多層結構以及在其中繪制微觀結構的方法

專利名稱：多層結構以及在其中繪制微觀結構的方法
技術領域：
本發明涉及一種多層結構以及在其中繪制微觀結構的方法、一種光盤母盤以及使用多層結構的母盤制作方法、一種使用所述光盤母盤制造的光盤。更具體地講，本發明涉及一種多層結構，當其溫度超過預定閾值時，該多層結構的體積變化；一種繪制微觀結構的方法，包括將激光束發射到多層結構上以在束斑之內引起溫度分布，以及在具有溫度高于閾值的束斑的一部分上執行微觀記錄；一種光盤母盤以及使用多層結構的母盤制作方法；一種使用所述光盤母盤制造的光盤。
背景技術：
當前，通過將激光束發射到光敏抗蝕層上以生成圖像，然后使該抗蝕層顯影來制作用于制造光盤的母盤上的防蝕圖案。由于光束的繞射，所以抗蝕圖案的最小尺寸受到限制。
因此，作為對進一步減少抗蝕圖案的最小尺寸所作的一部分努力，近幾年來已經進行了使用深紫外光、激光和軟X射線的新曝光技術的研究。具體地講，KrF或ArF受激準分子激光器被用來獲得尺寸約150nm的微觀抗蝕圖案。但是，為了得到高密度光盤，還需要為光學元件或抗蝕圖案的生產解決相關的技術問題例如發展高性能光源和改進材料特征。
此外，盡管減少光束的繞射可解決這些問題，但是可能會造成大體積的光源或光學系統以及高的能耗。
解決這些問題的另一種方法是電子束平版印刷術，即，使用電子束來制造具有幾納米大小的納米結構，這一納米結構遠小于在典型的光學平版印刷術中制造的結構。但是，因為電子必須在真空內加速或偏轉，所以就需要單獨的真空容器和用于加速和偏轉電子的大電極或電源。此外，高的加速電壓(例如，幾萬伏特)使人們擔心安全問題。
中請號為2002-365806的日本專利中公開了又一種途徑，它描述了一種材料以及通過由激光產生的熱在抗蝕層上繪制圖案的方法。這種提議的方法包括加熱覆在由鍺、銻和碲的合金(Ge2Sb2Te5)組成的層上面的抗蝕層，以促成利用Ge2Sb2Te5層作為光吸收熱變形層的化學反應，并且繪制微觀圖案。這種方法不僅能夠制造具有尺寸為100nm的納米結構，而且由于使用廉價的半導體激光器作為光源而顯著地降低了制造成本。

發明內容
技術問題在提議的方法中，然而由于抗蝕層和光吸收熱變形層一起被加熱，所以這就使得微觀圖案的尺寸和形狀不穩定。
技術方案本發明提供一種小于激光束斑直徑的多層結構，以及一種旨在使用激光束斑的中心高溫部分繪制微觀結構的方法。
本發明還提供一種光盤母盤以及使用多層結構的母盤制作方法，以及使用該光盤母盤制造的光盤，所述母盤制作方法旨在使用典型的光學平版印刷術繪制微觀結構而未導致因增加的熱造成抗蝕材料的變形或蒸發。
根據本發明的一個方面，提供了一種多層結構，包括基板和在該基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，其體積變化。在這里，變形層包括由合金和介電材料制成的合金介電層或金屬氧化物層。按照另一種方案，變形層可包括在基板上形成的第一介電層、覆在第一介電層上面的合金層或金屬氧化物層、覆在合金層和金屬氧化物層上面的第二介電層。
根據本發明的另一方面，提供了一種在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，這部分的體積變化。該方法包括將激光束發射到變形層的預定區域上，并通過對激光束輻射的變形層的區域加熱使其超過預定的溫度，從而被加熱的區域發生體積變化。
根據本發明的另一方面，提供了一種用于制造光盤的母盤，所述母盤包括基板和在該基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，這部分的體積變化。在這里，變形層包括由合金和介電材料制成的合金介電層或金屬氧化物層。按照另一種方案，變形層可包括在基板上形成的第一介電層、覆在第一介電層上面的合金層或金屬氧化物層、覆在合金層和金屬氧化物層上面的第二介電層。
根據本發明的另一方面，提供了一種制造母盤的方法，所述母盤包括基板和在該基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，這部分的體積變化。該方法包括將激光束發射到變形層的預定區域上，并且將被激光束輻射的變形層的區域加熱到超過預定的溫度，從而被加熱的區域發生體積變化。
