專利名稱：用于母版制作的方法和母版基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在母版基板的記錄層疊中提供高密度浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模(stamper)的母版基板或 者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模(stamp)的母版基板。此外，本發(fā)明涉 及一種用于產(chǎn)生高密度浮雕結(jié)構(gòu)的母版基板，特別是用于為批量制造 光盤制作壓模的母版基板或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基 板。本發(fā)明還涉及分別用于制作壓模、光盤、印模和縮微印刷品的方 法。
背景技術(shù)：
在光學(xué)工藝的基礎(chǔ)上制造的浮雕結(jié)構(gòu)例如可以被用作用于批量復(fù) 制只讀存儲器(ROM)和預(yù)刻溝槽一次性寫入(R)和可重寫(RE) 盤的壓模。在復(fù)制工藝中使用的這種壓模的制造被稱作母版制作。在傳統(tǒng)的母版制作中，利用調(diào)制聚焦激光束照射旋涂在玻璃基板 上的薄光敏層。所述激光束的調(diào)制導(dǎo)致所述母版基板的某些部分被UV 光曝光，而將被形成的坑之間的中間區(qū)域則保持未曝光。在盤旋轉(zhuǎn)并 且所述已聚焦激光束被逐漸拉到該盤的外側(cè)的同時，交替受照區(qū)域的 螺旋得到保持。在第二步驟中，在所謂的顯影工藝中溶解已曝光區(qū)域， 從而最終得到光阻層內(nèi)的物理孔洞。比如NaOH和KOH之類的堿性 液體被用來溶解所述已曝光區(qū)域。隨后用薄Ni層覆蓋所述母版基板的 結(jié)構(gòu)化表面。在電工藝中，噴濺沉積的Ni層被進一步生長成包括反坑 結(jié)構(gòu)的厚度可控制的Ni基板。具有突出的突起的該Ni基板與所述母 版基板分離，并且被稱作壓模。相位過渡母版制作(PTM: Phase-transition mastering)是一種用 來為批量制造光盤制作高密度ROM和RE/R壓模的相對較新的方法。 通過激光引發(fā)的加熱，可以把相位過渡材料從初始的未寫入狀態(tài)變換 到不同的狀態(tài)。對于所述記錄層疊的加熱例如可能導(dǎo)致混合、熔融、 無定形化、相位分離、分解等等。所述兩個相位當(dāng)中的一個(即初始 或已寫入狀態(tài))在酸性或堿性顯影液體中比另一個相位溶解得更快。
這樣，可以把已寫入數(shù)據(jù)模式變換成具有突出的突起或坑的高密度浮 雕結(jié)構(gòu)。所模制的該基板可以被用作用于批量制造高密度光盤的壓模 或者被用作用于微接觸印刷的印模。PTM所遇到的其中一個挑戰(zhàn)是獲得良好的坑形狀。由于該方法是 基于加熱，因此所述形狀將粗略地由所述記錄層疊中的溫度分布來確 定。該問題在于以下事實大多數(shù)材料具有相當(dāng)高的吸收率(大多數(shù) 金屬)或者相當(dāng)?shù)偷奈章?大多數(shù)電介質(zhì))。具有高吸收率的材料 具有很差的吸收分布。當(dāng)熱量穿透所述層疊時，所述高吸收率給出功 率通量的快速降低，從而給出所達到的溫度的快速降低。這樣就很難 獲得所需要的坑深度。具有低吸收率的材料將具有非常好的坑形狀， 但是達到所需要的溫度將需要非常高的寫入功率。這樣就不可能直接 利用傳統(tǒng)的記錄器來寫入電介質(zhì)。直到現(xiàn)在為止，通過使用一個掩模層疊來克服上述問題。選擇性 可蝕刻的材料被放置在可蝕刻的電介質(zhì)材料上。選擇性可蝕刻意味著 只有已寫入或未寫入階段是可蝕刻的。非選擇性可蝕刻意味著已寫入 和未寫入階段都是可蝕刻的。在具有掩模層的這種層疊中，所述掩模 層非常薄，并且吸收分布不成問題。在蝕刻期間，所述掩模層的已寫 入部分將溶解，從而形成掩模。在該掩模下的電介質(zhì)將僅僅在所述掩 模層被蝕刻的地方才被蝕刻。欠蝕刻(underetching)是不可避免的， 并且溶解時間非常關(guān)鍵。因此，本發(fā)明的一個目的是提供在起始段落所述的那種類型的方 法和母版基板，其與PTM相結(jié)合地提供良好的坑形狀。發(fā)明內(nèi)容所述目的是通過獨立權(quán)利要求的特征解決的。在從屬權(quán)利要求中 概述了本發(fā)明的其他發(fā)展和優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于在母版基板的記錄層疊 中提供高密度浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模 的母版基板或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，該方法包括 以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層和用于在該電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量 引發(fā)的相位過渡的裝置；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；以及-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的所述區(qū) 域5或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的所述區(qū)域。所述用于在電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置包括一定 的熱吸收率，所述熱吸收率在寫入處理期間確保所述記錄層疊中最終 導(dǎo)致良好坑形狀的溫度分布。在根據(jù)本發(fā)明的所述方法的第——般實施例中，所述用于在電介 質(zhì)層內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置包括設(shè)置在該電介質(zhì)層之上和/ 或之下的至少一個吸收層。因此，利用通過傳導(dǎo)的加熱，規(guī)避了該電 介質(zhì)層的吸收過低的問題。所述吸收層可以是選擇性或非選擇性可蝕 刻的。在根據(jù)本發(fā)明的所述方法的第二一般實施例中，所述用于在電介 質(zhì)層內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置包括摻雜在所述電介質(zhì)層中的 摻雜劑。從而使得所述電介質(zhì)層本身在由所述摻雜劑限定的波長范圍 內(nèi)的吸收更強。改變摻雜濃度將使得所述吸收是可調(diào)節(jié)的。這樣例如 可以使得所述吸收足夠高，從而使得利用現(xiàn)有激光器進行寫入是有可 能的，但是同時又使得所述吸收低到足以獲得良好的坑形狀。顯而易 見，第一和笫二實施例可以被有利地組合在一起。在根據(jù)本發(fā)明的所述方法的第三一般實施例中，所述用于在電介 質(zhì)層內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置包括在退火工藝期間在所述電 介質(zhì)層內(nèi)生長的納米晶體。例如，在室溫下，ZnS-Si<32薄膜包含嵌入 在Si02母體中的納米尺寸的ZnS粒子。所述納米晶體的尺寸取決于溫 度提高溫度將使得所述納米晶體的尺寸開始增大。這導(dǎo)致在ZnS-Si02 的光吸收范圍內(nèi)的藍移。藍光通過該納米復(fù)合物材料的散射被認(rèn)為是 該藍移的主要原因。優(yōu)選的退火溫度在600到900° C之間改變。例如， ZnS-Si02納米晶體的尺寸在室溫下大約是2nm,并且在700° C下增大 到大約7.5nm，并且在800° C下增大到50nm。因此，例如通過在火 爐中把噴濺沉積的薄ZnS-Si02層加熱到700° C將導(dǎo)致藍移，從而允 許直接記錄標(biāo)記。當(dāng)提供了這種退火步驟時，至少在某些情況下，對
于利用405nm激光束記錄器在ZnS-Si02中記錄標(biāo)記來說，附加的吸收 層和/或摻雜是不必要的。在使用吸收層的情況下，該吸收層優(yōu)選地是用從下面的一組中選 擇的材料制成的Ni， Cu， GeSbTe， SnGeSb， InGeSbTe，比如Cu國 Si或Ni-Si的形成硅化物的材料，比如由晶核形成主導(dǎo)的相變材料的材 料組成。所述吸收層的所需厚度取決于許多材料屬性，比如吸收率、 導(dǎo)熱率、比熱等等。例如，包括大約10nm的厚度的Ni層導(dǎo)致良好的 結(jié)果。對于本發(fā)明的所有實施例來說，優(yōu)選的是所述電介質(zhì)層是ZnS-Si02層。此外，其他電介質(zhì)層材料也是可能的，比如A1203、 Si3N4、 Zr02之類的金屬氧化物。在所述蝕刻工藝中使用的蝕刻劑優(yōu)選地是從下面的一組中選擇 的比如HNO;j、 HC1、 H2S04之類的酸性溶液，或者比如KOH、 NaOH之類的堿性液體。如果使用吸收層，那么在所述蝕刻工藝期間，施加了激光脈沖的 該吸收層的各區(qū)域與沒有施加激光脈沖的該吸收層的各區(qū)域一起被去 除。如果所述吸收層是Ni層并且HN03被用作蝕刻劑，則例如可以獲得這種結(jié)杲。然而，還有可能的是在所述蝕刻工藝期間，僅僅位于被去除的電 介質(zhì)層的各區(qū)域之上的所述吸收層的各區(qū)域被去除。為了實現(xiàn)這一 點，例如可以使用相變材料與堿性和酸性液體的組合。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個發(fā)展，所述提供記錄層疊的步驟包括提供這樣一個記錄層疊，該記錄層疊還包括在所述電介質(zhì)層之下的鏡 面層。這種鏡面層提高了總體層疊效率并且使得所述坑的底部表面更 平滑。該鏡面層例如可以是用從下面的一組中選擇的材料制成的Ag、 Al、 Si。在任何情況下，該鏡面層都必須能夠抵抗所^^用的蝕刻液體。在某些實施例中，所述提供記錄層疊的步驟包括提供這樣一個記 錄層疊，該記錄層疊包括在所述電介質(zhì)層之上的吸收層以及在該電介 質(zhì)層之下的另一個吸收層。該另一個低吸收層還從下面提供熱量，從 而使得有可能改進上面的電介質(zhì)層中的溫度分布。與高吸收層相同， 該另 一個吸收層必須由具有高吸收率的材料制成。與該高吸收層的最
