Brevet FR2701151A1 — publié le 19940805

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une matrice de pressage pour la réalisation notamment de disques optiques. Elle vise également la matrice de pressage obtenue par ce procédé ainsi que le produit obtenu, notamment un disque optique, par utilisation de cette matrice de pressage. Le procédé classique de fabrication d'une matrice de pressage pour la réalisation de disques optiques est bien connu. Il consiste à déposer sur un support de verre, une couche de résine photosensible de type positif, c'est-àdire capable sous l'effet d'un rayonnement directif approprié, de changer de nature dans les zones recevant ce rayonnement. L'information à dupliquer est ensuite enregistrée, sous forme d'image latente, dans cette couche de résine par défilement du rayonnement directif approprié. Les zones de résine insolées sont ensuite éliminées par dissolution chimique. A ce stade on obtient à la surface du support de verre une succession de micro cuvettes correspondant au signal à reproduire. L'ensemble ainsi réalisé constitue un "disque maître". Le disque maître est ensuite revêtu d'une fine couche métallique, notamment en argent, déposée de préférence par évaporation sous vide. Puis une couche de nickel est déposée, par galvanoplastie, sur ce disque maître. La couche de nickel ainsi formée comporte à sa surface des microreliefs qui sont la réplique exacte des microcuvettes représentant en négatif l'information enregistrée sur le disque maître. La couche de nickel une fois séparée du disque maître est utilisable comme matrice d'impression afin de réaliser par pressage d'une matière plastique appropriée, notamment du polycarbonate, les disques à lecture optique souhaités. Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter la fabrication préalable d'un disque maître. Le brevet japonais JP-A-63 050 937 décrit un procédé de fabrication d'une matrice de pressage ne nécessitant pas la fabrication préalable d'un disque maître. Selon ce procédé, une résine photosensible est déposée sur un substrat de chrome. Cette résine est de type négatif et dans ce cas, après enregistrement de l'information sous forme d'image latente, ce sont les zones de résine non insolées qui sont dissoutes. Le substrat de chrome est alors gravé sur une profondeur appropriée, et la résine résiduelle est éliminée. On obtient ainsi un substrat de chrome comportant à sa surface une succession de microreliefs, cette succession de microreliefs correspondant à l'information enregistrée. Le disque ainsi formé peut être utilisé directement comme matrice de pressage pour la réalisation de disques optiques. Les limites d'un tel procédé résident dans l'utilisation d'un substrat en chrome, le pressage des disques optiques se faisant presque exclusivement à partir d'une matrice en nickel. En outre dans ce procédé, la profondeur de gravure, pour obtenir des microreliefs correspondant aux spécifications des disques optiques est difficilement contrôlable et la forme et la dimension des microreliefs sont très perturbées, lors de l'enregistrement au moyen d'un rayon laser, par la réflectivité du substrat en chrome. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédents en proposant un procédé de fabrication d'une matrice de pressage utilisable par les presseurs de disques optiques, sans fabrication préalable d'un disque maître. A cet effet l'invention propose un procédé de fabrication d'une matrice de pressage pour la fabrication notamment de disques optiques consistant à déposer sur un support en nickel une couche d'un matériau métallique tel que le tantale ou le molybdène et/ou tel qu'un oxyde, un nitrure, un carbure ou leurs composés d'un métal comme par exemple le nitrure de titane ou de zirconium, le carbonitrure de titane ou de zirconium, les carbures ou nitrures de tungstène ou de chrome ou analogues, cette couche de matériau métallique étant ensuite recouverte d'une couche de résine photosensible de type négatif dans laquelle l'information à dupliquer est enregistrée sous forme d'image latente par défilement d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser, les zones de résine non insolées étant ensuite éliminées par dissolution chimique ou autre, l'information étant alors transférée dans la couche de matériau métallique, dans les zones où la résine a été éliminée, par un procédé de gravure tel qu'un procédé de gravure par plasma réactif ou par un procédé de gravure par voie chimique ou analogue, la gravure enlevant toute l'épaisseur de la couche métallique jusqu'à la surface du disque de nickel, et en final, la résine résiduelle étant éliminée par plasma à oxygène ou par dissolution chimique ou analogue. Selon une caractéristique de l'invention le matériau métallique est déposé par évaporation sous vide ou par pulvérisation cathodique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de la couche de matériau métallique a environ la dimension des microreliefs à constituer en final. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de la couche de matériau métallique est comprise entre environ 110 nm et environ 160 nm, de préférence environ 130 nm. Selon une variante de l'invention, à la place de la résine photosensible de type négatif on utilise une résine photosensible réversible de type positif, et l'on procède dans ce cas à un traitement spécial, comme par exemple une insolation UV, qui a pour effet de transformer la résine qui se comporte alors comme une résine de type négatif, ce traitement spécial étant effectué après avoir enregistré l'information sous forme d'image latente dans la résine et avant d'éliminer les zones de résine non insolées. Selon une autre variante de l'invention, on dépose directement sur le support en nickel la résine photosensible de type positif ou négatif, on enregistre l'information à dupliquer dans la couche de résine, on élimine ensuite les zones de résine non insolées puis on grave le support de nickel dans les zones où la résine a été éliminée, la profondeur de gravure étant obtenue en faisant varier la durée d'exposition du disque de nickel au milieu réactif c'est-à-dire au plasma réactif ou à l'attaque chimique, et en final, on élimine la résine résiduelle. La matrice de pressage obtenue par le procédé objet de l'invention est composée d'un substrat de nickel comportant à sa surface une succession de microreliefs représentant l'information enregistrée. D'autres caractéristiques détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit et se réfère au dessin unique annexé qui illustre schématiquement les différentes étapes du procédé de fabrication d'une matrice de pressage selon l'invention. Ce procédé consiste, dans une première étape notée (a) sur la figure annexée, à déposer une couche 2 d'un matériau métallique sur un support en nickel 1. Cette couche 2 de matériau métallique est ensuite recouverte d'une couche de résine photosensible. On enregistre l'information à dupliquer dans cette couche 3 de résine photosensible par défilement d'un faisceau lumineux 4 tel qu'un faisceau laser. Le matériau métallique doit être peu réfléchissant dans le domaine de longueurs d'onde du faisceau lumineux utilisé pour l'enregistrement de l'information dans la couche de résine photosensible. En particulier lorsqu'on utilisera un faisceau laser, ce matériau devra être peu réfléchissant à une longueur d'onde d'environ 457 nanomètres. Il devra en outre avoir de bonnes propriétés d'adhérence sur le nickel ainsi qu'une conductibilité thermique et un coefficient de dilatation en température compatibles avec la conductibilité thermique et le coefficient de dilatation en température du nickel, car cette matrice de pressage servira à la mise en oeuvre d'un procédé de pressage à chaud. Ce matériau pourra être un matériau métallique comme par exemple le tantale ou le molybdène, ou tel qu'un oxyde ou un nitrure ou un carbure ou leurs composés, d'un métal, comme par exemple le nitrure de titane ou de zirconium, le carboniture de titane ou de zirconium, les carbures ou nitrures de chrome ou de tungstène ou en tout autre matériau ayant les propriétés requises. Cette couche 2 de matériau peu réfléchissant sera de préférence déposée par évaporation sous vide ou par pulvérisation cathodique et son épaisseur sera comprise entre environ 110 et environ 160 nm, préférentiellement 130 nm, c'est-à-dire de la dimension des microreliefs à constituer. La résine photosensible déposée sur cette couche 2 peu réfléchissante est soit de type négatif soit de type réversible positif et dans ce dernier cas, après enregistrement de l'information par le faisceau lumineux approprié, la résine subit un traitement spécial comme par exemple un insolation UV qui a pour effet de la transformer afin qu'elle se comporte comme une résine de type négatif. L'enregistrement de l'information, sous forme d'image latente, dans la résine se fait par défilement d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser. A ce stade on obtient comme illustré à l'étape notée (b), dans la figure annexée, des zones 5 de résine insolée et des zones 6 de résine non insolée. A l'étape notée (c), dans la figure annexée, les zones de résine non insolées 