根據本發明的另一方面，提供了一種以處理指令編碼的計算機可讀介質，所述處理指令用于執行在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在該基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，這部分的體積變化。該方法包括將激光束發射到變形層的預定區域上，并且將被激光束輻射的變形層的區域加熱到超過預定的溫度，其中被加熱的區域發生體積變化。
根據本發明的另一方面，提供了一種形成光盤的設備，該設備包括模制聚碳酸酯光盤基板的模片，該模片具有用來形成凹坑圖案的小于激光束繞射極限的凹坑圖案；涂覆機，在模制的光盤基板之上涂覆反射層和保護層。
本發明的附加的方面和/或優點，部分地將在以下的描述中進行闡明，部分地通過描述是顯而易見的，或部分地可以通過實施本發明而了解。有益的效果根據本發明，借助于多層結構、母盤、使用所述母盤制造的光盤以及使用所述母盤制造光盤的方法，改變了傳統的微觀結構繪制機理，能夠生成具有低于激光束繞射極限尺寸的微觀凹坑，而無需大的光源并且沒有由于升高的溫度造成抗蝕材料的變形或蒸發。
此外，在多層結構上繪制微觀結構的方法可以實現為由一般或特殊用途的計算機運行的計算機程序。因此，可以理解，使用激光的設備可以是這樣的計算機。在本領域的計算機程序員可容易地實現組成計算機程序的代碼或代碼段。該程序存儲在由計算機可讀的計算機可讀介質內。當計算機讀取和運行程序時，執行在多層結構上繪制微觀結構的方法。在這里，計算機可讀介質可以是磁記錄介質、光記錄介質、載波、微程序語言或其他可記錄介質。


通過結合附圖對實施例進行以下的描述，本發明的這些和/或其他方面及特點將會變得清楚且更易于理解，附圖中圖1是根據本發明第一實施例的多層結構的截面圖；圖2A和圖2B是用來解釋根據本發明的多層結構中體積變化的原理的圖；圖3A和圖3B表示在圖1的多層結構中繪制并使用原子力顯微鏡(AFM)測量的120nm凹坑圖案的圖像；圖4A至圖4E分別表示圖3A和圖3B中所示的凹坑圖案的截面形狀、軌道、頻譜和其他用數值表示的數據；圖5A和圖5B表示在圖1的多層結構中繪制并使用AFM測量的100nm凹坑圖案的圖像；圖6A至圖6E分別表示圖5A和圖5B中所示的凹坑圖案的截面形狀、軌道、頻譜和其他用數值表示的數據；圖7是示出凹坑深度和凹坑尺寸之間關系的曲線圖；圖8是根據本發明第二實施例的多層結構的截面圖；圖9是根據本發明第三實施例的多層結構的截面圖；圖10表示在圖9的多層結構中繪制并使用AFM測量的凹坑圖案的圖像；圖11A和圖11B是示出根據本發明實施例的用于光盤母盤的母盤制作過程和使用該母盤的模片制造過程；圖12是示出根據本發明的實施例的復制光盤的過程的流程圖。
具體實施例方式
現在將詳細地參照本發明的實施例，附圖中示出了本發明的示例，其中，相同的標號始終表示相同的元件。通過參照這些圖在下文描述實施例來解釋本發明。
<第一實施例>
參照圖1，多層結構1包括基板10和在該基板10上形成的變形層。變形層包括第一介電層20、合金層30和第二介電層40。當激光束輻射變形層的一部分時，變形層的一部分的體積根據其溫度是否超過預定溫度而局部地變化。
基板10可由玻璃(SiO2)或聚碳酸酯形成。第一介電層20由硫化鋅(ZnS)和二氧化硅(SiO2)的混合物在基板10上形成約50nm至250nm的厚度。合金層30在第一介電層20上形成約5nm至50nm的厚度。第二介電層40由與第一介電層20相同的材料在合金層30上形成約10nm至100nm的厚度。合金層30由稀土-過渡金屬合金制成。使用的稀土金屬可以是鋱(Tb)或釹(Nd)，過渡金屬可以是鐵(Fe)或鈷(Co)。
例如，制造多層結構1的方法可包括通過在由玻璃制成的基板10上濺射ZnS和SiO2來形成第一介電層20、通過在第一介電層20上濺射Tb、Fe和Co或者濺射Nd、Fe和Co來形成合金層30、通過在合金層30上濺射ZnS和SiO2來形成第二介電層40。
現在將描述在多層結構1上繪制低于入射光束的繞射極限微觀結構的原理。
參照圖2A，將激光束L在向上的方向上發射到多層結構1。當激光束被發射到合金層30上時，合金層30上形成激光束L的束斑的區域被加熱。圖2B是作為圖2A中所示的多層結構1中的激光束的水平位置函數的合金層30中的溫度分布100的曲線圖。從圖2B中明顯看到，溫度分布100是高斯分布。