大區(qū)別在于，該另 一 個吸收層可以是不能由所使用的蝕刻劑所蝕刻 的。此外，該層的所需厚度取決于許多材料屬性，比如吸收率、熱導(dǎo) 率、比熱等等。在這方面，下面的做法可能是有利的所述提供記錄層疊的步驟 包括提供這樣一個記錄層疊，該記錄層疊還包括在所述另一個吸收層 之下的另一個電介質(zhì)層。該低電介質(zhì)層為該低吸收層提供熱隔離，并 且可以包括任何所提到的電介質(zhì)。該低電介質(zhì)層的厚度及其光學(xué)屬性 以及所述鏡面層提供一種優(yōu)化所述層疊的方式。優(yōu)化該厚度可以控制 如何在各吸收層上劃分功率。這樣給出對于所述坑形狀的非常好的控 制。在根據(jù)本發(fā)明的方法的某些實施例中，所述提供記錄層疊的步驟 包括提供這樣一個記錄層疊，該記錄層疊還包括覆蓋層。該覆蓋層優(yōu) 選地盡可能薄，其在寫入期間存在，并且通過蝕刻被化學(xué)地去除。其 功能是防止所述吸收層發(fā)生化學(xué)降解。該覆蓋層優(yōu)選地由可蝕刻的電介質(zhì)或有機層制成，比如光阻層。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施例中，其中所述用于在電介質(zhì)層 內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置包括摻雜到所述電介質(zhì)層中的摻雜 劑，所述摻雜劑優(yōu)選地是從下面的一組中選擇的N、 Sb、 Ge、 In、 Sn。然而，不同比例的ZnS-Si02也是可能的，或者ZnS-Si02與其他吸 收材料的混合也是可能的。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第——般實施例中，還有可能的是所述提 供記錄層疊的步驟包括提供這樣一個記錄層疊，該記錄層疊包括多個 交替的電介質(zhì)層和吸收層。此外，在這種情況下，可以按照相同或相 似的方式應(yīng)用上面討論的其他發(fā)展，特別是結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法的 第——般實施例所討論的發(fā)展。至于對上面提到的材料的選擇，對于 所述多個電介質(zhì)層的高度優(yōu)選的材料是ZnS-Si02，并且對于所述多個 吸收層的高度優(yōu)選的材料是SnGeSb。應(yīng)當(dāng)注意，所述進一步的發(fā)展例 如還可以被用于為批量制造光盤制作壓模、用于制作光盤、用于為微 接觸印刷制作印模以及用于制作縮微印刷品。下面討論了這種方法， 并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以相應(yīng)地想到對這些方法的進一步發(fā)展。因 此，也隨之〃>開了相應(yīng)的特征組合。在這里的上下文中，所述多個交替的電介質(zhì)層和吸收層優(yōu)選地是
由2到20個電介質(zhì)層和2到20個吸收層形成的，更優(yōu)選地是由5到 15個電介質(zhì)層和5到15個吸收層形成的，并且最優(yōu)選地是由10個電 介質(zhì)層和IO個吸收層形成的。如果提供了多個交替的電介質(zhì)層和吸收層，則所述各電介質(zhì)層的 厚度優(yōu)選地是在0.5到20nm之間，更優(yōu)選地是在1到lOnm之間，并 且最優(yōu)選地是大約5nm。至于所述多個吸收層，這些吸收層的厚度優(yōu)選地是在0.1到lOnm 之間，更優(yōu)選地是在0.2到5nm之間，并且最優(yōu)選地是大約lnm。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于產(chǎn)生高密度浮雕結(jié)構(gòu)的母 版基板，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的母版基板或者用于為 微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，其中，為了形成所述高密度浮雕結(jié) 構(gòu)，提供了一個由摻雜劑所摻雜的電介質(zhì)層，從而增強了其對于激光 脈沖的吸收屬性。從而，如在前面結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施 例所已經(jīng)提到的那樣，使得所述電介質(zhì)層本身在由所述摻雜劑限定的 波長范圍內(nèi)的吸收更強。改變摻雜濃度使得所述吸收是可調(diào)節(jié)的，并 且例如可以使得所述吸收足夠高，從而使得利用現(xiàn)有激光器進行寫入 是有可能的，但是同時又使得所述吸收低到足以獲得良好的坑形狀。此外，在這種情況下，所述摻雜劑優(yōu)選地是從下面的一組中選擇 的N、 Sb、 Ge、 In、 Sn。如上面所提到的那樣，不同比例的ZnS-Si02 也是可能的，或者ZnS-Si02與其他吸收材料的混合也是可能的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于產(chǎn)生高密度浮雕結(jié)構(gòu)的母 版基板，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的母版基板或者用于為 微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，其中，為了形成所述高密度浮雕結(jié) 構(gòu)，提供了一個包含通過退火工藝生長的納米晶體的電介質(zhì)層。從而， 如上面結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施例所已經(jīng)提到的那樣，可以 獲得ZnS-Si02的光吸收范圍內(nèi)的藍移。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于在母版基板的記錄層疊中 提供高密度浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的 母版基板或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，該方法包括以 下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層；
導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250和800nm之間， 優(yōu)選地是405nm;以及-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層中已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的所述區(qū) 域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層中尚未經(jīng)歷過相位過渡的所述區(qū)域。該解決方案是基于發(fā)現(xiàn)存在這樣的電介質(zhì)材料，其在所指定的波 長范圍內(nèi)具有相當(dāng)高的吸收系數(shù)。因此，至少在某些情況下，不需要 附加的吸收層也不需要附加的摻雜材料來實現(xiàn)直接記錄。一種用于利用所指定的波長范圍來進行寫入的優(yōu)選的電介質(zhì)層是 ZnS-Si02層。ZnS-SK)2在257nm波長下的吸收系數(shù)大約是k=0.5。記 錄ZnS-Si02 (特別是未經(jīng)處理的ZnS-Si02)的另一種可能性例如是使 用266nm的波長，特別是結(jié)合使用LBR。優(yōu)選的寫入功率在0.5到 1.5mW的范圍內(nèi)。在使用ZnS-Si02以用于PTM母版制作時，其中未施加激光脈沖 并且尚未經(jīng)歷相位過渡的區(qū)域(未記錄區(qū)域)通過蝕刻工藝而被去除。 因此，與已記錄材料被去除的情況相比，已記錄材料保持為形成反極 性結(jié)構(gòu)的突起結(jié)構(gòu)。作為該反極性的結(jié)果，存在對所述突起結(jié)構(gòu)的欠 蝕刻的風(fēng)險，從而例如在分離母版基板與生長在其上的壓模的過程中 會導(dǎo)致問題。為了解決該欠蝕刻的問題，所述ZnS-Si()2層的ZnS成分 (14)優(yōu)選地占有少于80%的重量百分比。因此，可以降低PTM材料 的吸收。雖然默認(rèn)的比例是ZnS-SiO尸80o/o-2(T/。的重量百分比，但是 在這方面優(yōu)選地是例如ZnS-SiO尸70o/o-30。/o以及ZnS-SiO2=60%-40% 的比例。利用該解決方案，可以克服或者至少減輕欠蝕刻的問題。避免或者至少減輕上面提到的欠蝕刻的另一種可能性在于，所述 記錄層疊包括至少一個吸收層?？梢韵蛟撚涗泴盈B添加一個或多個吸 收層，以便包括來自下面的額外的熱量流。在這種情況下，也在所述 吸收層中生成熱量，從而改進了突起形狀?？赡艿奈諏永缡荢bTe、 Si、 Ag、 Al等等。當(dāng)所述ZnS-Si02層被完全顯影時(即蝕刻到所述吸 收層)，該吸收層應(yīng)當(dāng)是抗蝕刻的。在例如暴露于HN03之后，具有 錐狀輪廓的突起得到保留。還有可能的是，在所述蝕刻工藝之后應(yīng)用涂覆。例如，可以用硅 烷薄膜(或者另一種旋涂的有機薄膜)覆蓋顯影后的母版基板，以便 填充所述欠蝕刻的區(qū)域。所述毛細力將使得所述聚合物層保持在所述 突起的欠蝕刻部分中，并且從而改進所述突起。特別為了避免或減輕欠蝕刻，構(gòu)想了這樣的實施例，其中在不應(yīng) 被去除的電介質(zhì)層的各區(qū)域的欠蝕刻發(fā)生之前停止所述蝕刻工藝。如 果所述蝕刻工藝受到良好的控制，則可以獲得預(yù)定深度并且避免欠蝕 刻。根據(jù)另一個實施例，所述電介質(zhì)層包括第一表面和第二表面，其 中第 一表面在施加激光脈沖的過程中被設(shè)置成靠近所述激光，第二表 面在施加激光脈沖的過程中被設(shè)置成遠離所述激光，其中，所述蝕刻 工藝開始在該電介質(zhì)層的第二表面上。該技術(shù)可以被稱作"突起形狀 反轉(zhuǎn)"，并且其是獲得適當(dāng)?shù)耐黄鹦螤畹钠渲幸环N可能性。例如，在進行濕蝕刻之前，從已膝光的PTM母版上生長一個壓模。隨后，在 ZnS-Si02-玻璃界面處分離該母版基板與該壓模。隨后，對所述已記錄 PTM層進行顯影。所得到的突起結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)耐黄鹦螤?，其直接適 用于復(fù)制或者母壓模生長。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了 一種用于為批量制造光盤制作壓 模的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層和用于在該電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量 引發(fā)的相位過渡的裝置；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中 導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域；以及-在該記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述壓模。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種用于制作光盤的方法，該方法 包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層和用于在該電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量 引發(fā)的相位過渡的裝置；
導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域； -在該記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述壓模；以及 -使用該壓模來制作光盤。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于為微接觸印刷制作印模的 方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層和用于在該電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量 引發(fā)的相位過渡的裝置；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中 導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的所述區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域(26);以及-在該記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述印模(42)。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種用于制作縮微印刷品的方法， 該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層和用于在該電介質(zhì)層內(nèi)支持熱量 引發(fā)的相位過渡的裝置；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域； -在該記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述印模；以及 -使用該印模來制作所述縮微印刷品。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種用于為批量制造光盤制作壓模 的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中
