CN1264487A

CN1264487A - 压模及其制造方法

Info

Publication number: CN1264487A
Application number: CN 98807258
Authority: CN
Inventors: 埃克·比尔曼; 奥文·奥曼
Original assignee: Toolex Alpha AB
Current assignee: Toolex Alpha AB
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2000-08-23
Also published as: AU8370098A; WO1999004393A3; EP0995193A2; WO1999004393B1; WO1999004393A2; EP0995193B1; DE69811896D1; SE9703480D0

Abstract

本发明涉及用于复制光盘的压模,及获得这种压模的方法。该方法包括下述步骤:a)获得具有第一表面(105;106)和第二表面(112)的圆盘形元件(100),所述第二表面形成半成品压模的背面;所述第一表面具有指示所述元件(100;130)的可结构化表面部分(106’)的导轨(6;6’);所述可结构化表面部分(106’)是平坦的,并且实质上未结构化;b)在所述第一表面(105)上涂覆辐照敏感层(120;240),从而提供未曝光,并可曝光的半成品压模;c)把未曝光的半成品压模装入保护性包装盒中),使敏感膜保持未曝光状态;及d)在进行步骤c)之前,处理半成品压模(530),所述处理包括:d1)处理半成品压模的所述第二表面(112),以便得到小于2微米的平均表面偏差值(R_z)。

Description

压模及其制造方法

本发明涉及一种制造光盘压模装置的方法。本发明还涉及一种压模装置。本发明还涉及一种制造光盘的方法。

利用注模机生产诸如压缩光盘(CD)、数字视盘或数字通用光盘(DVD)之类的光盘和诸如CD-ROM之类的光学可读存储器。

注模机包含确定要生产的光盘的形状的注模工具。这种工具包括具有要压印在光盘上的突起的图案的压模。因此，压模的图案是要压印在要生产的光盘上的信息的模型。

因此，具有适当的要复制信息，例如音乐录音或计算机数据的光盘的生产商需要获得具有对应于该信息的图案的压模。

根据现有技术，按照下述方式生产压模：首先，生产母盘，该母盘的图案对应于要压印在光盘上的图案。其次，利用该母盘生产压模，以便压模的图案是母盘图案的镜像。

“生产母盘”和“利用母盘生产压模”这两个步骤本身均包括若干步骤。例如根据现有技术，母盘的生产涉及(1)利用光敏抗蚀剂材料涂覆光滑的玻璃板，之后(2)固化光敏抗蚀剂，接下来(3)利用调制激光辐射涂覆后的玻璃板的表面，以便在光敏抗蚀剂材料中记录信息的螺旋轨迹。在所提及的最后一步中，指定变成凹坑的区域被暴露在激光下。

之后，对母玻璃板进行蚀刻处理(4)，导致被照射区域，即将成为凹坑的区域被蚀刻出来，从而产生凹坑的图案。换句话说，使母玻璃板的表面结构化。在干燥过程(5)之后，通过，例如真空沉积或溅射薄的导电层，使玻璃板的结构化表面金属化(6)。最后得到的多层结构(具有玻璃层，结构化的光敏抗蚀剂层和薄的结构化导电层)构成母盘。

按照现有技术，利用母盘产生压模的步骤涉及(1)电镀镍，(2)从母盘除去得到的镍片。由于镍和母盘的导电层之间的极强的附着力，该除去步骤通常导致镍片具有微量的结构化表面上的光敏抗蚀剂和银。从而在制作压模的过程中，破坏了母盘的信息携带部分。

制作压模的现有工艺还涉及从镍片的结构化表面除去所有微量光敏抗蚀剂和/或银的清洁过程(3)。之后，一般对镍片的相反侧面进行抛光，穿中心孔，使用外径冲孔机使镍片呈圆形。此时，已得到适用于批量生产信息携带光盘的压模。但是，有时，在使得到的母盘和/或压模具有标准质量的步骤之一中会发生错误。这种母盘或压模就必须被废弃。

因此，光盘生产商需要执行一个较长的工艺过程，从母盘开始，在母盘上形成结构，随后在可开始光盘复制之前，利用该母盘产生结构化压模。这种方法需要在光盘生产商的厂房安装大量的复杂机器-机器还必须由熟练的人员操纵。由于该工艺过程由大量的步骤组成，因此还非常费时。

作为完成这种长并且复杂的工艺过程的一种备选方案，一些光盘生产商把要复制的信息交给第三方。随后第三方按照前述方法生产结构化压模，并把该压模交给光盘生产商。这简化了光盘生产商的生产过程，但是增大了该方法的总体复杂性，并且获得信息携带压模所需的时间相当长。

