專利名稱：光記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括襯底和透光層的光記錄介質(zhì)，襯底上形成凹坑和凸塊圖形，透光層形成在襯底上，本發(fā)明還涉及制造這種光記錄介質(zhì)的方法。
利用光讀出數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)到典型的普通光記錄介質(zhì)上，光記錄介質(zhì)一般具有圓盤形狀，故稱之為光盤，大家知道光記錄介質(zhì)有一個(gè)用合成樹脂做成的光盤襯底，例如，聚碳酸酯等。光盤包括只讀型，一次寫入型，和可改寫型，可以從只讀型光盤讀出已記錄的信號(hào)，一次寫入型光盤只能記錄信號(hào)一次，而可改寫型光盤可以多次記錄信號(hào)。
只讀型光盤包括光盤襯底和反射層，光盤襯底有微小凹坑(通常所說(shuō)的“凹痕(pit)”)，沿著記錄軌道的方向形成在光盤襯底表面上，反射層生成在有凹痕圖形的光盤表面。即，光盤有記錄的信號(hào)，沿著記錄軌道方向形成凹痕圖形。為了從只讀型光盤讀出記錄成凹痕圖形的信號(hào)，利用讀出光照射此光盤，讀出光來(lái)自與形成凹痕圖形表面相對(duì)的一個(gè)表面。讀出光在反射層上反射，檢測(cè)回程光(反射的讀出光)以讀出信號(hào)。
還是在這種光盤中，檢測(cè)來(lái)自有凹痕表面的衍射光，為了使來(lái)自光源的光斑準(zhǔn)確地射到記錄軌道上(通常所說(shuō)的“跟蹤”)。
另一方面，一次寫入型和可改寫型光盤各自都包括光盤襯底，襯底上的記錄層，和記錄層上的反射層，光盤襯底上有同心圓或螺旋形凹坑(通常所說(shuō)的溝槽(groove))和形成在相鄰溝槽之間的凸塊(通常所說(shuō)的臺(tái)階(land))。在這些類型的光盤中，信號(hào)寫入到形成溝槽和/或臺(tái)階的記錄層上。還是在這些一次寫入型和可改寫型光盤中，作為附加信號(hào)的凹痕圖形，例如，光盤性質(zhì)，地址，等等，沿著記錄軌道方向形成在相鄰的溝槽之間。
當(dāng)讀出這些光盤時(shí)，讀出光照射到形成臺(tái)階和/或溝槽的記錄層上，讀出光來(lái)自與形成凹痕和溝槽表面相對(duì)的一個(gè)表面，記錄層上形成記錄的標(biāo)記。為了讀出這些類型的光盤，與只讀型光盤一樣，利用讀出光進(jìn)行照射，并檢測(cè)從光盤的回程光。
還是在這些一次寫入型和可改寫型光盤中，例如，檢測(cè)從溝槽反射的回程光用于跟蹤。
利用在其上面有凸塊和凹坑的模具，通過(guò)注模方法制成只讀光盤，一次寫入型光盤，和可改寫型光盤(以下就稱之為“光盤”)，這些凸塊和凹坑形成光盤上的凹痕和溝槽。更具體些說(shuō)，諸如聚碳酸酯的合成樹脂注入模具，形成在其上面有凹痕和溝槽的透明襯底。反射層等形成在透明光盤襯底上以制成光盤。在一次寫入型和可改寫型光盤中，記錄層形成在透明光盤襯底與反射層之間。
當(dāng)前這一領(lǐng)域的趨勢(shì)是減小聚焦到光盤上的光斑直徑，為的是達(dá)到更高的記錄密度。一般來(lái)說(shuō)，采用較短波長(zhǎng)的光和較大數(shù)值孔徑(NA)的物鏡能夠達(dá)到這個(gè)目的。
然而，若要減小聚焦到光盤上的光斑直徑以獲得更高的記錄密度，則必須增大透明光盤襯底的厚度。這是因?yàn)殡S著物鏡NA的增大，由傾角引起的象差容許量就較小，這個(gè)傾角是光盤表面或平面相對(duì)于光學(xué)檢波器的光軸形成的。而且，讀出光傳播通過(guò)的光盤部分越厚，因傾角產(chǎn)生的象差就越大。
所以，減小入射光表面與光盤信號(hào)層之間的距離以適應(yīng)聚焦到光盤上減小的光斑直徑。
然而，在上述光盤中，若光盤襯底僅有0.3mm或更小的厚度，在這樣光盤襯底上模制凹坑和臺(tái)階圖形是很困難的。此外，即使制模是可行的，光盤襯底很可能彎曲，導(dǎo)致在襯底上形成記錄層，反射層，等各層很困難。而且，若光盤襯底具有這樣的厚度，使用者不能方便地操作由這種光盤襯底制成的光盤。
所以，到目前為止已建議制作這樣一種光盤，它包括透明襯底，在其上面有凹坑(depression)和凸塊(projection)圖形；至少一個(gè)反射層，形成在光盤襯底上；和透光層，形成在反射層上面，所以，預(yù)定波長(zhǎng)的光能夠入射通過(guò)透光層，以便讀出和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)到光盤上。這種類型光盤稱之為“后讀出光盤”，便于以下的描述。
在后讀出光盤中，記錄層形成在反射層與透光層之間。
在后讀出光盤中，與在其上面有凹坑和凸塊的光盤襯底比較，透光層可以做得非常薄。因此，即使采用較大波長(zhǎng)的光和較大NA的物鏡，信號(hào)的寫入和讀出能夠做成精確地相對(duì)于光盤而不存在上述的問(wèn)題。
然而，即使在上述后讀出光盤中，利用在其上面有凸塊和凹坑圖形的模具，用注模方法制成透明光盤襯底，這些凸塊和凹坑圖形給出光盤襯底上的凹痕和溝槽。為了制備模具，首先在玻璃襯底上形成光刻膠層，對(duì)光刻膠層的預(yù)定區(qū)域給以曝光，從而形成有預(yù)定凹坑和凸塊圖形的原盤，這些凹坑和凸塊是余留在玻璃襯底上的未曝光光刻膠層。然后，對(duì)玻璃原盤鍍以鎳或類似金屬以制成模具。
所以，為了在透明光盤襯底上以高精度形成凹痕/溝槽和臺(tái)階圖形以制成這種后讀出光盤，必須以相應(yīng)的高精度形成凸塊和凹坑圖形，還要把這些圖形精確地復(fù)制到光盤襯底上。
為了用較小的凹痕和溝槽以達(dá)到較高的記錄密度，把模具上的凸塊和凹坑圖形以高精度復(fù)制到光盤襯底上就更困難了。舉例來(lái)說(shuō)，為了在透明光盤襯底的一個(gè)主表面上形成微小凸塊，相應(yīng)的微小凹坑就制成在模具上。所以，必須把樹脂填充到模具的這些微小凹坑中。
可以想到，在制作光盤時(shí)，較低粘度的樹脂能夠以較高效率和較高復(fù)制精度填充到微小凹坑中。然而，實(shí)際上把這種較低密度樹脂填充滿微小凹坑中就很困難。就是說(shuō)，不可能以高精度模制凹痕。
以下討論證實(shí)上述說(shuō)法的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在此實(shí)驗(yàn)中，采用聚碳酸酯作為樹脂填充到微小凹坑中。注模的溫度隨樹脂溫度的變化而改變。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所用的注模溫度為三種120℃，125℃和130℃。
采用適合于形成0.85μm記錄軌道間隔和120nm深度溝槽的模具完成注模。然后測(cè)量這種模制溝槽的復(fù)制精度。測(cè)量的結(jié)果如