導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250到264nm之間， 特別是257nm;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域；以及-在所述記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述壓模。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種用于制作光盤的方法，該方法 包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中 導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250到264nm之間， 特別是257nm;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域； -在所述記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述壓模；以及 -使用該壓模來制作光盤。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種用于為微接觸印刷制作印模的 方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層；-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中 導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250到264nm之間， 特別是257nm;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域；以及-在所述記錄層疊的基礎(chǔ)上制作所述壓模。 根據(jù)本發(fā)明的笫十一方面，提供一種用于制作縮微印刷品的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊，其包括電介質(zhì)層；
-在該電介質(zhì)層的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起的區(qū)域中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250到264nm之間， 特別是257nm;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的所述區(qū) 域；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層的尚未經(jīng)歷過相位過渡的所述區(qū)域；-在所述記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作所述印模；以及 -使用該印模來制作所述縮微印刷品。參照下面描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯而易見。此外，對應(yīng)于結(jié)合本發(fā)明的第一到笫三方面所公開的實施例和細 節(jié)，可以進一步發(fā)展根據(jù)本發(fā)明的第四到笫十一方面的解決方案，并 且對應(yīng)特征的所有組合都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是在這里做了公開，即使沒有明 確記載在所附權(quán)利要求書中。


圖la到lc示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的第一實施例；圖lci分別示意性地示出了壓模和印模的制作；圖lcii示意性地示出了光盤的制作；圖lciii示意性地示出了縮微印刷品的制作；圖ld和le示出了對于在根據(jù)圖la到lc的母版基板的基礎(chǔ)上進行 的實際實驗的結(jié)果的段分析；圖lf和lg示出了對于在根據(jù)圖la到lc的母版基板的基礎(chǔ)上進行的實際實驗的結(jié)果的表面分析；圖2a到2c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的第二實施例；圖3a到3c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的笫三實施例；圖4a到4c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根 據(jù)本發(fā)明的母版基板的第四實施例；
圖5a到5c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根 據(jù)本發(fā)明的母版基板的第五實施例；圖5d和5e示出了對于在具有低吸收層的母版基板的基礎(chǔ)上進行 的實際實驗的結(jié)果的表面分析；圖6a到6c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的第六實施例；圖7a到7c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的第七實施例；圖7d和7e示出了對于在根據(jù)圖7a到7c的母版基板的基礎(chǔ)上進行的實際實驗的結(jié)果的段分析；圖7f示出了給出關(guān)于ZnS-Si02的相位過渡的信息的差分掃描熱量計測量；圖7g示出了在ZnS-Si02中記錄并蝕刻的標(biāo)記的所計算(仿真)的 與所測量(通過原子力顯微鏡方法)的全寬半高寬度之間的比較；圖8a到8c示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的第八實施例；圖8d示出了目標(biāo)BD-ROM坑尺寸，藍色系統(tǒng)(NA=0.85， 405nm ) 中聚焦點的強度分布，以及液體沉浸深UV系統(tǒng)(NA=1.2， 2Wnm)中 的強度分布；圖8e示出了對于在根據(jù)圖8a到8c的母版基板的基礎(chǔ)上進行的實 際實驗的結(jié)果的表面分析；圖8f示出了對于根據(jù)圖8e的實際實驗的結(jié)果的段分析；圖8g示出了對于在根據(jù)圖8a到8c的母版基板的基礎(chǔ)上進行的另一個實際實驗的結(jié)果的表面分析；圖8h示出了對于根據(jù)圖8g的實際實驗的結(jié)果的段分析；圖9a的曲線圖示出了依賴于溫度的ZnS納米晶體的生長；圖9b的曲線圖示出了具有高ZnS含量的納米復(fù)合物樣本的透射譜；圖9c到9f示意性地示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明的母版基板的另一個實施例；以及圖10a到10h示意性地示出了母版基板的電介質(zhì)層中的標(biāo)記機 制，其中包括傳統(tǒng)的抗蝕母版(圖10c到10e)與ZnS-Si02 PTM母版(圖10f到10h)的比較；圖lla和lib示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板的另一個實施例；圖12a到12e示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板的另一個實施例和對應(yīng)的測量結(jié)果；圖13a到13d示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個實施例和對應(yīng)的 處理階段；以及圖14a到14e示出了在才艮據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板12的另 一個實施例。
具體實施方式
在附圖中，相同的或相似的附圖標(biāo)記被分配以相同的或相似的組 件，在大多數(shù)情況下對于這種組件只解釋一次，以避免重復(fù)。實施例1圖la到lc示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第一實施例，其中，圖la示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖lb示出了寫入后的母版基板12，圖lc示出了蝕刻后的母版 基板12。所述母版基板12的記錄層疊10包括電介質(zhì)層14,該電介質(zhì)層14 攜帶吸收層16。在該電介質(zhì)層M下方提供一個可選的鏡面層。在該實 施例中，該吸收層l6實際上可以是具有高吸收率并且非選擇性可蝕刻 的任何材料。許多金屬(例如Ni、 Cu、 Ag等等)可以被用作吸收器。 具有相當(dāng)高的熔融溫度的晶體相變材料(例如GeSbTe、摻雜的Sb2Te ) 也可以被用作吸收器。 一種優(yōu)選的材料是Ni，這是由于其易于獲得以 及對于氧化的惰性。所述吸收層16的所需厚度取決于許多材料屬性， 比如吸收率、導(dǎo)熱率、比熱等等。例如對于鎳來說，10nm的厚度是合 適的。在圖la到lc的實施例中，所述電介質(zhì)層14是ZnS-Si02，但是其 他電介質(zhì)也可能表現(xiàn)出選擇性蝕刻。該電介質(zhì)層14的厚度將決定將被 形成的所述坑24的可能深度。所述鏡面層32是可選的，并且可以由 Ag、 Al、 Si等等之類的金屬制成。只要該電介質(zhì)層14之下的該層不會
