专利名称：从一张母盘制作多张数据存储盘压模的方法
技术领域：
本发明总体上涉及数据存储盘的制造领域，尤其涉及从一张母盘制作多张数据存储光盘压模，同时保持盘中的数据记录道的完整性的方法。
背景技术：
作为大容量信息的存储、传播和检索的手段，数据存储光盘已获得了广泛的认同。这些盘当中装有音频和视频节目素材以及计算机程序和数据。数据光盘的格式包括音频CD(光盘，compact disc)、CD-R(可录光盘，CD-recordable)、CD-ROM(只读光盘存储器)、DVD(通用数字盘或者数字化视盘)媒介、DVD-RAM(随机存取存储器)，以及各种类型的可擦写媒介，比如磁光(MO，magneto-optical)盘以及相变光盘(phase change optical disks)。
光盘(比如CD-ROM)一般是用下述方法制造的制作(例如激光刻录)一张母盘，母盘上具有形成在母盘基准面(reference surface)中或基准面上的表示数据的物理凹凸特征(physical features)；然后用母盘制作压模，再将压模用在注模工艺(injection molding process)中批量生产拷贝盘，每个拷贝盘中都含有录在母盘中的数据和跟踪信息。
例如，在CD-ROM的注模工艺中，通过形成压刻在较高反射率的“平台”平面上的低反射率的“凹点”，压模数据被模压到每个盘片基底上。一般，盘片的信息面随后被镀上一个反射层，比如薄铝层。在CD的情况下，还加上一个蜡克漆保护层。光盘上的数据记录道可以设计为起始于盘中央终止于盘外沿的螺旋记录道，或者是起始于盘外沿终止于盘中央的螺旋记录道。数据也可以记录在从盘中央向外径向相隔一定距离的一系列同心记录道中。
用同一个压模可以制造若干千(例如50000)拷贝盘基底。由于模压工艺中的压力和温度的变化，压模会被损伤和磨损。对于大多数数据存储光盘产品来说，第一代压模是用电铸(electroforming)方法或者电镀(electroplating)刻录好的母盘来制造的。这种方法对于刻录好的母盘有破坏性，导致每张刻录好的母盘只能制作一个压模。由于制作刻录好的母盘的成本很大，所述方法的产出和压模的寿命就影响了数据存储光盘最终成本的相当大的部分。
在降低制造成本提高效率的努力中，已经开发出了从一张母盘制作多张压模的方法。从一张母盘制作压模的传统方法的一种是金字塔式系列法。这种方法是这样的从母盘制作一个“父”压模或者说第一代压模；然后用该父压模制作一个“母”压模或者说第二代压模；可以用所述母压模重复同样的过程而获得“子”压模或者说第三代压模。
电铸多世代压模的方法有一些已知的缺点。传统的方法对母盘具有破坏性。在每一世代(父、母、子)，都需要进行表面处理以实现分离，这导致模压的拷贝盘中的信息的背景噪声增加而信号质量下降。在凹点容积与表面积之比较小的情况下，已知的传统方法也不能很好地适应光盘格式。在成型过程完成之后，当将父压模与母压模(或者将母压模与子压模)分开时，其中的数据记录道可能受到破坏。
发明方案概述在一种实施例中，本发明提供了用在数据存储盘模压工艺中的压模的一种制作方法。该方法包括第一压模的制作。这包括下列步骤提供一个带有信息层的压模体，用一个第一金属层将该信息层盖住。然后从所述第一压模制得第二压模为形成压模组件件，以第二金属层盖住所述第一金属层，将所述第一金属层和第二金属层粘合起来，然后从形成的压模组件除下所述第一金属层和第二金属层，形成第二压模。从所述压模组件除下所述第一和第二金属层对于信息层没有破坏性。
所述第一和第二金属层是由同样的金属组成的。在一种优选实施例中，所述第一和第二金属层是镍组成的。用第一金属层覆盖所述信息层的步骤包括将一个相对较薄的镍层镀到所述信息层上。该信息层是由光聚合物组成的。用所述第二金属层覆盖所述第一金属层的步骤包括将第二金属层电镀到所述第一金属层上。
在一种应用中，所述第一压模是第一代压模，所述第二压模是第二代压模。在另一种应用中，所述第一压模是第二代压模，而所述第二压模是第三代压模。
在另一种实施例中，本发明提供了一种方法，可以用第二代工艺从一张刻录好的母盘制作多张光盘压模。该方法包括提供一张刻录好的母盘；用光化学聚合工艺从该母盘制得第一代压模；用电镀工艺从第一代压模制得第二代压模，其中，所述第一代压模的一部分成为第二代压模的一部分。
