SUSTRATOS MAESTROS Y MÉTODOS PARA CREACIÓN DEL DISCO MATRIZ CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un sustrato maestro para crear una estructura en relieve de alta densidad, particularmente un sustrato maestro para elaborar un estampador para la fabricación en masa de discos ópticos o un sustrato maestro para crear una estampa para impresión de micro contacto. Además, la presente invención se relaciona con un método para proporcionar una estructura en relieve de alta densidad sobre un sustrato maestro y un método para proporcionar una estructura en relieve de alta densidad sobre un sustrato maestro comprendiendo una capa de tinte orgánico. La invención también se relaciona con métodos para fabricar estampadores, discos ópticos, estampas, y microimpresiones, respectivamente. ANTECEDENTES DE L? INVENCIÓN Las estructuras en relieve que son fabricadas con base en procesos ópticos pueden, por ejemplo, ser usadas como un estampador para la réplica en masa de memoria de solo lectura (ROM, por sus siglas en inglés) y discos de escritura única pre-ranurados (R) y regrabables (RE, por sus sigas en inglés) . La fabricación de tal estampador, como se usa en un proceso de réplica, es conocida como creación del disco matriz . En creación del disco matriz convencional, una capa
REF.: 182701
fotosensible fina, revestida por centrifugación sobre un sustrato de vidrio, es iluminada con un haz láser enfocado modulado. La modulación del haz láser causa que algunas partes del sustrato maestro sean expuestas por luz UV mientras las áreas intermedias entre los huecos a ser formados permanecen no expuestas. Mientras el disco rota y el haz láser enfocado es jalado gradualmente hacia el lado exterior del disco, permanece una espiral de áreas iluminadas alternantes. En un segundo paso, las áreas expuestas son disueltas en un proceso de desarrollo así llamado para terminar con los huecos físicos dentro de la capa foto-resistente. Líquidos alcalinos tales como NaOH y KOH se usan para disolver las áreas expuestas. La superficie estructurada del sustrato maestro es cubierta subsecuentemente con una capa de Ni fina. En un proceso galvánico, esta capa de Ni depositada por pulverización es además crecida hasta un sustrato de Ni con espesor manejable que comprende la estructura de hueco inverso. Esta sustrato de Ni con protuberancias proyectándose es separado del sustrato maestro y es llamado el estampador. La creación del disco maestro de transición de fase
(PTM, por sus siglas en inglés) es un método relativamente nuevo para fabricar estampadores ROM de alta densidad y RE/R para fabricación en masa de discos ópticos. Los materiales de transición de fase pueden ser transformados desde el estado
no escrito inicial hasta un estado diferente vía calentamiento inducido con láser. El calentamiento de la pila de grabación, puede por ejemplo, causar mezclado, fusión, a orfización, separación de fase, descomposición, etc. Una de las dos fases, el estado inicial o escrito, se disuelve más rápido en ácidos o líquidos de desarrollo alcalino de lo que la otra fase lo hace. En esta manera, un patrón de datos escrito puede ser transformado a una estructura en relieve de alta densidad con protuberancias proyectándose o huecos. También en este caso el sustrato con patrón puede ser usado como un estampador para la fabricación en masa de discos ópticos de alta densidad o como una estampa para impresión de micro contacto. En esta conexión ya fue propuesto usar materiales de cambio de fase de crecimiento rápido y pilas de grabación para creación del disco matriz de transición de fase. Los materiales de cambio de fase de crecimiento dominado poseen un contraste alto en proporción de disolución de la fase amorfa y cristalina. Las marcas amorfas, obtenidas por enfriamiento por fusión del material cristalino, pueden ser disueltas en líquidos reveladores alcalinos convencionales concentrados, tales como KOH y NaOH pero también en ácidos como HCl, HN0 y H2S04. La re-cristalización en la cola de la marca puede ser usada para reducir la longitud de la marca en una manera controlada. En particular en el caso de la marca