被所使用的蝕刻劑所蝕刻，該層就可以被使用。其可以是所述基板本身，但是所添加的鏡面層32會提高總體層疊效率，并且使得所述坑24 的底部表面更平滑。如果必要的話，可以使用一個覆蓋層來防止氧化 或者由于熔融所造成的材料偏移。該覆蓋層沒有在圖la到lc中示出 (也沒有在圖2到6中示出)，但是其可以被提供用于這里描述的所有 實施例。所述覆蓋層可以由可蝕刻電介質(zhì)或有機層制成，并且應(yīng)當(dāng)盡 可能薄。作為蝕刻劑，可以使用比如HN03、 HC1、 H2S04之類的酸性 溶液，或者比如KOH、 NaOH之類的堿性液體。圖ld-e中給出了蝕刻 后所得到的浮雕結(jié)構(gòu)。利用圖la的母版基板12，本發(fā)明的方法可以被如下實施 首先，提供圖la中示出的記錄層疊10，其包括電介質(zhì)層14和用 于在該電介質(zhì)層14內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置16，其中，用于 在該電介質(zhì)層14內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的該裝置是由吸收層l6 實現(xiàn)的。隨后，在該電介質(zhì)層14的將要通過施加激光脈沖而形成坑24的 區(qū)域22中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡。在圖lb中示出了結(jié)果。最后，通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層14的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的 區(qū)域22。從圖lc中可以看出，整個吸收層16以及已寫入電介質(zhì)層22都祐:溶解在蝕刻液體中。圖lci分別示意性地示出了壓模40和印模42的制作。所述壓模40 和印模42分別是在所述高密度浮雕結(jié)構(gòu)24的基礎(chǔ)上形成的。為了提 供所述金屬層，例如一個薄Ni層被噴濺沉積在該高密度浮雕結(jié)構(gòu)24 上，其中該高密度浮雕結(jié)構(gòu)24被形成在所述母版基板12的記錄層疊 中。該Ni層隨后被電-化學(xué)地生長成厚度可控制的壓模40或印模42。 把該壓模40或印模42從母版基板26分離，并且對其進行進一步的處 理(清潔、沖壓等等)。圖lcii示意性地示出了在壓模40的基礎(chǔ)上制作光盤50，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣。圖lciii示意性地示出了在印模42的基礎(chǔ)上制作縮微印刷品52， 正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的那樣。圖ld示出了對于下面的實際實驗的結(jié)果的段分析(sectional analysis)。軌道間距為320nm的預(yù)刻溝槽的BD-RE基板配備有記錄 層疊，其包括87nm厚的ZnS-SK)2層和10nm的Ni吸收層。所述預(yù)刻 溝槽被用來進行尋軌。通過施加連續(xù)的激光功率(Pulstec， NA=0.85， 405nm波長，3.4mW的連續(xù)功率)，在所述預(yù)刻溝槽的層疊中寫入連 續(xù)溝槽。利用1%的HN03把所述Ni層和ZnS-Si02層中的已寫入段蝕 刻15分鐘。所述特別的形狀表明被加熱的ZnS-SK)2層被部分蝕刻。所測量的深度分布表明深、淺溝槽的存在。較淺的溝槽是在所述記錄層 疊的噴'減沉積之后的預(yù)刻溝槽的剩余部分。較深的溝槽是由對已寫入 ZnS-Si02層的選擇性蝕刻導(dǎo)致的。在執(zhí)行了蝕刻之后，將完全在一種 材料中寫入最終的坑。這將排除欠蝕刻的可能性，并且將給出平滑的 坑壁。圖le示出了對于另一個實際實驗的結(jié)果的段分析。聚碳酸酯基板 配備有200nm厚的ZnS-Si02層和Cu的吸收層。利用日立初始化器 (810nm波長，100y m寬的點)寫入寬度為100)nm的跡線。在把盤溶 解在HN03中之后，得到190nm的步高。該例子示出了在使用不同的 吸收層和不同的激光波長時，該工藝仍然有效。該樣本較不平滑。這 是由于使用了銅，而銅很容易受到氧化。圖lf示出了利用Pulstec寫入的突起結(jié)構(gòu)的例子。同樣地，使用 100nm的ZnS-Si02層，其中具有10nm的Ni頂層。在所述盤中寫入14T 長度的單音信號。利用1%的HN03把所照射的該盤處理了 15分鐘。 我們可以清楚地看到預(yù)刻溝槽的印記，即存在于所述突起和中間的岸 中的較淺的溝槽。由于間接的加熱效應(yīng)，所述突起/坑相當(dāng)寬。壁角度 相當(dāng)大。此外，所獲得的坑深度幾乎是初始的ZnS-Si02層厚度的陡峭 程度。圖lg示出了這樣一個例子，其中可以改變時間來控制所寫入的突 起的尺寸。圖中示出了對應(yīng)于三個不同的溶解時間的對于突起結(jié)構(gòu)的 三維AFM掃描，即1%的HN03中的5分鐘(左圖像)、15分鐘(中 間圖像)和25分鐘(右圖像)。其中示出了所述晶體狀態(tài)也溶解在 HN03中，但是要比未寫入的無定形狀態(tài)慢很多。顯而易見，25分鐘 的溶解時間過長，15分鐘看起來對于與層疊設(shè)計相組合的這些寫入條 件來說是最優(yōu)的。實施例2 本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的笫二實施例，其中，圖2a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖2b示出了寫入后的母版基板12，圖2c示出了蝕刻后的母版 基板12。同樣地，在該實施例中，所述母版基板12的記錄層疊10包括電 介質(zhì)層14，該電介質(zhì)層14攜帶吸收層16,并且在該電介質(zhì)層14下方 提供一個可選的鏡面層32。然而，在該實施例中，所述吸收層16是這 樣一層，僅有該層的已寫入相位是可以用所述蝕刻劑來蝕刻的，其中 該蝕刻劑被用來蝕刻所述電介質(zhì)層14。這對于最終的坑24增加了一些 額外的深度，例如參見圖2c。與實施例1 一樣，許多材料可以被用于 該吸收層16，比如許多金屬或者比如晶核形成主導(dǎo)的相變材料的合成 物。例如，可以使用相變材料與堿性液體和酸性液體的組合。利用圖2a的母版基板12，本發(fā)明的方法可以被如下實施首先，提供圖2a中示出的記錄層疊10，其包括電介質(zhì)層14和用 于在該電介質(zhì)層14內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置16，其中，用于 在該電介質(zhì)層14內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的該裝置是由選擇性可蝕 刻的吸收層16實現(xiàn)的。隨后，在該電介質(zhì)層14的將要通過施加激光脈沖而形成坑24的 區(qū)域22中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡。在圖2b中示出了結(jié)果。最后，通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層14的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的 所述區(qū)域22。通過比較圖2b和2c可以看出，在該例中，只有處在所所述蝕刻液體中。根據(jù)實施例2，例如還有可能的是用生長主導(dǎo)的相變材料(例如 InGeSbTe、 SnGeSb等等)來取代所述吸收層l6。該吸收層16的已寫 入標(biāo)記28可以由凈皮用來選擇性蝕刻所述電介質(zhì)層14的區(qū)域22的相同 的蝕刻劑來蝕刻。這樣潛在地通過長回減小了通道比特長度。此外， 在該例中，可以如上所述的那樣實施根據(jù)本發(fā)明的方法。實施例3圖3a到3c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第三實施例，其中，圖3a示出了未經(jīng)處理的母版基板12，圖3b示出了寫入后的母版基板12，圖3c示出了蝕刻后的母版 基板12。同樣地，在該例中，所述母版基板12的記錄層疊10包括電介質(zhì) 層14，該電介質(zhì)層14攜帶吸收層16，并且在該電介質(zhì)層14下方提供 一個可選的鏡面層32。然而，在該第三實施例中，所述吸收層16是由 諸如Cu-Si或Ni-Si之類的硅化物形成層形成的。在實施例3中，只有 區(qū)域28 (即該吸收層16的已寫入相位)被溶解，也就是說，在未寫入 區(qū)域30中，該吸收層16的上硅化物形成層16a和下部16b都沒有被溶 解。這樣做的優(yōu)點是增加了坑深度。利用圖3a的母版基板，根據(jù)本發(fā)明的方法可以按照上面結(jié)合實施 例2所描述的那樣來實施。實施例4圖4a到4c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第四實施例，其中，圖4a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖4b示出了寫入后的母版基板12，圖4c示出了蝕刻后的母版 基板12。在實施例4中，母版基板12的記錄層疊10與上面結(jié)合實施例3 描述的相同。然而，根據(jù)實施例4，當(dāng)應(yīng)用上面結(jié)合實施例1所描述的 方法時，所述已寫入相位28、 22和最上面的未寫入層16a都被溶解。 圖4c中示出了結(jié)果。這樣做的優(yōu)點是增加了坑深度并且改進了頂面平 滑度。實施例5圖5a到5c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第五實施例，其中，圖5a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖5b示出了寫入后的母版基板12，圖5c示出了蝕刻后的母版 基板12。根據(jù)實施例5，上吸收層16和電介質(zhì)層14與在實施例1到4的任 一個當(dāng)中所提出的相同。然而，其中添加了另一個吸收層18，其用于 還從下面提供熱量，從而使得有可能改進上電介質(zhì)層14中的溫度分 布。與上吸收層16 —樣，該層18必須由具有高吸收率的材料制成。
其與上吸收層16的最大區(qū)別在于，該另一個吸收層18可以是不能由 所使用的蝕刻劑所蝕刻的。該層18的所需厚度取決于許多材料屬性， 比如吸收率、熱導(dǎo)率、比熱等等。此外，提供了另一個電介質(zhì)層36， 其被設(shè)置在該另一個吸收層18之下。該低電介質(zhì)層36為該低吸收層 18提供熱隔離，并且可以包括任何所提到的電介質(zhì)。該低電介質(zhì)層36 的厚度及其光學(xué)屬性以及所述鏡面層32提供一種優(yōu)化所述層疊的方 式。優(yōu)化該厚度可以控制如何在各吸收層上劃分功率。這樣給出對于 所述坑形狀的非常好的控制。在實施例5中，可以按照上面結(jié)合實施例1所描述的那樣應(yīng)用根 據(jù)本發(fā)明的方法。圖5c中示出了結(jié)果。還有可能的是僅僅考慮低吸收層l8，并且忽略上吸收層l6。在這 方面，利用記錄層疊執(zhí)行下面的實驗，其包括25nm的ZnS-Si02記錄 層、25nm的相變吸收層(InGeSbTe) 、 10nm的ZnS-Si02界面層和 100nm的Ag層(可能提供該層疊的繪圖)。對于所述相變層的激光引 發(fā)的加熱通過擴散導(dǎo)致對ZnS-Si02頂層的間接加熱。在母版制作之前 使得該相變層變?yōu)榫B(tài)。通過施加連續(xù)激光功率寫入連續(xù)的無定形跡 線，通過應(yīng)用脈沖寫入策略而寫入無定形標(biāo)記。所述寫入策略包含短 寫入脈沖，從而允許在寫入脈沖之間的充足的冷卻時間，以《更對所述 相變薄膜進行熔融淬火。利用N策略執(zhí)行第一寫入實驗。在這種寫入 實驗中，利用三個寫入脈沖寫入3T標(biāo)記。利用NaOH顯影劑(10%) 處理已寫入盤。圖5d示出了利用三種不同的功率設(shè)置寫入的溝槽的AFM圖 (413LBR， 25nm的ZnS-Si02薄膜，10% NaOH十分鐘)，其中溝槽 深度是20nm。在利用NaOH進行蝕刻之后，所照射的區(qū)域保持為岸高 地。更高的寫入功率導(dǎo)致更寬的岸高地(岸是亮帶)以及岸之間的更 窄的溝槽(溝槽是暗帶)。圖5e示出了已寫入數(shù)據(jù)的例子。未寫入ZnS-Si02相位溶解在所述 堿性液體中，而已寫入?yún)^(qū)域則保持在表面處。這些已記錄區(qū)域保持為 表面處的突起。其中的三個面板表示三個不同的記錄功率。使用了脈 沖寫入策略來寫入這些標(biāo)記。圖Se示出了對于三種寫入功率在記錄層 疊中利用413nm LBR寫入的數(shù)據(jù)模式的圖^f象，該記錄層疊具有25nm 厚的ZnS-Si02覆蓋層和InGeSbTe相變薄膜，所述三種寫入功率是33ILV(左圖像)、39ILV (中間圖像)和51ILV (右圖像)(IO分鐘 @10%的NaOH， TP=500nm)。