本发明的一个目的是使光盘生产商能够减少从接收要复制的信息，例如音乐录音或计算机数据开始，直到成功地复制了记录该信息的光盘为止的平均持续时间。

本发明的另一个目的是简化结构化压模的生产。更具体地说，是使光盘生产商能够借助不复杂并且成本低的方法获得具有可选择的结构的压模。

本发明的又一个目的是使光盘生产商能够在不需要复杂机器的情况下，借助不复杂并且成本低的方法，在空白压模上形成结构。

根据本发明的一个实施例，所有这些目的由一种生产压模装置的方法实现，该方法包括下述步骤：

a)获得具有第一表面和第二表面，基本上呈圆盘形的元件，所述第二表面形成半成品压模的背面；所述第一表面具有指示所述元件的可结构化表面部分的导轨；所述可结构化表面部分是平坦的，并且实质上未结构化；

b)在所述第一表面上涂覆辐照敏感层，从而提供未曝光，并可曝光的半成品压模；

c)把未曝光的半成品压模装入保护性包装盒中，从而使敏感膜保持未曝光状态；及

d)在进行步骤c)之前，处理半成品压模，所述处理包括：

d1)处理半成品压模的所述第二表面，以便得到小于2微米的平均表面偏差值。

可在不得到要复制的信息的情况下，生产这种空白压模。换句话说，可在不考虑将在要生产的光盘中形成的图案或结构的情况下，生产空白压模。

根据一个最佳实施例，该方法包括在涂覆并干燥敏感层之后，检查未曝光的半成品压模的步骤。在把空白压模装入包装盒之前，任何质量不合格的半成品空白压模将被废弃。废弃的半成品压模不被装箱。只有通过检查的高质量空白压模才被装入包装盒中。

上面描述的方法使本发明具有能够不太复杂地生产结构化压模的优点。根据本发明的一个实施例，生产结构化压模的方法包括下述步骤：

接收装有至少一个半成品压模的保护性包装盒；

从所述保护性包装盒取出所述至少一个半成品压模；

把所述半成品压模安装在信息写入设备中；

检测导轨的位置；

使敏感层曝光，以便记录信息图，曝光信息的位置取决于检测位置；

按照曝光图案，使所述半成品压模的所述可结构化表面部分结构化，从而得到结构化压模。

从而，借助一种不复杂的方法，空白压模可转变为结构化压模，从而使光盘生产商能够借助快速、成本低的方法得到具有可选择结构的压模。

这意味着可预先完成获得结构化压模所需的许多处理步骤。一旦要复制的信息或结构被建立，则将减少获得结构化压模所需的步骤的数目。因此，显著降低了获得结构化压模所需的时间。

此外，提高了成品率，即降低了废品率，因为在构成压模之前，完成了许多关键的生产步骤。在结构化之前的生产步骤中被废弃的元件将不会被交给光盘生产商，于是不会影响光盘生产商的废品率。

此外，通过消除或减少压模上的信息结构的错误定位，空白压模上形成的导轨降低了结构化步骤中的废品率。导轨还使得能够利用较不复杂，从而成本较低的主设备，同时还能满足信息定位中的较严格的容差要求。光盘上的数据，即突起或刻痕的图案需要按照预定的方式，沿着从圆盘的一个圆周朝向该圆备用的另一圆周的螺旋线被提供。为了使信息存储容量达到最大，以及为了能够准确地查找存储的信息，必须在严格的公差范围内形成信息的螺旋线。