在第三种实施例中，本发明提供了一种方法，可以从一张刻录好的母盘制作多张光盘压模。该方法包括刻录母盘；用光化学聚合工艺从该母盘制得第一代压模，所述光化学聚合工艺包括形成一个其上具有光聚合物信息层的第一压模体；将所述信息层镀上一个第一金属层；从所述第一代压模制得第二代压模，包括在所述第一金属层上镀上一个第二金属层，形成一个压模组件；将所述第一和第二金属层从所述压模组件分离开，从而形成第二代压模，其中，从压模组件分离第一和第二金属层对于所述信息层没有破坏性。在一种优选的实施例中，所述第一和第二金属层是同一种金属组成的，更好地，所述第一和第二金属层由镍组成。在第一金属层上镀第二金属层的步骤包括在第一金属层上电镀第二金属层的步骤。
刻录母盘的步骤还可以包括提供一个玻璃基底，后者具有一个通过一粘合层粘在上面的光致抗蚀剂层；通过用激光束将所述光致抗蚀剂层曝光而在母盘上录制成一个信息层，这包括将所述光致抗蚀剂层的一部分一直曝光到所述粘合层，以形成母盘凹点。
从母盘制作第一代压模的步骤还可以包括向母盘上的信息层上溅镀镍层。利用液滴滚压法(rolling bead process)在所述镍层和第一结构层之间形成一个光聚合物层。用一个紫外光源使该光聚合物层硬化。然后将所述光聚合物层和第一结构层都与所述镍层分离，其中，所述分离对于母盘没有破坏性。然后将一个第二结构层粘到所述第一结构层上，粘合用的光聚合物用紫外光源进行硬化。在一种优选的应用中，所述第一结构层由聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)组成，所述第二结构层由玻璃制成。第二结构层用液滴滚压法粘合到第一结构层上。
在第四种实施例中，本发明提供了一种方法，用第三代工艺从一张刻录好的母盘制作多张光盘压模。该方法包括刻录母盘；用电镀工艺从该母盘制得第一代压模；用光化学聚合工艺从第一代压模制得第二代压模；用电镀工艺从第二代压模制得第三代压模。
所述第一代压模包括一个信息表面，从第一代压模制得第二代压模的步骤还包括用液滴滚压法在第一代压模和第一结构层之间形成一个光聚合物层。该光聚合物层用紫外光源加以硬化。然后将所述镍组成的第一代压模与所述光聚合物层分离。再在所述信息表面上镀上一薄片镍。在一种应用中，所述第一结构层是玻璃的。
从第二代压模制得第三代压模的步骤可以包括将所述光聚合物层镀上一个第一金属层。再在该第一金属层上镀一个第二金属层，形成压模组件。将所述第一金属层与所述光聚合物层分离，形成第三代压模，其中，第一和第二金属层与所述压模组件的分离对于第二代压模没有破坏性。在一种优选的应用中，所述第一和第二金属层是由同一种金属镍组成的。在所述第一金属层上镀第二金属层的步骤包括向所述第一金属层电镀第二金属层的步骤。
图面的简要说明通过结合附图阅读下文的详细说明可更好地理解本发明，从而使本发明的其它实现方式以及本发明的许多附带的优点都变得更易理解。附图中相同的标记代表相同的部分。这些附图中
图1的框图是本发明的从一张母盘制作多张光盘压模的方法的一个详细说明本发明提供了一种从一张母盘制作多张压模的方法。在此所说明的工艺技术可用来制作第一代、第二代或者第三代压模。该方法包括一种光化学聚合步骤，后者对刻录好的母盘、第一代压模或者第二代压模都没有破坏性。这使得可以制作许多代压模，同时保持从前一代盘片转到下一代盘片的信息的完整性。在一种优选的实施例中，第一代压模的形成信息层的部分被转移到第二代压模上，成为第二代压模的一部分，而不改变该信息层的完整性。
图1的框图说明了本发明中从一张母盘制作多张压模的方法30。在所示的实施例中，制作压模的方法30是制作第二代压模以用在数据存储光盘基底的模压工艺中。该方法30开始是提供一张刻录好的母盘32。然后用光化学聚合工艺从该刻录好的母盘制得第一代压模，如34所示，这种方法对刻录好的母盘没有破坏性，可允许从一张刻录好的母盘制得许多第一代压模。然后从第一代压模制得第二代压模，如36所示。