6 sont éliminées. On obtient alors un support 1 en nickel revêtu d'une couche 2 d'un matériau peu réfléchissant recouvert d'une succession de microreliefs 5 en résine insolée, cette succession de microreliefs 5 représentant le signal à reproduire. A l'étape notée (d) dans la figure annexée, la couche 2 peu réfléchissante est gravée par un procédé de gravure par plasma réactif ou par un procédé de gravure par attaque chimique. Cette gravure est effectuée dans les parties où la résine a été éliminée et elle devra enlever toute l'épaisseur de la couche 2 de matériau peu réfléchissant jusqu'à la surface du disque de nickel. A ce stade, on obtient un support 1 en nickel recouvert de microreliefs 5 constitués d'une base 8 en matériau peu réfléchissant recouverte de résine insolée 5, la surface du support en nickel étant apparente dans les creux 7. Dans la dernière étape notée (e), sur la figure annexée, la résine résiduelle est éliminée de préférence par plasma à oxygène mais une dissolution chimique est également possible. On obtient alors le support 1 en nickel comportant à sa surface une succession de microreliefs 8 constitués du matériau peu réfléchissant, cette succession de microreliefs représentant l'information enregistrée. Cet ensemble constitue une matrice de pressage pouvant servir au pressage notamment des disque à lecture optique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi qu'on pourra utiliser un support en nickel sans le recouvrir du matériau peu réfléchissant défini dans la description ci-dessus, toutes les étapes du procédé étant maintenues, seule la profondeur de gravure étant alors obtenue par variation de la durée d'exposition du substrat au milieu réactif c'est-à-dire au plasma réactif ou à l'attaque chimique. C'est dire que l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une matrice de pressage pour la réalisation notamment de disques optiques caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: dépôt sur un support (1) en nickel d'une couche (2) d'un matériau métallique tel que le tantale ou le molybdène etlou tel qu'un oxyde, un nitrure, un carbure ou leurs composés, de métal tel que le nitrure ou le carbonitrure de titane ou de zirconium, le carbure ou le nitrure de chrome ou de tungstène ou analogues, dépôt d'une couche (3) de résine photosensible de type négatif sur la couche (2) précitée, - enregistrement sous forme d'image latente, dans la couche (3) de résine photosensible, de l'information à dupliquer par défilement d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser, - élimination par attaque chimique ou analogue des zones (6) de résine non insolées, - transfert de l'information par gravure dans la couche (2) constituée du matériau métallique dans les zones où la résine a été éliminée, cette gravure enlevant toute l'épaisseur de la couche (2) métallique jusqu'à la surface du support en nickel, et étant réalisée par plasma réactif ou par voie chimique ou analogue, - élimination de la résine résiduelle par plasma à oxygène ou par dissolution chimique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau métallique est déposé par évaporation sous vide ou par pulvérisation cathodique. 3. Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (2) constituée du matériau métallique a environ la dimension des microreliefs à constituer. 4. Procédé selon Rune des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (2) constituée du matériau métallique est comprise entre environ 110 et environ 160 nm, de préférence environ 130 nm. 5. Procédé selon Rune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à la place d'une résine photosensible de type négatif on utilise une résine réversible de type positif et en ce qu'après enregistrement de l'information par un faisceau lumineux dans cette couche de résine, on procède à un traitement spécial, comme par exemple une insolation UV, pour transformer la résine qui se comporte alors comme une résine négative, cette transformation se faisant avant l'étape d'élimination des zones (6) de résine non insolées. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de dépôt de la couche (2) de matériau métallique est omise, l'étape de transfert de l'information par gravure étant réalisée directement sur le substrat (1) en nickel, les autres étapes étant maintenues identiques. 7. Matrice de pressage obtenue par le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte à sa surface une succession de microreliefs représentant l'information enregistrée. 8. Disque optique obtenu grâce à l'utilisation d'une matrice de pressage selon la revendication 7.