由于光盘生产商从已适于被安装他的注模机中的高质量半成品压模开始生产，因此光盘生产商要进行的生产步骤较少。这导致在该生产过程中具有高的成品率。

从而，生产光盘的方法被简化，并且费用被降低，因为按照本发明的实施例，生产光盘的方法包括下述步骤：

用如前所述带有导轨的空白压模生产结构化压模，

把所述压模固定在注模中；

把树脂注入所述注模中，形成所述压模的复制品，从而所述复制品中的结构是压模结构的镜像；

从所述注模中取出所述复制品。

图1A是根据本发明第一实施例的空白压模的顶视图。

图1B是结构化后的图1A的压模的顶视图。

图2A是图解说明获得图1A的空白压模的方法的流程图。

图2B是图解说明获得图1B的结构化压模的方法的流程图。

图3是将用于生产压模的平板的一部分的示意侧视图。

图4是根据本发明的一个实施例的空白压模工件的一部分的示意侧剖视图。

图5是图4中所示的工件的示意侧剖视图，该工件还包括一层对辐照敏感的敏感层。

图6是在曝光敏感层中产生导轨图案之后，图5的工件的示意侧剖视图。

图7是通过对图6中所示的工件进行蚀刻得到的空白压模的示意侧剖视图。

图8是在提供曝光敏感层之后，图7中所示的空白压模的示意侧剖视图。

图9是用于多个空白压模1的包装盒的顶剖视图。

图10是图9中所示的包装盒的侧剖视图。

图11是在曝光敏感材料中曝光形成信息图之后，图8中所示的空白压模的示意侧剖视图。

图12是除去未曝光材料之后，图11中所示的空白压模的示意侧视图。

图13是蚀刻后，图12中所示的空白压模的侧剖视图。

图14是根据本发明另一实施例的压模工件的一部分的示意侧剖视图。

图15是由图14中所示的工件得到的空白压模的示意侧剖视图。

图16是在提供曝光敏感材料之后，图15中所示的空白压模的示意侧剖视图。

图17是由如图15或16中所示的空白压模得到的结构化压模250的一部分的侧剖视图。

图18A是图解说明获得如图1A所示的空白压模的方法的第二实施例的流程图。

图19是包括辐照敏感层的工件的示意侧剖视图。

图20是在曝光敏感层中产生导轨图案之后，图19的工件的示意侧剖视图。

图21是在通过离子蚀刻形成导轨之后，图20的工件的示意侧剖视图。

图22是在除去曝光敏感层之后，图21的工件的示意侧剖视图。

图23是在提供曝光敏感掩蔽膜之后，图22的工件的示意侧剖视图。

图24是在以第一种方式曝光并固化掩蔽膜之后，图23的工件的示意侧剖视图。

图25是在经过离子蚀刻，在压模中形成信息图之后，图24的结构化压模的示意侧剖视图。

图26是在以第二种方式曝光并固化掩蔽膜之后，图23的工件的示意侧剖视图。

图27是在进行蚀刻，以便当蚀刻之后，固化的掩蔽膜保留时，在压模中获得信息图之后，图26的工件的示意侧剖视图。

图28是在除去所有剩余的掩蔽膜之后，图27的结构化压膜的示意侧剖视图。

图29是沿图28中箭头C的方向观察，图28的结构化压模的一部分的顶视图。

图1A是根据本发明的第一实施例的空白压模1的示意顶视图。空白压模1由基本上呈圆盘形的平板构件组成，该平板构件具有外圆周2和内圆周3。内圆周3在平板中形成开孔。空白压模1具有第一表面4。第一表面4配有导轨6。

图1B是结构化后的压模的示意顶视图。结构化压模5在要面向注模机中的模腔的表面4上具有多个突起或刻痕7(在图1B中的压模表面上用点线示意表示)。这些突起/刻痕按照与导轨6呈预定的位置关系被布置。

由内圆周3形成开孔的目的是为了能够容易地把结构化压模5安装到注模机中，该注模机具有把熔融树脂注入压模中心的注射口。

获得空白压模装置的方法的一个实施例

图2A是图解说明获得如图1A中所示的具有导轨的空白压模的方法的流程图。

在第一步骤S10，选择工件130(图3)。工作130将被加工成空白压模1。

适当的工件包含由具有适于重复热循环的成分，并具有一定的硬度，以便当用作生产光盘的压模时，使磨损减至最小的材料制成的平板100。平板100最好是金属板。

根据一个实施例，平板100(参见图3)是具有平坦的光滑平面105的镍板。根据一个实施例，通过电镀获得平板100。从而提供具有玻璃状光洁度的有利光滑表面105。或者，处理平板，以提供足够光滑的表面105。

在第二步骤S20，在平板100的表面105上提供第一层110(参见图4)。由于如下所述，将在第一层110中形成模型，因此这里把第一层110称为模型层。根据本发明的一个实施例，由物理气相沉积PVD提供第一层110。根据一个最佳实施例，这是通过蒸发实现的。根据另一实施例，使用了溅射。

第一层110由成分不同于平板100的成分的材料制成，以便第一层100和平板100对选定的蚀刻剂具有不同的灵敏度。选择第一层110和平板100的特性，以便充分地蚀刻第一层110，而平板100对于选定的蚀刻剂基本上不敏感。

根据一个实施例，平板100包含镍，第一层110基本上由氮化钛组成。氮化钛具有可通过蒸发沉积，并且层厚度可控制的有利特性，并且氮化钛能够很好地经受温度循环，另外还提供耐磨的表面。由于注模涉及反复的加热和冷却，因此，温度循环持久性是压模的一个重要方面。

或者，第一层110可包含碳化硅、氮化硅或者碳化钨。

根据本发明的一个实施例，模型层110具有一定的层厚度d1。厚度d1对应于在压模5中要获得的突起的理想高度。该高度d1应对应于要生产的光盘的凹坑的深度d2，并且突起7的外形应对应于要获得的各个凹坑的外形。利用压模5生产的光盘中的凹坑的深度d2应约为用于从光盘读取信息的激光的波长的四分之一。

根据本发明的一个实施例，层厚度d1为0.050～0.150微米。

根据一个最佳实施例，空白压模具有厚度为0.100～0.130微米，不过最好小于0.125微米的模型层。这种空白压模适于转变为用于生产标准CD的结构化压模。

根据另一实施例，空白压模具有厚度为0.090～0.110微米，或者最好为0.102微米的模型层。这种空白压模适于转变为用于生产光学视频盘或DVD的结构化压模。

根据又一实施例，空白压模具有厚度为0.062～0.082微米，或者最好为0.072微米的模型层。当要生产的光盘将被用在具有在蓝光波长区工作的激光的CD播放机中时，这种空白压模是适宜的。

如图2A中的步骤S30所示，对工件130整形并进行加工，使其几何形状和物理性质适于安装在注模机中。该步骤是为了减少压模的最终用户要执行的处理步骤的数目，对工件进行修改的步骤。步骤S20和S30的执行顺序可被反转。事实上，可在步骤S10之后，但是在把半成品压模打包发货(下面的步骤S80)之前的任一阶段执行步骤S30。

根据步骤S30的一个最佳实现，工件被冲孔，以便形成基本上圆形的外圆周2和直径较小的圆形内圆周3(图1A)。这样执行冲孔，以避免工件发生变形。执行这种冲孔的机器为本领域的技术人员熟知。内径最好为25～38毫米，外径最好为125～150毫米。