más pequeña, la 12, la re-cristalización en la cola de la marca puede conducir a una marca creciente, con una longitud más corta que el tamaño de punto óptico. En esta manera, la densidad de datos tangencial puede ser incrementada. Un reto de tal sistema de material puede ser el número relativamente grande capas de pila de grabación necesario para optimizar el comportamiento térmico y óptico de la pila de grabación. Otra dificultad es la capacidad de hacer estructuras de hueco profundo con tal sistema de material. Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar métodos y sustratos maestros del tipo mencionado en el inicio que permitan la creación del disco matriz con base en una pila de grabación relativa simple. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Este objeto se soluciona por las características de las reivindicaciones independientes. Desarrollos adicionales y modalidades preferidas de la invención son señaladas en las reivindicaciones dependientes. De conformidad con un primer aspecto de la presente invención el objeto anterior se soluciona por un sustrato maestro para crear una estructura en relieve de alta densidad, particularmente un sustrato maestro para fabricar un estampador para la fabricación en masa de discos ópticos o un sustrato maestro para crear una estampa para impresión de
micro contacto, en donde una capa de tinte orgánico se proporciona para crear la estructura en relieve de alta densidad. Esta solución está basada en el descubrimiento de que las capas de tinte orgánico las cuales son actualmente usadas, por ejemplo, en combinación con aplicaciones de CD-R y DVD+R también son apropiadas para ser usadas en combinación con el proceso de creación del disco matriz. El espesor de la capa de tinte orgánico es, por ejemplo, de entre 20 y 150 nm, y preferiblemente entre 60 y 80 nm. Para algunas modalidades del sustrato maestro de conformidad con la invención la capa de tinte orgánico comprende una superficie inferior plana. Una superficie inferior plana de la capa de tinte orgánico permite la formación de una estructura en relieve de alta densidad que es por ejemplo independiente de cualquier patrón pre-ranurado usado para rastreo en aplicaciones convencionales. Sin embargo, con otras modalidades del sustrato maestro de conformidad con la invención se prefiere que la capa de tinte orgánico comprenda una superficie inferior pre-ranurada. Por ejemplo, un sustrato pre-ranurado portando una capa de tinte orgánico pre-ranurada puede usarse para fabricar la estructura en relieve de alta densidad, en donde las pre-ranuras conducen a una super-resolución así llamada, porque solamente las ranuras angostas son llenadas con tintes mientras que las regiones adyacentes son cubiertas
escasamente con tinte. Con las modalidades preferidas del sustrato maestro de conformidad con la invención el tinte de la capa de tinte orgánico se selecciona del siguiente grupo: AZO, cianina, ftalocianina. De conformidad con una primera modalidad general de la presente invención la capa de tinte orgánico es portada por policarbonato. Tal sustrato maestro no escrito proporciona la posibilidad de formar protuberancias en la interfaz tinte-policarbonato aplicando pulsos láser. Esto es debido al hecho de que para algunos tipos de tintes, por ejemplo tintes de ftalocianina, el mezclado de tinte y policarbonato ocurre en la interfaz tinte/policarbonato, conocida como tal. En aplicaciones convencionales estas protuberancias causar una reducción de la longitud de trayectoria y también contribuyen a la lectura de una marca escrita. Contrario a esto, es un aspecto de la presente invención usar estas protuberancias para crear estructuras en relieve de alta densidad extrayendo la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico. Con este proceso de ataque químico la capa de tinte restante no es atacada químicamente selectivamente, es decir ambos tintes escrito y no escrito son retirados. Sin embargo, el ataque químico selectivo está presente entre el policarbonato y el tinte así como entre la mezcla policarbonato/tinte y la capa de tinte restante.
