Brevet FR2534720A1 — publié le 19840420

"Procédé de fabrication d'une matrice mère". L'invention concerne un procédé permettant de réaliser une matrice mère, selon lequel un disque originel, c'est-à-dire un disque de support plan, dont une face est munie d'une couche d'un photorésist positif, dans laquelle est appliquée une piste d'information, est muni d'une pellicule métallique du côté du photorésist, d'abord sans courant et ensuite par voie galvanique, ensuite la pelli- cule métallique est séparée du disque originel de façon à obtenir une matrice père, présentant une pisi d'informa- tion qui constitue le négatif de celle du disque originel, les restes du photorésist présents sur la surface de la matrice père sont dissous et une-épreuve métallique est réalisée par voie galvanique à partir de la matrice père, la matrice mère ainsi obtenue présentant une piste d'in- formation qui est identique à celle du disque originel. Une telle méthode est connue du brevet français délivré sous le No 2 367 598 au nom de la Demanderesse. Les restes du photorésist présents sur la matrice père sont dissous par traitement avec un solvant organique, notamment un mélange d'alcool isopropylique et de méthyl- isobutylcétone. A partir du disque originel ne peut être réali- sée qu'une seule matrice père A partir de cette matrice père peuvent être réalisée Sdes épreuves positives en ma- tière synthétique, par exemple par un processus de pres- sage ou un processus de moulage par projection Une épreuve positive est une épreuve, dont la piste d'information est identique à celle du disque originel Pour augmenter le nombre de matrices permettant de réaliser des épreuves en matière synthétique, on réalise plusieurs épreuves métal- liques, dites matrices mère par voie galvanique à partir du disque père A partir de chaque matrice mère sont réalisées ensuite, également par voie galvanique, les matrices dites fils Les épreuves en matière synthétique réalisées à l'aide des matrices fils sont des épreuves positives. Le processus galvanique permettant de réaliser une matrice mère ou une matrice fils est un processus connu C'est ainsi qu'on réalise à titre d'exemple une ma- trice mère par immersion de la matrice père dans un bain de galvanisation contenant une solution acide aqueuse d'un sel métallique, comme du sulfamate de nickel La matrice père est connectée à la cathode d'un bain de galvanisation. Lors d'un passage de courant, une pellicule de Ni se sépare de la matrice père, du côté de la pisted'information Après séparation de la pellicule de Ni s'obtient la matrice mère, dont la piste d'information est le négatif de celle de la matrice père Afin de pouvoir réaliser convenable- ment une telle séparation, on utilise une matrice père, dont la surface est passivée par traitement avec un oxy- dant. On a constaté que la matrice père obtenue confor- mément au procédé décrit dans ledit brevet français délivré sous le N O 2 367 598 permet d'obtenir de très bonnes épreuves en matière synthétique Il se pose des problèmes si des épreuves métalliques, donc des matrices mère sont réalisées à partir de la matrice père par un processus galvanique La surface de la matrice mère est d'une mau- vaise qualité et présente des cavités supérieures de nom- breuses fois à la largeur et la profondeur de la piste d'information Cette piste peut être une piste son tradi- tionnelle comme dans le cas des disques audio De préfé- rence, la piste d'information est une piste lisible par voie optique et contenant de l'information son et/ou image. Une telle piste lisible par voie optique présente une structure extrêmement fine constituée par des domaines d'information situés alternativement à un niveau plus élevé et à un niveau plus bas Les domaines présentent de faibles dimensions de 0,2 à 3/um par exemple La différence en hauteur entre les domaines est de 0,1 à 0,2/um La piste * 534720 d'information est spiralée ou composée de cercles concen- triques. La Demanderesse a eu l'idée que la mauvaise qua- lité de la surface de -la matrice est provoquée du fait que la surface de matrice père ne présente pas de conductivités électriques homogènes du côté de la pisted'information Plus particulière Tent, ai est praenu à la conclusion que dans le cas de passage de courant pendant le processus de galvanisa- tion, plusieurs parties de la surface de la matrice père présentent une plus petite conductivité électrique et sont électriquement blindées dans une certaine mesure Les lignes de courant de l'anode vers la cathode sont courbées à l'endroit desdites parties Selon la Demanderesse, la conductivité non homogène sur la surface de la matrice père est due au fait que le disque père a été en contact avec le matériau de photorésist lors de la fabrication Les restes du matériau de photorésist subsistant après sépara- tion du disque originel sur la