所得到的工件(图4)具有表面106，外圆周2，内圆周3和背面112。根据本个最佳实施例，工件是基本上无应力的圆盘形平板，其厚度为250～300微米，最好为300微米。表面106是可结构化表面，不过基本上未结构化。

由于在注模过程中，压模必须充分平坦，因此背面112的质量很重要。由于压模的厚度相当小的缘故，避免背面112的表面不规则性非常重要，因为当贴着注模机中的平坦平面安装压模，并且模压过程中，模腔中的高压使压模紧贴着注模机的平坦平面时，大的表面不规则性会导致压模的凸起。这种凸起又会导致最终得到的模压产品的质量较差。

由于这些原因，步骤S30还包括表面112的处理，以便使表面不规则性降至最小。该处理包括根据本发明的一种变型进行抛光。

按照标准化方式，例如按照定义平均表面偏差R_z的DIN4768测量表面不规则性。平均表面偏差R_z提供垂直于表面平面方向上的平均偏差的量度。根据一个实施例，处理表面112，以获得低于2.0微米的平均表面偏差值R_z，因为当平均表面偏差值R_z超过2.0微米时，所获得的复制光盘的质量差。根据一个最佳实施例，处理后的表面112的平均表面偏差R_z小于1.0微米。

按照DIN4768测量最大表面偏差R_max，根据一个实施例，处理后的表面112的最大表面偏差R_max小于3.0微米。根据一个最佳实施例，R_max的值小于1.3微米。

算术平均偏差R_a是从表面轮廓到平均表面线的所有距离的算术平均值，垂直于平均表面线测量每个距离。通过沿着估计线估计表面112，获得算术平均偏差R_a。根据本发明的一个实施例，处理背面112，以获得小于0.3微米，或者至少小于0.5微米的算术平均表面偏差R_a。根据一个最佳实施例，处理后的背面112的R_a的值小于0.1微米。

由于本发明的目的是为光盘生产商简化生产过程，因此最好应在结构化空白压模之前，在空白压模上执行背面112的处理。此外，要注意的是压模处理中的每个步骤具有废品率，即从统计上来说，在处理步骤之后，一定比例的物品将不能满足质量要求。因此，在结构化空白压模之前，在空白压模上对背面进行处理是有利的。

在步骤S40，在第一层110上涂覆对辐照敏感的层120(参见图5)。敏感层120是将被暴露并发展成适当的掩蔽图案的掩蔽膜。敏感层120被旋转涂覆到表面106上，达到基本平均的厚度。本文中使用的术语“敏感层”包含对电子束敏感及对激光曝光敏感。在本发明的一个改型中，敏感层是光敏刻蚀剂膜。层120的辐照敏感并不限于上述例子，也可对诸如X射线或紫外线之类的其它辐照光束或射线敏感。

敏感层可以正片方式或负片方式感光。当使用正片感光层时，显影过程除去被曝光区域，下面将参考图2B进行说明。相反，当使用负片感光层时，显影过程除去未曝光区域。

步骤S40产生的工件(图5)具有前表面140，外缘及背面112，前表面140是可结构化表面，不过基本上未结构化。

在随后的步骤S50中，使敏感层120曝光，形成导轨的图案。如图6中所示，显影之后，所得到的工件具有敏感层120的突起的螺旋形固化剩余部分，该螺旋形固化剩余部分形成掩模150。

利用掩模150，在步骤S60蚀刻工件，获得图7中所示的工件，该工件具有由模型层110的剩余部分形成的导轨6。这样，图7表示了沿图1A中的空白压模实施例的A-A线获得的横截面。由具有表面区域106′的可结构化层110的延长的突起部分形成导轨6。表面区域106′是可结构化层110的表面106的一部分。

这时，最好制备工件，并对其进行整形及修改，以便为了获得随时可以安装在注模机中的结构化压模所剩下的唯一工艺过程是在模型层110中提供信息结构。

根据另一个实施例，如图8所示，空白压模还具有一层未暴露的曝光敏感层160。可通过在图7中所示的空白压模上旋转涂覆液体，并固化该液体来形成曝光敏感层160(步骤S70)。

固化后的层160未曝光，从而易于利用，例如调制激光辐射层160来记录螺旋轨迹的信息。

获得空白压模的方法的第二实施例

图18A是图解说明获得如图1A中所示具有导轨的空白压模的方法的第二实施例的流程图。根据第二实施例，在步骤S210选择压模工件130。该工件将被加工成空白压模1。

适当的工件包含由具有适于重复热循环的成分，并具有一定的硬度，以便当用作生产光盘的压模时，使磨损减至最小的材料制成的平板100(参见图3)。

根据本实施例，平板100可以是镍板，或者具有平坦光滑表面105的任意适当材料。这样形成平板100的表面，以提供基本上具有玻璃状光洁度的光滑表面105。或者，对平板进行处理，以提供足够光滑的平面105。

由于注模涉及反复的加热和冷却，因此，温度循环持久性是压模的一个重要方面。

平板还可包含用于表面的诸如碳化硅、氮化硅或者碳化钨之类的材料。因而平板将是层状形式。但是，该平板(或者为固体片状，或者为层状)将不会按照第一实施例中相同的方式被使用。