圖1所示。在圖1中，豎直軸表示溝槽深度(nm)，水平軸表示模具中溝槽寬度與記錄軌道間隔的比率(％)。即，圖1的水平軸表示溝槽與模具的面積之比。
從圖1可以看出，較高的模制溫度給出較高的復(fù)制精度。然而，還是如圖1所示，即使在高模制溫度下，模具上有較小溝槽面積的復(fù)制精度較低。這意味著，對(duì)應(yīng)于光盤襯底上的凹痕是模具上沿記錄軌道方向周期性的凹坑，制成微小凹痕是很困難的。此外，若模制溫度太高，模制制成的光盤襯底非常彎曲不平，即使在模具上形成的凸塊以復(fù)制高精度復(fù)制到光盤襯底上，讀出光的光斑也不能正確聚焦。而且，高溫下的模具本身會(huì)膨脹，這就使模制機(jī)不能正常工作。若模具熱膨脹太大，模具的移動(dòng)部分會(huì)造成所謂的金屬磨損，其結(jié)果可能是損壞模制機(jī)。所以，模制溫度的上限可以說(shuō)在130℃左右。
順便說(shuō)一下，后讀出光盤最好有記錄標(biāo)記，這些標(biāo)記形成在光盤襯底部分上，從透光層方向看去是凸的。而且，這些凸出部分的上表面最好與玻璃原盤的平表面齊平。在后讀出光盤中，凸出部分用作記錄區(qū)，從而增大了信號(hào)的寫入量或讀出量，改進(jìn)了寫入和讀出特性。
在后讀出光盤中，對(duì)應(yīng)于上述光盤上凹痕的微小凸塊與從透光層方向看去的凸出部分是一致的，即，沿著記錄軌道的方向。就是說(shuō)，后讀出光盤有附加的信號(hào)，例如，光盤性質(zhì)，地址，等等信息，寫入在這些微小凸塊上。
對(duì)于有較高記錄密度形成微小溝槽和凸塊的后讀出光盤，必須以較高精度形成微小凸塊。然而，為了模制這些微小凸塊，必須采用在其上面有相應(yīng)凹坑的模具。在此情況下，由于上述的原因復(fù)制精度降低甚多。
制造后讀出光盤的缺點(diǎn)是，不能以高精度復(fù)制作為附加信號(hào)的凸塊，導(dǎo)致低產(chǎn)量以及從不能精確地讀出對(duì)應(yīng)于非精確復(fù)制凸塊上的附加信號(hào)。
所以，本發(fā)明的目的是提供這樣一種光記錄介質(zhì)以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，以高精度形成有微小凹坑，凸塊和臺(tái)階圖形的光記錄介質(zhì)，并提出一個(gè)制造此光記錄介質(zhì)的方法，能夠在光記錄介質(zhì)上精確地形成微小凹坑和凸塊。
本發(fā)明的以上目的可以通過(guò)提供這樣一種光記錄介質(zhì)而達(dá)到，這種光記錄介質(zhì)包括一個(gè)襯底和在此襯底上至少一個(gè)透光層，用一個(gè)預(yù)定波長(zhǎng)的光從透光層上方并通過(guò)透光層照射襯底以寫入和/或讀出信號(hào)。
襯底上有凸塊和凹坑，凸塊是從透光層看過(guò)去是凸的，凹坑與凸塊方向一致，凹坑的深度與凸塊主表面有相同的高度。
在按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)中，形成的凹坑與凸塊方向一致。在此記錄介質(zhì)中，凹坑寫入附加的信號(hào)，等等信息。由于以高復(fù)制精度形成凹坑，凹坑各自有所需的形狀。所以，能夠從這個(gè)光記錄介質(zhì)上準(zhǔn)確地且完全地讀出信號(hào)。
本發(fā)明的以上目的也可以通過(guò)提出一個(gè)按照本發(fā)明制造光記錄介質(zhì)的方法而達(dá)到，此方法包括的步驟有在襯底上形成一個(gè)光刻膠層；對(duì)形成在襯底上預(yù)定區(qū)域的光刻膠層曝光，使光刻膠層中形成多串凹坑；去除相鄰凹坑串之間的光刻膠層以形成原盤(master)；給原盤鍍上金屬；分離出金屬鍍層以制成原盤模(master stamper)；反復(fù)地復(fù)制原盤模奇數(shù)次以制成母模(mother stamper)；復(fù)制母模以形成樹脂襯底；和在已復(fù)制母模的樹脂襯底表面上形成至少一個(gè)透光層。
在按照本發(fā)明光記錄介質(zhì)制造方法中，形成多串方向一致的凹坑，去除相鄰凹坑之間的光刻膠層以生成原盤。所以，襯底上未除去的余留光刻膠層形成微小凹坑。即，本發(fā)明的方法是在原盤上形成微小凹坑。還是在此方法中，由于原盤模是由復(fù)制原盤而形成的，在原盤模上形成的凸塊和凹坑圖形分別對(duì)應(yīng)于原盤上的凹坑和凸塊。此外，在此方法中，由于母模是通過(guò)復(fù)制原盤模奇數(shù)次而形成的，母模上的圖形與原盤模上形成的凹坑和凸塊圖形顛倒。所以，母模具有與原盤相同的凹坑和凸塊圖形。
而且，在此方法中，由于利用母模模制樹脂襯底，樹脂襯底上復(fù)制了母模上形成的凹坑和凸塊圖形。就是說(shuō)，樹脂加到母模上，母模上的凸塊對(duì)應(yīng)于原盤上形成的微小凸塊。母模上的凸塊復(fù)制到襯底上，形成透明襯底上的凹坑。
在按照本發(fā)明光記錄介質(zhì)制造方法中，母模是由反復(fù)地復(fù)制原盤模奇數(shù)次而形成的。這表示，復(fù)制原盤模一次形成的模具作為母模，或者，復(fù)制原盤模一次形成的模具作為第二個(gè)復(fù)制品，由第二個(gè)復(fù)制品形成的模具作為第三個(gè)復(fù)制品，由第三個(gè)復(fù)制品形成的模具作為母模。就是說(shuō)，把原盤模的復(fù)制品作為第一個(gè)復(fù)制品。由這第一個(gè)復(fù)制品得到的模具用作下一次的復(fù)制，由最后奇數(shù)次復(fù)制品生成的模具用作母模。
在本發(fā)明的方法中，溝槽可以與凹坑串做成方向一致。
在此情況下，與原盤上相同凹坑串做成方向一致的溝槽也就是母模上的溝槽。所以，利用此方法制成的光記錄介質(zhì)，其上面的凸塊對(duì)應(yīng)于母模上的溝槽。
而且，溝槽和凹坑的底部最好應(yīng)由襯底構(gòu)成。
在此情況下，溝槽和凹坑的底部是由襯底表面確定，對(duì)應(yīng)于溝槽和凹坑底部模制制成的樹脂襯底部分是襯底表面的復(fù)制品。就是說(shuō)，這個(gè)方法可以制造這樣一種光記錄介質(zhì)，它有襯底表面復(fù)制品形成的部分。
本發(fā)明的這些目的以及其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，從結(jié)合附圖的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述中會(huì)變得更加顯而易見(jiàn)。
