓模製造方法以及只讀光碟的製造方法
技術領域：
本發明涉及用於製造光碟的壓模的製造方法和只讀光碟的製造方法。
背景技術：
[專利文件1]日本專利申請特開2007-287261號公報
[專利文件2]國際公開2003/009284號單行本 近年來，隨著光碟的高密度化，例如，藍光光碟(註冊商標)被廣泛用作高密度光 儘管已經普及的DVD(數字通用盤，Digital Versatile Discs)每個有4.7GB(千兆字節)的存儲容量(單一記錄層)，但藍光光碟每個的存儲容量高至25GB。在光碟原盤的製版(matering)工藝中通過小型化點圖案(pitpattern)，使這種高密度化成為可能。 在過去DVD的製版工藝中，經過雷射曝光的有機抗蝕劑通過光學模式感光。光學模式記錄面積與曝光光斑直徑成比例，並有幾乎相當於光斑直徑的一半的解析度。曝光光斑直徑(p由cp:1.22xVNA表達，其中A表示雷射波長，並且NA表示透鏡的數值孔徑。
相反，在藍光光碟的製版工藝中，採用無機材料的抗蝕劑(無機抗蝕劑)進行切割，因此解析度可顯著改善。 只讀藍光光碟，即ROM型藍光光碟(以下，也稱為"BD-ROM")按照以下方式製造，信息通過凹凸狀壓印點圖案記錄在該ROM型藍光光碟上。 首先，進行使用無機抗蝕劑的原盤(matrix)的切割和顯影工藝，從而獲得形成有點圖案的原盤。然後，採用該原盤，通過鎳電鍍工藝形成壓模。該壓模通過反向轉印原盤的點圖案獲得。 在此之後，塑料基板(光碟基板)使用壓模通過注塑成型形成，並且反射膜和覆蓋層等形成在每個已形成的光碟基板上，從而獲得最後的光碟。 這裡，在需要大量製造光碟產品(如在光碟中提供熱播電影的情況)時，必須有效地製作大量光碟。因此，在藍光光碟(BD-ROM)的情況下，要求製造方法可以實現由單一原盤製造大量壓模。 與在相關技術中採用有機抗蝕劑的原盤不同，採用無機抗蝕劑的原盤能夠從單一原盤製造大量壓模。 如圖7所示，如果大量的主盤壓模Ma(Maftl， Ma#2， Ma#3，...)可以從單一原盤形成，那麼可以使用主盤壓模並行進行注塑成型，從而製造光碟基板。 此外，每一主盤壓模Ma被再次電鍍，從而形成母壓模MT (MT#1，MT#2，...)，其凹凸狀與主盤壓模Ma的凹凸狀是反轉的。然後，形成子壓模SN(S腦1， SN#2，...)，其凹凸狀與母壓模MT的凹凸狀進一步反轉。結果，同樣採用子壓模SN，光碟基板可以通過並行地進行注塑成型來製造。 這是用於批量生產的期望的複製工藝，這是因為，如果大量的主盤壓模Ma和子壓
4模SN ( S卩，可用於注塑成型的壓模)能夠從單一原盤以指數形式製造，則光碟基板可以採用那些壓模並行地製造，結果可以實現整個工藝效率的改善和短期批量生產。

發明內容
然而，如果主盤壓模Ma由原盤反覆地製造，那麼壓模的製造時間的越晚，基於那些壓模製造的光碟的信號特性越差。特別是，導致如下所述的不對稱的問題。
光碟製造方法通常涉及照射半導體雷射到光碟上並檢測從其返回的光。信號特性通過準確地再現記錄數位訊號來評價。在再現期間，25-GB的BD-R0M以4. 92m/s的線性速度旋轉，規定為具有15. 15ns的1個時鐘，並且構成2T至8T (30. 30ns至121. 20ns) (T表示信道時鐘周期)的點和間隔。 在模擬示波器(也稱為眼圖)上的再現波形如圖8所示。在只讀光碟中，因為隨著點和間隔的凹凸間距變小，衍射效應變大，所以MTF變小和調製角度減小。於是，2T信號的振幅減到最小。 應當注意，在圖8中，〃 I8H〃是8T圖案的峰值水平，〃 I2H"是2T圖案的峰值水平，"I2L"是2T圖案的底水平，而"I8L"是8T圖案的底水平。 在實際的再現設備中，檢測為模擬信號的波形由非線性均衡器放大以糾正取決於點長度的幅度差，並且在振幅中心附近的特定電壓水平設定為閾值，以將波形二進位化為0和1。 作為信號評價的指標，主要可以列舉出抖動(jitter)，不對稱(asymmetry)和調製(modulation)。抖動(與規則時鐘的偏差)採用標準差o和IT由o /T表示。
