专利名称：记录载体和用于写记录载体的方法
技术领域：
本发明涉及用于创建多层ROM光学介质的记录载体，其中所述记录载体包括第一记录层和至少第二记录层。此外，本发明还涉及用于写记录载体以创建多层ROM光学介质的两种方法，其中该记录载体包括第一记录层和至少第二记录层。
背景技术：
光学数据存储器中的重要趋势是力争更高的数据容量。从单层CD(650MB)到DVD(4，7GB)以及最近引入的蓝光盘(Blu-ray Disc)(BD，25GB)，数据容量已不断增加。通过引入双层数据存储媒体而得到容量的翻倍，并且期望在单个记录载体内更多的数据存储层。其他的增加数据容量的方法也被预见，类似于磁-光记录和读出以及近场记录。同样，改进的信号处理例如维特比(Viterbi)检测也是进一步增加数据存储媒体的数据容量的方式。在盘平面中的二维数据存储是一种增加容量的新颖方式。二维数据存储的期望数据容量被估计为至少2倍。已知的二维数据存储基于两个基本反射层(level)凹坑(被写)和脊面(land)(未写)区域。二维数据模式的检测是基于在扫描中央轨道时从临近轨道获得的额外信息。该二维存储概念主要用于ROM存储媒体，但是一次写入以及可重写存储媒体和相应的记录方法也是已知的并被公开。
图6a显示了根据现有技术的二维数据模式30’的例子。除了基体层(matrix level)24’(背景材料)，还确实只存在具有不同于基体层的反射层的凹坑26’。反射层的差异是例如由于读出激光点(已知的相位调制)的建设性和破化性干扰而引起的，但是凹坑也可以具有不同于周围基体材料所具有的绝对反射层。可通过注射模塑法或其他的来自所谓压模的复制技术来复制图6a中所示的ROM媒体。压模通常是具有代表ROM数据的突出块(凸起)的镍衬底。通过利用所谓的传统激光束记录器(LBR)系统进行原版制作(master)来制造压模。使用LBR来照射被旋转涂覆(spincoat)在玻璃衬底顶部上的具有特定厚度的光敏聚合物层。具有光致抗蚀剂(光阻材料)层以及可选地具有其他层以改进激光吸收的玻璃衬底被称为主衬底(master substrate)。在聚焦的激光点被缓慢拉到主衬底上面的同时，旋转主衬底。以这样的方式，获得被照射点的螺旋环或同心环。如果在数据记录期间激光脉冲图形和主衬底的旋转同步，则写在中央轨道内的数据和相邻轨道内的数据同步，获得同步的二维数据模式。通过蚀刻以化学方式去除被暴露/被照射的区域，使得物理凹坑26’保留在保护层中。所获得的浮雕状结构具有被喷溅沉积的金属(优选地，镍)层。通过电化学电镀，使这个Ni(镍)层长成为厚的易管理衬底。该镍衬底与主衬底隔开，以便利用压模结束。该压模随后被用于复制光存储媒体。制作多层ROM媒体的一种可能性是利用写脉冲的功率调制。高功率写脉冲被用于写宽的和深的具有低反射作用的凹坑，而具有较低写功率的脉冲用于具有适度反射的浅凹坑。此种功率调制概念的最大缺点是对于系统噪声的敏感性。为了在光致抗蚀剂层中准确地写数据，通常使用整个深度。层厚度当作定形凹坑的自然边界，并导致可复制凹坑。在深的保护层中以不同功率电平写已证明是非常困难的，并且对于写功率变化等也是非常敏感的。
本发明的目的是进一步研制上述类型的记录载体和方法，以致于可以准确地制造具有基本多于两个的反射层的ROM媒体，从而进一步增加记录载体的数据容量。
发明内容
利用独立权利要求的特征来实现这个目的。在从属权利要求中概述本发明的进一步发展和优选实施例。
根据本发明的第一方面，用于创建多层ROM的记录载体包括第一记录层和至少第二记录层，其特征在于，在所述第一记录层和所述第二记录层之间，提供导致离散凹坑深度的物理屏障(barrier)。可利用常轨的激光束记录器(LBR)来原版制作这样的记录载体，并且这样的记录载体用于单维和二维数据存储概念。记录层优选地利用光阻材料制成。本发明提供高数据容量ROM盘，其例如特别有益于小的形状因素光盘(便携式蓝盘)。例如，可设想从3厘米盘上1GB开始的地图，通过添加第二层达到2GB，并通过组合双层存储器与二维存储器而达到4，5GB。注意，本发明并不限于仅使用两个记录层来创建两种不同的反射层，并且也包含具有两个以上的记录层用于提供对应数目的不同反射层的记录载体。此外，数据的安排不限于数据轨道的螺旋形或同心安排。其它类型的数据模式也是有可能的，例如矩形或方形网格或三角形网格。