圖1表示模具上溝槽寬度和光盤襯底上記錄軌道間隔的比率與復(fù)制溝槽深度之間關(guān)系的特性曲線，這是在不同樹脂溫度下測(cè)量得到的；圖2是作為本發(fā)明光記錄介質(zhì)的一個(gè)光盤實(shí)例透視圖；圖3是圖2所示光盤重要部分的剖面圖；圖4是光盤襯底重要部分的透視圖；圖5是光盤襯底的平面圖；圖6是普通光盤重要部分的剖面圖，畫出針對(duì)于普通光盤的寫入/讀出；圖7是本發(fā)明光盤重要部分的剖面圖，畫出從透光層方向看是下凹部分的寫入；圖8是按照本發(fā)明制造光記錄介質(zhì)方法的流程圖；圖9是本發(fā)明光記錄介質(zhì)或光盤重要部分的剖面圖，畫出形成在玻璃襯底上的光刻膠層；圖10是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的曝光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖11是玻璃襯底重要部分的剖面圖，畫出形成玻璃襯底上光刻膠層預(yù)定區(qū)域的曝光；
圖12是玻璃襯底重要部分的平面圖，畫出形成在玻璃襯底上光刻膠層預(yù)定區(qū)域的曝光；圖13是玻璃原盤重要部分的平面圖，此原盤上有光刻膠層顯影之后玻璃襯底上未去除的余留光刻膠層；圖14是玻璃原盤重要部分的剖面圖；圖15是玻璃原盤重要部分的剖面圖，畫出鍍?cè)诓ＡгP上的鎳層；圖16是玻璃原盤重要部分的剖面圖，畫出與玻璃原盤分開的原盤模；圖17是玻璃原盤重要部分的剖面圖，畫出原盤模上分開的鍍層；圖18是原盤模重要部分的剖面圖，畫出鍍?cè)谠P模分開鍍層上的鎳層；圖19是原盤模重要部分的剖面圖，畫出與原盤模分開的母模；和圖20是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的注模機(jī)重要部分的剖面圖。
通過(guò)舉例描述按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)，它具有大致圓盤的形狀，如圖2中所示。光盤的總體用參考數(shù)字1表示。然而，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不局限于這樣一種光盤1，而可以應(yīng)用于卡片或紙片形狀的光記錄介質(zhì)。
如圖3所示，光盤1包括襯底2，在其一個(gè)主表面2a上有凹坑和凸塊圖形；主表面2a上的反射層；反射層3上的記錄層4；和記錄層4上的透光層5。在這個(gè)光盤1中，形成的反射層3和記錄層4具有與襯底2上凹坑和凸塊圖形相同的形狀。還是在這個(gè)光盤1中，形成的透光層5覆蓋襯底2上的凹坑和凸塊圖形，透光層5的一個(gè)主表面5a是平面。而且，襯底2有一個(gè)與其主表面2a相對(duì)的主表面2b，主表面2b也是平面。因此，襯底2的主表面2b和透光層5的主表面5a分別是光盤1相對(duì)的平表面。
此外，這個(gè)光記錄介質(zhì)可以是一個(gè)相變型光盤。在此情況下，光盤1包括由一對(duì)介電層6a和6b構(gòu)成的記錄層4，和夾在介電層6a與6b之間的記錄層7。介電層6a和6b是選自金屬或類金屬，例如Al,Si,等，的氮化物，氧化物，和硫化物中的一種做成。利用相變材料做成的記錄層7以制成相變光盤，即，單純的硫族元素，或硫族化合物，或硫族混合物，例如，選自單純的Te和Se或其硫族化合物中的一種，即，GeSbTe,GeTe,InSbTeAg,Bi2Te3,BiSe,Sb2Se3,Sb2Te3，等等。應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)光盤1的寫入和讀出是用預(yù)定波長(zhǎng)的光L照射到記錄層7上，照射光是從透光層5的主表面5a進(jìn)入的，如以下還要進(jìn)一步描述。就是說(shuō)，光盤1中的透光層5是面向光盤驅(qū)動(dòng)器的物鏡8。預(yù)定波長(zhǎng)的光L通過(guò)物鏡8投射到記錄層7上。
如圖4和圖5所示，光盤1的襯底2上有大致呈環(huán)狀預(yù)定間隔的溝槽9和預(yù)定間隔的凹痕10。就是說(shuō)，光盤1的襯底2有溝槽9和凹痕10的圖形。而且，凸塊，即，臺(tái)階11形成在沿著記錄軌道寬度方向相鄰的溝槽9之間。
此外，光盤1有凹痕10，形成在襯底2的預(yù)定區(qū)域。形成的凹痕10串與臺(tái)階11指向一致。在光盤1中，當(dāng)從臺(tái)階11的主表面測(cè)量時(shí)，每個(gè)凹痕10與溝槽9有相同的深度。
然而，按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)不局限于有相變型記錄層4的上述光盤1，而是可以有磁光型或有機(jī)染料型記錄層。而且，按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)不局限于有記錄層4的一種光記錄介質(zhì)，而是可以沒(méi)有任何記錄層。在此情況下，光記錄介質(zhì)是只讀型記錄介質(zhì)，凹痕形成在寫入信號(hào)的襯底上。即，在這種光記錄介質(zhì)中，凹痕沿記錄軌道方向形成串，凹痕串中寫入信號(hào)。
按照上述本發(fā)明構(gòu)成的光盤1，利用預(yù)定波長(zhǎng)的光照射光盤1以寫入信號(hào)，利用不同波長(zhǎng)光的照射從光盤1中讀出寫入的信號(hào)。
在這個(gè)光盤1中，寫入光是從透光層5的上方并通過(guò)此透光層5照射，使信號(hào)寫入到臺(tái)階11的主表面上。所以，按照這一方式照射的寫入光掃描通過(guò)這個(gè)光盤1中臺(tái)階11的主表面。
如上所述，這個(gè)光盤1有相變型記錄層7，此記錄層最初是結(jié)晶形的。當(dāng)寫入光照射到記錄層7上預(yù)定位置處時(shí)，記錄層7的曝光部分被加熱，從結(jié)晶形改變成非晶態(tài)狀態(tài)。因此，非晶態(tài)記錄標(biāo)記可以形成在最初為結(jié)晶形的記錄層7上以寫入信號(hào)。所以，寫入光應(yīng)當(dāng)具有這樣的強(qiáng)度，可以提供足夠的能量使結(jié)晶記錄層7改變成非晶態(tài)狀態(tài)。
因此，非晶態(tài)記錄標(biāo)記形成在這個(gè)光盤1中結(jié)晶臺(tái)階11的主表面上。利用預(yù)定波長(zhǎng)的讀出光照射到光盤1中臺(tái)階11的主表面上，就可以讀出作為上述記錄標(biāo)記的寫入信號(hào)。此時(shí)，讀出光是按這樣一種方式照射的，它的光斑沿著記錄軌道方向掃描通過(guò)臺(tái)階11的主表面。
為了讀出這個(gè)光盤1，檢測(cè)讀出光的反射光或回程光。此時(shí)，照射的讀出光被反射，其反射系數(shù)取決于記錄層7是結(jié)晶態(tài)還是非晶態(tài)。所以，通過(guò)檢測(cè)讀出光的回程光，可以檢測(cè)到非晶態(tài)記錄標(biāo)記。注意，讀出光應(yīng)當(dāng)相對(duì)地較弱，這樣弱的光不會(huì)使記錄層7發(fā)生相變。