在這里，通過適當地調整激光束L的功率，束斑的一部分的溫度會高于預定的閾值T0。具有溫度高于閾值T0的合金層30的區域在圖2A中用標號35來表示。
通過形成混合物或使第一介電層20和第二介電層40產生相互擴散，由一種其溫度超過閾值T0時會體積膨脹的材料制成合金層30。這種膨脹導致第二介電層40的表面隆起，接著在第二介電層40的表面上繪制凹坑45B。圖2A也顯示了以與凹坑45B相同的方式在凹坑45B的右側上較早地形成的另一個凹坑45A。
束斑的直徑取決于激光束的波長和物鏡的數值孔徑(NA)。如果使用紅色激光束，則束斑的直徑約為1μm。在這種情況下，由于繞射極限，不可能從光學上使束斑的直徑減小到比1μm還小。但是，因為可使溫度超過閾值T0的區域35的直徑比束斑的直徑小得多，所以能夠形成直徑比束斑的直徑小得多的凹坑。如果合金層30由鋱-鐵-鈷(TeFeCo)制成，則閾值T0在350℃左右。TeFeCo擴散和滲透到形成第一介電層20和第二介電層40的ZnS-SiO2中。因此，凹坑45A和45B由從合金層30擴散的TeFeCo的化合物或混合物和形成第二介電層40的ZnS-SiO2形成。
相反地，因為在溫度沒有超過閾值T0的剩余區域內，合金層30的體積沒有變化，所以第二介電層40的ZnS-SiO2材料未受影響。在這里，當合金層30的鋱(Tb)被釹(Nb)代替時，本發明獲得同樣的效果。
借助具有凹坑的區域和沒有凹坑的區域在蝕刻特征上的不同，能夠選擇性地蝕刻沒有凹坑的區域47，從而增加這兩個區域之間的第二介電層40表面的高度差。在這里，可以用基于濕法蝕刻或干法蝕刻的氟化氫(HF)進行蝕刻。
高寬比是凹坑45A或45B與蝕刻的區域47之間的高度差，在上述多層結構的已經通過激光束L形成凹坑45A和45B之后，如果沒有發生體積變化的區域47被蝕刻，則可能會增加多層結構1的高寬比。
合金層30可以用包括至少一種金屬氧化物的金屬氧化物層來代替。金屬氧化物可以是貴金屬氧化物，例如氧化鉑(PtOx)、氧化銀(AgOx)、氧化鈀(PdOx)、氧化鎢(WOx)或過渡金屬氧化物。如果使用金屬氧化物代替合金層30，則在溫度超過閾值T0的區域內，受熱的金屬氧化物層分解成金屬并釋放出氧氣。從而，金屬氧化物層的區域35的體積迅速地膨脹而形成凹坑45B。
圖3A至圖6E表示使用原子力顯微鏡(AFM)在多層結構1的表面上進行并在計算機監視器屏幕上顯示的測量結果。圖3A和圖3B表示在圖1的多層結構1中繪制并使用AFM測量的120nm凹坑圖案的圖像。圖3A表示將多層結構1的表面被放大到其原始尺寸的4，200倍時的圖像，圖3B表示將多層結構1的表面被放大到兩倍于圖3A的尺寸時的圖像。繪制凹坑圖案使用的激光束的功率和波長λ分別為14.5mW和635nm，物鏡的NA為0.6，多層結構1的恒定線速度(CLV)為2m/sec，信號占空比為50％。
圖3A表示每隔約1.2μm的一定間隔縱向形成的八個軌道，圖3B表示八個軌道中的四個。在這里，每個軌道的寬度約為0.6μm，在每個軌道內形成凹坑圖案。每個軌道的白色部分代表發生體積變化的合金層30的一部分，而黑色部分代表沒有發生體積變化的剩余部分。如先前所述，可通過選擇性地蝕刻體積沒有發生變化的合金層30的一部分來增加多層結構1的高寬比。
圖4A表示圖3B的四個軌道，圖4B是沿第三軌道的白色線截取的圖4A的120nm凹坑圖案的截面圖。從圖4A明顯地看出，多層結構1具有約5.9nm的表面高度差，凹坑圖案以約240nm的周期形成。圖4C表示圖4B的凹坑圖案的頻譜，圖4D和圖4E表示關于所述凹坑圖案的詳細數據。
與圖3A和圖3B相類似，圖5A和圖5B表示在圖1的多層結構1中繪制并使用AFM測量的100nm凹坑圖案的圖像。圖5A表示將多層結構1的表面放大到其原始尺寸的4,200倍時的圖像，圖5B表示將多層結構1的表面被放大到兩倍于圖5A的尺寸時的圖像。繪制凹坑圖案使用的激光束的功率和波長λ分別為15mW和635nm，物鏡的NA為0.6，多層結構1的恒定線速度(CLV)為2m/sec，信號占空比為50％。