在一种实施例中，所述刻录好的母盘包括一个信息层，后者中用激光写入(即记录)技术刻有数据。用光化学聚合工艺从该刻录好的母盘制得第一代压模。所述光化学聚合工艺对于刻录好的母盘没有破坏性，仍然保持从刻录好的母盘转到第一代压模上的信息层的完整性。从所述第一代压模制得第二代压模。在一种优选实施例中，所述第一代压模的构成所述信息层的部分被转到所述第二代压模上，并成为第二代压模的一部分。所述第二代压模是用电铸(即电镀)工艺从第一代压模制得的。
图2示出了从第一代压模、第二代压模或者第三代压模模压而得的光盘基底(即拷贝盘)上的“槽纹”取向。该示意图中是放大的局部剖面图，分别图解了母盘36、第一代压模38、第二代压模40、第三代压模42、盘片基底1、盘片基底2、盘片基底3的信息层的取向。信息以数据记录道(即一系列槽区和平台区)的形式记录在母盘36上，数据记录道的取向取决于拷贝盘基底是从第一、第二还是第三代压模模压而来的。
具体来说，母盘36包括具有母平台46和母槽48的母盘信息层44。第一代压模38的第一代压模信息层50具有第一代压模平台52和第一代压模槽54。第二代压模40的第二代压模信息层56具有第二代压模平台58和第二代压模槽60。第三代压模42的第三代压模信息层62具有第三代压模平台64和第三代压模槽66。类似地，盘片基底1的基底1信息层68具有基底1平台70和基底1槽72；盘片基底2的基底2信息层74具有基底2平台76和基底2槽78；盘片基底3的基底3信息层80具有基底3平台82和基底3槽84。
从第一代压模38模压而得的盘片基底1信息层68的取向对应于母盘信息层44的取向。具体来说，第一代压模38信息层50是母盘信息层44的反转。类似地，盘片基底1信息层68是第一代压模信息层50的反转。
第二代压模40信息层56是第一代压模38信息层50的反转，因此盘片基底2信息层74是第二代压模40信息层56和母盘信息层44的反转。类似地，第三代压模42信息层62是第二代压模40信息层56的反转。因此，盘片基底3信息层80是第三代压模42信息层62的反转，与母盘信息层44的取向相应或者说具有相同的取向。
我们知道，母盘信息层44的取向取决于拷贝盘基底针对其用途所需的取向。例如，对于空气入射媒介(air incident media))来说，模压而得的拷贝盘基底需要具有平坦的平台，而对于透过基底读的盘来说，模压而得的拷贝盘基底需要具有平坦的槽。
现在看图3到图10。这些附图更详细地说明了按照本发明制作压模的方法(示于图1中)的一个实施例。
图3是一个平面图，示出了本发明的一张刻录好的母盘90的一种实施例的整体。该刻录好的母盘90可以类似于用在只读或者可写光盘的模压复制工艺中的刻录好的母盘，所述工艺在本说明书前文已经提到，所述只读或可写光盘例如是CD-ROM、DVD、MO或者相变光盘。该刻录好的母盘90包括一个信息区92和一个穿有孔96的中央部分。在孔96处可以有一个盘心98但不是必须的，或者，所述刻录好的母盘可以根本没有孔。信息区92包括刻录在其中的数据记录道(为一系列槽纹(或者凹点(例如在标题区(header area)))和平台区的形式)。
图4的局部剖面图示出的是刻录好的母盘90的一种实施例。刻录好的母盘90包括一个通过粘合层104与信息层102粘在一起的支承基底100。刻录好的母盘90还可以包括一个位于信息层102之上的反射层106。在一种优选实施例中，支承基底100是由玻璃组成的，约厚5mm。该玻璃基底在一面用光学抛光方法抛光，然后在清洁室中清洗以除下沾染物。然后在该玻璃支承基底100上旋镀一层非常薄的(约10纳米)底漆粘合层104。
信息层102可以通过在粘合层104上旋镀一层光致抗蚀剂而形成。该信息层102的厚度(例如50-200纳米)根据需要随着旋转速度和光致抗蚀剂溶液的不同而变化。由于旋镀是一种有溶剂的方法，可以用预烘干工艺除下母盘90上的溶剂。然后将母盘90置于激光束刻录机上(即激光束曝光台上)，打开激光束，以所需的速度旋转母盘，将信息层(即光致抗蚀剂)102用激光束曝光。激光束的开关变化代表要记录在信息层102的数据记录道中的数据，或者说是为了在盘片基底中形成槽纹。
然后对已曝光的母盘90进行冲洗。在一种优选实施例中，当母盘90旋转时将氢氧化钠和水撒到母盘90上。随着母盘90的旋转，光致抗蚀剂已被激光束曝光的区域被所述溶液侵蚀掉。这样，就在母盘90上刻下了所需的数据图纹结构。