根据本发明的记录载体的第一通用实施例，所述物理屏障包括利用预定击穿机制特别地利用光化学反应或热效应击穿的接口层。应当清楚，在提供多于两个的记录层的情形中，优选地在所有相邻的记录层之间安排合适的接口层。在击穿机制是热效应的情形中，记录载体的光学特性例如由于融化、热降解或其他的热变机制而改变。
第一实施例的进一步发展是所述接口层可利用一定数量的光子漂白，其中被漂白的材料可溶于在所述光化学反应中使用的显影剂。
根据第一实施例的另一进一步发展，所述接口层是抑制层，其在用于原版制作的激光的预定激光功率之上变得敏感。例如，第一光致抗蚀剂层可利用预显影被旋转涂覆、烘烤和处理。然后，第二光致抗蚀剂层被旋转涂覆和烘烤。抑制层最初是第一光致抗蚀剂层的一部分，但由于在预显影期间利用显影液的处理而获得了不同的化学(和光学)特性。
关于根据本发明的记录载体的第一实施例，所述接口层优选地利用从下面组中选出的材料制作PMMA，氮化硅，氮化铝。
根据本发明的记录载体的第二通用实施例，形成所述物理屏障，使得所述第一记录层和所述第二记录层利用本质不同的材料制成。在这种情况中，不同的记录层例如在彼此的顶部被旋转涂覆或被沉积。
根据本发明的记录载体的第二通用实施例的进一步发展，所述第一记录层和所述第二记录层包括不同的光敏化合物。
此外，有可能所述第一记录层和所述第二记录层包括不同的合成物。
附加地或可选地，关于第二通用实施例，有可能所述第一记录层和所述第二记录层相对于激光(UV)照射具有不同的灵敏度。例如，有可能旋转涂覆具有较低灵敏度的光致抗蚀剂到衬底上，以形成第二记录层，并随后旋转涂覆具有较高灵敏度的光致抗蚀剂到第二记录层上，以形成第一记录层，其中在这种情况中，仅在高的激光功率电平上到达第二记录层。
另一种可能性是所述第一记录层和所述第二记录层相对于光化学显影包括不同的灵敏度。
关于根据本发明的记录载体的第二通用实施例，所述第一记录层和所述第二记录层相对于不同的腐蚀剂包括不同的灵敏度，这也有可能的。例如，第一记录层可利用光致抗蚀剂形成，而第二记录层可利用玻璃衬底形成。
虽然本发明并不限于此，但是优选地，根据本发明的记录载体适用于二维数据记录。
在这方面，有可能记录载体包括二维数据模式，具有不同于基体层的至少两个反射层。虽然利用这种方案实现了非常高的数据密度，但是再次指出，本发明还能和通用光记录媒体诸如DVD和BD类型媒体一起使用。
根据本发明的第二方面，利用在开头所述类型的方法实现上述目的，该方法包括以下步骤-提供具有物理屏障的记录载体，其中该物理屏障导致所述第一记录层和所述第二记录层之间的离散凹坑深度；和-利用调制激光束在所述记录载体上写多个凹坑，其中-为了写具有第一深度的凹坑，选择所述调制激光束的功率，以使所述第一记录层被穿透，而不击穿所述物理屏障；以及-为了写具有大于所述第一深度的第二深度的凹坑，选择所述调制激光束的功率，以使所述第一记录层被穿透，所述物理屏障被击穿，并且所述第二记录层被穿透。
利用这种解决方案，也可以生成包括离散凹坑深度并因此包括改进特性的ROM模式。对于本领域普通技术人员来说清楚的是在这种情况中，也可以提供多于两个的记录层，其中必须选择相应数量的合适的物理屏障以及激光功率电平。
通过根据第二方面的方法的优选实施例，所述物理屏障包括接口层。在这种情况中，该方法可以有利地与根据本发明的记录载体的第一通用实施例相结合使用。
根据本发明的第三方面，上述目的利用一种用于写记录载体以创建在开头所提及类型的多层ROM的方法来实现，该方法包括以下步骤-提供具有物理屏障的记录载体，其中该物理屏障导致在所述第一记录层和所述第二记录层之间的离散凹坑深度；以及-利用调制激光束来原版制作所述记录载体，以致于对于待创建的具有第一深度的凹坑，所述调制激光束具有相对低的强度，以及对于待创建的具有比所述第一深度大的第二深度的凹坑，所述调制激光束具有相对高的强度，其中选择所述相对高的强度，以使所述第一记录层被完全穿透；-显影所述第一记录层，以去除被原版制作的区域，其中所述第二记录层被暴露在将形成具有第二深度的凹坑的位置上；-执行第一蚀刻步骤，以便在所述暴露的位置上去除至少一部分所述第二记录层；和-执行第二蚀刻步骤，以便在将形成具有所述第一深度的凹坑的位置上去除至少一部分所述第一记录层。