應當考慮到，抖動值越大，再現信號變得越差。在有單一記錄層的BD-R0M中，抖動在標準上規定為6. 5%或更低，但當然是越低越好。在實際製造中，考慮到餘量，抖動需要是6%或更低。 調製(調製度)表示為(I8H-I8L) / (I8H)。這是8T幅度大小和取決於8T點深度的指標。C/N比率隨該值的增加而變高。 不對稱表示為{(I8H+I8L) - (I2H+I2L)} / {2 (I8H-I8L)}，並且表示8T信號和2T信號的中心軸偏差。這種不對稱是確定二進位化閾值的重要指標。雖然在BD-ROM標準中不對稱規定為-10%至15%，但是通常希望為約0%到10%。 不對稱的值是由區分長點(例如，8T點)和2T點的大小獲得的信號，但主要是受尺寸最小變化的影響而造成波動。 在高密度光碟(如藍光光碟)中，如果點深度在nm級最低限度地變化，所獲得的信號特徵大大改變。 在通常的光碟製造工藝中，採用鎳電鍍法製造壓模，並且為了實現高效率的大規模製造，大量的主盤壓模需要從如上所述的單一原盤獲得。 然而，已證實長時間經過酸性鍍覆溶液或經過從原盤上剝離塗覆鎳(Ni)工藝的
原盤的點構造以幾nm的量級均勻變化，而與每次進行電鑄的點尺寸無關。 圖9A示出了由單一原盤形成的主盤壓模Ma的點高度的測量結果。應當注意，
"Ma#l"代表第一次製備的主盤壓模，並且"Ma#5"代表第五次電鑄工藝中製備的主盤壓模。
因此，"#n"表示從單一原盤第n次複製的壓模。
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如圖9A所示，每次複製壓模時所製造的主盤壓模點高度都會降低。這是由於原盤的凹形點的深度逐漸變小的事實。 圖9B示意性地示出了原盤的初始點構造(實線)，及其在電鑄工藝後獲得的點構造(虛線)。例如由於原盤的無機抗蝕劑層通過經過鍍覆溶液的溶解和在剝離壓模時剝離粘合到壓模側的表面而使得該點深度變小。 如上所述，每次重複複製，原盤的凹形點(concave pit)深度變小，並且壓模的凸形點(convex pit)的高度變低。因此，對于越往後製造的壓模，基於這些壓模形成的光碟中的點(凹形點)就越淺。 因此，作為基於主盤壓模#1至#10製造的最終產品的光碟(BD-ROM)例如有不同的信號特徵。換言之，光碟的點深度越小，信號的特性(如抖動、不對稱和調製)越差。不對稱是在實際採用方面的特別問題。 圖IOA至10C分別示出在每個複製階段由主盤壓模Maft(n)製造的光碟的抖動、不對稱和調製的測量結果。 如圖IOA所示，抖動隨著複製次數的增加而增強。對於6.5%或更小的抖動，可用
於製造的主盤壓模Ma為從主盤壓模Ma#l至主盤壓模Ma#7的約7個主盤壓模。 圖IOC的調製也隨著複製次數的增加而變差。然而，調製實際上是可以忽略的，因
為光碟原本是具有高反射率的只讀光碟。 然而，通常希望為0%至10%的不對稱，如圖10B所示，所以主盤壓模Maft3已經不適用。結果，實際上，只有一到兩種主盤壓模Ma可用於製造。 例如，當希望批量製造熱播電影的BD-ROM產品時，可以從單一原盤獲得極小數量的主盤壓模Ma的事實是極其不方便的。 例如，當需要製造大量壓模時，原盤的製版需要再次進行。在原盤的製版中，因為生產率在很大程度上受制於製造時間和成本，所以所希望的是能夠從單一原盤獲得大量主盤壓模。 在這點上，需要有能夠改善批量製造只讀光碟的生產率並從單一原盤形成大量壓模的壓模製造方法和只讀光碟製造方法。換言之，需要在多次重複複製後獲得的壓模可以用於實際的製造工藝中。 根據本發明的實施例，所提供的壓模製造方法包括壓模的形成步驟，使用原盤通過電鍍工藝製造壓模，在該原盤中基於記錄信息在無機抗蝕劑層上形成由凹形點構成的點串，在該壓模上形成對應於該凹形點的凸形點；以及蝕刻步驟，在該壓模上進行蝕刻工藝，從而關於該壓模的凸形點，短點(short pit)的點高度的減少率變得大於長點(long pit)的點高度的減少率。 而且，該蝕刻步驟採用氬等離子體的幹法蝕刻。 此外，蝕刻步驟包括在採用氬等離子體的幹法蝕刻後進行採用氧等離子體的幹法蝕刻。 根據本發明的實施例，所提供的只讀光碟的製造方法包括原盤製造步驟，通過輻射基於記錄信息的記錄雷射到原盤基板的無機抗蝕劑層上進行點圖案曝光，並且在該曝光後進行顯影處理，從而製造原盤，在該原盤中，基於該記錄信息在該無機抗蝕劑層上形成由凹形點構成的點串；壓模形成步驟，通過採用原盤的電鍍工藝製造壓模，在該壓模上形成對應於該凹形點的凸形點；在壓模上進行蝕刻工藝的蝕刻步驟，從而對於該壓模的凸形點，短點的點高度的減少率變得大於長點的點高度的減少率；光碟基板的製備步驟，採用經過蝕刻步驟的壓模製備光碟基板，對應於凸形點的凹形點轉印到該光碟基板上；以及層結構的形成步驟，在光碟基板上形成預定的層結構，以製造只讀光碟。 