圖5A表示每隔約1.2μm的一定間隔縱向形成的八個軌道，圖5B表示四個軌道。在這里，每個軌道的寬度約為0.6μm，凹坑圖案形成在每個軌道內。每個軌道的白色部分代表發生體積變化的合金層30的一部分，而黑色部分代表沒有發生體積變化的剩余部分。
圖6A表示圖5B的四個軌道，圖6B是沿第三軌道的白色線截取的圖6A的100nm凹坑圖案的截面圖。從圖6A明顯地看出，多層結構1具有約3.1nm的表面高度差，凹坑圖案以約200nm的周期形成。像圖4C至圖4D一樣，圖6C至圖6E表示圖6B的凹坑圖案的頻譜，圖6D和圖46E表示關于凹坑圖案的詳細數據。
如上所述，測試中使用的紅色激光束的波長λ為635nm，物鏡的NA為0.6，計算的繞射極限為530nm。盡管使用傳統的技術不可能在多層結構上寫入具有低于繞射極限的尺寸和繞射極限之上的間距的凹坑，但是因為凹坑僅形成在溫度高于閾值T0的區域上，所以根據本發明的第一實施例，本發明使低于繞射極限尺寸的凹坑圖案成功地形成在多層結構1上。
根據本發明的多層結構1的一個實例可以是光盤母盤。從而，當使用具有上述構造的母盤來制造光盤時，能夠生產具有尺寸低于激光束繞射極限的凹坑圖案，該凹坑圖案的尺寸由激光束的波長、物鏡的NA和其他因素確定，從而增加了記錄密度。
圖7是當介電層分別由ZnS和SiO2的混合物(ZnS-SiO2)、SiO2、氮化硅SiNx制成時，凹坑深度作為凹坑尺寸的函數的曲線圖。從圖7可明顯地看出，即使通過激光束寫入的凹坑的長度短，而與由SiO2或SiNx制成的介電層相比，由ZnS-SiO2制成的介電層形成的凹坑也更深。
如上所述，使用根據本發明的繪制微觀凹坑的方法，使多層結構1如光盤母盤中凹坑的密度在切線方向上增加到約4倍，且在半徑方向上增加到約2.5倍。因此，可使總的凹坑密度增加到約10倍。此外，藍色激光束的使用允許為100GB DVD-ROM制造母盤。
<第二實施例>
圖1的多層結構1的變形層被分為不連續的層第一介電層20、合金層30和第二介電層40。但是，如圖8所示，可以將不連續的層合并為單一結構。圖8表示根據本發明第二實施例的多層結構2。參照圖8，多層結構2包括基板10和在基板10上形成的變形層。變形層包括由合金和介電材料制成的合金介電層50。當被激光束輻射的變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，其體積變化。因為基板10與圖1所示的基板具有基本相同的結構，所以將不再對其給予詳細解釋。
通過同時濺射圖1所示的第一介電層20和第二介電層40的介電材料以及合金層30的合金來形成合金介電層50。合金包含稀土金屬和過渡金屬。介電材料和合金的實例分別為ZnS-SiO2和TbFeCo。在這里，可采用Nd來代替Tb作為稀土金屬。
此外，合金介電層50可由金屬氧化物例如貴金屬氧化物或過渡金屬氧化物制成，而不由包括稀土金屬和過渡金屬的合金制成。金屬氧化物的實例包括PtOx、AgOx、PdOx和WOx。多層結構2還可包括在基板10和合金介電層50之間作為保護層的介電層(未示出)。
<第三實施例>
如圖8所示，根據本發明的多層結構可通過采用金屬氧化物層代替合金介電層50來實現。圖9表示根據本發明第三實施例的多層結構3。參照圖9，多層結構3包括基板10和在該基板10上形成的變形層。變形層包括介電層60和金屬氧化物層70。當被激光束輻射的變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，其體積變化。因為基板10與圖1所示的基板具有基本相同的結構，所以將不再對其給予詳細解釋。
介電層60由電介質ZnS-SiO2在基板10上形成約130nm的厚度，金屬氧化物層70由金屬氧化物例如WOx形成約80nm的厚度。在這里，金屬氧化物還可是過渡金屬氧化物或貴金屬氧化物例如PtOx、AgOx和PdOx。在圖9中示出的另一實施例中，可沒有作為保護層的介電層60而直接在基板10上形成金屬氧化物層70。
圖10表示在圖9的多層結構3例如母盤中繪制并使用AFM測量的凹坑圖案的圖像。測量是針對當波長為635nm的脈沖激光束入射到被光盤測試器旋轉的線速度為6m/sec的母盤上時生成的凹坑所進行的。參照圖10，凹坑是通過改變被脈沖激光束輻射的多層結構3的一部分的體積而生成的。在這里，在軌道1、2、3上形成的凹坑的直徑分別為400nm、250nm、150nm。發射到軌道1至3上的激光脈沖分別具有6MHz、12MHz、15MHz的頻率以及50％的占空比。