實施例6上面的實施例1到5是關(guān)于第——般實施例，實施例6是關(guān)于第 二一般實施例，其中摻雜劑被用來增強吸收屬性。圖6a到6c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第六實施例，其中，圖6a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖6b示出了寫入后的母版基板12，圖6c示出了蝕刻后的母版 基板12。在實施例6中，母版基板12的記錄層疊10包括電介質(zhì)層14，該 電介質(zhì)層14由適當(dāng)?shù)膿诫s劑20摻雜，以用于增強吸收屬性。在該電 介質(zhì)層14下方提供一個可選的鏡面層32。所述摻雜劑優(yōu)選地是從下面 的一組中選擇的N、 Sb、 Ge、 In、 Sn。然而，不同比例的ZnS-Si02 也是可能的，或者ZnS-Si02與其他吸收材料的混合也是可能的。所述摻雜劑確保了即使在不存在吸收層的情況下，通過施加激光 脈沖，也在該電介質(zhì)層14的將形成坑24的區(qū)域22中確保了熱量引發(fā) 的相位過渡(見圖6c)。圖6c中示出了蝕刻工藝的結(jié)果。例如，利用藍光吸收劑相變材料摻雜ZnS-SiCh可以利用以下方法 來實現(xiàn)可以準(zhǔn)備具有混合在一起的ZnS-SK)2和GeSbSn的目標(biāo)。所 述吸收劑材料在所述組成中的比例必須足以吸收40Snm波長下的光， 但是應(yīng)當(dāng)還保持得足夠低，以避免在ZnS-Si02的相位過渡上的任何噪 聲。發(fā)現(xiàn)了一種適當(dāng)?shù)慕M成，其大約是15%(體積)的GeSbSn和80Y。 (體積)的ZnS-Si02。由于這是本領(lǐng)域中已知的，因此還可以利用兩個 分離的目標(biāo)ZnS80-SiO2—20 (百分比)和Ge12.6Sb69.2Sn18.3 (百分比)來 執(zhí)行所述摻雜。為了共同沉積ZnS-Si02和GeSbSn，可以把其外直徑 與所述目標(biāo)相同的ZnS-SK)2盤放置成與所述GeSbSn目標(biāo)緊密接觸。 為了允許噴濺GeSbSn，可以在該ZnS-Si02盤的中心產(chǎn)生一個圓孔。 孔的直徑確定了被噴濺的GeSbSn/ZnS-Si02的比例。實施例7圖7a到7c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第七實施例，其中，圖7a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖7b示出了寫入后的母版基板12，圖7c示出了蝕刻后的母版 基板12。根據(jù)實施例7，所述記錄層疊10包括由ZnS-SK)2制成的電介質(zhì)層 14。此外，提供了可選的鏡面層32和同樣可選的覆蓋層38。該覆蓋層 38優(yōu)選地盡可能薄，其在寫入期間存在，并且通過蝕刻被化學(xué)地去除。 其功能是防止所述吸收層發(fā)生化學(xué)降解，并且不增強吸收屬性。 利用圖7a的母版基板，根據(jù)本發(fā)明的方法可以被實施如下 首先，提供包括電介質(zhì)層14 (還有鏡面層32和覆蓋層38)的記 錄層疊10。隨后，在該電介質(zhì)層14的區(qū)域22中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡， 在該處將要通過施加波長為2S7nm的激光脈沖而形成坑24。最后，通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層14的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的 所述區(qū)域22。圖7d和7e示出了對于在根據(jù)圖7a到7c的母版基板的基礎(chǔ)上進行 的實際實驗的結(jié)果的段分析。在266nm波長(即深UV激光波長)下 執(zhí)行ZnS-Si02的記錄。特別地，利用266nm激光束記錄器的實驗顯示 出非常好的吸收，這意味著只需要適度的激光功率就可以達到所述過 渡溫度并且實現(xiàn)非常好的選擇性蝕刻性能。在圖7d中給出了典型的結(jié) 果在玻璃基板上噴濺沉積了 50nm的ZnS-Si02層。 一個M6nm激光 束記錄器被用來在該ZnS-Si02層中寫入標(biāo)記。需要大約lmW的激光 功率引發(fā)大約750-900° C的溫度升高。利用0.5°/ 的HN03溶液對已記 錄層進行處理，以便去除該層的未寫入部分。在圖7e中給出了已記錄 并且已蝕刻的80nm的ZnS-Si02層的一個例子，其中再次利用266nm 的LBR執(zhí)行照射，并且利用0.25°/ 的HN03溶液對該已記錄層進行處 理，以便選擇性地蝕刻該層。圖7d和7e的原子力顯微鏡畫面示出了 可以利用ZnS-SiC)2作為PTM材料所實現(xiàn)的高對比度。如圖7f中所示，在所述ZnS-Si02材料變?yōu)閷N03蝕刻無活性之 后，執(zhí)行差分掃描熱量計(DSC)測量以便獲得關(guān)于相位過渡的信息。 基于記錄實驗，預(yù)計是在800。 C左右。然而，在塊材料中，從閃鋅礦 (zinc blende)到纖維鋅礦(wurtzite)的相位過渡發(fā)生在1020° C的 溫度下；出于該原因，利用10° C/分鐘(溫度曲線)的恒定加熱速率，
在從20° C到1200。 C的寬溫度范圍內(nèi)進行所述實驗。測試了兩個不 同的ZnS-SK)2樣本其中一個樣本包括從噴濺目標(biāo)獲得的ZnS-Si02 粉末和從噴濺剩余物獲得的粉末。在所述腔室的內(nèi)容保持氮氣流，以 便最小化該樣本的氧化。圖7f的DSC結(jié)果是對于所沉積的ZnS-Si02 粉^出的。其中沒有7Ji^到熱量流的清楚改變，但是在650。 C和800。 C處 J^現(xiàn)清楚的質(zhì)量下降。所述熱量流(DSC曲線)隨時間增大；總質(zhì)量則 顯示出在650。C和800。C附近的兩個清楚的下降(TG曲線)。800°C的相位過渡溫度與記錄實驗一致。在不同的記錄功率下，在 50nm的ZnS-Si02層中寫入標(biāo)記，并且隨后用HN03進行蝕刻。利用 AFM測量標(biāo)記寬度，在圖7g中給出了結(jié)果。此外，使用三維仿真工 具來預(yù)測標(biāo)記寬度。所述ZnS-SK)2記錄層疊的導(dǎo)熱率、熱容量和光學(xué) 屬性和寫入條件(比如激光功率、記錄速度、光點尺寸等等)被輸入 到所述模型中。在圖7g中還示出了對應(yīng)于800。C的相位過渡溫度的仿 真結(jié)果。因此，圖7g示出了在80nm的ZnS-SiO2層中記錄并蝕刻的標(biāo) 記的所計算的與所測量(AFM )的全寬半最高寬度之間的比較(266nm 波長，N.A.=0.9)。特別在0.5-1.5mW的功率范圍內(nèi)找到仿真與實驗之 間的良好一致。在低于0.SmW的功率值下，光吸收在許多情況下不足 以在266nm下在80nm的ZnS-Si02層中進行寫入。仿真與實驗之間的 該良好一致表明所述標(biāo)記在800°C附近被記錄在ZnS-Si02中。實施例8圖8a到8c示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā)明 的母版基板12的第八實施例，其中，圖8a示出了未經(jīng)處理的母版基 板12，圖8b示出了寫入后的母版基板12，圖8c示出了蝕刻后的母版 基板12。母版基板12的記錄層疊10包括基板90，其例如可以是玻璃基板 或預(yù)刻溝槽的聚碳酸酯基板。在該基板90上提供一個鏡面層32，以用 于改進該記錄層疊IO的反射。該鏡面層32是可選的，并且可以由Ag、 Al、 Si等等之類的金屬制成。只要所述電介質(zhì)層14之下的該層不會被 所使用的蝕刻劑所蝕刻，該層就可以被使用。其可以是所述基板本身， 但是所添加的鏡面層32會提高總體層疊效率，并且使得所述坑24的 底部表面更平滑。 母版基板12的記錄層疊10包括許多對ZnS-Si02、 一種選擇性地 可蝕刻的電介質(zhì)材料和若干SnGeSb吸收層。這些吸收層可以是選擇性 地或非選擇性地可蝕刻的。具體來說，所示出的記錄層疊10包括所提 供的10對5nm的ZnS-SK)2和lnm的SnGeSb相變層，即20個交替的 電介質(zhì)層14、 54、 58、 62、 66、 70、 74、 78、 82、 86和吸收層16、 56、 60、 64、 68、 72、 76、 80、 84、 88。所述SnGeSb吸收層例如凈皮用來在 曝光于藍色(405nm)激光時間接加熱所述ZnS-Si02電介質(zhì)層(ZnS-SK)2對于405nm的激光波長幾乎沒有吸收)。所述熱量引發(fā)所述 ZnS-Si02電介質(zhì)層中的相位改變。所述ZnS-Si02層在激光引發(fā)的加熱 時展現(xiàn)出選擇性的蝕刻，從而在蝕刻之后產(chǎn)生浮雕結(jié)構(gòu)。當(dāng)暴露于化 學(xué)反應(yīng)劑時(比如上面提到的酸)，已寫入狀態(tài)比初始的未寫入狀態(tài) 具有低得多的蝕刻速率，從而使得突起結(jié)構(gòu)在蝕刻之后得到保持。如 果必要的話，可以使用一個覆蓋層來防止氧化或者由于熔融而導(dǎo)致的 材料偏移(在圖8a到8c中沒有示出)。這種覆蓋層可以由可蝕刻電介 質(zhì)或有機層制成，并且應(yīng)當(dāng)盡可能薄。作為蝕刻劑，可以使用比如 HN03、 HC1、 H;tS04之類的酸性溶液，或者比如KOH、 NaOH之類的 堿性液體。利用圖8a的母版基板12，本發(fā)明的方法可以如下實施首先，提供圖8a中示出的記錄層疊10，其包括十個電介質(zhì)層14、 54、 58、 62、 66、 70、 74、 78、 82、 86和用于在所述電介質(zhì)層14、 54、 58、 62、 66、 70、 74、 78、 82、 86內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置 16、 56、 60、 64、 68、 72、 76、 80、 84、 88。隨后，在所述電介質(zhì)層14、 54、 58、 62、 66、 70、 74、 78、 82、 86內(nèi)不欲通過施加激光脈沖而形成坑24 (圖8c)的區(qū)域22中導(dǎo)致熱 量引發(fā)的相位過渡。在圖8b中示出了結(jié)果。最后，通過蝕刻工藝，第一吸收層W和所述電介質(zhì)層"、54、 58、 62、 66、 70、 74、 78、 82、 86的尚未經(jīng)歷相位過渡的區(qū)域26與所述吸 收層16、 56、 60、 64、 68、 72、 76、 80、 84、 88的相鄰部分一起,皮去 除。圖8c中示出了結(jié)果。在實際實驗中，包括10對5nm的ZnS-SiO2和lnm的SnGeSb相 變層的記錄層疊在蝕刻之后提供良好限定的坑結(jié)構(gòu)。在一個實際實驗 中，該記錄層疊被噴'減沉積在玻璃基板上。利用激光束記錄器寫入所