此外，該層結構的形成步驟包括通過在光碟基板表面上沉積反射膜而形成記錄層，在該光碟基板的表面上形成了從經過蝕刻步驟的壓模轉印的凹形點構成的點串，並在記錄層上形成覆蓋層。 作為選擇，該層結構的形成步驟包括在光碟基板的表面上沉積反射膜，在該光碟基板的表面上形成了已經從經過蝕刻步驟的壓模轉印的凹形點構成的點串，從而獲得第一記錄層，在獲得該第一記錄層後，通過採用通過原盤製造步驟、壓模形成步驟和蝕刻步驟製造的不同壓模的點串轉印和半透射反射膜的沉積，經由中間層形成第二記錄層和隨後的記錄層，以及在最後的記錄層上形成覆蓋層。 而且，根據本發明的另一實施例，提供有用於製造只讀光碟的只讀光碟製造方法，
其用於批量製造具有相同信息內容的只讀光碟，所述方法包括通過輻射基於記錄信息的
記錄雷射到原盤基板的無機抗蝕劑層上進行點圖案曝光，並且在該曝光後進行顯影處理，
從而製造原盤，在原盤中基於記錄信息由凹形點構成的點串形成在無機抗蝕劑層上；通過
採用原盤多次進行電鍍工藝，從而製造多個壓模，在每個壓模上都形成對應於原盤的凹形
點的凸形點；將採用原盤進行預定次數的電鍍工藝後通過電鍍工藝形成的壓模作為目標，
在目標壓模上進行蝕刻工藝，從而關於目標壓模的凸形點，短點的點高度的減少率變為大
於長點的點高度的減少率；以及並行地採用從原盤形成的多個壓模(包括經過蝕刻工藝的
壓模和沒有經過蝕刻工藝的壓模)製備光碟基板，對應於壓模的凸形點的凹形點轉印到該
光碟基板上，並且在光碟基板上形成預定的層結構，從而製造只讀光碟。 根據本發明的實施例，在製造高密度只讀光碟(如BD-R0M)工藝中已經從原盤將
點轉印到每個壓模上，通過在這樣的壓模上進行蝕刻工藝，不對稱值可以得到控制。 如上所述，為了批量製造光碟，大量主盤壓模需要採用電鍍由原盤複製。然而，由
標準規定的不對稱值隨主盤壓模從原盤複製的次數的增加而增加。 在這方面，不對稱值因重複電鑄工藝而增加的主盤壓模經過蝕刻處理，從而降低不對稱值。 不對稱值的增加原因歸因於這樣的事實，當重複壓模複製時，對於在靠後的時間內製造的壓模，凸形點高度(光碟上的凹形點深度)變低，不論點是長點或短點。在這裡，在壓模上進行蝕刻處理的蝕刻步驟，從而短點的點高度的減少率變為大於長點的點高度的減少率。換言之，通過設置短點(例如，2T點)的凸形點高度的減少率大於長點的凸形點高度的減少率，可以控制使得該不對稱值下降。 根據本發明的實施例，可以由單一原盤製造大量的主盤壓模，並且在光碟製造工藝中採用這些主盤壓模。這是因為，即使當主盤壓模從單一原盤重複複製時，即使在靠後的時間內形成的主盤壓模也可以被控制從而其不對稱值可以通過蝕刻處理而符合標準。
因此，採用大量的主盤壓模(或基於大量主盤壓模的子壓模)，高效光碟製造成為可能。而且，因為原盤的製造(製版及顯影)被最小化(如，一次)，可以獲得效率和成本方面的優點。因此，可以顯著地改善批量製造相同內容(例如，相同電影)光碟的生產率。
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此外，即使在主盤壓模從單一原盤重複複製時，大約前兩個主盤壓模的不對稱值
也不特別地增加。因而，通過只在需要蝕刻工藝的主盤壓模上進行蝕刻步驟，防止了由於額
外的蝕刻步驟的工藝負擔的不必要增加，並且可以整體上改善製造效率。 本發明的這些和其他目標、特徵和優點通過下面對其如附圖所示的優選實施方式
的詳細描述將更加明顯易懂。


圖1A和IB是根據本發明實施例的光碟製造工藝的流程圖； 圖2A-2J是說明根據所述實施例的1-層光碟製造工藝的示意圖； 圖3A-3J是說明根據所述實施例的2-層光碟製造工藝的示意圖； 圖4是說明根據所述實施例的蝕刻工藝的示意圖； 圖5A和5B是說明根據所述實施例的因蝕刻工藝的點深度的示意圖； 圖6A和6B是說明在增加根據所述實施例的蝕刻工藝的情況下信號特徵的示意