此外，還把讀出光照射到光盤1上預(yù)定區(qū)域內(nèi)成串的多個(gè)凹痕10,可以讀出這個(gè)區(qū)域內(nèi)的寫入信號(hào)。此時(shí)，讀出光是按這樣一種方式照射的，其光斑掃描通過(guò)臺(tái)階11的主表面，于是照射的光斑掃描通過(guò)預(yù)定區(qū)域內(nèi)成串的多個(gè)凹痕10。
當(dāng)讀出光照射到凹痕10時(shí)，來(lái)自凹痕10底部的回程光是異相的，所以回程光的強(qiáng)度就下降。因此，為了讀出這個(gè)光盤1，讀出光照射到成串的凹痕，檢測(cè)讀出光的反射分量以讀出寫成凹痕10的信號(hào)。
注意，附加的信號(hào)，例如，光盤1的性質(zhì)，地址，等等可以寫成這些凹痕10。
為了制成這個(gè)光盤1，利用有預(yù)定形狀的模具模制樹脂，從而形成襯底2上微小凹坑的凹痕10。所以，能夠以高精度復(fù)制模具上的凸塊形成這個(gè)光盤1上的凹痕10。
因此，按照本發(fā)明的光盤可以有寫入在上面的附加信號(hào)，例如，光盤性質(zhì)，地址，等等。所以，光盤具有正確讀出這些附加信號(hào)的高質(zhì)量。
利用寫入光和讀出光(以下就稱之為“光”)從透光層5上方并通過(guò)此透光層照射到這個(gè)光盤1上，如圖3所示。因此，光通過(guò)透光層5照射到記錄層7上，并被反射層3反射。換句話說(shuō)，在這個(gè)光盤1中，照射光只需通過(guò)相當(dāng)于透光層5厚度的一部分光盤1。
圖6表示普通光盤重要部分的剖面圖。光盤的總體用參考數(shù)字100表示。它包括襯底101，在其一個(gè)主表面101a上形成凹坑和凸塊圖形；襯底101主表面101a上的記錄層102；記錄層102上的反射層103；和反射層103上的保護(hù)層104。為了讀出或?qū)懭脒@個(gè)光盤100，光是從襯底101的另一個(gè)主表面101b進(jìn)行照射。所以，光必須通過(guò)相當(dāng)于襯底101厚度t的一部分光盤100。
順便說(shuō)一下，光斑直徑φ是光波長(zhǎng)λ和物鏡數(shù)值孔徑NA的函數(shù)，如下式所示φ=1.22×(λ/NA)(1)一般來(lái)說(shuō)，為了獲得光盤的高記錄密度，必須減小光斑的直徑φ。為此目的，必須減小光波長(zhǎng)λ(較短的波長(zhǎng))和增大數(shù)值孔徑NA(較大的NA)，如從表達(dá)式(1)可以看出。
為了獲得較小的光斑直徑φ而增大數(shù)值孔徑時(shí)，在某些情況下照射光不能聚焦到所要求的區(qū)域上，這些情況是散焦，襯底彎曲，襯底不均勻的厚度，等等。為了解決這個(gè)問(wèn)題，就減小普通光盤100中襯底101的厚度t。
然而，若減小普通光盤100襯底101的厚度t，微小凹坑和凸塊就不容易復(fù)制到襯底101上，而且襯底101本身也容易彎曲。所以，普通光盤100的襯底101只能減薄到某個(gè)限度。更具體些說(shuō)，襯底101的厚度t大約在0.6mm量級(jí)。因此，采用大NA的物鏡105，不能準(zhǔn)確地讀出和寫入普通的光盤100。
與此相反，光照射通過(guò)有大NA的物鏡8時(shí)，如上所述，由于透光層5減薄很多(這個(gè)透光層厚度在圖3中用符號(hào)T表示)，按照本發(fā)明的光盤1能夠有準(zhǔn)確的寫入和讀出，就是說(shuō)，即使當(dāng)這個(gè)光盤1中襯底2模制成不引起襯底彎曲的厚度時(shí)，透光層5能夠減薄很多，使光通過(guò)襯底2的一部分可以做得非常薄。更具體些說(shuō)，例如，即使采用數(shù)值孔徑NA為0.85至0.95的物鏡8，在透光層5的厚度大約為0.3mm情況下可以保證準(zhǔn)確的寫入和讀出。
在這個(gè)光盤1中，記錄標(biāo)記形成在從透光層5看過(guò)去是凸的一部分主表面上，即在臺(tái)階11的主表面上。還是在這個(gè)光盤1中，形成在臺(tái)階11上的記錄層7有一個(gè)大于臺(tái)階11寬度W的寬度Weff，如圖3所示，這是因?yàn)橛涗泴?夾在反射層3與襯底2上介電層6a和6b之間。
另一方面，若記錄標(biāo)記形成在從透光層5看過(guò)去是凹的一部分襯底2底部，即在襯底2的溝槽9中，如圖7所示，則記錄層7有一個(gè)小于溝槽9寬度Wg的寬度Weff。
因此，當(dāng)記錄標(biāo)記形成在臺(tái)階11的主表面上時(shí)，讀出信號(hào)的承載量?jī)?yōu)于記錄標(biāo)記形成在溝槽9底部的情況，因而能夠提高CN比。此時(shí)，為了增大CN比，可以增大溝槽11的寬度Wg用于圖7所示的槽內(nèi)記錄。然而，若為了獲得較高的記錄密度而減小記錄軌道間距，則為了獲得高CN比而充分增大溝槽寬度Wg實(shí)際上是不可能的。
所以，光在透光層5上方并通過(guò)此透光層照射的光盤中，把記錄標(biāo)記形成在臺(tái)階11的主表面上能夠大大改進(jìn)寫入和讀出特性。
按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)制造方法應(yīng)用于制造上述光盤1，以此作為舉例。
參照?qǐng)D8，以下描述按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)制造方法。此方法包括如下步驟步驟S1，形成光盤原盤；步驟S2，形成模具；步驟S3，形成襯底；步驟S4，形成各層。更具體些說(shuō)，在步驟S1中，形成光盤原盤。在步驟S2中，利用光盤原盤形成模具，在步驟S3中，采用注模方法利用模具制成光盤襯底。最后，在步驟S4中，反射層，等等各層形成在襯底上以制成光盤1。
首先，在步驟S1中，在圓盤狀玻璃襯底20的主表面20a上形成預(yù)定厚度的光刻膠層21，如圖9所示。此時(shí)，玻璃襯底20的主表面20a是高度平整的，而且還經(jīng)過(guò)鏡面精加工。光刻膠層21非常均勻地形成在玻璃襯底20上，以光刻膠層21的厚度確定溝槽9和凹痕10的深度，如以下要進(jìn)一步詳細(xì)討論的。
此后，利用圖10所示的曝光系統(tǒng)對(duì)旋轉(zhuǎn)玻璃襯底上形成的光刻膠層21預(yù)定區(qū)域進(jìn)行曝光，形成圖形在光刻膠層21上，如圖11所示。這個(gè)圖形是這樣的，余留在玻璃襯底20上的光刻膠層21相當(dāng)于光盤1上形成的溝槽9和凹痕10。