利用该方案，还有可能创建具有精确的离散凹坑深度的凹坑图形。不限于此，根据本发明的第二方法可以有利地和根据本发明的记录载体的第二通用实施例结合使用。
为了执行该方法，第一记录层例如可以是光致抗蚀剂，其被旋转涂覆在形成第二记录层的玻璃衬底上。蚀刻步骤优选地包括电抗铁蚀刻(RIE)，其中在第一蚀刻步骤中例如可以使用CF4，而在第二蚀刻步骤中例如可以使用O2。
本发明的这些和其他方面从下面所述的实施例中将是清楚的并将参考这些实施例进行阐述。
图1是显示根据本发明的方法的第一实施例的流程图；图2以截面图示意地显示了根据本发明的记录载体的第一通用实施例，并且它还显示了两种不同的激光功率电平的应用；图3以截面图显示了在显影之后的图2的记录载体；图4是显示根据本发明的方法的第二实施例的流程图；图5在不同状态中以截面图显示了在执行图4的方法时根据第二通用实施例的记录载体；
图6a显示了根据现有技术的二维数据模式；和图6b显示了在根据本发明的记录载体上提供的具有不同于基体层的两种反射层的二维数据模式。
具体实施例方式
图1所示的方法开始于步骤S1。在步骤S2，提供具有至少第一记录层、第二记录层以及导致所述第一记录层和所述第二记录层之间的离散凹坑深度的物理屏障的记录载体。在步骤S3，确定是否要写具有大于第一深度的第二深度的凹坑。如果不是这种情况，在步骤S4，写具有第一深度的凹坑，其中选择用于写的调制激光束的功率，以使第一记录层被穿透而不击穿物理屏障。如果在步骤S3确定将写具有大于第一深度的第二深度的凹坑，则该方法进行到步骤S5。在步骤S5，写具有第二深度的凹坑，其中选择用于写的调制激光束的功率，以使第一记录层被穿透，物理屏障被击穿，并且第二记录层被穿透。在步骤S4或S5之后，在步骤S6确定是否写了所有的凹坑。如果不是这种情况，则该方法再次进行到步骤S3。如果写了所有的凹坑，则在步骤S7显影该记录载体，并且该方法在步骤S8结束。
图2显示了根据上述的第一通用实施例的记录载体。该记录载体10包括衬底8，其中第二光致抗蚀剂记录层14在该衬底上被旋转涂覆。形成物理屏障16的接口层22被提供在第二记录层14和第一记录层12之间，它也是由光致抗蚀剂形成的。为了利用记录载体10执行图1所示的方法，使用不同的激光功率电平P。为了在位置X1上准备具有第一深度的凹坑，激光功率被调节到功率电平P1。选择功率电平P1，以使第一记录层12被穿透，而不击穿接口层22。为了在位置X2准备具有大于第一深度的第二深度的凹坑，激光功率被调节到值P2，选择P2，以使第一记录层12被穿透，接口层22被击穿，这是因为功率电平P2高于阈值PT，并且第二记录层14被穿透。通过酸的化学链过程，采用光子导致形成。
图3显示了在显影之后图2的记录载体10。为了显影，利用显影液(KOH，NaOH，或其他的碱性液体)冲洗记录载体10，这导致酸分子溶解，留下记录层内的物理孔。得到的记录载体10包括离散的凹坑深度18，20。
图4是显示根据本发明的方法的第二实施例的流程图，同时图5显示了在利用图4的方法进行处理期间根据本发明的记录载体。
图4所示的方法开始于步骤S1。在步骤S2，提供具有至少第一记录层、第二记录层以及导致所述第一记录层和所述第二记录层之间的离散凹坑深度的物理屏障的记录载体。此种记录载体110的一个例子显示在图5a中。在这种情况中，利用第一记录层112和第二记录层114的本质不同的记录材料来提供记录载体110的物理屏障116。在本例中，第一记录层112是光致抗蚀剂层，它被旋转涂覆在形成第二记录层的玻璃衬底114上。