圖； 圖7是說明在批量製造中壓模複製的示意圖； 圖8是說明再現信號的眼圖的示意圖； 圖9A和9B是說明在重複複製情況下凸形點的點高度減小的示意圖；禾口 圖10A-10C是說明在重複複製情況下信號特徵變差的示意圖。
具體實施方案 以下，將按下面的順序描述本發明的實施例，並且以只讀藍光光碟(BD-R0M)製造工藝為例。 (1、 BD-R0M簡要概述和實施例的適用性)
(2、光碟製造工藝)
(3、壓模蝕刻) (1、 BD-R0M簡要概述和實施例的適用性) 作為光碟尺寸，只讀藍光光碟(BD-R0M)具有120mm的直徑和1. 2mm的光碟厚度。換言之，考慮到這一點，只讀藍光光碟與CD盤(壓縮盤)和DVD盤(數字通用盤)在外部形狀方面相同。 而且，所謂的藍色雷射用作記錄/再現的雷射，並且採用了具有高NA(例如，NA =0.85)的光學系統。此外，實現了窄軌道節距(例如，軌道節距=0.32iim)和高線性密度(例如，記錄密度=0. 12iim)。因此，在有12cm直徑的光碟中，實現了在單一記錄層中約23GB到25GB的用戶數據容量。 在BD-ROM中，壓印點串形成在由聚碳酸酯或類似物形成並具有例如約1. lmm厚度的樹脂基板(光碟基板)上，並且反射膜沉積在形成有點串的凹凸表面上，從而形成記錄層。此外，形成約100iim的覆蓋層，從而形成1.2mm厚的光碟。 此外，作為BD-ROM，除了具有一個記錄層的1_層光碟外，還正在開發具有多個(2、
3.....n)記錄層的光碟。每個記錄層都經由中間層形成在光碟基板上。自然，通過提供大
量的記錄層，記錄容量可以顯著提高。
本實施例實現了適合於批量製造BD-R0M的光碟製造方法。 特別是，本實施例的光碟製造方法可有效地應用於具有以下特性的光碟的批量製造。 (i)符合採用具有高NA(0.7或以上)物鏡的系統的光碟
(ii)具有稱為其值受標準限制的不對稱的指標值的只讀光碟 (iii)塑料光碟，使用通過使原盤經過鎳電鍍而得到的壓模將圖案轉印到該塑料
光碟上，在原盤中無機抗蝕劑層形成在諸如石英玻璃和矽晶片的原盤基板上 作為製造具有這些特點的BD-ROM的工藝，在批量製造光碟時，必須由單一原盤通
過進行如上參考圖7所述的多次電鑄工藝而複製大量的壓模。然而，如上所述，重複複製後
獲得的壓模會不適合用於製造光碟基板。這特別是因為不對稱值的增加。 在這方面，在本實施例中，因重複電鑄工藝使不對稱增加的主盤壓模經過蝕刻工
藝以減小不對稱值。 (2、光碟製造工藝) 圖1A和IB分別示出了普通的BD-ROM製造工藝和本實施的BD-ROM製造工藝。 首先，將參考圖1A描述普通光碟(BD-ROM)的製造工藝。 如圖IA所示，製造工藝主要分成下面的工藝。 步驟1 :原盤製造工藝 步驟2:鎳電鍍工藝 步驟3 :注塑成型工藝 步驟4 :層結構形成工藝 在步驟1的原盤製造工藝中，採用無機抗蝕劑在加熱模式下進行曝光，因此點圖案繪製在原盤上。然後，進行顯影工藝以形成原盤，其上曝露部分對應於凹形點。
圖2A至2D示意性地示出了原盤製造工藝。 圖2A示出了構成光碟原盤的原盤基板100。例如，矽晶片和石英玻璃等用於原盤基板100。 如圖2B所示，在原盤基板100上，熱存儲層101和無機抗蝕劑層102通過濺射法沉積。 接下來，如圖2C所示，採用刻版設備，無機抗蝕劑層102經過對應於作為記錄信號圖案的點串的選擇性曝光並被感光。 然後，通過採用有機鹼性顯影劑顯影無機抗蝕劑層102，產生如圖2D所示其上形成預定凸凹點圖案(由凹形點和間隔構成的點串結構)的原盤103。 在此情況下，通過調整無機抗蝕劑材料、無機抗蝕劑層102的厚度和在採用刻版設備的曝光中的雷射功率或脈衝寬度，可以控制形成的凹形點的深度及其在切線和半徑方向的點寬度。在原盤103上的凹形點的深度和點寬度等通過其後的轉印原樣地傳遞到作為最終產品的光碟。 在步驟ST2的鎳電鍍工藝中，形成具有凹凸的壓模，其凹凸與步驟ST1中形成的原盤的凹凸是反轉的。 具體地講，如圖2E所示，在生成的原盤103的凹凸表面上，金屬鎳膜通過電鑄工藝沉積，並且在金屬鎳膜從原盤103剝離後進行預定的工藝，從而獲得成型壓模104(主盤壓模Ma)，原盤103的點串結構轉印到該壓模104上(圖2F)。在壓模104中，對應點的部分變成凸狀。 應當注意的是，對於光碟的批量製造，如上參考圖7所述，在一種壓模104 (主盤壓模Ma)通過鎳電鍍工藝形成後，鎳電鍍工藝採用原盤103重複，以形成大量的主盤壓模Ma。