matrice père ne peuvent pas eêtre enlevés entièrement par traitement avec des solvants. De plus, le traitement devait être répété beaucoup de fois, ce qui se traduirait par un déroulement de processus com- plètement non économique. Par suite du traitement avec des solvants, il se forme en outre des taches de séchage très résistantes sur la surface de la matrice père, provoquées par l'évapora- tion du solvant Ces restes extrêmement minces de matériau de résist sont entre autres la cause du mauvais caractère électroconducteur local de la surface de la matrice père. Comme le mentionne déjà le mot, du matériau de photorésist est du matériau de résistance. L'invention vise à fournir une méthode ne pré sentant pas les susdits désavantages Plus particulièrement l'invention concerne une méthode du genre mentionné dans le préambule, qui-est caractérisée en ce que le photoré- sist est porté à l'état -électroconducteur par exposition. L'exposition à de la lumière ultraviolette par exemple provoque la scission des molécules de photorésist. Des composés covalents sont décomposés Il se forme des groupes ionogènes Le photorésist acquiert 'un caractère hydrophile Des solutions d'électrolyte peuvent s'y infil- trer Même des couches relativement épaisses de photoré- sist deviennent conductrices de courant dans un milieu aqueux alcalin. En. principe, le photorésist peut être exposé à un moment arbitraire dans le processus mentionné ci-dessus. C'est ainsi qu'après le traitement avec des solvants orga- niques, la matrice père peut être exposée de façon que le matériau de résist présent entre autres dans les taches de séchage soit transformé en un matériau électroconduc- teur De plus, il est possible d'exposer la couche de photorésist du disque originel Dans ce cas, les restes du photorésist présents sur la surface de la matrice père sont dissous dans un milieu aqueux, notamment un milieu alcalin aqueux Ce qui est très approprié c'est l'utilisa- tion d'un liquide de développement pour le photorésist ex- posé comme une solution aqueuse de Na OH et de Na 4 P 207. Les taches de séchage ne sont pas gênantes du fait qu'elles contiennent le matériau de photorésist transformé par ex- position et laissant passer le courant électrique pendant le processus de galvanisation. Il y a lieu de noter qu'il est connu en soi, par exemple de Xerox Disclosure Journal, Vol 7, No 4, 1982, pages 293, 294 d'enlever du matériau de résist par utili- sation d'une seconde étape d'exposition et de dissoudre le matériau exposé dans un liquide de développement 1 s'git d'unetechniqueditede"Jiftcff" én langue anglaise utilisée dans la technologie des semiconducteurs Il n'est pas question d'une technique galvanique, ni des problèmes de conduction de courant y inhérents comme décrits dans ce qui précède. Dans le cas d'une technique de "lift-off" il s'agit de la dissolution du photorésist au-dessous d'une couche métal- lique et de l'accessibilité du résist au solvant. La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limi- tatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une section transversale d'un disque originel présentant une couche métallique formée par voie galvanique, utilisée dans le procédé conforme à l'invention. La figure 2 représente une section transversale d'une matrice père sur laquelle sont présents des restes de photovernis. La figure 3 est une section transversale d'une matrice père présentant une couche métallique appliquée par voie galvanique, cette dernière constituant une matrice mère. Exemple de réalisation Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 dé- signe un disque en verre d'une épaisseur de 5 mm présen- tant un diamètre de 240 mm Le disque en verre est muni d'un côté d'une couche de photorésist 2 d'une épaisseur de 0,12/um Le photorésist positif utilisé est un dérivé de diazide de naphtoquinonepouvat être Slu sous la dénomination commerciale Hunt Waycoat type HPR 204 Dans la-couche de résist est appliquée, par exposition et développement sui- vant une configuration déterminée, une piste d'information spiralée 3 présentant un profil en forme de créneaux con- stitué par des domaines d'information 4, 5, situés alter- nativement à un niveau plus élevé et à un niveau plus-bas respectivement Les dimensions longitudinales des domaines varient entre environ 0,2 à 3/um suivant l'information emmagasinée La différence en hauteur entre les domaines d'information est d'environ 0,1/um Les domaines sont li- sibles par voie optique Sur la couche de photorésist 2 no munie de la piste d'information 3 est appliquée sans cou- rant une couche métallique 6 Une couche métallique appro- priée est une couche en Ag -ou en Ni Des exemples d'un processus sans courant sont un processus par évaporation, un processus de pulvérisation ou un processus chimique sans courant Selon le dernier processus, la