用本发明的压模制作方法，希望从单张刻录好的母盘制作许多压模。因此需要制造高度耐用的刻录好的母盘。为了提高已刻录盘片90的耐用性，在盘片90用激光束刻录机曝光并冲洗后，使盘片90经过一个烘焙过程。在烘焙之前，盘片90上的光致抗蚀剂可以用紫外线照射。对盘片90进行烘焙可加强信息层102中光致抗蚀剂的交联，改善并提高光致抗蚀剂与粘合层104之间的粘合力。所需的温度和烘焙时间取决于制作方法所用光致抗蚀剂的类型(例如将盘片在100E C的温度下烘焙1小时)。我们知道，盘片的过度烘焙易于导致凹点边缘圆滑化的不好情况，或者更坏地导致凹点消失。对刻录好的母盘的烘焙过程可以作些改变，以改善槽和凹点的几何形状，获得理想的光盘产品。
在一种实施例中，对于空气入射光盘基底，希望在充分的曝光时间内改变激光束强度，以便母盘槽或者凹点(也就是断续的槽)由一直被蚀刻到粘合层104的光致抗蚀剂形成，从而形成高分辨率的凹点。尽管在此说明的母盘制作方法使用的是正性光致抗蚀剂工艺，但如本领域技术人员所知的，也可以使用负性光致抗蚀剂工艺。
然后在母盘90上覆盖反射层106。在一种优选实施例中，刻录好的母盘90的信息层102覆盖有一个相对较薄(例如10纳米)的金属层，最好是镍层(我们知道也可以用别的金属，比如铬)。较薄的反射层106至少有两个用途。首先，其为光盘质量和缺陷的光学检查提供高质量的反射表面。其次，其用作保护层，以便从母盘90使用光化学聚合工艺制作母盘90信息层102的多份拷贝(或者第一代压模)时不对刻录好的母盘造成破坏。
图5是压模组件108的一个实施例，该解了从刻录好的母盘90按照本发明利用光化学聚合工艺制作第一代压模的所有步骤。具体来说，压模组件108包括刻录好的母盘90和第一代压模110。第一代压模110包括信息层112和第一支承层114。信息层112位于反射层106和支承层114之间。在一种优选实施例中，第一支承层114由有机玻璃(PMMA)组成，信息层112最好由光聚合物制成。光聚合物信息层112最好用液滴滚压法形成在所述第一支承层114和反射层106之间。
图6的示意解了在反射层106和第一支承层114之间按照本发明用液滴滚压法形成信息层112的一个实施例。在本发明的压模制作方法中，一种较优的液滴滚压法是公开于美国专利第4374077号(Kerfeld)中的方法。
首先，将母盘90放置到液滴滚压设备120上。液滴滚压设备120包括侧壁122，后者穿有孔或者开口124。在开口124中设置有基座126。在一种优选实施例中，基座126是由聚酯材料(例如聚碳酸酯)制成的，或者是玻璃的，对紫外光透明。侧壁122、开口124、基座126形成一个凹座128，后者的直径比母盘90稍大。因此，凹座128能够接纳母盘90，使得母盘90被支承在基座126上。液滴滚压设备120还包括滚压设备130，后者可相对于侧壁122和基座126做越过凹座128的运动。可以选择性地发射紫外光134的紫外光源132可以与透明基座126相邻设置。
工作时，母盘90放置在凹座128中。在母盘90的外沿(以液态形式)撒布一定量的光聚合物136(形成信息层112)。第一支承层114位于光聚合物层136之上。滚压设备130在有向箭头140所指示的第一方向运行，滚压第一支承层114。当滚压设备130从第一侧142和第二侧144之间通过时，在母盘90反射层106上就分布了厚度均匀的信息层光聚合物136，从而在第一支承层114和反射层106之间分布了液态光聚合物136，形成信息层112。
在滚压设备130的工作完成，第一支承层114定位于光聚合物信息层112上之后，操作紫外光源132使光聚合物信息层112硬化。具体来说，由于基座126是透明的，紫外光134穿过基座126、支承基底100、粘合层104、信息层102和反射层106使光聚合物信息层112硬化。该信息层硬化之后，光聚合物信息层112就被稳固地粘合到了第一支承层114上。
然后将光聚合物信息层112和第一支承层114从母盘90上剥离或者说除下。当剥下第一支承层114时，光聚合物信息层112就从反射层106脱下来。该信息层112中具有有数据记录道，其取向与信息层102的取向相反。光聚合物信息层112和支承层114从母盘90的剥离是一种对于母盘90来说没有破坏性的方法。反射层106仍然保留在刻录好的母盘90的信息层102上。现在，母盘90又可以用上述的同样方法重新用于制作许多张第一代压模了。