從圖10中可以看出，曝光系統(tǒng)采用所謂的雙光束系統(tǒng)，形成光刻膠層21上兩個(gè)不同的光斑。這個(gè)曝光系統(tǒng)包括激光源25，用于射出一個(gè)激光束；控制器26，用于控制從激光源25射出的激光束強(qiáng)度，并把此激光束分成兩個(gè)光束；調(diào)制器27，用于調(diào)制分開的激光束；調(diào)整器28，把分開的激光束合在一起，并調(diào)整激光束光斑的直徑；和物鏡29，放在與光刻膠層21相對(duì)的位置處。
此曝光系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)臺(tái)，用于支承在其上面有光刻膠層21的玻璃襯底20，并以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)玻璃襯底20；和控制器，用于保持轉(zhuǎn)臺(tái)上玻璃襯底20與物鏡29之間的距離。轉(zhuǎn)臺(tái)和控制器在圖上均未畫出。
舉例來(lái)說(shuō)，激光源25產(chǎn)生波長(zhǎng)λ=351nm的Kr離子激光。從激光源25射出的激光束入射到控制器26上。
控制器26包括電光晶體元件(以下稱之為“EO”)30，來(lái)自激光源25的激光束Lz入射到EO 30上；檢偏器31，檢測(cè)已通過(guò)檢偏器31的激光束Lz偏振；第一分束器32，接收已通過(guò)檢偏器31的激光束Lz，并從激光束Lz中分出第一激光束L1；第二分束器33，從不同于分出第一激光束L1的另一個(gè)激光束Lz中分出第二激光束L2；光電檢測(cè)器34，檢測(cè)不同于分出第一激光束L1和第二激光束L2的另一個(gè)激光束Lz；和輸出控制器35，控制來(lái)自EO 30激光束Lz的輸出。注意，在此方法中，第一激光束L1對(duì)相應(yīng)于臺(tái)階11和凹痕串的每個(gè)光刻膠層21區(qū)域曝光，而第二激光束L2對(duì)相鄰凹痕串之間的每個(gè)區(qū)域曝光。
上述構(gòu)造的控制器26在其EO 30處接收來(lái)自激光源25的激光束Lz。因此，EO 30適用于調(diào)節(jié)來(lái)自激光源25激光束Lz到所需要的強(qiáng)度。激光束Lz具有被EO 30調(diào)節(jié)的強(qiáng)度，于是，第一激光束L1是第一分束器32從激光束Lz分出的，第二激光束L2是第二分束器33從激光束Lz分出的。
此外，控制器26中光電檢測(cè)器34檢測(cè)已分出第一激光束L1和第二激光束L2的激光束Lz強(qiáng)度。光電檢測(cè)器34連接到輸出控制器35；并把檢測(cè)到的激光束強(qiáng)度信號(hào)送到輸出控制器35?；趶墓怆姍z測(cè)器34輸出的激光束強(qiáng)度信號(hào)，輸出控制器35控制從EO 30輸出的激光束強(qiáng)度。即，控制器26利用光電檢測(cè)器34檢測(cè)來(lái)自EO 30的激光束Lz作為激光強(qiáng)度的反饋控制，所以，EO 30提供總是具有所需強(qiáng)度的激光束Lz。
被控制器26分開的第一激光束L1和第二激光束L2入射到調(diào)制器27。這個(gè)調(diào)制器27包括第一透鏡36，第一聲光調(diào)制器37和第二透鏡38，按這個(gè)順序放置在第一激光束L1的光路上；第三透鏡39，第二聲光調(diào)制器40和第四透鏡41，按這個(gè)順序放置在第二激光束L2的光路上；以及連接第一聲光調(diào)制器37和第二聲光調(diào)制器40的信號(hào)控制器42。
在上述結(jié)構(gòu)的調(diào)制器27中，第一激光束L1被第一透鏡36準(zhǔn)直到預(yù)定的光斑直徑，并入射到第一聲光調(diào)制器37。而第二激光束L2被第三透鏡39準(zhǔn)直到預(yù)定的光斑直徑，并入射到第二聲光調(diào)制器40?；趤?lái)自信號(hào)控制器42的控制信號(hào)，第一聲光調(diào)制器37和第二聲光調(diào)制器40分別控制入射到這兩個(gè)聲光調(diào)制器上的第一激光束L1強(qiáng)度和第二激光束L2強(qiáng)度。
更具體些說(shuō)，若從信號(hào)控制器42輸出的控制信號(hào)是一個(gè)二值信號(hào)，即，有“0”值和“1”值，第一激光束L1和第二激光束L2被接通或關(guān)斷。注意，第一聲光調(diào)制器37和第二聲光調(diào)制器40最好應(yīng)能工作在幾十MHz的帶寬中。
在此方法中，第一激光束L1照射到對(duì)應(yīng)于臺(tái)階和凹痕串的每個(gè)光刻膠層21區(qū)域，而第二激光束L2照射到對(duì)應(yīng)于各個(gè)凹痕串之間區(qū)域的每個(gè)光刻膠層21區(qū)域。因此，第一聲光調(diào)制器37接通和關(guān)斷第一激光束L1，使第一激光束L1給對(duì)應(yīng)于臺(tái)階11的每個(gè)光刻膠層21區(qū)域和對(duì)應(yīng)于沿記錄軌道方向平行的凹痕10串之間區(qū)域的每個(gè)區(qū)域曝光。而第二聲光調(diào)制器40接通和關(guān)斷第二激光束L2，使第二激光束L2給對(duì)應(yīng)于凹痕串之間區(qū)域的每個(gè)光刻膠層21區(qū)域曝光。
如上所述，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)接通和關(guān)斷的第一激光束L1和第二激光束L2分別通過(guò)第二透鏡38和第四透鏡41入射到調(diào)整器28。調(diào)整器28包括第三分束器43和半波片44，按這個(gè)順序放置在第一激光束L1的光路上；第四分束器45和第五分束器46，按這個(gè)順序放置在第二激光束L2的光路上；偏振光分束器(以下稱之為“PBS”)47，把第一激光束L1和第二激光束L2合在一起；以及第五透鏡48和第六透鏡49，放置在已經(jīng)通過(guò)PBS 47的第一激光束L1和第二激光束L2的光路上。在這個(gè)調(diào)整器28中，半波片44連接到信號(hào)輸出控制器(未畫出)。
在調(diào)整器28中，半波片44的作用是把第一激光束L1的偏振方向旋轉(zhuǎn)2θ，其中θ是半波片44平面中預(yù)定方向(晶軸方向)與第一激光束L1偏振方向之間確定的夾角。第五分束器46使第二激光束L2傾斜一個(gè)預(yù)定的角度入射到PBS 47上。此外，PBS 47可以讓沿預(yù)定方向的線偏振激光束完全通過(guò)，而完全阻擋與預(yù)定方向垂直的線偏振激光束。
在上述構(gòu)造的調(diào)整器28中，被第三分束器43反射的第一激光束L1分量入射到半波片44，已經(jīng)通過(guò)第三分束器43的第一激光束L1分量入射到監(jiān)視器(未畫出)。此外，被第四分束器45反射的第二激光束L2分量入射到第五分束器46，已經(jīng)通過(guò)第四分束器45的第二激光束L2分量入射到監(jiān)視器(未畫出)。