在图4所示的流程图的步骤S3，用调制激光束原版制作记录载体110。执行该原版制作，从而对于待创建的具有第一深度118的凹坑(图5e)，调制激光束具有相对低的强度。对于待创建的具有大于所述第一深度118的第二深度120的凹坑(图5e)，调制激光束具有相对高的强度。选择相对高的强度，从而第一记录层112被完全穿透，如图5b的区域126所示。调制激光束的相对低的强度仅仅穿透第一记录层112的一半，如图5b的区域124所示。
在图4的步骤S4，第一记录层112被显影，以去除原版制作的区域124，126。借此，第二记录层114被暴露在将形成具有第二深度120的凹坑的位置132上。显影步骤的结果显示在图5c中。深的V-型凹槽/凹坑130在将形成具有第二深度120的凹坑(图5e)的位置上暴露第二记录层114的位置132。具有较浅深度的V-型凹槽/凹坑128在将形成具有第一深度118的位置上(图5e)被形成。
在图4的步骤S5，执行第一蚀刻步骤，以便在暴露的位置132上去除至少第二记录层114的一部分。用于第一蚀刻步骤的适当的腐蚀剂例如是CF4。第一蚀刻步骤的结果显示在图5d中，其中第二记录层114的去除部分被显示在134。注意，选择第一蚀刻步骤中使用的腐蚀剂，以便仅去除第二记录层114的材料，而第一记录层112实际上保持不变。
在图4的步骤S6，执行第二蚀刻步骤，以便在将形成具有第一深度118(图5e)的位置处去除至少所述第一记录层112的一部分。用于第二蚀刻步骤的适当的腐蚀剂例如是O2。选择用于第二蚀刻步骤中的腐蚀剂，以便仅去除第一记录层112的材料，而第二记录层114实质上保持不变。在所示的例子中，不仅在将形成具有第一深度118的位置处去除第一记录层112，还统一地去除大约第一记录层112的一半，以致于第二记录层114的表面被暴露在创建具有第一深度118的位置处，如图5e所示。这个图5e显示了根据本发明的方法的第二实施例的末尾(图4的步骤S7)的记录载体110。这对于本领域的普通技术人员是清楚的，通过适当地控制电抗铁蚀刻过程，可以限定凹坑的第一和第二深度118，120。
图6a显示了根据现有技术的二维数据模式30’的例子。这个数据模式包括蜂房式结构，其中凹坑26’具有不同于基体层24’的反射层。
可以根据本发明创建的二维数据模式30显示在图6b中。黑色凹坑28深于灰色凹坑26，而灰色凹坑26又深于基体层24。由此，该数据模式包括两种不同于基体层的反射层。
最后，注意，也可以采用在上面未描述的等同物和修改，而不背离本发明的范围，其中本发明的范围被定义在所附的权利要求中。
权利要求
1.一种用于创建多层ROM光学介质的记录载体(10；110)，所述记录载体包括第一记录层(12；112)和至少第二记录层(14；114)，其特征在于，在所述第一记录层(12；112)和所述第二记录层(14；114)之间，提供导致离散凹坑深度(18，20；118，120)的物理屏障(16；116)。
2.根据权利要求1的记录载体(10)，其特征在于，所述物理屏障(16)包括接口层(22)，其利用预定击穿机制特别地利用光化学反应或热效应来击穿。
3.根据权利要求2的记录载体(10)，其特征在于，所述接口层(22)可利用一定数量的光子漂白，其中被漂白的材料可溶于在所述光化学反应中使用的显影剂。
4.根据权利要求2的记录载体(10)，其特征在于，所述接口层(22)是抑制层，其在用于原版制作的激光的预定激光功率之上变得敏感。
5.根据权利要求2的记录载体(10)，其特征在于，所述接口层(22)利用从下面的组中选择的材料制造PMMA，氮化硅，氮化铝。
6.根据权利要求1的记录载体(110)，其特征在于，所述物理屏障(116)被形成，以致所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)利用本质不同的材料制造。
7.根据权利要求6的记录载体(110)，其特征在于，所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)包括不同的光敏化合物。
8.根据权利要求6的记录载体(110)，其特征在于，所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)包括不同的合成物。