图7示出了第一代压模110，其具有一个金属层152和覆盖在该金属层上的保护层154。在一种优选实施例中，金属层152是镍组成的，保护层154是一种光聚合物。对于制作第二代压模的电镀工艺来说需要准备第一代压模110。光聚合物信息层112是非常脆的，其中可以含有高容量的数据。如果信息层112与任何东西接触，其中的数据记录道就可能被破坏。例如，与人的头发的接触就可能破坏数据记录道。信息层上的一条划痕就可能使后来模压的盘片无法使用。
在一种应用中，金属层152最好是镍组成的，在所述光聚合物信息层112上溅镀一个30纳米厚的镍层。再次将所述第一代压模组件110放置到液滴滚压设备120中。在金属层152和一个薄片158之间放置一定量的液体光聚合物154。薄片158最好是透明的，使紫外线能够透过。操作所述液滴滚压设备120，在薄片158和金属层152之间分布一层厚度均匀的光聚合物154，形成保护层154。
能发出紫外光134的紫外光源132邻近薄片158放置，激发它用来硬化所述第一代压模组件110上的所述光聚合物154。在光聚合物层154硬化之后，除下薄片158(例如将其从所述第一代压模组件110剥离)。
见图8，在第一代压模组件110上添加一个第二支承层116，以为压模组件110提供额外的支承，为了电镀工艺的目的而维持其平坦度。在一种优选实施例中，第二支承层116有5mm厚，是由玻璃组成的。在玻璃支承基底116上旋镀有一层粘合底漆。利用液滴滚压法120将一个光聚合物粘合层118(例如一个10微米的光聚合物粘合层)均匀地分布到第二支承层116和第一支承层114之间。该光聚合物粘合层118实现第一支承层114和第二支承层116之间的粘合。粘合层118用紫外光源132透过支承层116进行硬化。
将保护层154从第一代压模组件110除下，即可从第一代压模组件110形成一个第二代压模。保护层154是从金属层152上被剥离或者说蜕下的。具体来说，利用液滴滚压设备120，在保护层154上添加一个粘合光聚合物层及支承层(即一个涂了底漆的聚酯薄片)，并加以硬化。然后将该光聚合物支承层和保护层154从压模组件110除下。金属层152仍然结合在第一代压模110信息层112上。保护层154从金属层152的剥离不损伤刻录在金属层152和信息层112中的信息或者说数据记录道。这样，从第一代压模组件110电铸第二代压模的准备工作就完成了。
图9中示出了一个压模组件170，用来图解从第一代压模110形成的第二代压模172。在电铸工艺中，第一压模110的一部分被转到第二压模172上。具体来说，第一代压模110的形成具有刻录在其中的数据记录道的信息层的那一部分被转移到了第二代压模172上并成为其一部分。在经过将结构层174镀到第一代压模110金属层152上的电铸工艺之后，金属层152就成为第二代压模172的一部分。
图10中的电铸工艺图解了从第一代压模110制造第二代压模172。在所示的一种实施例中，所用的电铸工艺是一种电镀(electroplating(galvanic))工艺。电铸工艺180包括一个电铸室182、电铸处理液184、阳极186、阴极188、电源190。电源190具有电连接到阳极186的正极端子192，以及电连接到阴极188的负极端子194。第一代压模组件110机械连接到阴极188上，从而在电铸过程180中成为阴极188的一部分。阴极188和阳极186放置在电铸室182中，具体来说放置在电铸处理液184中。
在一种优选实施例中，阳极186是镍阳极，阴极188是铜阴极，电铸处理液184是氨基磺酸镍溶液。在氨基磺酸镍电铸溶液184中放置有一系列的阳极186，形成镍阳极篮(图中只示出了一只阳极)。操作时，在电铸过程180中旋转阴极188。打开电源190。电源190打开之后，196所示的镍离子就从镍阳极流向阴极188。由于阴极上除了第一代压模110(即金属层152)之外所有地方都掩有塑料，就在第一代压模110上均匀地镀上了一个镍结构层174。该电铸工艺开始时电流小，镍在金属层152上均匀地增加到所需的厚度(例如300μm厚)。在电镀工艺完成后，将镀上的镍结构层174暴露的表面抛光。在电铸工艺中，金属层152成为结构层174的一部分，形成第二代压模172。