這個測量結果表明，使用金屬氧化物形成凹坑是十分可能的。根據示例性的實施例中的體積膨脹機理，當金屬氧化物層被脈沖激光束加熱時分解成金屬并釋放出氧氣，并膨脹得象氣球一樣。即使受熱的金屬氧化物不發生分解，其體積也會因在其本身內釋放額外的氧氣而膨脹。
<母盤制作和復制過程>
圖11A和圖11B是示出根據本發明實施例的用于光盤母盤的母盤制作過程和使用該母盤產生模片的過程的流程圖。在母盤制作過程中，通過圖案化多層結構1、2或3中的任何一個形成用于制造光盤的母盤。在操作S1中，準備玻璃盤作為基板。在操作S2中，拋光玻璃基板，在操作S3中，檢查玻璃基板是否已經被充分拋光，如果是的話，就在操作S4中沖洗玻璃基板。然后在操作S5中通過濺射形成多層結構1、2或3，在操作S6中，檢查多層結構中的任何一個是否已經成功地形成。在操作S7中，通過編輯器編輯在母盤上記錄的信息，該信息將要被寫到光盤上。然后在操作S8中，編輯的信息被傳送到信號發送裝置，在操作S9中，在具有玻璃盤的形狀的多層結構中的任何一個上以凹坑的形式記錄編輯的信息。信號發送裝置將來自編輯器的信息轉換為脈沖激光束，并將該激光束發射到多層結構1、2或3上，從而在所述多層結構上產生凹坑。可在操作S9中使用根據本發明的微觀凹坑繪制方法，以在具有低于由信號發送裝置發射的激光束的繞射極限的尺寸的多層結構1、2或3的任何一個中繪制微觀凹坑。
接著，在操作S10中蝕刻多層結構1、2或3。在這里，通過選擇性地蝕刻沒有凹坑的區域使母盤的高寬比增加。在操作S11中，在多層結構1、2或3的上部電鍍電極以完成母盤的制造。在操作S12中，檢查電極是否已經合格地涂覆在多層結構1、2或3之上。在操作S13中，正在生成的母盤經過電鍍產生模片，然后在操作S14中將模片與母盤分開，從而完成模片的制造。
圖12是示出根據本發明的實施例的用于批量生產的復制光盤過程的流程圖。參照圖12，在操作S21中，使用在操作S20中通過母盤制作過程和模片制造過程制造的模片在注模機內注射模制聚碳酸酯光盤基板。在操作S22和操作S23中依次地在注模形成的基板之上涂覆反射層和保護層，從而復制光盤。
產業上的可利用性本發明涉及一種多層結構，當其溫度超過預定閾值時其體積變化；一種繪制微觀結構的方法，包括將激光束發射到多層結構上以在束斑以內引起溫度分布，并在具有溫度高于閾值的束斑的一部分上執行微觀記錄；一種光盤母盤以及使用多層結構的母盤制作方法；一種使用該光盤母盤制造的光盤。
根據本發明，借助于多層結構、母盤、使用該母盤制造的光盤以及使用該母盤制造光盤的方法，改變了傳統的微觀結構繪制機理，能夠生成具有低于激光束繞射極限尺寸的微觀凹坑，而無需大的光源并且沒有由于升高的溫度而造成抗蝕材料的變形或蒸發。
盡管已經參照本發明的示例性實施例具體地表示和描述了本發明，但是本領域的普通技術人員應該明白，在不脫離由權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以進行各種形式和細節上的改變。
權利要求
1.一種多層結構，包括基板；變形層，形成在所述基板上，其中，當被激光束輻射的所述變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，其體積變化。
2.如權利要求1所述的多層結構，其中，所述基板由玻璃或聚碳酸酯制成。
3.如權利要求1所述的多層結構，其中，所述變形層包括由合金和介電材料制成的合金介電層。
4.如權利要求3所述的多層結構，其中，所述合金包含稀土金屬和過渡金屬。
5.如權利要求3所述的多層結構，其中，所述合金介電層由合金和介電材料制成，由于加熱造成相互擴散或化學變化而使所述合金和介電材料的體積變化。
6.如權利要求3所述的多層結構，其中，變形層還包括夾在所述基板和所述合金介電層中間的介電層。
7.如權利要求3所述的多層結構，其中，所述介電材料是ZnS-SiO2。
8.如權利要求3所述的多層結構，其中，所述合金是TbFeCo。
9.如權利要求3所述的多層結構，其中，所述合金是NdFeCo。
10.如權利要求1所述的多層結構，其中，所述變形層包括金屬氧化物層。