此外，還會有這樣的情況，大量主盤壓模Ma的每一個都被電鍍，以形成具有與主盤壓模Ma的凹凸反轉的凹凸的母壓模MT，並且進一步形成具有與母壓模MT的凹凸反轉的凹凸的子壓模SN。 在此情況下，如圖2所示，大量主盤壓模Ma或子壓模SN的每一個都可以用作成型壓模104。 在步驟ST3的注塑成型工藝中，採用由鎳電鍍工藝形成的壓模104(主盤壓模Ma或子壓模SN)，形成具有反轉凹凸的大量塑料光碟基板。 具體來說，如圖2G所示，在放置壓模到模具後，由諸如聚碳酸酯的熱塑性樹脂的樹脂形成的光碟基板105通過採用壓模104注塑成型。然後，壓模104被剝離，並且如圖2H所示形成光碟基板105。在光碟基板105上，壓模104的凹凸構造被反向地轉印。換言之，與原盤103相類似，形成由凹形點構成的點串。 在步驟ST4的層結構形成工藝中，預定的層結構形成在大量的由注塑成型形成的每個光碟基板105上。 首先，如圖21所示，在光碟基板105的凹凸表面上，即在其上形成從壓模104轉印的點串構造的表面上，通過採用銀或銀合金的濺射法沉積反射膜106。由凹凸形點串構造和反射膜106，形成記錄層LO。 然後，如圖2J所示，例如，通過紫外線固化樹脂的旋塗及採用紫外線固化的方法和片粘合法等，在記錄層的雷射入射側形成覆蓋層109。因此，製造了只讀光碟(BD-ROM)。
應當注意的是，硬塗層可以另外形成在覆蓋層109的表面上，或防潮膜可以形成在光碟基板105側(標籤印刷面側)的表面上。 通過上述工藝，如圖2J所示，製造了作為包括記錄層L0的1層光碟的BD-R0M。在2層光碟的情況下，進行如圖3所示的工藝。 圖3A到3C示出了圖1A的步驟ST3的注塑成型工藝，並且該工藝在這一點上與圖2的相同。在此情況下，在注塑成型工藝中採用的壓模是壓模104(L0)，作為形成有點圖案的第一記錄層LO。因此，在要形成的光碟基板105上，轉印作為第一個記錄層LO的凹凸構造。 在製造2層光碟的情況下，在步驟ST4的層狀結構形成工藝中形成多個記錄層。
首先，如圖3D所示，在光碟基板105的凹凸表面上，即在形成有從壓模104(L0)轉印的點串構造的表面上，通過採用銀或銀合金的濺射法形成反射膜106。由凹凸形點串構造和反射膜106，形成第一記錄層LO。接下來，如圖3E所示，例如通過旋塗，在記錄層LO上沉積紫外線固化樹脂作為中間層IIO。然後，如圖3G所示，圖3F的壓模104(L1)壓力結合到紫外線固化樹脂，並且通過在這種狀態下用紫外線照射而固化中間層110。在此之後，剝離壓模104(Ll)。
壓模104(L1)是作為形成有點圖案的第二個記錄層L1的壓模。因此，在壓模剝離後的圖3H的光碟基板105上，轉印了作為第二記錄層Ll的凹凸構造。
此後，如圖31所示，通過濺射法，半透射反射膜111沉積在其上形成有從壓模104(L1)轉印的點串構造的表面上。因此，形成第二記錄層L1。 然後，如圖3J所示，例如，通過紫外線固化樹脂的旋塗並採用紫外線固化的方法等，在記錄層的雷射入射側形成覆蓋層109。因此，製造了作為2層光碟的BD-R0M。
應當注意的是，還是在此情況下，硬塗層可以另外形成在覆蓋層109的表面上，或防潮膜可以形成在光碟基板105側(標籤印刷面側)的表面上。 而且，在製造具有3個或更多記錄層的光碟的情況下，重複圖3E至31的工藝。
本實施例的光碟製造工藝如圖1B所示，但步驟ST1，ST2，ST3和ST4的工藝與通常的工藝相同。 然而，在圖1B的工藝中，步驟ST2-2所示的壓模蝕刻工藝在通過鎳電鍍工藝形成的壓模104(主盤壓模Ma)上進行。 例如，步驟ST2的鎳電鍍工藝採用單一原盤103重複多次，從而形成大量的主盤壓模Ma。 在此情況下，對於在複製預定數量的主盤壓模Ma後形成的主盤壓模Ma，如圖lB所示，進行壓模蝕刻工藝(ST2-2)。 這是為了通過蝕刻工藝降低不對稱值，因為在複製預定數量的主盤壓模Ma後形成的主盤壓模Ma因不對稱值的增加而不適合實際應用。 換言之，作為光碟製造工廠的製造全過程，例如，關注在初步階段形成第一主盤壓模Ma和第二主盤壓模Ma等，光碟的製造工藝成為如圖lA所示的工藝。另一方面，關注在複製預定數量的主盤壓模Ma後形成的主盤壓模Ma (如第三主盤壓模和後續的主盤壓模Ma)，光碟的製造工藝成為如圖1B所示的工藝。 在實際的製造工廠，有大量的主盤壓模和子壓模SN用作壓模104 (或104 (LO))用於在如圖2G和3B所示的注塑成型中轉印。 作為壓模104(或104(L0))，已經經過了壓模蝕刻以及沒有經過壓模蝕刻的主盤壓模Ma並行地使用。換言之，如圖1A所示的工藝製造的光碟及如圖1B所示的工藝製造的光碟並存。 在採用子壓模SN的情況下，基於已經過到了壓模蝕刻的主盤壓模Ma形成的子壓模SN和基於沒有經過壓模蝕刻的主盤壓模Ma形成的子壓模SN並行地使用。