图11是局部剖面图，图解了第二代压模172的一个实施例。仍看图9，包括结构层174和金属层152的第二代压模172已经从第一代压模110分离开来。将第二代压模172从第一代压模110剥开时，金属层152就从信息层112脱离，而数据记录道的数据结构仍然保留在其中。现在可以将第二代压模172清洗、打孔了。上述整个工艺过程对于第一代压模110没有破坏性。因此，上述工艺过程可以重复(即，在电铸工艺中，金属层可以溅射并镀到信息层112上)，以从单个第一代压模制得多个第二代压模。
图12的框解了按照本发明从一张母盘制作多个压模的方法的另一个实施例。在所示的实施例中，该制作压模200的方法是制造用在数据存储光盘基底的方法中的第三代压模。该方法200的步骤类似于前已说明的方法30。该方法200的第一步是提供一张刻录好的母盘，如202所示。然后用电铸工艺从该刻录好的母盘202制得第一代压模，如204所示。然后用光化学聚合工艺从第一代压模制得第二代压模，如206所示。然后用电铸工艺从第二代压模制得第三代压模，如208所示。最后，从第三代压模制得拷贝盘，如209所示。
刻录好的母盘202包括一个信息层，在该信息层中用激光写入(即刻录)技术录入了数据(即以槽、凹点或者平台的形式)。用电铸工艺从刻录好的母盘制造第一代压模。所述电铸工艺可能对刻录好的母盘202有破坏性。然后用光化学聚合工艺从第一代压模制造第二代压模，所述光化学聚合工艺可以类似于本说明书前已说明的光化学聚合工艺，对于第一代压模没有破坏性。因此，可以利用单张第一代压模制得多张第二代压模。另外，可以用电铸工艺从第二代压模制得第三代压模。第二代压模的构成信息层的部分被转到第三代压模上构成其一部分。另外，电铸工艺对于第二代压模没有破坏性。因此，可以用类似的电铸工艺从单张第二代压模制得多张第三代压模。
图13大体示出了按照本发明用在制作压模200的方法中的刻录好的母盘的一个实施例210。刻录好的母盘210可以类似于本说明书中前已说明的刻录好的母盘90，类似地包括支承基底100、信息层102、粘合层104和反射层106。在所示的一个优选实施例中，反射层106由溅镀的镍组成，厚度约为30纳米。支承基底100由玻璃制成，厚约5mm。该玻璃基底在其一侧用光学抛光技术抛光。然后将该玻璃基底在清洗室中清洗以除下沾染物。然后在该玻璃支承基底100上旋镀一层非常薄的底漆粘合层104(约10纳米)。
信息层102是在粘合层104上旋镀一层光致抗蚀剂层而形成的。信息层102的厚度(一般为50-200nm)根据旋转速度和光致抗蚀剂溶液的不同按需要而变。由于旋镀是一种有溶剂的方法，可以用本说明书前已说明的预烘干工艺除去母盘210上的溶剂。然后将母盘210置于激光束刻录机上(即激光束曝光台上)，打开激光束，以所需的速度旋转母盘，将信息层(即光致抗蚀剂)102用激光束曝光以形成槽。激光束的开关变化(即断续)代表要记录在信息层102的数据记录道中的数据。
然后对刻录的母盘210进行冲洗。在一种优选实施例中，当母盘210旋转时将氢氧化钠和水撒到上面。随着母盘210的旋转，光致抗蚀剂已被激光束曝光的区域被所述溶液侵蚀掉。这样，就在刻录的母盘210上刻下了所需的数据图纹结构(即槽、凹点以及平台区的形式)。
在一种实施例中，对于空气入射光盘基底，希望在充分的曝光时间内改变激光束的强度，以便母盘槽或者凹点由一直被蚀刻到粘合层104的光致抗蚀剂形成，从而形成高分辨率的槽和凹点。
然后将母盘210覆盖上反射层106。在一种优选实施例中，母盘210的信息层102覆盖有一个相对较薄的层(例如30nm的金属，最好是镍)。如前已说明的，该反射层106至少有两个用途。首先，其为光盘质量和缺陷的光学检查提供高质量的反射表面。其次，其用作从母盘210制作第一代压模的方法中的准备层。
与前文所述的第二代工艺的母光盘90的准备不同，第三代工艺200的母盘准备不包括紫外光照射以及光致抗蚀剂信息层102的后期烘焙。