Tal procesamiento del sustrato maestro de conformidad con la primera modalidad general conduce a un sustrato maestro, en donde el sustrato maestro comprende una estructura en relieve de alta densidad formada por protuberancias creadas por pulsos láser en una interfaz entre una capa de tinte orgánico y una capa de policarbonato. De conformidad con una segunda modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la invención la capa de tinte orgánico está dispuesta sobre un sustrato de vidrio. Esta solución está basada en el descubrimiento de que las regiones de la capa de tinte orgánico las cuales han sido blanqueadas por pulsos láser puede tornarse sensibles por procesos de ataque químico, líquidos de ataque químico particularmente alcalinos, tales como KOH y NaOH. Un sustrato maestro de conformidad con la segunda modalidad general de la presente invención, que es procesado como se mencionó anteriormente, conduce a un sustrato maestro, en donde el sustrato maestro comprende una estructura en relieve de alta densidad formada en la capa de tinte orgánico. Para la segunda modalidad general se prefiere que una capa reflectora metálica esté dispuesta entre el sustrato de vidrio y la capa de tinte. Tal capa reflectora metálica puede, por ejemplo, ser una capa de Ni. El espesor de la capa reflectora metálica es de, por ejemplo, entre 5 y 100 nm, y
preferiblemente entre 10 y 40 nm. La capa reflectora metálica se proporciona para mejorar el perfil de absorción en la capa de tinte. Ésta también agudiza el perfil de absorción en la capa de tinte orgánico y así causa una región degradada/blanqueada térmicamente pronunciada. Con todas las modalidades del sustrato maestro de conformidad con la invención puede ser ventajoso, si la pila de grabación adicionalmente comprende una capa de absorción dispuesta sobre la parte superior de la capa de tinte orgánico. El espesor de tal capa de absorción está, por ejemplo, entre 5 y 40 nm, y preferiblemente entre 5 y 10 nm. La capa de absorción es preferiblemente retirada vía ataque químico o desprendida. Tal capa de absorción también mejora el perfil de absorción en la capa de tinte orgánico. De conformidad con un segundo aspecto de la presente invención el objeto anterior se resuelve por un método para proporcionar una estructura en relieve de alta densidad sobre un sustrato maestro que comprende una capa de tinte orgánico, el método comprende los pasos de: - aplicar pulsos láser para blanqueado de tinte sobre regiones del sustrato maestro donde los huecos son formados ; y - retirar las regiones blanqueadas de la capa de tinte orgánico por un proceso de ataque químico. Este método es preferiblemente aplicado a la
segunda modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la invención. El proceso de ataque químico puede ser realizado usando un líquido de ataque químico alcalino o un líquido de ataque químico ácido. También en este caso, la capa de tinte puede ser del tipo tinte AZO, cianina o ftalocianina . De conformidad con un tercer aspecto de la presente invención, el objeto anterior se resuelve por un método para proporcionar una estructura en relieve de alta densidad sobre un sustrato maestro, el método comprende los siguientes pasos : - proporcionar un sustrato maestro que comprende por lo menos una capa de policarbonato portando la capa de tinte orgánico; - formar protuberancias en la interfaz tinte/policarbonato aplicando pulsos láser; y - retirar la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico . El método de conformidad con el tercer aspecto de la presente invención es preferiblemente llevado a cabo con base en un sustrato maestro de conformidad con la primera modalidad general mencionada anteriormente. De conformidad con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un
estampador para la fabricación en masa de discos ópticos (50), el método comprendiendo los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro que comprende una capa de tinte orgánico; - aplicar pulsos láser para blanqueado de tinte sobre regiones del sustrato maestro donde son formados huecos; - retirar las regiones blanqueadas de la capa de tinte orgánico por un proceso de ataque químico; y - fabricar el estampador con base en el sustrato maestro. De conformidad con un quinto aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un disco óptico, el método comprendiendo los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo una capa de tinte orgánico; - aplicar pulsos láser para blanqueado de tinte sobre regiones del sustrato maestro donde son formados huecos; - retirar las regiones blanqueadas de la capa de tinte orgánico por un proceso de ataque químico; - fabricar un estampador con base en el sustrato maestro; y - usar el estampador para fabricar el disco óptico. De conformidad con un sexto aspecto de la presente