根据本发明的本实施例，在步骤S230，在平板表面105上为该平板提供对辐照敏感的层120(参见图18A和19)。该敏感层是要被暴光并显影成适当的掩蔽图案的掩蔽膜。敏感层120被旋转涂覆到表面105上，达到基本平均的厚度。本文中使用的术语“敏感层”包含对电子束敏感及对激光曝光敏感。在本发明的一个改型中，敏感层是光敏刻蚀剂膜。层120的辐照敏感性并不限于上述例子，也可对诸如X射线或紫外线之类的其它辐照光束或射线敏感。

步骤S230产生的工件(参见图19)具有前表面140，外缘及背面112，前表面140是可结构化表面，不过基本上未结构化。

在随后的步骤S240中，使敏感层120曝光，形成导轨的图案。如图20中所示，显影之后，所得到的工件具有敏感层120的突起的螺旋形固化剩余部分，该螺旋形固化剩余部分形成掩模150。

之后，使工件经受离子加工，活性离子蚀刻，离子研磨、等离子体刻蚀等等。这里把这种处理称为离子蚀刻。该工艺过程将留下对应于存在掩模150的区域的岛状区域，并将除去不存在光敏抗蚀剂的地方的材料，从而给出具有螺旋形导轨的平板，如图21和22中所示。

上面提及的方法是表面结构化领域中的已知方法，因此这里将不对这些方法进行详细说明。

这种离子蚀刻工艺在蚀刻区产生对应于时间参数的深度。该工艺还取决于气压和其它技术参数，本领域的技术人员在不做出创造性活动的情况下可确定这些技术参数。这样，在确定要使用的技术参数，例如气压、气体类型和/或离子/等离子体、电压等等之后，蚀刻区的深度取决于离子蚀刻过程的持续时间，即，时间参数。

根据本发明的一个实施例，持续进行蚀刻，直到达到深度d1时为止。该深度d1对应于在压模5中要获得的突起7的理想高度。该高度d1应对应于要生产的光盘的凹坑的深度d2，并且突起7的外形应对应于要获得的各个凹坑的外形。利用压模5生产的光盘中的凹坑的深度d2应约为用于从该光盘读取信息的激光的波长的四分之一。

根据本发明的一个实施例，厚度d1为0.050～0.150微米。

根据一个最佳实施例，空白压模的离子蚀刻深度为0.100～0.130微米，不过最好小于0.125微米。这种空白压模适于转变为用于生产标准CD的结构化压模。

根据另一实施例，空白压模的离子蚀刻深度为0.090～0.110微米，或者最好为0.102微米。这种空白压模适于转变为用于生产光学视频盘或DVD的结构化压模。

根据又一实施例，空白压模的离子蚀刻深度为0.062～0.082微米，或者最好为0.072微米。当要生产的光盘将被用在具有在蓝光波长区工作的激光的CD播放机中时，这种空白压模是适宜的。

如图18A中的步骤S220所示，对工件130整形并加工，使其几何形状和物理性质适于安装在注模机中。该步骤是为了减少压模的最终用户要执行的处理步骤的数目，对工件进行修改的步骤。事实上，可在步骤S210之后，但是在把半成品压模打包发货(下面的步骤S270)之前的任一阶段执行步骤S220。

根据步骤S220的一个最佳实现，工件被冲孔，以便形成基本上圆形的外圆周2和直径较小的圆形内圆周3(图18A)。执行冲孔，以避免工件发生变形。执行这种冲孔的机器为本领域的技术人员熟知。内径最好为25～38毫米，外径最好为125～150毫米。

随后在步骤S260为具有螺旋形轨道的压模提供对辐照敏感的掩蔽膜层270，掩蔽膜层270可被曝光，以记录信息。图23图解说明了具备螺旋形轨道，并具有对辐照敏感的掩蔽膜层270的压模。

根据第三实施例，通过电镀提供了具有导轨的半成品压模。该实施例包括利用光敏抗蚀剂材料涂覆光滑的玻璃平板，之后固化该光敏抗蚀剂，接下来利用调制激光辐射涂覆后的玻璃平板的表面，以便在光敏抗蚀剂材料中记录螺旋形导轨。之后，对主玻璃平板进行蚀刻处理，导致被照射区域被蚀刻出来，从而产生导轨。换句话说，使主玻璃平板的表面结构化。在干燥过程之后，通过，例如真空沉积或溅射薄导电层，使平板的表面金属化。最后得到的多层结构(具有玻璃层，确定导轨的光敏抗蚀剂层和薄的结构化导电层)构成母盘。利用母盘产生半成品压模的步骤包括通过电镀沉积镍，从母盘上除去所得到的镍片。其结果是形成图1中所示的，并且类似于图7中所示的具有导轨的空白压模。

空白压模的运输

层160对辐照敏感，会带来在不损坏层160的情况下，如何运输空白压模1的问题。

为了防止不必要地使层120被曝光，如图2A中的步骤S80所示，把图8的空白压模1放入保护性包装盒中。该包装盒包括用于防止外部辐照透入保存的压模中的壁。

图7中所示的空白压模具有易损坏的表面105′、106′和112，在运输过程中必须防止这些表面被划伤。把空白压模保存在用于夹住多个空白压模1，以防止压模表面被损坏的包装盒中是有利的。图9中图解说明了这种包装盒。