這同樣適用於如圖3F和3G所示成型第二記錄層Ll的壓模104(Ll)。對於作為壓模104(Ll)的主盤壓模Ma，已經過到了壓模蝕刻的以及沒有受到壓模蝕刻的壓模並行地使用。在子壓模SN的情況下，基於已經過到了壓模蝕刻的主盤壓模Ma製造的子壓模和基於沒有受到壓模蝕刻的主盤壓模Ma形成的子壓模並行地使用。
下面將詳細描述壓模蝕刻。
(3、壓模蝕刻) 參考圖9，在這樣的情況下給出描述，通過主盤壓模Ma的重複複製，對於在靠後時間內複製的主盤壓模Ma，凸形點的高度變小。 如圖lOB所示，主盤壓模Ma複製時間越晚，採用該主盤壓模Ma的光碟的不對稱值越低於標準。 不對稱值的增加歸於下面的原因。
隨著複製的重複，對於2T點等的短點和8T點等的長點，主盤壓模Ma的凸形點的點高度幾乎相等地減小。 當點高度變小(關於最終產品的藍光光碟的淺點)時，對應於點的信號幅度的底水平增加。 然而，與MTF有關，對於2T點底水平的增加小，並且隨點寬度的增加而增加。這裡，不對稱值由{(I8H+I8L)-(I2H+I2L)}/{2(I8H-I8L)}表示。 在這個表達式中，底水平的增加表示為"I8L"和"I2L"的增加，但是"I8L"值的增
加速度顯著地大於"I2L"值的增加速度。結果，發生由上述表達式表示的不對稱值的增加。 換言之，儘管2T點和8T點的點高度(點深度)物理上幾乎相等地降低，但是就再
現信號而言，8T點層的底水平的提高是明顯的，導致的結果是不對稱值增加。 該不對稱值表明了 8T信號和2T信號的中心軸偏差，並且不對稱值的增加使再現
信號的二進位處理不穩定。 為了使如上所述不對稱值增加的主盤壓模Ma能夠用於實際應用，主盤壓模Ma的凸形點的高度只需要由蝕刻工藝加以適當控制。 換言之，點的高度由蝕刻工藝處理，使2T點高度的減少率變得大於8T點的高度的減少率。 當2T點與8T點相比通過蝕刻處理大量磨削以減少其高度並且2T點的凸形點的高度減少率大於長點的高度的減少率時，對應2T點的再現信號的底水平的提高變大。具體來說，在上述表達式中的"I2L"值的提高變大。換言之，蝕刻工藝使得減少不對稱值。
在下文，將採用實驗示例給出描述。 這裡採用的蝕刻設備是"IE-500" (Victor Company of J即an， Limited)，其工作距離為40mm。處理內容如下。 (1)在10Pa的氬氣氣氛中，進行輸入150-W功率的RF放電30秒。
(2)在10Pa的氧氣氣氛中，進行輸入150-W功率的RF放電30秒。
項目(1)和(2)的工藝以所述的順序進行並視為一套。 應當注意的是，為了清潔而進行採用氧等離子體的項目(2)的幹法蝕刻，並且粘附到目標表面上的微粒作為氧化物被吹開。這對去除有機物質是有效的，因為它使用氧氣的活性操作(將有機物質作為C02吹走的操作)。 採用氧等離子體的幹法蝕刻不是必要的。為了改善不對稱值，至少只需要進行採用氬等離子體的項目(1)的幹法蝕刻。然而，更優質的壓模可以由採用氧等離子體的幹法蝕刻的清洗效果形成。 在採用氬等離子體的項目(1)的幹法蝕刻中，進行目標的濺射。 通過該工藝，目標(在這個例子中為主盤壓模Ma)加工成任意形狀。 因為濺射效率(目標濺射數量)通常隨大量等離子體原子的增加變得較高，所以
價格低廉和穩定的氬(原子量40)作為稀有氣體經常被採用。 應當注意的是，雖然在此情況下採用氬氣，但是替代地可以採用氙氣或氪氣等。
通常，進行採用等離子體的幹法蝕刻，從而放電-解離離子均勻地濺射到目標上，從而磨削一定數量(厚度)的沉積在表面上的物質。 然而，當電場施加到表面上有凹凸的目標(壓模上的凸形點)時，電場集中在構造急劇變化的部分(點邊緣部分，短點(例如2T點)本身)，並且離子碰撞頻率局部地增加。