invención, se proporciona un método para fabricar una estampa para impresión de micro contacto, el método comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro que comprende una capa de tinte orgánico; - aplicar pulsos láser de blanqueado de tinte sobre regiones del sustrato maestro donde se forman huecos; - retirar las regiones blanqueadas de la capa de tinte orgánico por un proceso de ataque químico; y - fabricar el estampador con base en el sustrato maestro. De conformidad con un séptimo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para crear una microimpresión, el método comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo una capa de tinte orgánico; - aplicar pulsos láser para blanqueado de tinte sobre regiones del sustrato donde son formados huecos; - retirar las regiones blanqueadas de la capa de tinte orgánico por un proceso de ataque químico; fabricar una estampa con base en el sustrato maestro; y - usar la estampa para fabricar la microimpresión. De conformidad con un octavo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para crear un estampador
para la fabricación en masa de discos ópticos, el método comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo por lo menos una capa de policarbonato portando una capa de tinte orgánico; formar protuberancias en la interfaz tinte/policarbonato aplicando pulsos láser; - retirar la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico; y - fabricar el estampador con base en el sustrato maestro. De conformidad con un noveno aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar un disco óptico, el método caracterizado porque comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo por lo menos una capa de policarbonato portando una capa de tinte orgánico; formar protuberancias en la interfaz tinte/policarbonato aplicando pulsos láser; - retirar la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico; y - fabricar el estampador con base en el sustrato maestro; y - usar el estampador para fabricar el disco óptico.
De conformidad con un décimo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para crear un estampador para impresión de micro contacto, el método caracterizado porque comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo por lo menos una capa de policarbonato portando una capa de tinte orgánico; formar protuberancias en la interfaz tinte/policarbonato aplicando pulsos láser; - retirar la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico; y fabricar la estampa con base en el sustrato maestro. De conformidad con un onceavo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para crear una microimpresión, el método comprende los siguientes pasos: - proporcionar un sustrato maestro comprendiendo por lo menos una capa de policarbonato portando una capa de tinte orgánico; - formar protuberancias en la interfaz tinte/policarbonato aplicando pulsos láser; - retirar la capa de tinte restante por un proceso de ataque químico; y fabricar una estampa con base en el sustrato maestro; y
- usar la estampa para hacer la microimpresión. Estos y otros aspectos de la invención serán evidentes y aclarados con referencia a las modalidades descritas a partir de ahora. Además, es claro que las soluciones de conformidad con el cuarto a onceavo aspectos de la invención pueden ser desarrolladas adicionalmente correspondiendo con las modalidades y detalles descritos en combinación con los primer a tercer aspectos de la invención, y todas las combinaciones de las características respectivas serán estimadas para ser descritas en la presente, aún si actualmente no están reivindicadas explícitamente con las reivindicaciones anexas. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las Figuras la a lc muestran esquemáticamente un primer ejemplo de la primera modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención; La Figura ld muestra esquemáticamente la fabricación de un estampador y estampa, respectivamente; La Figura le muestra esquemáticamente la fabricación de un disco óptico; La Figura lf muestra esquemáticamente la fabricación de una microimpresión; Las Figuras 2a a 2c muestran esquemáticamente un