通過(guò)控制半波片44晶軸與第一激光束L1偏振方向之間夾角θ到所需要的值，第一激光束L1就會(huì)沿所要求的方向偏振。因此，使第一激光束L1的偏振方向偏離PBS 47允許激光束L1完全通過(guò)的方向一個(gè)預(yù)定量，第一激光束L1就能在0至100％范圍內(nèi)任意所需比例通過(guò)PBS 47。就是說(shuō)，通過(guò)調(diào)整入射到PBS 47的第一激光束L1偏振方向，就能夠調(diào)整通過(guò)PBS 47的激光束L1強(qiáng)度。
被第五分束器46反射的第二激光束L2分量入射到PBS 47。此時(shí)，在入射到PBS 47之前，第二激光束L2相對(duì)于第一激光束L1到PBS 47的入射角傾斜一個(gè)預(yù)定量。就是說(shuō)，通過(guò)傾斜PBS 47一個(gè)預(yù)定的角度，第二激光束L2相對(duì)于第一激光束L1的入射角是傾斜的。
此外，調(diào)整器28通過(guò)監(jiān)視器檢測(cè)已通過(guò)第三分束器43的第一激光束L1和檢測(cè)已通過(guò)第四分束器45的第二激光束L2。即，調(diào)整器28能夠檢測(cè)第一激光束L1和第二激光束L2的強(qiáng)度。因此，調(diào)整器28能夠比較第一激光束L1與第二激光束L2的強(qiáng)度，且基于這個(gè)比較結(jié)果，調(diào)整器28能夠調(diào)整入射到PBS 47上第一激光束L1的強(qiáng)度，如上面所提到的。
而且，第一激光束L1和第二激光束L2被PBS 47結(jié)合在一起，入射到第一透鏡48和第六透鏡49上，這兩個(gè)透鏡分別放大第一激光束L1和第二激光束L2的光路。第一激光束L1和第二激光束L2分別被第五透鏡48和第六透鏡49放大，然后入射到物鏡29。
在這個(gè)曝光系統(tǒng)中，物鏡29會(huì)聚入射的第一激光束L1和第二激光束L2，并把它們投射到光刻膠層21上成預(yù)定直徑的光斑。由于入射到PBS 47的第一激光束L1入射角不同于第二激光束L2入射角，第二激光束L1和第二激光束L2分別以不同的入射角入射到物鏡29上。所以，在這個(gè)曝光系統(tǒng)中，徑向上互相偏離玻璃襯底20的第一激光束L1和第二激光束L2入射到光刻膠層21上。在通過(guò)控制器(未畫出)使物鏡29與轉(zhuǎn)臺(tái)上的玻璃襯底20保持一個(gè)預(yù)定距離的同時(shí)，物鏡29投射出第一激光束L1和第二激光束L2。
在按照本發(fā)明的方法中，對(duì)應(yīng)于臺(tái)階11的一部分光刻膠層21曝光在第一激光束L1中，如圖12所示，沿記錄軌道方向平行凹痕10之間的每個(gè)光刻膠21區(qū)域R1曝光在第一激光束L1中。此外，對(duì)應(yīng)于沿記錄軌道方向平行凹痕串之間區(qū)域的每個(gè)光刻膠21區(qū)域R2曝光在第二激光束L2中。
其次，在形成光盤原盤的步驟S1中，對(duì)曝光在激光束下預(yù)定區(qū)域的光刻膠層21進(jìn)行顯影，去除掉玻璃襯底20上曝光在第一激光束L1和第二激光束L2下的光刻膠層21部分。因而，對(duì)應(yīng)于光盤1上多個(gè)凹坑的光刻膠層21部分，即，多個(gè)凹痕10，作為余留在玻璃襯底20上的凸塊，如圖13和圖14所示。
此時(shí)，對(duì)應(yīng)于光盤1上臺(tái)階11的光刻膠層21部分也被去除，而對(duì)應(yīng)于光盤1上溝槽9的光刻膠21部分留在了玻璃襯底20上。因此，在步驟S1中，光刻膠層21的凸塊形成在玻璃襯底20的預(yù)定區(qū)域，制成了玻璃原盤50。
下一步，在形成模具的步驟S2中，利用步驟S1中形成的玻璃原盤50，如以下所討論的。
在步驟S2中，首先，留在預(yù)定區(qū)域光刻膠層21的玻璃原盤50主表面50a鍍以鎳，在主表面50a上形成第一鎳層51，如圖15所示。此后，分離出第一鎳層51以制成原盤模52，如圖16所示。因此，原盤模52的主表面52a具有與玻璃原盤上形成凹坑和凸塊圖形顛倒的圖形。
然后，如圖17所示，利用重鉻酸鹽溶液對(duì)原盤模52的主表面52a進(jìn)行酸處理，在原盤模52的主表面52a上形成一個(gè)分離薄膜53。
其次，如圖18所示，原盤模52主表面52a上的分離薄膜53鍍上鎳，形成第二鎳層54。此后，分離出第二鎳層54以制成母模55，如圖19所示。因此，母模55的主表面55a具有的凹坑和凸塊圖形是從原盤模52上凹坑和凸塊圖形反轉(zhuǎn)而形成的，即，與玻璃原盤50有相同的凹坑和凸塊圖形。
此時(shí)，利用原盤模52按照需要制備多個(gè)這樣的母模55，即，要重復(fù)步驟S3多次，這在下面要討論的。這對(duì)提高生產(chǎn)率制作光盤1大有貢獻(xiàn)。
其次，在步驟S3中，利用步驟S2形成的母模55和圖20所示的注模機(jī)60制造光盤襯底。注模機(jī)20包括由固定模61和移動(dòng)模62構(gòu)成的空腔63，移動(dòng)模62可以移向和離開固定模61；連接到空腔63的加熱桶64，桶內(nèi)填充熔融的樹脂P；和活塞65，用于攪拌加熱桶64內(nèi)填充的樹脂P，并把熔融的樹脂P注入空腔63。注模機(jī)60還包括漏斗66，給加熱桶64添加樹脂P；和形成在加熱桶64內(nèi)壁的螺旋式通道67。
在這個(gè)注模機(jī)60中，從漏斗66進(jìn)入加熱桶64內(nèi)的樹脂P被活塞65擠壓注入空腔63。此時(shí)，由于加熱桶64內(nèi)壁上形成的螺旋式通道67，樹脂P被充分地?cái)嚢?。注模機(jī)60中的活塞65是液壓驅(qū)動(dòng)的。
在這個(gè)注模機(jī)60中，上述形成的母模55附著在構(gòu)成空腔63的固定模61主表面上。此時(shí)，母模55一側(cè)上形成的凹坑和凸塊圖形指向空腔63內(nèi)部。
在這個(gè)注模機(jī)60中，移動(dòng)模62移向固定模61以形成空腔63，母模55是安裝在固定模61上的。熔融的樹脂P注入并充滿空腔63。然后，冷卻固定模61和移動(dòng)模62，使空腔63中的樹脂P冷卻和固化。此后，把移動(dòng)模62移開固定模61，把冷卻和固化的樹脂P從空腔63中取出。
因此，產(chǎn)生一個(gè)光盤襯底2，它上面的凹坑和凸塊圖形是從母模55復(fù)制出來(lái)的。所以，光盤襯底2具有與母模55上凹坑和凸塊圖形顛倒的圖形。換句話說(shuō)，如此制成的光盤襯底2具有與玻璃原盤50主表面上凹坑和凸塊圖形顛倒的圖形。