11.如權利要求10所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層包含過渡金屬或貴金屬。
12.如權利要求10所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層由被加熱時因釋放氧氣而體積變化的材料制成。
13.如權利要求10所述的多層結構，其中，所述變形層還包括夾在所述基板和所述金屬氧化物層中間的介電層。
14.如權利要求13所述的多層結構，其中，所述介電層由ZnS-SiO2制成。
15.如權利要求13所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層由WOx制成。
16.如權利要求13所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層具有約80nm的厚度。
17.如權利要求1所述的多層結構，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；合金層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述合金層的上面。
18.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述第一介電層由硫化鋅和二氧化硅的混合物制成。
19.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述第一介電層具有約50nm至250nm的厚度。
20.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述合金層具有約5nm至50nm的厚度。
21.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述合金層包含稀土金屬和過渡金屬。
22.如權利要求21所述的多層結構，其中，所述稀土金屬是鋱或釹，所述過渡金屬是鐵或鈷。
23.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述合金層由在加熱時造成所述第一介電層和所述第二介電層的相互擴散或化學變化而使所述合金層與所述第一介電層和所述第二介電層的體積變化的材料制成。
24.如權利要求23所述的多層結構，其中，所述合金層由鋱-鐵-鈷制成。
25.如權利要求23所述的多層結構，其中，所述合金層由釹-鐵-鈷制成。
26.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述第二介電層由硫化鋅和二氧化硅的混合物制成。
27.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述第二介電層具有約10nm至100nm的厚度。
28.如權利要求1所述的多層結構，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；金屬氧化物層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述金屬氧化物層的上面。
29.如權利要求28所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層包含過渡金屬或貴金屬。
30.如權利要求29所述的多層結構，其中，所述貴金屬是氧化鉑、氧化銀、氧化鈀和氧化鎢中的一個。
31.如權利要求28所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層由被加熱時因釋放氧氣而體積變化的材料制成。
32.一種在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，該區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，所述被加熱的區域發生體積變化。
33.如權利要求32所述的方法，其中，所述變形層包括金屬氧化物層。