图14中图解了用电铸工艺从母盘210制作第一代压模214。从母盘210制作第一代压模214使用的电铸工艺类似于前文已说明的示于图10的电铸工艺。具体来说，在反射层106上形成均匀的所需厚度的电镀镍支承层216。在一个优选实施例中，所述镍支承层216的厚度约为300μm。在电铸过程中，溅镀的镍反射层106成为电镀的镍支承层216的一部分。在完成电铸过程后，从母盘210上除下(例如剥离)第一代压模并加以清洗。从刻录好的母盘210除下第一代压模的过程对母盘210有破坏性。
多余的光致抗蚀剂可以用一种光致抗蚀剂化学剥离剂从第一代压模上除下。对于第一代压模214的背侧没有必要抛光。在第一代压模214的边缘装一个配准板(registration plate)。该配准板用来对齐第一代压模214，令其数据记录道与第二代玻璃基底同心。配准孔装在两个轴销上，用来在将第一代压模214复制到第二代玻璃基底上时防止滑动。本方法可以重复数百次，制造许多第二代压模而质量无退化。图15中示出了已完成的第一代压模214。该第一代压模具有刻录在其中的数据记录道形式的信息层，其与刻录在母盘210上的数据记录道是相反的。
图16示出了从第一代压模214制造第二代压模220的方法。在一个优选实施例中，在此所用的方法为光化学聚合工艺，其与本说明书前已说明的光化学聚合工艺类似。第二代压模220包括粘在支承基底224上的信息层222，通过粘合底漆226的使用而改善粘合效果。具体来说，信息层222是光聚合物组成的。信息层222利用本说明书前已说明的液滴滚压复制工艺形成于支承基底224和第一代压模214之间。另外，在一种优选实施例中，支承基底224是由透明玻璃制成的。在玻璃支承基底224上旋镀粘合底漆226以帮助信息层222在支承基底224上的粘合。在完成液滴滚压复制工艺之后，利用本说明书前已说明的紫外光照射方法硬化光聚合物信息层222。具体来说，紫外光源132的紫外光134穿过玻璃支承基底224硬化信息层222，将后者粘合到支承基底224上。
现在看图17，在完成硬化过程之后，将第一代压模214从第二代压模220上除下(即剥离)。该第二代压模220然后经过另一个紫外光照射过程，将信息层222边缘上剩下的尚未硬化的光聚合物继续硬化，这在图中以紫外光源132和紫外光134表示。金属层228(或者反射层)最好是镍，溅镀在信息层222的表面。在一种优选实施例中，金属层228是厚为30纳米的镍层。这样，第二代压模220的制备就完成了，可以用来用电铸工艺制备第三代压模230了。本方法可以重复成百上千次，制作许多第二代压模而质量不会退化。
然后利用前已说明且示于图10的电铸工艺在第二代压模220上电镀一个结构层232从而形成第三代压模。在一种优选实施例中，结构层232是镀上的一定厚度(例如约300μm)的镍。在电铸工艺中，所述镍金属层228成为结构层232的一部分。第三代压模230的背侧被抛光，但其仍然粘在第二代压模220上。在抛光之后，将第三代压模230从第二代压模220上除下(即剥离)，清洗之，然后打孔，使其与所需的铸模尺寸相配。由于第三代压模230与第二代压模220分开了，金属层228从信息层222上脱开，被转移到第三代压模230上，同时保持了其中的数据记录道的结构完整性。
从第二代压模220制作第三代压模230的上述程序对于第二代压模220没有破坏性。因此，在将第二代压模220重新金属化之后，可以重复上述过程，从单个第二代压模220制得许多第三代压模230。在图19中，示出了一个已完成的第三代压模230。
可用来形成本说明书所说的信息层、拷贝层或者粘合层的合适的光聚合物包括HDDA(4x6x)聚乙烯非饱和单体(polyethylenicallyunsaturated monomer)-二丙烯酸巳二酯(hexanediol diacrylate)；chemlink 102(3x)单乙烯非饱和单体(monoethylenically unsaturatedmonomer)-丙烯酸二甘-乙酯(diethylene glycol monoethyl etheracrylate)，elvacite 2043(1x3x)有机聚合物-聚甲基丙烯酸乙酯，以及irgacure 651(.1x.2)惰性基团接触剂(latent radical initiator)-2，2-二甲氧基-2-甲基二苯酮(2，2-diamethhoxy-2-phenylacetophenone)。另一种合适的光聚合物包括HHA(hydantoin hexacryulate)1x，HDDA(hexanediol diacrylate)1x，以及irgacure 651(.1x.2)惰性基团接触剂-2，2-二甲氧基-2-甲基二苯酮(2，2-diamethhoxy-2-phenylacetophenone)。在阅读了本说明书之后，对于本领域技术人员来说，可以很清楚有其它什么样的合适感光材料。