其次，在光盤襯底2上形成各層的步驟S4中，透光層和其他各層形成在光盤襯底2的主表面2a上，光盤襯底2的形成在上面已描述過(guò)了。更具體些說(shuō)，在步驟S4中，首先，反射層3形成在光盤襯底2的主表面2a上，此光盤襯底2上已形成了凹坑和凸塊圖形。例如，反射層3是用鋁制成的，其厚度約為60nm。
然后，第一介電層6a形成在反射層3上。例如，第一介電層6a是用ZnS和SiO2的混合物制成的，其厚度約為18nm。此后，記錄層7形成在第一介電層6a上。記錄層7是用相變材料制成的，諸如上述的GeSbTe等等，其厚度約為24nm。接著，在記錄層7上形成第二介電層6b，其材料和厚度是與上述提到的第一介電層6a相同。
然后，透光層5形成在第二介電層6b上。例如，這個(gè)透光層5可以用透光樹脂做成，采用所謂的2P(光聚合作用)方法。此外，透光層5應(yīng)當(dāng)做成93mm厚度或更薄，最好做成厚度為0.1mm左右。因此，即使當(dāng)讀出光或?qū)懭牍庹丈溥@個(gè)大NA的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，不會(huì)發(fā)生上述的問(wèn)題，而是高質(zhì)量地寫入和讀出如此制成的光盤。
如上所述，在按照本發(fā)明的方法中，第一激光束L1和第二激光束L2照射對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕串部分以生成玻璃原盤50。在此情況下，玻璃襯底20上形成的微小凸塊對(duì)應(yīng)于凹痕10的光刻膠層21未曝光部分。
所以，在這個(gè)方法中，形成的對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕部分是注模時(shí)母模55上的微小凸塊。所以，在按照本發(fā)明的方法中，樹脂能夠容易地注入到對(duì)應(yīng)于凹痕10的部分，這部分能夠以高復(fù)制精度加以復(fù)制而不會(huì)降低質(zhì)量。
在按照本發(fā)明的方法中，對(duì)應(yīng)于凹痕10的部分和對(duì)應(yīng)于溝槽9的部分是玻璃襯底20上的光刻膠層21。換句話說(shuō)，圍繞臺(tái)階11的主表面部分和圍繞凹痕9的部分對(duì)應(yīng)于玻璃原盤50的玻璃襯底20曝光部分。
就是說(shuō)，在此方法中，光盤中信號(hào)記錄表面的寬度是玻璃原盤50光刻膠層21上的曝光區(qū)域。在此情況下，若記錄軌道間隔限制在一個(gè)預(yù)定值，在有限的記錄軌道間隔內(nèi)可以有足夠?qū)挼男盘?hào)記錄表面。與此相反，若光盤中的信號(hào)記錄表面是由玻璃原盤50中的光刻膠21來(lái)曝光區(qū)域形成，就要求包括在記錄軌道間隔內(nèi)的至少一部分光刻膠層21加以曝光，這相當(dāng)于光斑的直徑。所以，在此情況下，在記錄軌道間隔內(nèi)就沒(méi)有足夠?qū)挼男盘?hào)記錄表面。
因?yàn)楣饪棠z層21上的曝光區(qū)域是作為信號(hào)記錄表面，在光刻膠層21的寬度大致為零的情況下，記錄軌道間隔內(nèi)可以有大寬度的信號(hào)記錄表面。所以，本發(fā)明的方法適合于制作這樣一種光盤，它有減小的記錄軌道間隔以獲取較高的記錄密度。更具體些說(shuō)，若激光束的波長(zhǎng)為351nm，采用包括數(shù)值孔徑(NA)為0.90物鏡在內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)，制成記錄軌道間隔為0.5μm的溝槽，曝光玻璃面的最小寬度為0.15μm(曝光區(qū)域)。因此，光刻膠層21的最大未曝光區(qū)域?qū)挾葹?.35μm。由于溝槽形成在相同的記錄軌道間隔內(nèi)，曝光區(qū)域的寬度為0.39μm是可能的，把信號(hào)記錄表面的寬度設(shè)置成曝光區(qū)域的寬度而不是光刻膠層的寬度，就可以得到更寬的信號(hào)記錄區(qū)域。
此外，在這個(gè)制造方法中，玻璃原盤50的玻璃襯底20主表面20a對(duì)應(yīng)于光盤1上的信號(hào)記錄表面。在其上面形成光刻膠層的玻璃襯底20表面是高度鏡面精加工的。所以，在此方法中，信號(hào)記錄表面是玻璃襯底20主表面20a的復(fù)制品。因此，信號(hào)記錄表面也是高度鏡面精加工的。
與此相反，若對(duì)應(yīng)于光盤1中信息記錄表面的部分是玻璃襯底50上的光刻膠層21主表面，則光刻膠層21主表面復(fù)制成信號(hào)記錄表面。光刻膠層21主表面的粗糙度(沿垂直于此表面方向的RSM值)是玻璃襯底20主表面的兩倍。所以，按照本發(fā)明，信號(hào)記錄表面是由玻璃襯底20表面復(fù)制成的，就能夠使制成的光盤具有極光滑的信號(hào)記錄表面。所以，本發(fā)明的方法可以做成這樣的光盤1，信號(hào)記錄表面的粗糙度帶來(lái)較小的噪聲，具有高的CN比。
順便說(shuō)一下，在上述形成玻璃原盤的步驟S1中的一些情況中，某些記錄軌道間距可能不同于預(yù)定的記錄軌道間距。然而，即使發(fā)生了這種不均勻的記錄軌道間距，第一激光束L1能夠以預(yù)定的寬度照射，所以，本發(fā)明的方法可以保持信號(hào)記錄表面預(yù)定的寬度。
與此相反，若玻璃原盤50的光刻膠層21上未曝光區(qū)域是作為光盤上的信號(hào)記錄區(qū)域，則未曝光區(qū)域的寬度規(guī)定了信號(hào)記錄表面的寬度。在此情況下，未曝光區(qū)域的寬度是從記錄軌道寬度減去未曝光區(qū)域?qū)挾?，所以，任何不均勻的記錄軌道間隔，若有的話，就會(huì)使信號(hào)記錄區(qū)域有不均勻的寬度。因此，信號(hào)不能從如此制造的光盤信號(hào)記錄表面穩(wěn)定地讀出。
按照本發(fā)明的方法提供了能夠穩(wěn)定地讀出信號(hào)的光盤1，因?yàn)樾盘?hào)記錄表面寬度不會(huì)變化。
按照本發(fā)明制造光記錄介質(zhì)的方法不局限這樣一種方法，其中復(fù)制原盤模形成的母模用于注模樹脂以制成樹脂襯底，如以上已描述的，就是說(shuō)，本發(fā)明的光記錄介質(zhì)制造方法可以利用反復(fù)地復(fù)制原盤模52奇數(shù)次的模具，提供一個(gè)用于光盤注模的母模。
在此情況下，母模55具有的凹坑和凸塊圖形與玻璃原盤50主表面上形成的圖形相同。如上所述，這個(gè)母?？梢杂糜谧⒛Ｒ灾瞥晒獗P襯底2。幾個(gè)實(shí)施例實(shí)際制成的光盤作為上述本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)它們的特性給以評(píng)估。為了與本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行比較，也制作了普通類型光盤。實(shí)施例1表1所示的襯底用于制成實(shí)施例1的光盤。