segundo ejemplo de la primera modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención; La Figura 2d muestra un análisis de sección del resultado de un experimento práctico hecho con base en un sustrato de conformidad con las Figuras 2a a 2c; Las Figuras 3a a 3c muestran esquemáticamente un primer ejemplo de la segunda modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la invención durante el procesamiento por un método de conformidad con la invención; La Figura 3d muestra esquemáticamente la fabricación de un estampador y estampa, respectivamente; La Figura 3e muestra esquemáticamente la fabricación de un disco óptico; La Figura 3f muestra esquemáticamente la fabricación de una microimpresión; Las Figuras 4a a 4c muestran esquemáticamente un segundo ejemplo de la segunda modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención; y La Figura 4d muestra un análisis de sección del resultado de un experimento práctico hecho con base en un sustrato maestro de conformidad con las Figuras 4a a 4c.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las Figuras la a lc muestran esquemáticamente un primer ejemplo de la primera modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención, en donde la Figura la muestra el sustrato maestro 10 sin tratar, la Figura lb muestra el sustrato maestro 10 después de escritura, y la Figura lc muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico. El sustrato maestro 10 comprende una capa de tinte orgánico 12, en donde el tinte orgánico es por ejemplo ftalocianina. El espesor de la capa de tinte orgánico 12 es por ejemplo 70 nm. La capa de tinte orgánico 12 es portada por una capa de policarbonato 14 que tiene una superficie superior plana. Así, una interfaz de tinte/policarbonato 16 es formada . Aplicando pulsos láser a una región 30 de la capa de tinte orgánico 12 se forma una protuberancia 20 en la interfaz tinte/policarbonato 16, como puede observarse a partir de la Figura lb. La Figura lc muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico con iso-propanol. Ambas la capa de tinte escrita y no escrita son retiradas, pero ataque químico selectivo está presente entre la capa de policarbonato 14 y la capa de tinte orgánico 12 así como la protuberancia 20 y
la capa de tinte orgánico 12. La figura ld muestra esquemáticamente • la fabricación de un estampador 40 y una estampa 42, respectivamente. El estampador 40 y la estampa 42, respectivamente, son formados con base en la estructura de relieve de alta densidad 24. Para proporcionar la capa de metal, por ejemplo, una capa final de Ni es depositada por pulverización sobre la estructura en relieve de alta densidad 24 formada en la pila de grabación del sustrato maestro 10. Esta capa de Ni es subsecuentemente crecida electroquímicamente hasta un espesor de estampador manipulable 40 o estampa 42. El estampador 40 o la estampa 42 es separado del sustrato maestro 10 y procesado adicionalmente (limpiado, perforado, etc.). La Figura le muestra esquemáticamente la fabricación de un disco óptico 50 con base en el estampador 40, como es bien conocido por la persona experta en el arte. La Figura lf muestra esquemáticamente la elaboración de una microimpresión 52 con base en la estampa 42, como es bien conocido por la persona experta en el arte. Las Figuras 2a a 2c muestran esquemáticamente un segundo ejemplo de la primera modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención, en donde la Figura 2a muestra el sustrato maestro 10 sin
tratar, la Figura 2b el sustrato maestro 10 después de escritura, y la Figura 2c muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico. La estructura de la pila de grabación mostrada en la Figura 2a y su procesamiento son los mismos como se describió en combinación con las Figura la a lc, excepto que la capa de policarbonato 14 comprende una pre-ranura 24 en la cual la protuberancia 20 es formada. Además, se proporciona una capa de absorción opcional 22 sobre la parte superior de la capa de tinte orgánico 12 para inducir absorción. Las protuberancias (solamente se muestra una protuberancia 20) son creadas en la ranura 24 donde la mayor parte del tinte está presente originalmente. Tintes de ftalocianina son los tintes más apropiados para creación del disco matriz basado en formación de protuberancia. Para creación del disco matriz de Disco de Rayo-azul, la grabación es preferiblemente hecha con 405 nm, pero otras longitudes de onda también son posibles. Aunque ftalocianina es preferida, todos los materiales de tinte con suficiente absorción en esta longitud de onda pueden usarse para esta aplicación. La Figura 2d muestra un análisis de sección del resultado de un experimento práctico hecho sobre la base de un sustrato maestro de conformidad con las Figuras 2a a 2c. Para finalizar con la estructura mostrada en la Figura 2d, se grabó un disco DVD+R convencional, la capa de metal fue