权利要求
1.一种用在数据存储盘模压工艺中的压模的制作方法，包括下列步骤制作第一压模，这包括下列步骤提供一个带有信息层的压模体，在其上覆盖一个第一金属层；从所述第一压模制得第二压模，包括下列步骤为形成压模组件，以第二金属层覆盖所述第一金属层，其中，所述第一金属层和第二金属层被粘合在一起；然后从形成的压模组件除下所述第一金属层和第二金属层，形成第二压模，其中，从所述压模组件除下所述第一和第二金属层对于信息层没有破坏性。
2.如权利要求1所述的方法，其中，该方法可以从单张母盘制作多张光盘压模，该方法还包括刻录母盘的步骤，其中，制作第一代压模的步骤还包括用光化学聚合工艺从该母盘制得第一代压模，其中，所述信息层是一个光聚合物层；制作第二代压模的步骤还包括从第一代压模制作第二代压模的步骤。
3.利用权利要求1或2所述的第二压模制作数据存储盘的方法，还包括从第二代压模制作光盘基底的步骤。
4.如权利要求1到3之任何一项所述的方法，其中，所述第一金属层和第二金属层由镍制成。
5.如权利要求1到3之任何一项所述的方法，其中，用第一金属层覆盖信息层的步骤还包括在信息层上镀一相对较薄的镍层的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一压模是第二代压模，所述第二压模是第三代压模。
7.如权利要求2所述的方法，其中，刻录母盘的步骤还包括下列步骤提供一个玻璃基底，后者具有一个通过一粘合层粘在上面的光致抗蚀剂层；通过用激光束将所述光致抗蚀剂层曝光而在母盘上录制成一个信息层，这包括将所述光致抗蚀剂层的一部分一直曝光到所述粘合层，以形成母盘凹点。
8.如权利要求2所述的方法，其中，从母盘制作第一代压模的步骤还包括下列步骤向母盘上的信息层上溅镀镍层；利用液滴滚压法在所述镍层和一个第一结构层之间形成一个光聚合物层；用一个紫外光源使该光聚合物层硬化；将所述光聚合物层与所述镍层分离；将一个第二结构层粘到所述第一结构层上；其中，所述光聚合物层与所述镍层的分离对于母盘没有破坏性。
9.从一张母盘利用第三代工艺制作多张光盘压模的方法，该方法包括下列步骤刻录母盘；用电铸工艺从该母盘制得第一代压模；用光化学聚合工艺从该母盘制得第二代压模；用电镀工艺从所述第二代压模制得第三代压模。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一代压模包括一个信息表面，并且，制作第二代压模还包括下列步骤用液滴滚压法在第一代压模和一个第一结构层之间形成一个光聚合物层，从而形成一个光聚合物/结构层；用紫外光源硬化该光聚合物层；将第一代压模从所述光聚合物/结构层组合分离开来。
11.如权利要求10所述的方法，其中，从第二代压模制得第三代压模的步骤还包括下列步骤将所述光聚合物层镀上一个第一金属层；在该第一金属层上镀一个第二金属层，形成压模组件；将所述第一金属层与所述光聚合物层分离，形成第二代压模，其中，第一和第二金属层与所述压模组件的分离对于第二代压模没有破坏性。
全文摘要
一种用在数据存储盘模压工艺中的压模的制作方法。该方法包括第一压模的制作,这包括提供一个带有信息层的压模体,并在该信息层上覆盖一个第一金属层。然后从所述第一压模制得第二压模,这包括下列步骤:为形成压模组件,以第二金属层覆盖所述第一金属层,其中,所述第一金属层和第二金属层被粘合在一起;然后从形成的压模组件除下所述第一金属层和第二金属层,形成第二压模,其中,从所述压模组件除下所述第一和第二金属层对于信息层没有破坏性。在一种应用中,所述第一和第二金属层都是镍组成的。
文档编号G11B7/26GK1295712SQ99804612
公开日2001年5月16日 申请日期1999年3月15日 优先权日1998年4月6日
发明者唐纳德·J·科费尔德 申请人:伊美申公司