通過利用這一事實，點高度可以任意控制。
其概念圖如圖4所示。 當電場E施加於平行板時，形成平行於該板的等勢面(以虛線表示)。但是，當如 圖所示的極板(即鎳壓模側)具有凹凸時，等勢面沿其形狀形成。 表示電場方向(圖中的"一")的電力線沿垂直於等勢面的方向行進，帶電粒子在 沿電力線的方向加速。 因此，具有構造急劇變化的短點具有等勢面的大的曲率以及在電力線中大的彎
曲，結果有更多的帶電粒子集中碰撞。 因此，可以控制短點和長點的相對磨削量。 圖5A示出了聚碳酸酯樹脂形成的光碟基板的觀察圖像，其採用通過鎳電鍍工藝 從原盤獲得的主盤壓模注塑成型。此外，圖5B示出了從已受到額外蝕刻工藝的同一主盤壓 模注塑成型的光碟基板的觀察圖像。應當注意的是，圖5A和5B示出了作為原子力顯微鏡 (AFM)觀測圖像的點的凹凸表面的表面示意圖以及長點和2T點的截面圖。
在如圖5A所示的由未蝕刻的壓模形成的光碟基板中，長點深度為63nm，而2T點的 深度為49nm。 另一方面，在如圖5B所示的由經過蝕刻工藝的壓模形成的光碟基板中，長點深度 為58nm，而2T點的深度為42nm。 鑑於上述情況，可以確認的是，蝕刻工藝具有磨削壓模凸形點的效應。 而且，雖然在長點中磨削了約為5nm，但是在2T點中卻磨削了約7nm。 這是由於這樣的事實，由於電場集中在構造急劇變化並且氬離子碰撞局部地增加
的部分上，這使得減少點的大小。 特別是，因為2T點在構造的徑向和切線方向上都有急劇的變化，所以可以預料電
場容易局部集中並且等離子體碰撞頻繁發生，其結果是減少的比例變得相對顯著。 採用這一效果，關於由於因鎳電鍍工藝的重複的點構造的變化引起的不對稱值達
不到標準的主盤壓模，2T點可以處理成相對小，從而減少這種不對稱值。 圖6A和6B示出了在已採用了經過蝕刻處理的壓模的光碟和採用了未經蝕刻的壓
模的光碟中，抖動和不對稱的測量結果。 應當注意的是，在實驗中，測量了採用4種類型製版功率獲得的壓模。 具體來說，在原盤製造工藝中的雷射功率以4個階段改變，從而形成有不同初始
點構造的4種類型的壓模。 然後，基於在蝕刻之前和之後獲得的壓模製造的兩個光碟被用來作為測量目標。 "dl"是以最低刻版功率的情況下基於在蝕刻之前和之後獲得的壓模製造的兩個光碟的測 量結果，並且"d4"是以最高刻版功率的情況下基於在蝕刻之前和之後獲得的壓模製造的兩 個光碟的測量結果。O表示從蝕刻後獲得的壓模製作的光碟的特徵值，並且X表示從蝕刻 之前獲得的壓模製作的光碟的特徵值。銀合金用於兩者光碟的反射膜。
應當注意的是，在圖5所示的原子力顯微鏡(AFM)圖像是從蝕刻前後獲得的壓模 製造的光碟的圖像，對應於"d2"。 首先，可以從圖6A看到，抖動不受蝕刻工藝的不利影響。
而且，可以從圖6B確認，通過進行蝕刻工藝，不對稱值可降低約3%至5% ，而與初 始點構造無關。 鑑於上述情況，可以看出，即使製造不對稱為15%以上而不能達到標準的主盤壓
模，通過進行蝕刻工藝，不對稱值也可以設置在標準值之內，而不提高抖動。 由上述說明可以理解的是，即使在大量主盤壓模Ma由原盤複製的情況下，在靠後
的時間內形成的主盤壓模Ma的不對稱值沒有達到標準，通過增加蝕刻工藝，不對稱的值也
可以設置為標準內的值。 換言之，能夠解決由於主盤壓模的批量複製引起的不對稱值增加的問題，並且在 注塑成型中實際採用大量的主盤壓模(或採用它們形成的母壓模MT或子壓模SN)。
因此，可以省略再次對內容相同的原盤進行製版工藝。而且，因為前幾個複製的主 盤壓模Ma的不對稱值符合標準，所以這些主盤壓模Ma不必經過蝕刻工藝。
因此，在整個製造光碟工藝中生產率可以顯著提高。 此外，還是關於在參照圖3描述的2-層光碟(或3個或更多層光碟)的情況形成 記錄層的凹凸的壓模，在複製階段發生不對稱值的增加的壓模在受到蝕刻工藝後使用。因 此，就可有效地製造多層光碟。 應當注意的是，上述實施例假設在主盤壓模Ma上進行蝕刻處理，這是因為隨著從
原盤的重複複製，原盤側上的點變得較淺，主盤壓模Ma的點高度變小。 另一方面，當鎳壓模的複製過程以主盤壓模Ma、母壓模MT、子壓模SN的順序進行
時，點的高度(深度)幾乎不隨著重複複製而變小。然而，在基於沒有受到蝕刻處理的主盤