图9是用于保存多个空白压模1的包装盒300的顶剖视图。该包装盒包含具有内壁320的外壳310。两个相对的内壁320彼此间隔预定的距离，并且配有用于夹持具有预定大小外圆周的空白压模的异形部分330。该异形部分是适于空白压模插入的凹槽。

图10是图1中所示的包装盒的侧剖视图。该包装盒具有内壁340，内壁340配有适于安放空白压模的凹槽350。可开/关的360具有内壁370，内壁370具有用于把保存的压模推向相应的凹槽350的装置380。

根据该包装盒的一个改型，为抗氧化剂，例如氮气提供了一个入口390。为了能够有效地充填防氧化剂，还提供了一个出口400，以便可实现穿过包装盒的气体流动。入口和出口都配有可关闭的阀。借助密封装置，包装盒是可密封的。

在包装盒中准备空白压模的优点是使光盘生产商能够获得易于转变成随时可在注模机中使用的结构化压模的空白压模。

获得结构化压模的程序

图2B是图解说明获得如图1B中所示的结构化压模的方法的流程图。

该方法包括获得图8中所示类型的空白压模的步骤(图2B中的步骤S110)。空白压模1的获得可包括打开包装盒取出空白压模。

根据本发明的一个最佳实施例，步骤S110包括安放如图8中所示的具有导轨和未曝光，可曝光的掩蔽膜160的半成品压模1。

根据本发明的另一个实施例，步骤S110包括：首先，安放如图7中所示的具有导轨的半成品压模1，其次，在半成品压模1的可结构化部分上提供可曝光的掩蔽膜。

根据本发明的又一实施例，获得空白压模的步骤S110包括上面参考图2A说明的所有步骤S10-S70。

之后，在步骤要S120，在模型层110中产生突起的图案，从而产生所需的结构化压模5(参见图2B和1B)。或者，在层110中产生刻痕的图案。

如图2B中所示，图案产生步骤S120最好只包括很少的要执行步骤。

首先，在步骤S130(图2B)，在敏感层160中产生图案。这可通过把图1和5中所示的空白压模放置在曝光设备中来实现，在曝光设备中，控制激光束辐射光敏抗蚀剂层120的表面140的部分145。这种方式下，工件130上的一个圆形的延伸表面区图案保持未曝光状态。该图案可包括光敏抗蚀剂层120上的这样曝光的区域145的螺旋轨道。

图11表示了曝光之后的空白压模。

需要精确地控制曝光设备，以在压模上提供致密压缩的信息量。图8中所示的压模1中的导轨6′使得能够使用相对不太复杂的曝光设备。

一旦已把数据模式曝光在光敏抗蚀剂层上之后，空白压模1被显影，即空白压模1被处理，以便除去敏感层120的未曝光区域。这可通过把空白压模放入显影液中来实现。显影步骤的结果是导轨6具有突起160，如图12中所示。

在随后的步骤S140(图2B)中，用蚀刻工艺处理压模12(参见图12)。可以各种不同的方式进行蚀刻。例如，可通过干蚀刻法，或者通过利用液体蚀刻剂进行蚀刻。另外如上所述，还可包括离子蚀刻。

当利用液体蚀刻剂进行蚀刻时，把半成品压模1和液体放入浴槽中，该液体和导轨突起6的曝光表面部分的材料反应。

控制该蚀刻步骤，以便蚀刻在第一层110中留下突起7(参见图13)。

根据一个实施例，平板100包含镍，第一层110基本上由氮化钛组成。选择蚀刻步骤S60中使用的蚀刻液，以便蚀刻液作用于第一层110，而不作用于平板100。

在随后的步骤S150(图2B)中，除去光敏抗蚀剂层120的剩余部分，产生如图1B和13中所示的具有突起7图案的压模表面。

由于层110的厚度d1由步骤S20预选决定，并且蚀刻液不能蚀刻平板100，因此刻痕的深度基本上与蚀刻可变因数无关。这样，以很高的精度提供了压模5中的突起的高度h₁，从而使得能够生产就凹坑的深度来说，具有很高精度的高质量光盘(图13和14)。

这样，具有适量要复制的信息，例如音乐录音或计算机数据的光盘的生产商可有利地获得空白压模，并通过利用图2B中说明的比较简便的方法，可在该空白压模上提供所需的结构。所得到的结构化压模随时可以放入注模机中。

空白压模的另一实施例

图14是根据本发明另一实施例的压模工件210的一部分的示意侧剖视图。

压模工件210包括基本上由镍构成，并具有平坦光滑表面的平板100，在该平坦光滑表面上提供蚀刻阻挡层220。蚀刻阻挡层可基本上由以紧密表层形式提供的金构成，用于在压模工件210转变为具有导轨的空白压模的过程中，以及在具有导轨的空白压模转变为结构化压模的过程中，防止蚀刻液到达平板100。