述突起和溝槽(第一表面記錄，NA-0.9, 405nm波長)。在另一個實 際實驗中，所述記錄層疊被噴濺沉積在預(yù)刻溝槽的聚碳酸酯基板上。 利用一個附加的覆蓋層把該基板記錄在Pulstec上(笫二表面記錄， NA=0.85， 405nm波長)。利用HN03酸性溶液來處理已寫入盤。利用 LBR啄光的玻璃樣本被直接蝕刻。對于具有記錄層疊的聚碳酸酯樣本 來說，在蝕刻之前去除所述覆蓋層。對應(yīng)于所述兩種類型的測試樣本 的其范圍在3到5mW之間的記錄功率說明所述薄吸收層確實在所述記 錄層疊中引入了吸收。激光引發(fā)的對所述記錄層疊的加熱導(dǎo)致對所沉 積的無定形相變吸收層的部分晶體化。在蝕刻之前，已寫入數(shù)據(jù)軌道 是清晰可見的。如果所述材料與405nm激光組合使用，則這種可檢測 的相位改變是特別重要的。在這種情況下，只有所述已聚焦激光點的 頂部被用于寫入，從而使得所述系統(tǒng)對于功率變化非常敏感。視覺可 檢測的相位改變允許已寫入標(biāo)記的讀回信號來控制激光寫入功率。這 也被稱作DRAW (-寫入后的直接讀取)。這在圖8d中進行了說明， 其中，除了兩個不同的激光束記錄器系統(tǒng)之外，對于25GB的BD-ROM 給出了目標(biāo)坑尺寸。所述BD讀出點曲線對應(yīng)于具有NA=0.85和405nm 波長的藍色系統(tǒng)，所述LIM點曲線對應(yīng)于利用液體沉浸母版制作獲得 的點(NA=1.2并且257nm波長)?？梢钥闯觯鯨IM點足夠小， 以便利用所述激光點的全寬半高(FWHM : Full-Width Half Maximum)寫入所述坑。在這種情況下，所獲得的坑寬度對于功率變 化較不敏感。在使用藍色激光點來寫入BD-ROM坑的情況下，僅僅使 用所述點的頂部。在這種情況下，功率控制是非常重要的，這是因為所獲得的坑寬度對功率波動或者母版基板中的不均勻性非常敏感。雖 然所述記錄層疊包括20層(10對5nm的ZnS-SK)2和lnm的SnGeSb )， 所述溶解是相當(dāng)均勻的?？雌饋?，所述lnm厚的相變薄膜不是可以從其上分離整個層的清楚界面。在圖8e和圖8f中分別給出了對于在上述層疊中寫入的突起的表面分析和段分析，其中該層疊被噴濺沉積在聚碳酸酯預(yù)刻溝槽基板上(以 便允許利用Pulstec記錄器進行寫入)。利用5%的HN03酸對已記錄 層疊進行處理，以便溶解初始的未寫入材料。所述突起結(jié)構(gòu)由陡壁表 征，因此由高對比度表征。所述突起以320nm的數(shù)據(jù)軌道間距被寫入，從而說明了所述突起的尺寸。
在圖8g和圖8h中分別給出了對于在上述層疊中寫入的突起的表 面分析和段分析，其中該層疊被噴濺沉積在玻璃基板上。該結(jié)構(gòu)是利 用激光束記錄器獲得的(第一表面記錄，405nm， NA=0.9)。所述標(biāo) 記以500nm軌道間距寫入。利用5%的HN03酸對已記錄盤進行處理。應(yīng)當(dāng)注意，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以采用上面沒有 描述的等效方案和修改，本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利要求書中限定。實施例9該實施例是針對通過退火工藝對ZnS納米晶體尺寸進行生長控 制。如上所述，在室溫下，ZnS-SK)2薄膜包含嵌入在Si02母體中的微 小的納米尺寸的ZnS粒子，其中所述納米晶體的尺寸依賴于溫度提 高溫度會使得納米晶體的尺寸開始生長。這導(dǎo)致在ZnS-Si02的光吸收 范圍內(nèi)的藍移。藍光通過該納米復(fù)合物材料的散射被認(rèn)為是該藍移的 主要原因。退火工藝至少在噴濺沉積的ZnS-Si02內(nèi)部發(fā)起以下三種效 應(yīng)1) 納米晶體的尺寸在室溫下大約是2nm，并且在800。C下增大到 50nm。納米晶體的尺寸負(fù)責(zé)特定波長下的光吸收納米晶體尺寸越小， 所吸收的波長就越小。出于該原因，有可能隨著納米晶體尺寸隨溫度 的生長而調(diào)諧光吸收譜。在圖9a中可以看出，對于高于700。C的退火 溫度，納米晶體尺寸快速增大，這是由于塊擴散系統(tǒng)的快速增大而造 成的。圖9b示出了具有高含量ZnS (15%摩爾)的納米復(fù)合物樣本的 透射譜。405nm的藍光波長對應(yīng)于3.0eV的光子能量。在室溫下，透 射的下降發(fā)生在310nm的波長下，如已知的那樣。2) 在ZnS納米粒子(見圖9a)中，立方形到六邊形(閃鋅礦到 纖維鋅礦)的相位過渡發(fā)生在700°C到800°C之間。這應(yīng)當(dāng)與1020°C 的塊過渡溫度相比較。該改變大概是由于納米尺寸效應(yīng)所造成的。所 述相位改變可能對利用酸進行的選擇性蝕刻負(fù)責(zé)。3 )在900°C下，ZnS分子的某些部分氧化成ZnO，并且隨后與Si02 起反應(yīng)，從而形成Zn2Si04。因此，所述納米晶體的表面被鈍化，并且 對于諸如利用酸的濕蝕刻之類的化學(xué)攻擊被穩(wěn)定化。因此，該步驟還 可能對選擇性蝕刻負(fù)責(zé)?？偠灾缭诨馉t中把噴濺沉積的ZnS-Si02薄層加熱到700°C
將導(dǎo)致藍移，從而允許直接記錄標(biāo)記。當(dāng)提供這種退火步驟時，對于例如利用405nm的激光束記錄器在ZnS-Si02中記錄標(biāo)記來說，附加的 吸收層或摻雜至少在某些情況下是不必要的。圖9c到9f示意性地示出 了應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的母版基板的另一個實施例的這種方法，其中圖 9c示出了未經(jīng)處理的母版基板12，圖9d示出了退火步驟后的母版基 板12，圖9e示出了寫入后的母版基板12，圖9f示出了蝕刻后的母版 基板12。在圖9c到9f中所示出的實施例中，母版基板12的記錄層疊10包 括電介質(zhì)ZnS-SK)2層14。在該電介質(zhì)層14下方提供一個可選的鏡面 層32。在圖9c中示出的未經(jīng)處理的條件下，ZnS-Si02層包含在室溫下的 尺寸大約是2nm的納米晶體，也就是說所述納米晶體非常小，從而在 圖9c中沒有示出。圖9d示出了在火爐中被加熱到大約700°C的母版基板12。通過該 退火工藝，在所述ZnS-Si02層中的納米晶體34的尺寸增大到大約 7.5腿。圖9e示出了在寫入之后的母版基板12，也就是說在向?qū)⑿纬煽拥?區(qū)域22施加波長為405nm的激光脈沖之后。圖9f示出了蝕刻之后的母版基板12?？梢钥闯?，區(qū)域22中的材 料被去除，并且形成了坑24。實施例10圖10a和10b示意性地示出了母版基板12的電介質(zhì)層14中的標(biāo)記 機制。該母版基板12包括記錄層10，該記錄層具有沉積在玻璃基板 100上的單一ZnS-SiO2電介質(zhì)層14。圖10a示出了寫入工藝之后的母 版基板12，也就是說在把266nm激光束記錄器的激光施加到該電介質(zhì) 層14上之后。所述ZnS粒子在已記錄區(qū)域22中要大得多。在對已記 錄層進行濕蝕刻之后，已記錄材料保持為所述基板上的突起結(jié)構(gòu)。該 電介質(zhì)層14包括其中未施加激光脈沖的區(qū)域26和已經(jīng)曝光于激光能 量的區(qū)域22。施加到區(qū)域22的光能量在該電介質(zhì)層14內(nèi)部被吸收， 并且被轉(zhuǎn)換成熱量。該初始地未記錄(未寫入)的區(qū)域26包括Si02 晶格中的小尺寸的ZnS粒子。在所述寫入工藝之后，所述已記錄區(qū)域22中的ZnS粒子比所述未寫入?yún)^(qū)域26中的粒子大得多。圖10b示出了 濕蝕刻工藝之后的母版基板12。該母版基板12的未記錄區(qū)域26被去 除，并且區(qū)域22中的已記錄材料保持為該玻璃基板100上的突起結(jié) 構(gòu)。圖10c到10h示出了利用傳統(tǒng)的抗蝕母版(圖10c到10e)與利用 ZnS-Si02 PTM母版(圖10f到10h )的壓模生長的比較。在圖10c中， 利用激光束110照射玻璃基板100上的傳統(tǒng)的光阻材料108。光吸收過 程在垂直方向上導(dǎo)致特別是圓錐形的形狀，其在光束方向上收窄。從 圖10d中可以看出，通過蝕刻工藝去除所述已啄光區(qū)域104，從而形成 圓錐形的坑106。在圖10e中，從顯示出錐形突起的已顯影母版102生 長鎳壓模107。該壓模107允許通過注射成型而進行批量復(fù)制。圖10f 示出了在ZnS-Si02母版制作中遇到的相反的標(biāo)記工藝。利用激光束112 照射沉積在玻璃基板100上的電介質(zhì)層14 (ZnS-Si02)。所述激光束 112的激光在所述ZnS-SK)2層14內(nèi)部被吸收，從而導(dǎo)致已曝光區(qū)域24 和未曝光區(qū)域26的序列(圖10f)。在濕蝕刻(圖10g)之后，獲得與 傳統(tǒng)的光阻工藝相比的反突起/坑形狀24、 26，從而使得圓錐形坑24 保持具有欠蝕刻的明顯可能性。ZnS-Si02PTM母版的反極性對于壓模 生長來說是成問題的，這是因為所生長的壓模40與突起24的浮雕結(jié) 構(gòu)之間的鴒尾連接的分離可能是無法做到的(見圖10h)。圖10i示出了在Ni-ZnS-Si()2層疊中寫入的突起的SEM掃描電子 顯微鏡畫面(處理15分鐘@1%的HN03)。圖10j示出了利用266nm 的LBR在80nm的ZnS-SK)2層疊中寫入的突起(處理120秒@0.06% 的HN03 )。圖10k示出了一個突起結(jié)構(gòu)的AFM掃描的結(jié)果，其中示出了欠蝕 刻特征。利用266nm激光束記錄器(數(shù)值孔徑0.9 )來記錄噴'減沉積在 玻璃基板上的80nm的ZnS-Si02層。具有塊脈沖的17PP數(shù)據(jù)是在2m/s 的線速度下用75到115ILV的功率記錄的隨機數(shù)據(jù)。在0.25。/。的HN03 中處理該盤50秒，從而在該母版的表面上揭示出所浮雕的數(shù)據(jù)圖案。 在圖10k中給出了對于所獲得的突起結(jié)構(gòu)的AFM掃描。所述突起的高 度為80nm，其等于所述初始記錄層。所測量的75°的壁角表明欠蝕刻 的可能性。由于典型的AFM尖端具有大約75°的頂錐角(其對應(yīng)于30° 的頂角)，從而有可能測量垂直指向中的大于75"的特征壁角。這表明
欠蝕刻的可能性。圖IOI示出了對于在圖10k的突起結(jié)構(gòu)上生長的壓模的AFM掃描 的結(jié)果。100nm的薄鎳層被噴濺沉積在數(shù)據(jù)面上，并且執(zhí)行電鍍。在 圖10k中示出了分離的壓模的AFM畫面。該壓模中的坑具有5nm的 最小深度、20nm的最大深度和6.5nm的平均深度。在軌道之間的平均 Ra表面粗糙度大約是0.5nm， Rms等于0.65nm。所述坑顯示出階梯狀， 并且一個坑的最深部分是標(biāo)記最窄的部分。基板的未寫入部分被完全 顯影，并且很容易與壓模分離。這些結(jié)果表明，由于欠蝕刻，所述坑 被來自母版的浮雕圖案的ZnS-SK)2剩余物填充。例如，關(guān)于實施例io描述的反極性工藝在某些情況下可能遭受欠蝕刻的問題。該問題還有可能在其他實施例中發(fā)生。下面的實施例11 到15特別解決欠蝕刻的問題，以便在濕蝕刻工藝之后改進已寫入并且 已顯影的結(jié)構(gòu)的形狀實施例11圖lla和lib示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板12的第十一實施例，其中，圖lla示出了在寫入期間的 母版基板12，圖11b示出了蝕刻后的母版基板12。母版基板12的記錄層疊10包括圍繞吸收層16的兩個ZnS-Si02 電介質(zhì)層14。該記錄層層疊10被設(shè)置在玻璃基板100上。可能的吸收 層材料是SbTe、 Si、 Ag、 Al等等。當(dāng)該電介質(zhì)層"被完全顯影時(直 到該吸收層)，該吸收層應(yīng)當(dāng)是抗蝕刻的。吸收層16可以被添加到該 記錄層疊10，以便包括來自下面的額外的熱量流。也在所述吸收層中 產(chǎn)生熱量，從而改進了突起形狀。在暴露于HN03之后，具有錐狀輪 廓的突起得到保持。實施例12圖12a和12b示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板12的第十二實施例，其中，圖12a示出了在蝕刻之后的 母版基板12，圖12b示出了在利用硅烷進行旋涂之后的母版基板12。