34.如權利要求32所述的方法，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；合金層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述合金層的上面。
35.如權利要求32所述的方法，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；金屬氧化物層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述金屬氧化物層的上面。
36.如權利要求32所述的方法，還包括利用所述預定的區域和剩余區域在蝕刻速率上的不同蝕刻所述變形層。
37.一種用于制造光盤的母盤，所述母盤包括基板；變形層，形成在所述基板上；其中，當被激光束輻射的所述變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，其體積變化。
38.如權利要求37所述的母盤，其中，所述變形層包括由合金和介電材料制成的合金介電層。
39.如權利要求38所述的母盤，其中，所述合金包含稀土金屬和過渡金屬。
40.如權利要求38所述的母盤，其中，所述合金介電層由合金和介電材料制成，由于加熱造成相互擴散或化學變化而使所述合金和介電材料的體積變化。
41.如權利要求38所述的母盤，其中，所述變形層還包括夾在所述基板和所述合金介電層中間的介電層。
42.如權利要求37所述的母盤，其中，所述變形層包括金屬氧化物層。
43.如權利要求42所述的母盤，其中，所述金屬氧化物層包含過渡金屬或貴金屬。
44.如權利要求42所述的母盤，其中，所述金屬氧化物層由被加熱時因釋放氧氣而體積變化的材料制成。
45.如權利要求42所述的母盤，其中，所述變形層還包括夾在所述基板和所述金屬氧化物層中間的介電層。
46.如權利要求37所述的母盤，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；合金層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述合金層的上面。
47.如權利要求46所述的母盤，其中，所述合金層包含稀土金屬和過渡金屬。
48.如權利要求46所述的母盤，其中，所述合金層由這樣一種材料制成，該材料因加熱造成相互擴散或化學變化而使所述合金層與所述第一介電層和所述第二介電層的體積變化。
49.如權利要求37所述的母盤，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；金屬氧化物層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述金屬氧化物層的上面。
50.如權利要求49所述的母盤，其中，所述金屬氧化物層包含過渡金屬或貴金屬。
51.如權利要求49所述的母盤，其中，所述金屬氧化物層由被加熱時因釋放氧氣而體積變化的材料制成。
52.一種制造母盤的方法，所述母盤包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，所述預定的區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，所述被加熱的區域發生體積變化。
53.如權利要求52所述的方法，其中，所述變形層包括金屬氧化物層。
54.如權利要求52所述的方法，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；合金層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述合金層的上面。
55.如權利要求52所述的方法，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；金屬氧化物層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述金屬氧化物層的上面。
56.如權利要求52所述的方法，還包括利用所述預定的區域和剩余區域在蝕刻速率上的不同蝕刻所述變形層。