couche de photo- résist est traitée avec une-solution aqueuse d'un sel du métal désiré et ensuite ou simultanément avec une solution aqueuse d'un agent de réduction, l'ion métallique étant réduit en un atome métallique et une couche métallique se forme Si par exemple la couche de photorésist doit être munie d'une couche de Ni, la surface de la couche de photo- résist est traitée avec une solution aqueuse, neutre ou faiblement acide de Ni SO 4 et ensuite ou simultanément avec une solution aqueuse de hypophosphite ou hydrure de bore. De tels processus de métallisation sont suffisamment connus depuis de nombreuses années Il y:a lieu de s'en référer par exemple à "The technology of aerosol plating" par Donald J Levy dans Technical Proceedings 51st Annual Con- vention American Electroplaters' Society, St Louis, 1964, pages 139 à 149. La couche 6 représentée sur la figure 1 est une couche en Ag appliquée par évaporation et présentant une épaisseur de 0,12/um Sur la couche d'argent est appliquée par croissance galvanique une couche en nickel 7 d'une épaisseur de 400/um La couche de nickel 7 et la couche d'argent y reliée 6 sont enlevées du disque en verre 1 présentant la couche de photorésist 2 Des restes 9 (fi- gure 2) de la couche de photorésist 2 subsistent sur la matrice père 6, 7 La piste d'information 8 présente dans la matrice père 6, 7 est une copie de la piste d'informa- tion 3 (figure 1). Les restes 9 sont dissous par traitement de la matrice père 6, 7 avec un mélange d'alcool isopropylique et de méthylisobutylcétone La surface de la matrice père est ensuite exposée pendant 4 minutes à une lampe de Hg à haute pression de 500 W A partir de la matrice père est réalisée une épreuve métallique (matrice mère) par enlève- ment de la couche d'argent 6 A cet effet, la couche d'ar- gent est dissoute dans une solution alcaline aqueuse de H 202 La surface dégagée de la couche de nickel 7 est pas- sivée par traitement avec une solution aqueuse de K 2 Cr 207 et ensuite, la couche de nickel 7 est munie, du côté de la piste d'information 8, d'une couche de nickel 10 qui est appliquée par voie galvanique (figure 3) Après séparation de la couche de Ni 10, qui comporte une piste d'informa- tion 11, qui est une copie de la piste d'information 8, s'obtient la matrice mère A partir de cette matrice mère peuvent être réalisées des matrices fils de la façon dé crite ci-dessus, par voie galvanique La matrice fils per- met de réaliser des porteurs d'information en matière syn- thétique par exemple par un processus de moulage par pro- jection Tant la matrice mère, la matrice fils que les porteurs d'information en matière synthétique présentent une très bonne qualité de surface. Les mêmes bons résultats s'obtiennent si le ma- tériau de résist est exposé dans un stade plus précoce du processus Dans une forme de réalisation appropriée, le matériau de photorésist du disque originel est exposé, pendant 4 minutes, après application d'une piste d'infor- mation à de la lumière ultraviolette provenant d'une lampe de Hg à haute pression de 500 W Sur la couche de photoré- sist exposée est appliquée par évaporation une couche - d'argent d'une épaisseur de 0,12 /um Sur la couche d'argent est appliquée par voie galvanique une couche de nickel d'une épaisseur de 40 /um La pellicule métallique obtenue est séparée du disque originel Sur la matrice père ainsi réalisée subsistent des restes du photorésist exposé Les restes sont dissous par traitement avec une solution de l Og de Na OH et 50,5 g de Na 4 P 2 07, 10 H 2 O dans 2 litres d'eau Ensuite, on procède à un rinçage avec de l'eau. A partir de la matrice père est réalisée une épreuve mé- tallique par voie galvanique de la façon décrite ci-dessus. La matrice mère ainsi obtenue présente une très bonne qualité de surface. 3.0 REVENDICATIONS: 1 Procédé permettant de réaliser une matrice mère, selon lequel un disque originel, c'est-à-dire un disque de support plan, dont une face est munie d'une couche d'un photorésist positif, dans laquelle est appliquée une piste d'information, est muni d'une pellicule métallique du côté du photorésist, d'abord sans courant en ensuite par voie galvanique, la pellicule métallique est séparée du disque originel de façon à obtenir une matrice père, présentant une piste d'information qui constitue le négatif de celle du disque originel, les restes de photorésist présents sur la surface de la matrice père sont dissous et une épreuve métallique est réalisée par voie galvanique à partir de la matrice père, la matrice mère ainsi obtenue présentant une piste d'information qui est identique à celle du disque originel, caractérisé en ce que le photorésist est porté à l'état électroconducteur par exposition. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après exposition, -le photorésist est traité avec une solution alcaline aqueuse.