圖12a示意性地示出了已寫入并且已顯影的母版基板12，其包括 沉積在玻璃基板100上的單一已顯影電介質(zhì)層14。該母版基板12被完 全顯影，并且顯示出欠蝕刻的區(qū)域114。該已顯影母版基板12覆蓋有 硅烷薄膜(或者其他旋涂的有機薄膜)，以便填充欠蝕刻區(qū)域。在圖12b中，旋涂了硅烷薄膜116(S^H2n+2)，其由于毛細力的作用而填充欠蝕刻區(qū)域114。所述毛細力將使得聚合物層保持在突起24的欠蝕刻 區(qū)域114中，并且從而改進突起24。除了硅烷之外，還可以采用其他 有機或聚合物材料。欠蝕刻區(qū)域114的空腔被填充，并且垂直突起形 狀得到改進。圖12c和12d示出了對于母版基板12的硅烷處理的AFM分析的 結(jié)果。硅烷在200rpm的轉(zhuǎn)速下被旋涂在12cm玻璃基板的80nm的 ZnS-Si02層上。該基板隨后在1500rpm下被干燥，以便去除多余的硅 烷。圖12c示出了在硅烷處理之前在80nm的ZnS-SK)2層中寫入8T載 體的AFM結(jié)果，圖12d示出了硅烷處理之后的結(jié)果。在突起形狀中可 以看出顯著的不同。在沒有硅烷處理的情況下，如上面所討論的那樣， 所述壁顯示出75°C的AFM頂錐角，但是在具有硅烷處理的情況下， 所述壁處于不那么陡山肖的45UC角。80nm的測量高度支持了這樣的想 法在欠蝕刻區(qū)域114中，硅烷僅僅殘留在突起24的壁上以及殘留在 突起24之下。由于所述旋涂和干燥過程中的離心力，突起24之間的 娃烷#1甩出。圖12e示出了對于生長在經(jīng)過硅烷處理的母版基板12上的壓模的 AFM分析的結(jié)果。從上面討論的母版基板(圖12d)生長壓模。僅僅 在所述盤的內(nèi)部才能觀察到該壓模與母版基板的分離是良好的。該 AFM分析揭示了 80nm的坑深度和大約45°C的壁角。假設(shè)所觀察到的 不對稱的坑形狀是由硅烷的旋涂導(dǎo)致的。當(dāng)硅烷通過離心力被從母版 基板的內(nèi)部驅(qū)動到外部時，母版基板上的突起充當(dāng)流動阻礙。于是硅 烷將在突起的前面聚積，同時在其尾跡中的硅烷則較少。實施例13圖13a到13d示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根據(jù)本發(fā) 明的母版基板12的第十三實施例，其中，圖13a示出了在寫入之后的 母版基板12，圖13b、 13c和13d示出了在不同蝕刻階段的母版基板12。 實施例12的基本思想是在母版基板被完全顯影之前停止對電介質(zhì)層14 的蝕刻處理，從而避免欠蝕刻。受到良好控制的顯影條件可以防止欠
蝕刻的發(fā)生。如果母版暴露于蝕刻液體的時間太長，則所述突起可能 遭受欠蝕刻。如果母版被過度曝光，則可能發(fā)生欠蝕刻。如果所述蝕 刻工藝受到良好控制，則可以獲得預(yù)定深度。在這種情況下，防止了 欠蝕刻。在圖13a中，母版基板被記錄，并且顯示出電介質(zhì)層14中的已寫 入浮雕結(jié)構(gòu)22以及未寫入?yún)^(qū)域26。點線120表示預(yù)定壁形狀，而線122 示出了在完整的顯影之后或者在母版基板12的過度曝光之后的突起形 狀。在圖13b和12c中示出了蝕刻工藝的各階段，其中突起形狀仍然 在所期望的范圍內(nèi)，即沒有欠蝕刻發(fā)生，在圖13d中，欠蝕刻已經(jīng)存 在。為了利用圖13b或13c的階段，必須良好地控制蝕刻工藝。圖13e示出了對于從一個未被完全顯影的母版基板生長的壓模的 AFM分析。該母版基板是一個80nm的ZnS-SiO2母版。所述突起被顯 影到60nm的深度。所述突起被良好地定形，并且該形狀在壓模中得到 良好的復(fù)制。如上面所討論的那樣，并沒有出現(xiàn)欠蝕刻和后續(xù)的鴿尾 連接的問題。實施例14圖14a到14e示出了示出了在根據(jù)本發(fā)明的方法的處理期間的根 據(jù)本發(fā)明的母版基板12的笫十四實施例，其中，圖14a示出了寫入之 后的母版基板12，圖14b示出了具有所沉積的Ni層124的母版基板， 圖14c到14e示出了具有突起反轉(zhuǎn)的Ni壓模40的生長和分離。獲得適 當(dāng)?shù)耐黄鹦螤畹钠渲幸环N可能性是突起形狀反轉(zhuǎn)。在濕蝕刻之前，從 已曝光的PTM母版生長一個壓模。在ZnS-Si02-玻璃界面處分離所寫 入的突起結(jié)構(gòu)與所述壓模。隨后，對已記錄PTM層進行顯影。所得到 的突起結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)耐黄鹦螤?，其直接適用于復(fù)制或母版壓模生 長。圖14a示出了在照射工藝之后的母版基板12，所述照射工藝在玻 璃基板100上的ZnS-Si02層14中定義已寫入?yún)^(qū)域22和未寫入?yún)^(qū)域 26。在圖14b中，Ni層124被噴'減沉積在電介質(zhì)層"上。此后，在圖 14c中，通過對所噴'減沉積的Ni層124進行電化學(xué)鍍而生長Ni壓模40。 在圖Md中，在ZnS-Si02與玻璃的界面處分離母版基板U與壓模40。 隨后，對已記錄PTM層進行顯影(圖14e)。
實施例15根據(jù)本發(fā)明的第十五實施例，可以通過降低PTM材料的吸收來優(yōu) 化突起形狀。這可以通過修改ZnS-Si02比例來實現(xiàn)。默i^的比例是 ZnS-SiO2-80。/o-20n/o重量百分比。所提出的比例是ZnS-SiO2=70%-30% 重量百分比和ZnS-Si02-6(T/。-4(r/n重量百分比。應(yīng)當(dāng)清楚，可以有利地組合所附權(quán)利要求書的各單個特征，即使 所述權(quán)利要求沒有向回引用對應(yīng)的其他權(quán)利要求。因此，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在 此公開了所述權(quán)利要求書的所有可能的特征組合。這對于僅在說明書 中提到的特征也同樣適用。
權(quán)利要求
1、一種用于在母版基板(12)的記錄層疊(10)中提供高密度浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的母版基板(12)或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì)層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16，18；20；34)；-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起(24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；以及-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域(22)；或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域(26)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述用于在所述電介質(zhì)層(14) 內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34)包括設(shè)置在該 電介質(zhì)層(14)之上和/或之下的至少一個吸收層(16， 18)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，所述用于在所述電介質(zhì)層 (14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34)包括摻雜 在該電介質(zhì)層(14)中的摻雜劑U0)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3當(dāng)中的任一條的方法，其中，所述用于在所 述電介質(zhì)層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34)包括在退火工藝期間在該電介質(zhì)層內(nèi)生長的納米晶體(34)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)從屬于權(quán)利要求2時的權(quán)利要求3或4的 方法，其中，所述吸收層(16)是用從下面的一組中選擇的材料制成 的Ni， Cu， GeSbTe， SnGeSb， InGeSbTe，比如Cu-Si或Ni-Si的形成 硅化物的材料，比如由晶核形成主導(dǎo)的相變材料的材料組成。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述電介質(zhì)層(14)是ZnS-Si02層。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，在所述蝕刻工藝中使用的所述 蝕刻劑是從下面的一組中選擇的比如HNOh HC1、 H;jS04之類的酸 性溶液，或者比如KOH、 NaOH之類的堿性液體。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)從屬于權(quán)利要求2時的權(quán)利要求3或4的 方法，其中，在所述蝕刻工藝期間，施加了激光脈沖的所述吸收層(16) 的各區(qū)域(28)與沒有施加激光脈沖的該吸收層(16)的各區(qū)域(30) 一起被去除。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)從屬于權(quán)利要求2時的權(quán)利要求3或4的 方法，其中，在所述蝕刻工藝期間，僅僅位于被去除的所述電介質(zhì)層(14)的各區(qū)域(22)之上的所述吸收層(16)的各區(qū)域(28)被去除。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2或者根據(jù)從屬于權(quán)利要求2時的權(quán)利要求3或4 的方法，其中，所述提供記錄層疊(10)的步驟包括提供這樣一個記 錄層疊(10)，該記錄層疊還包括在所述電介質(zhì)層(14)之下的鏡面 層(32 )。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，所述鏡面層(32)是用從下 面的一組中選擇的材料制成的Ag、 Al、 Si。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述提供記錄層疊(10)的步 驟包括提供這樣一個記錄層疊(10)，該記錄層疊包括在所述電介質(zhì) 層之上的吸收層(16)以及在該電介質(zhì)層(14)之下的另一個吸收層(18)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述提供記錄層疊(10)的 步驟包括提供這樣一個記錄層疊(10)，該記錄層疊還包括在所述另 一個吸收層(18)之下的另一個電介質(zhì)層(36)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述提供記錄層疊U0)的步 驟包括提供這樣一個記錄層疊(10 )，該記錄層疊還包括覆蓋層(38 )。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述覆蓋層(38)由可蝕刻的電介質(zhì)層制成。