壓模Ma形成的子壓模SN的情況下，例如當不對稱值預計將增加時，那些子壓模SN可以經
過蝕刻工藝。 本申請包含2009年1月20日提交日本專利局的日本優先權專利申請 JP2009-009519中公開的相關主題，將其全部內容引用結合於此。 本領域的技術人員應該理解的是，在所附權利要求或其等同特徵的範圍內，根據 設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、部分組合和替換。
權利要求
一種壓模製造方法，包括壓模形成步驟，通過使用原盤進行電鍍工藝而製造壓模，在所述原盤中，由凹形點構成的點串基於記錄信息形成在無機抗蝕劑層上，對應於所述凹形點的凸形點形成在所述壓模上；以及蝕刻步驟，在所述壓模上進行蝕刻工藝，從而關於所述壓模的所述凸形點，短點的點高度的減少率變得大於長點的點高度的減少率。
2. 根據權利要求1所述的壓模製造方法， 其中所述蝕刻步驟以使用氬等離子體的幹法蝕刻進行。
3. 根據權利要求2所述的壓模製造方法，其中所述蝕刻步驟包括在使用氬等離子體的幹法蝕刻後進行使用氧等離子體的幹法 蝕刻。
4. 一種只讀光碟製造方法，包括原盤製造步驟，通過將基於記錄信息的記錄雷射照射到原盤基板的無機抗蝕劑層上進 行點圖案曝光，並且在所述曝光後進行顯影工藝而製造原盤，在所述原盤中由凹形點構成 的點串基於所述記錄信息形成在所述無機抗蝕劑層上；壓模形成步驟，通過使用所述原盤進行電鍍工藝製造壓模，對應於所述凹形點的凸形 點形成在所述壓模上；蝕刻步驟，在所述壓模上進行蝕刻工藝，從而關於所述壓模的凸形點，短點的點高度的 減少率變得大於長點的點高度的減少率；光碟基板的製備步驟，使用經過所述蝕刻步驟的所述壓模來製備光碟基板，對應於所 述凸形點的凹形點轉印到所述光碟基板上；以及層結構的形成步驟，在所述光碟基板上形成預定的層結構以製造只讀光碟。
5. 根據權利要求4所述的只讀光碟製造方法，其中所述層結構的形成步驟包括通過在所述光碟基板的形成有由凹形點構成的點串 的表面上沉積反射膜而形成記錄層，該凹形點從經過所述蝕刻步驟的壓模被轉印；以及在 所述記錄層上形成覆蓋層。
6. 根據權利要求4所述的只讀光碟製造方法， 其中該層結構的形成步驟包括在所述光碟基板的形成有由凹形點構成的點串的表面上沉積反射膜，該凹形點從經過 所述蝕刻步驟的壓模被轉印，從而獲得第一記錄層，在獲得所述第一記錄層後，通過點串轉印以及半透射反射膜的沉積，經由中間層形成 第二記錄層和隨後的記錄層，該點串轉印使用通過所述原盤製造步驟、所述壓模形成步驟 和所述蝕刻步驟製造的不同壓模，以及在最後的記錄層上形成覆蓋層。
7. —種用於製造只讀光碟的只讀光碟製造方法，用於批量製造具有相同信息內容的只 讀光碟，所述方法包括通過將基於記錄信息的記錄雷射照射到原盤基板的無機抗蝕劑層上進行點圖案曝光， 並且在所述曝光後進行顯影工藝而製造原盤，在所述原盤中，由凹形點構成的點串基於所 述記錄信息形成在所述無機抗蝕劑層上；通過多次進行使用所述原盤的電鍍工藝製造多個壓模，對應於所述原盤的凹形點的凸 形點形成在每個所述壓模上；將使用所述原盤進行預定次數的電鍍工藝後由電鍍工藝形成的壓模作為目標，在目標 壓模上進行蝕刻工藝，從而關於所述目標壓模的凸形點，短點的點高度的減少率變得大於 長點的點高度的減少率；以及並行地使用包括經過所述蝕刻工藝的壓模和未經過所述蝕刻工藝的壓模的從所述原 盤形成的多個壓模來製備光碟基板，對應於所述壓模的凸形點的凹形點轉印到所述光碟基 板上，以及在所述光碟基板上形成預定的層結構，從而製造只讀光碟。
全文摘要
本發明提供壓模製造方法以及只讀光碟的製造方法，該壓模製造方法包括壓模形成步驟，通過使用原盤進行電鍍工藝而製造壓模，在所述原盤中，由凹形點構成的點串基於記錄信息形成在無機抗蝕劑層上，對應於所述凹形點的凸形點形成在所述壓模上；以及蝕刻步驟，在所述壓模上進行蝕刻工藝，從而關於所述壓模的凸形點，短點的點高度的減少率變得大於長點的點高度的減少率。
文檔編號G11B7/26GK101794599SQ20101000468
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月20日 優先權日2009年1月20日
發明者高橋謙作 申請人:索尼公司