表1
記錄層和鋁反射層形成在襯底的一個(gè)主表面上，在此主表面上有凹痕和溝槽，透光層形成在記錄層上。實(shí)施例2采用所謂的2P(光聚合作用)方法模制一層紫外固化樹脂到玻璃襯底上以制成光盤襯底。這個(gè)實(shí)施例的其他方面類似于實(shí)施例1,2P方法是這樣的，玻璃襯底一個(gè)主表面與母模之間填充紫外固化樹脂，在加壓的同時(shí)曝光在紫外線下，使樹脂固化。采用這個(gè)2P方法，形成在母模上的凹坑和凸塊圖形一般能夠完全地復(fù)制到光盤襯底上。比較例1利用普通光盤制造方法制成玻璃襯底，在采用這種方法制備的原盤模用于形成襯底的條件下，光盤1的制造方法與實(shí)施例1相同。在這個(gè)例子中，對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕的樹脂部分曝光在單個(gè)激光束下，形成玻璃原盤上的凹坑。所以，對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕的原盤模部分是微小凹坑。比較例2利用普通光盤制造方法制成的玻璃襯底，在采用這種方法制備的原盤模用于形成襯底的條件下，光盤1的制作方法與實(shí)施例1相同。在這個(gè)例子中，對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕的樹脂部分曝光在單個(gè)激光束下，形成玻璃原盤上的凹坑。所以，對(duì)應(yīng)于光盤上凹痕的原盤模部分是微小凹坑。
光盤特性的評(píng)價(jià)通過(guò)測(cè)量襯底中形成的凹痕深度，評(píng)價(jià)上述實(shí)施例1和2以及比較例1和2的凹痕串復(fù)制精度。通過(guò)測(cè)量光盤的抖動(dòng)，評(píng)價(jià)它們的寫入/讀出特性。
為了進(jìn)行這些評(píng)價(jià)，在表2所示條件下，對(duì)每個(gè)光盤進(jìn)行寫入和讀出。
表2
測(cè)出的光盤抖動(dòng)在表3中列出。注意，抖動(dòng)測(cè)量是在非散焦和無(wú)襯底彎曲條件下進(jìn)行的。抖動(dòng)是轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的位置誤差。抖動(dòng)越小，信號(hào)質(zhì)量就越好。
表3
從表3中看出，從比較例2中不能得到足夠的讀出信號(hào)。這是因?yàn)闃渲荒芴畛涞侥改Ｉ系奈⑿“伎又?，?fù)制質(zhì)量很差。在這個(gè)光盤中測(cè)得的凹痕深度只有20nm左右。
實(shí)施例1和實(shí)施例2測(cè)得的抖動(dòng)大致與比較例1相同，說(shuō)明它們都能提供足夠強(qiáng)度的讀出信號(hào)。此外，這些凹痕深度約為100nm。表3還說(shuō)明，由注模方法制成的實(shí)施例1與由2P方法制成的實(shí)施例2之間在抖動(dòng)方面沒(méi)有什么差別，其中2P方法可以大致完全地復(fù)制凹坑和凸塊圖形。這說(shuō)明，利用本發(fā)明方法制成的母模，用注模方法也能非常精確地復(fù)制凹坑和凸塊圖形。
如上所述，按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)有凹坑其深度與凸塊主表面有相同的高度。當(dāng)凹坑與凸塊一起形成時(shí)，可以高精度形成凹坑。
按照本發(fā)明的光記錄介質(zhì)制造方法利用母模形成樹脂襯底，而母模是反復(fù)地復(fù)制原盤模奇數(shù)次形成的。母模上的凸塊來(lái)自原盤模上形成的凹坑。因此，在這個(gè)方法中，玻璃原盤上一串微小凹坑是母模上一串微小凸塊。所以，按照本發(fā)明的方法可以把玻璃原盤上一串凹坑以高復(fù)制精度模制成有一串微小凹坑的樹脂襯底。
權(quán)利要求
1．一種光記錄介質(zhì)，包括襯底和襯底上至少一個(gè)透光層，預(yù)定波長(zhǎng)的光從透光層上方并通過(guò)透光層照射到襯底上，用于寫入和/或讀出信號(hào)；襯底上有凸塊和凹坑，凸塊是從透光層看過(guò)去是凸的，凹坑與凸塊方向一致，其深度與凸塊的主表面有相同的高度。
2．按照權(quán)利要求1的光記錄介質(zhì)，還包括形成在襯底上的反射層；和形成在反射層上的記錄層；用作可記錄區(qū)域的凸塊上的記錄層。
3．按照權(quán)利要求2的光記錄介質(zhì)，其中記錄層是相變記錄層，磁光記錄層和有機(jī)染料型記錄層中任意一種。
4．一種制造光記錄介質(zhì)的方法，包括的步驟有在襯底上形成光刻膠層；對(duì)襯底上光刻膠層預(yù)定區(qū)域曝光，在光刻膠層中形成多串凹坑；去除相鄰凹坑串之間的光刻膠層，制成一個(gè)原盤；給原盤鍍以金屬層；分離開金屬鍍層，制成一個(gè)原盤模；反復(fù)地復(fù)制原盤模奇數(shù)次，制成一個(gè)母模；復(fù)制母模，制成樹脂襯底；和在已復(fù)制母模的樹脂襯底表面上至少形成一個(gè)透光層。
5．按照權(quán)利要求4的方法，還包括以下的步驟形成與凹坑串一致的溝槽。
6．按照權(quán)利要求5的方法，其中襯底暴露在溝槽和凹坑的底部。
7．按照權(quán)利要求4的方法，其中光刻膠層是正性光刻膠。
8．按照權(quán)利要求7的方法，還包括以下步驟把光刻膠層曝光在第一光束下形成凹坑；和把光刻膠層曝光在第二光束下去除凹坑串之間的光刻膠層。
9．按照權(quán)利要求8的方法，其中第一光束和第二光束是把單個(gè)光源發(fā)出的光束分束而得到的，這兩個(gè)光束通過(guò)相同的物鏡照射到光刻膠層上。
全文摘要
一種光記錄介質(zhì)及其制造方法，此光記錄介質(zhì)在其上面有高復(fù)制保真度模制成的微小凹坑和凸塊圖形。制造光記錄介質(zhì)的方法包括如下步驟在襯底上形成光刻膠層；對(duì)襯底上光刻膠層的預(yù)定區(qū)域曝光，從而在光刻膠層中形成多串凹坑；去除相鄰凹坑串之間的光刻膠層以制成一個(gè)原盤；給原盤鍍上一層金屬；分離開金屬鍍層以制成一個(gè)原盤模；反復(fù)地復(fù)制原盤模奇數(shù)次以制成一個(gè)母模；復(fù)制母模以制成一個(gè)樹脂襯底；和在復(fù)制母模的樹脂襯底表面上至少形成一個(gè)透光層。
文檔編號(hào)G11B7/24GK1227382SQ9910243
公開日1999年9月1日 申請(qǐng)日期1999年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月27日
發(fā)明者增原慎 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社