57.一種以處理指令編碼的計算機可讀介質，所述處理指令用于執行在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，所述區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，所述被加熱的區域發生體積變化。
58.如權利要求57所述的計算機可讀介質，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；合金層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述合金層的上面。
59.如權利要求57所述的計算機可讀介質，其中，所述變形層包括第一介電層，形成在所述基板上；金屬氧化物層，覆在所述第一介電層的上面；第二介電層，覆在所述金屬氧化物層的上面。
60.如權利要求57所述的計算機可讀介質，還包括利用所述預定的區域和剩余區域在蝕刻速率上的不同蝕刻所述變形層。
61.一種以處理指令編碼的計算機可讀介質，所述處理指令用于執行制造母盤的方法，所述母盤包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，所述區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，所述被加熱的區域發生體積變化。
62.一種在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，所述區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，所述被加熱的區域的直徑小于所述激光束的直徑，從而形成凹坑的直徑小于激光束斑的直徑。
63.一種在多層結構上繪制微觀結構的方法，所述多層結構包括基板和在所述基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的所述變形層的預定區域的溫度超過預定溫度時，所述區域的體積變化，所述方法包括將所述激光束發射到所述變形層的所述預定區域上；將被所述激光束輻射的所述變形層的所述區域加熱到超過所述預定的溫度，其中，在多層結構上形成具有小于所述激光束繞射極限的尺寸的凹坑圖案。
64.如權利要求17所述的多層結構，其中，所述第一介電層、所述合金層和所述第二介電層合并成為單一結構。
65.如權利要求10所述的多層結構，其中，所述金屬氧化物層直接形成在所述基板上。
66.如權利要求32所述的方法，還包括在注模設備中注模聚碳酸酯光盤基板，依次在所述注模基板之上涂覆反射層和保護層。
67.如權利要求32所述的方法，其中，生成具有小于所述激光束繞射極限的尺寸的微觀凹坑，而無需大的光源或因溫度升高而造成抗蝕材料的變形或蒸發。
68.一種在多層結構上形成凹坑圖案的方法，所述多層結構包括基板和在所述基板上形成的變形層，所述方法包括通過將激光束輻射到所述變形層的預定區域上來改變所述變形層的所述預定區域的體積；在所述多層結構上形成所述凹坑圖案，所述凹坑圖案具有小于所述激光束繞射極限的尺寸。
69.如權利要求68所述的方法，其中，通過在超過預定溫度加熱所述預定的區域來改變所述預定區域的體積。
70.一種形成光盤的設備，所述設備包括模制光盤基板的模片，所述模片具有用來形成凹坑圖案的小于激光束繞射極限的凹坑圖案；涂覆機，在所述模制的光盤基板之上涂覆反射層和保護層。
全文摘要
本發明提供了一種多層結構，當其溫度超過預定的閾值時其體積變化；一種微觀結構繪制方法，包括將激光束發射到多層結構上以在束斑以內引起溫度分布，并在具有溫度高于閾值的束斑的一部分上執行微觀記錄；一種光盤母盤；一種使用多層結構的母盤制作方法，其中，多層結構包括基板和在該基板上形成的變形層，其中，當被激光束輻射的變形層的一部分的溫度超過預定溫度時，這部分的體積變化。微觀結構繪制方法包括將激光束發射到變形層的預定區域上，并將被激光束輻射的變形層的區域加熱到超過預定的溫度，從而被加熱的區域會發生體積變化。
文檔編號G03F7/004GK1768381SQ200480008410
公開日2006年5月3日 申請日期2004年5月21日 優先權日2003年5月21日
發明者金朱鎬, 樸仁植, 桑原正史, 富永淳二, 島隆之 申請人:三星電子株式會社, 獨立行政法人產業技術總合研究所