desprendida, y la capa de tinte escrita y no escrita restante fue disuelta en iso-propanol. Las Figuras 3a a 3c muestran esquemáticamente un primer ejemplo de la segunda modalidad general del sustrato maestro de conformidad con la invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención, donde la Figura 3a muestra el sustrato maestro 10 sin tratar, la Figura 3b muestra el sustrato maestro 10 después de escritura, y la Figura 3c muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico. La pila de grabación mostrada en la Figura 3a comprende un sustrato de vidrio 28, sobre el cual se proporciona una capa metálica 26. La capa metálica 26 se proporciona para mejorar el perfil de absorción en una capa de tinte orgánico 12 la cual es portada por la capa metálica 26. Sobre la parte superior de la capa de tinte orgánico 12 se proporciona una capa de absorción 22 para inducir absorción. La Figura 3b muestra el sustrato maestro 10 después que se han aplicado pulsos láser para blanqueado de tinte para blanquear la región 30 donde se va a formar un hueco. La Figura 3c muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico, por ejemplo con 20% KOH. Como puede observarse a partir de la Figura 3c la región no escrita de la capa de tinte orgánico 12 está aún presente y forma el
hueco 32. En esta manera puede formarse una estructura en relieve de alta densidad. La Figura 3d muestra esquemáticamente la fabricación de un estampador 40 y estampa 42, respectivamente. El estampador 40 y la estampa 42, respectivamente, están formados con base en la estructura de relieve de alta densidad 20. Para proporcionar la capa de metal, por ejemplo, una capa de Ni fina es depositada por pulverización sobre la estructura en relieve de alta densidad 20 formada en la pila de grabación del sustrato maestro 10. Esta capa de Ni es subsecuentemente crecida electroquímicamente hasta un espesor de estampador 40 o estampa 42 manipulable. El estampador 40 o la estampa 42 son separados del sustrato maestro 10 y procesados adicionalmente (limpiados, perforados, etc.). La Figura le muestra esquemáticamente la fabricación de un disco óptico 50 con base en el estampador 40, como es bien conocido por la persona experta en la técnica. La Figura lf muestra esquemáticamente la fabricación de una micro impresión 52 con base en el estampador 42, como también es bien conocido por una persona experta en el arte . Las Figuras 4a a 4c muestran esquemáticamente un segundo ejemplo de la segunda modalidad general del sustrato
maestro de conformidad con la presente invención durante procesamiento por un método de conformidad con la invención, en donde la Figura 4a muestra el sustrato maestro 10 sin tratar, la Figura 4b muestra el sustrato maestro 10 después de escritura, y la Figura 4c muestra el sustrato maestro 10 después de ataque químico. La estructura del sustrato maestro 10 así como su procesamiento es la misma que la descrita en combinación las Figuras 3a a 3c, excepto que el sustrato de vidrio 28 comprende una pre-ranura 24. Como puede observarse a partir de las Figuras 4b y 4c, el hueco 32 es formado entre dos porciones de pre-ranura adyacentes. La Figura 4d muestra un análisis de sección del resultado de un experimento práctico hecho con base en un sustrato maestro con las Figuras 4a a 4c. Para finalizar con una sección transversal como se muestra en la Figura 4d, un disco DVD+R convencional se grabó y las áreas escritas y blanqueadas fueron retiradas químicamente vía 20 minutos de disolución en 20% KOH. La estructura de ranura también es claramente visible en la Figura 4d. El sustrato maestro y los métodos de conformidad con la invención pueden por ejemplo ser usados para fabricar estampadores para la fabricación en masa de discos BD-ROM y BD-R/RE. Finalmente, se señala que los equivalentes y
modificaciones no descritos anteriormente también pueden ser empleados sin desviarse del alcance de la invención, la cual es definida por las reivindicaciones anexas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a cabo la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.