16、 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，所述摻雜劑(20)是從下面的 一組中選擇的N、 Sb、 Ge、 In、 Sn。
17、 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，所述提供記錄層疊(10)的步 驟包括提供這樣一個記錄層疊(10),該記錄層疊包括多個交替的電 介質(zhì)層(14， 54， 58， 62, 66， 70， 74， 78, 82， 86)和吸收層(16， 56， 60， 64， 68， 72， 76， 80， 84， 88)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述多個交替的電介質(zhì)層(14， 54， 58， 62， 66， 70， 74， 78， 82， 86)和吸收層(16， 56, 60， 64，68， 72， 76， 80， 84， 88)是由2到20個電介質(zhì)層和2到20個吸收層形成 的，優(yōu)選地是由5到15個電介質(zhì)層和5到15個吸收層形成的，并且最優(yōu) 選地是由10個電介質(zhì)層和10個吸收層形成的。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述電介質(zhì)層的厚度是在0.5 到20nm之間，優(yōu)選地是在l到10nm之間，并且最優(yōu)選地是大約5nm。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述吸收層的厚度是在0.1到 10nm之間，優(yōu)選地是在0.2到5nm之間，并且最優(yōu)選地是大約lnm。
21、 一種用于產(chǎn)生高密度浮雕結(jié)構(gòu)的母版基板(12),特別是用 于為批量制造光盤制作壓模的母版基板U2)或者用于為微接觸印刷 產(chǎn)生印模的母版基板，其中，為了形成所述高密度浮雕結(jié)構(gòu)，提供了 由摻雜劑(20)所摻雜的電介質(zhì)層(14)，從而增強了其對于激光脈 沖的吸收屬性。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中，所述摻雜劑(20)是從下面 的一組中選擇的N、 Sb、 Ge、 In、 Sn。
23、 一種用于產(chǎn)生高密度浮雕結(jié)構(gòu)的母版基板(12),特別是用 于為批量制造光盤制作壓模的母版基板(12)或者用于為微接觸印刷 產(chǎn)生印模的母版基板，其中，為了形成所述高密度浮雕結(jié)構(gòu)，提供了 包含通過退火工藝生長的納米晶體(34)的電介質(zhì)層(14)。
24、 一種用于在母版基板(12)的記錄層疊(10)中提供高密度 浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的母版基板 (12)或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，該方法包括以下步 驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長在250 到800nm之間，優(yōu)選地是在257到40Snm之間；以及-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26)。
25、 根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中，所述電介質(zhì)層(14)是ZnS-Si02層。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中，所述ZnS-SK)2層(14)的ZnS 成分占有少于80%的重量百分比。
27、 根據(jù)權(quán)利要求24或25的方法，其中，所述記錄層疊包括至少 一個吸收層(16)。
28、 根據(jù)權(quán)利要求24或25的方法，其中，在所述蝕刻工藝之后應(yīng) 用涂覆(116)。
29、 根據(jù)權(quán)利要求24或25的方法，其中，在不應(yīng)被去除的電介質(zhì) 層(H)的各區(qū)域的欠蝕刻發(fā)生之前停止所述蝕刻工藝。
30、 根據(jù)權(quán)利要求24或25的方法，其中，所述電介質(zhì)層(14)包 括第一表面和第二表面，其中第一表面在施加激光脈沖的過程中被設(shè) 置成靠近所述激光，第二表面在施加激光脈沖的過程中被設(shè)置成遠離 所述激光，并且其中所述蝕刻工藝開始在該電介質(zhì)層(14)的第二表 面上。
31、 一種用于為批量制造光盤(50)制作壓模(40)的方法，該 方法包括以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì) 層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者域(26);以及畫在該記錄層疊U0)的基礎(chǔ)上制作所述壓模(40)。
32、 一種用于制作光盤(50)的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì)層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起(24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域(26 );-在該記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作所述壓模(40);以及 -使用該壓模(40)來制作光盤。0)。
33、 一種用于為微接觸印刷制作印模(42)的方法，該方法包括 以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì) 層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26);以及-在該記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作所述印模(42)。
34、 一種用于制作縮微印刷品(52)的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊UO)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì) 層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16， 18; 20; 34);-在該電介質(zhì)層U4)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26);-在該記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作印模；以及 -使用該印模(42)來制作所述縮微印刷品(52)。
35、 一種用于為批量制造光盤(50)制作壓模(40)的方法，該 方法包括以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長 在245到270nm之間，特別是在2"到266nm之間； -通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26);以及-在所述記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作所述壓模(40)。
36、 一種用于制作光盤(50)的方法，該方法包括以下步驟 -提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長 在245到270誰之間，特別是在257到266nm之間;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層U4)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26);畫在所述記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作壓模(40);以及 -使用該壓模(40)來制作光盤。
37、 一種用于為微接觸印刷制作印模(42)的方法，該方法包括 以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14);-在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長 在245到270腿之間，特別是在257到266腿之間;-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過獨刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26) s以及-在所述記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作所述壓模(40)。
38、 一種用于制作縮微印刷品(52)的方法，該方法包括以下步驟-提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14); -在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑/突起 (24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡，所述激光脈沖的波長 在245到270nm之間，特別是在257到266nm之間；-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū) 域(22);或者-通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14 )的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū) 域(26 );畫在所述記錄層疊(10)的基礎(chǔ)上制作印模(42);以及 -使用該印模(42)來制作所述縮微印刷品(52)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在母版基板(12)的記錄層疊(10)中提供高密度浮雕結(jié)構(gòu)的方法，特別是用于為批量制造光盤制作壓模的母版基板(12)或者用于為微接觸印刷產(chǎn)生印模的母版基板，該方法包括以下步驟提供記錄層疊(10)，其包括電介質(zhì)層(14)和用于在該電介質(zhì)層(14)內(nèi)支持熱量引發(fā)的相位過渡的裝置(16，18；20)；在該電介質(zhì)層(14)的將要通過施加激光脈沖而形成坑(24)的區(qū)域(22)中導(dǎo)致熱量引發(fā)的相位過渡；以及通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的已經(jīng)經(jīng)歷了相位過渡的區(qū)域(22)；或者通過蝕刻工藝去除該電介質(zhì)層(14)的尚未經(jīng)歷過相位過渡的區(qū)域(26)。
文檔編號G11B7/26GK101160629SQ200680007253
公開日2008年4月9日 申請日期2006年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月6日
發(fā)明者E·R·梅因德斯, H·S·P·鮑曼斯, J·J·X·德洛伊納斯德福米喬, P·G·J·M·皮特斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司