在蚀刻阻挡层220上提供另一层230。空白压模210中的层230对应于图5中所示的工件130中的图案形成层110。

根据一个最佳实施例，图14中所示的包括平板100和层220、230的圆盘形多层元件基本上无应力，厚度为250～350微米，最好为300微米。层230是可结构化的，不过实质上未结构化。在层230上提供对辐照敏感的层240。

根据工件210的一个改型，层230基本上由铬组成。

基本上按照上面参考图2A所述的方法把工件210加工成具有导轨的空白压模1。从而，得到具有导轨6的半成品压模(图15)。

根据一个最佳实施例，如图16所示，压模还具有对曝光敏感的未曝光膜260(和结合图8描述的压模相比较)。

基本上按照上面图2B中所示的方法，空白压模210可转变成结构化压模。

在蚀刻液的选择方面调整了蚀刻步骤S140，选择适于蚀刻铬的蚀刻液。根据一个最佳实施例，用于铬的蚀刻液是Ce(SO₄)₂X2(NH₄)2SO₄X2H₂O和HClO₄XH₂O的混合物。

图17是由图15或16所示的空白压模得到的结构化压模250的一部分的侧剖视图。

获得结构化压模的方法的第二实施例

根据第二实施例，通过离子加工，活性离子蚀刻，离子研磨、等离子体刻蚀得到结构化压模。如前所述，这里把这种处理称为离子蚀刻。

根据结合图18A说明的第二实施例，用一种材料(或者层状材料，以支持所述一种材料)制成要蚀刻的平板，该平板具有未曝光的敏感层。参考图18A中的步骤S250，通过离子蚀刻得到信息图。

图24图解说明了具有导轨的空白压模，在该空白压模上，信息图已被记录在掩蔽膜270中，固化部分272保留在导轨上。固化部分272对应于压模1上要提供图案突起的位置。

图25图解说明了具有通过离子蚀刻得到的突起7的结构化压模。

图26是以第二种方式曝光并固化掩蔽膜之后，图23的工件的示意侧剖视图。在图26中的实施例中，如图23中所示的膜被曝光，显影，从而产生具有位于导轨6的脊上的开口276的掩蔽膜274。按照前面结合图2B的步骤S130说明的相同方式在敏感层270中形成开口276的图案。

图27是在进行离子蚀刻，在压模中得到信息图之后，图26的工件的示意侧剖视图。对于固化掩蔽膜274中的每个开口276，离子蚀刻/离子研磨产生刻痕。如前所述，离子蚀刻产生的刻痕的深度由蚀刻过程的持续时间控制，即由时间参数控制。

在足够长时间的离子蚀刻过程之后，固化掩蔽膜274也将变薄。

图28是在除去了所有剩余的掩蔽膜之后，图27的结构化压模的示意侧剖视图。

图29是沿图28中的箭头C的方向观察，图28的结构化压模的一部分的顶视图。图29未按比例表示，只是图解说明从压模表面突起的导轨6的一般物理形状。导轨6具有预定深度的刻痕278。刻痕278的深度对应于将借助压模生产的光盘上的突起的高度。

Claims

1.一种提供半成品压模的方法，该方法的特征在于包括下述步骤：

a)获得具有第一表面(105；106)和第二表面(112)的圆盘形元件(100)，所述第二表面形成半成品压模的背面；所述第一表面具有指示所述元件(100；130)的可结构化表面部分(106′)的导轨(6；6′)；所述可结构化表面部分(106′)是平坦的，并且实质上未结构化；

b)在所述第一表面(105)上涂覆辐照敏感层(120；240)，从而提供未曝光，并可曝光的半成品压模；

c)把未曝光的半成品压模装入保护性包装盒中(S80)，从而使敏感膜保持未曝光状态；及

d)在进行步骤c)之前，处理半成品压模(S30)，所述处理包括：

d1)处理半成品压模的所述第二表面(112)，以便得到小于2微米的平均表面偏差值(R_z)。

2.一种提供半成品压模的方法，该方法的特征在于包括下述步骤：

d)在进行步骤c)之前，处理半成品压模(S30)，所述处理包括：

d2)对半成品压模的内周界整形(S30)。

3.一种提供半成口压模的方法，该方法的特征在于包括下述步骤：

d)在进行步骤c)之前，处理半成品压模(S30)，以便该半成品压模的几何形状与注模机中的模型一致，所述处理包括：

d2)对半成品压模的内周界整形(S30)；及

d3)对半成品压模的外周界整形，以便所述周界基本上呈圆形，并且同心。

4.按照权利要求2或3所述的方法，其中所述处理包括：

5.按照权利要求1所述的方法，其中所述处理包括：

d2)对半成品压模的内周界整形(S30)。

6.按照权利要求2或5所述的方法，其中所述处理包括：

7.按照权利要求2、5或6所述的方法，其中在涂覆所述辐照敏感层(120；240)之后，通过冲孔，对半成品压模的所述内周界整形(S30)