9.根据权利要求6的记录载体(110)，其特征在于，所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)相对于激光(UV)照射包括不同的灵敏度。
10.根据权利要求6的记录载体(110)，其特征在于，所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)相对于光化学显影包括不同的灵敏度。
11.根据权利要求6的记录载体(110)，其特征在于，所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)相对于不同的腐蚀剂包括不同的灵敏度。
12.根据权利要求1的记录载体(10；110)，其特征在于，它适用于二维数据记录。
13.根据权利要求12的记录载体(10；110)，其特征在于，它包括二维数据模式，具有至少两个不同于基体层的反射层。
14.一种用于写记录载体以创建多层ROM光学介质的方法，所述记录载体(10)包括第一记录层(12)和至少第二记录层(14)，其特征在于以下的步骤-提供具有物理屏障(16)的记录载体，其中该物理屏障导致所述第一记录层(12)和所述第二记录层(14)之间的离散凹坑深度(18，20)；以及-利用调制激光束，在所述记录载体上写多个凹坑，其中-为了写具有第一深度(18)的凹坑，选择所述调制激光束的功率，使得所述第一记录层(12)被穿透而不击穿所述物理屏障(16)；和--为了写具有大于所述第一深度(18)的第二深度(20)的凹坑，选择所述调制激光束的功率，使得所述第一记录层(12)被穿透，所述物理屏障(16)被击穿，并且所述第二记录层(14)被穿透。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，所述物理屏障(16)包括接口层(22)。
16.一种用于写记录载体(110)以创建多层ROM光学介质的方法，所述记录载体(110)包括第一记录层(112)和至少第二记录层(114)，其特征在于以下的步骤-提供具有物理屏障(116)的记录载体(110)，其中该物理屏障导致所述第一记录层(112)和所述第二记录层(114)之间的离散凹坑深度(118，120)；以及-利用调制激光束，原版制作所述记录载体(110)，从而对于待创建的具有第一深度(118)的凹坑，所述调制激光束具有相对低的强度，而对于待创建的具有比所述第一深度(118)大的第二深度(120)的凹坑，所述调制激光束具有相对高的强度，其中选择所述相对高的强度，以使所述第一记录层(112)被完全穿透；-显影所述第一记录层(112)，以去除被原版制作的区域，其中所述第二记录层(114)被暴露在将形成具有第二深度(120)的凹坑的位置(124)上；-执行第一蚀刻步骤，以便在所述暴露的位置(124)上去除至少一部分所述第二记录层(118)；以及-执行第二蚀刻步骤，以便在将形成具有所述第一深度(118)的凹坑的位置上去除至少一部分所述第一记录层(112)。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于，所述第一记录层(112)是光致抗蚀剂，以及所述第二记录层(114)是玻璃衬底。
全文摘要
本发明涉及一种用于创建多层ROM光学介质的记录载体(10)，其中该记录载体(10)包括第一记录层(12)和至少第二记录层(14)。根据本发明，在所述第一记录层(12)和所述第二记录层(14)之间，提供导致离散凹坑深度的物理屏障(16)。此外，本发明涉及用于写记录载体以创建多层ROM光学介质的两种方法。
文档编号G11B7/257GK1977318SQ200580021816
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月21日 优先权日2004年6月28日
发明者E·R·梅恩德斯, E·罗登伯格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司