8.按照权利要求1、4或5所述的方法，其中所述处理包括抛光。

9.按照权利要求1、4、5或8所述的方法，其中所述处理包括抛光所述第二表面(112)，以便得到小于3微米的最大表面偏差值(R_max)。

10.按照前述任一权利要求所述的方法，其中所述圆盘形元件(100)由金属制成。

11.按照前述任一权利要求所述的方法，还包括在圆盘形元件(100)的平坦表面(105)的至少一部分上形成金属层(110；230)的步骤。

12.按照权利要求11所述的方法，其中所述敏感层被涂覆在金属层(110；230)的表面(106)上。

13.按照权利要求11或12所述的方法，其中金属层(110)包含氮化钛。

14.按照权利要求1-13任一所述的方法，还包括下述步骤：

在元件(100)的所述表面(105)上形成蚀刻阻挡层(220)；

在蚀刻阻挡层(220)上形成另一层(230)，所述另一层包含可被某一蚀刻剂充分蚀刻的第一材料；所述另一层(230)提供所述可结构化表面部分。

蚀刻阻挡层包含可较少被所述蚀刻剂蚀刻的材料。

15.一种生产光盘复制品的方法，包括下述步骤：

接收封闭在包装盒中，并按照权利要求1-14任一所述的方法得到的半成品压；

从所述包装盒取出所述半成品压模；

把所述半成品压模安装在信息写入设备中；

检测导轨的位置；

使敏感层(240)曝光，以便记录信息图，曝光信息的位置取决于检测位置；

按照曝光图案，使所述半成品压模的所述第一表面结构化，从而得到结构化压模；

把所述结构化压模装入注模中；

向所述注模中注入树脂，形成所述结构化压模的复制品，以便所述复制品中的结构是压模结构的镜像；

从所述注模中取出所述复制品。

16.一种半成品压模，包括：

具有第一表面(105；106)和第二表面(112)的圆盘形元件(100)，所述第二表面形成半成品压模的背面；其特征在于：

所述第一表面具有指示所述元件(100；130)的可结构化表面部分(106′)的导轨(6；6′)；所述可结构化表面部分(106′)基本上是平坦的，并且未结构化；

所述可结构化表面部分(106′)的至少一部分被辐照敏感层(120；240)覆盖，从而所述元件(100)构成未曝光，并可曝光的半成品压模；

所述第二表面(112)的平均表面偏差值(R_z)小于2微米。

17.按照权利要求16所述的半成品压模，其特征在于所述压模具有内周界。

18.按照权利要求17所述的半成品压模，其特征在于所述内周界基本上呈圆形，以及基本上与内周界同心的外周界。

19.一组部件，包括：

a)按照权利要求16-18任一所述的半成品压模；

b)封闭所述半成品压模，以使敏感膜保持未曝光状态的保护性包装盒。

20.按照权利要求19所述的一组部件，其中

包装盒包括防止外部辐照到达封闭的压模的装置。

21.按照权利要求19或20所述的一组部件，其中

包装盒是可密封的；当被密封时，该包装盒适于保存抗氧化剂。

22.一种获得结构化压模的方法，该方法包括下述步骤：

接收装有至少一个按照权利要求16或17的半成品压模的保护性包装盒；

从所述保护性包装盒取出所述至少一个半成品压模；

把所述半成品压模安装在信息写入设备中；

检测导轨的位置；

使敏感层(240)曝光，以便记录信息图案，曝光信息的位置取决于检测位置；

按照曝光图案，使所述半成品压模的所述可结构化表面部分(106′)结构化，以便得到结构化压模。

23.按照权利要求22所述的方法，其中所述结构化步骤包括：

在光敏抗蚀剂层中产生刻痕的图案；

对所述半成品压模进行蚀刻，以便在圆盘形元件(110；230)的第一表面(105；106)中获得刻痕的图案，第一表面(105；106；110；230)中的图案对应于光敏抗蚀剂层中的图案。

24.一种获得半成品压模的方法，该方法包括下述步骤：

获得具有抛光的第一表面(105；106)；及形成半成品压模的背面的第二表面(112)的圆盘形元件(100；130)(S10，S20)；

制备所述元件，以便提供不具有信息携带凹坑和信息携带突起的半成品压模，该制备包括：

为所述第一表面(105；106)提供用于指示所述元件(100；130)的可结构化表面部分(106′)的导轨(6；6′)；

处理半成品压模的所述第二表面(112)，以便得到小于2微米的平均表面偏差值(R_z)。

25.按照权利要求24所述的方法，包括下述步骤：

处理半成品压模(S30)，以便该半成品压模的几何形状与注模机中的注模一致；所述处理包括：

对半成品压模的内周界整形(S30)；及

对半成品压模的外周界整形，以便所述两个周界呈圆形，并且同心。

26.一种提供半成品压模的方法，包括下述步骤：

a)利用光敏抗蚀剂材料涂覆光滑玻璃板的表面；

b)固化该光敏抗蚀剂材料；

c)利用调制激光辐照涂覆后的玻璃板表面，以便在光敏抗蚀剂材料中记录螺旋导轨；

d)蚀刻所述被涂覆表面的被照射区域，以便在其中产生导轨；

e)利用薄导电层使所述表面金属化，形成构成母盘的多层结构；及

f)在电镀沉积镍，并且随后从母盘上除去形成的镍片的工艺过程中，通过利用所述母盘，产生半成品压模。