Brevet FR2701152A1 — publié le 19940805

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un disque maître pour la réalisation d'une matrice de pressage, notamment de disques optiques Elle vise également le disque maître obtenu par ce procédé, ainsi que la matrice de pressage obtenue à partir de ce disque maître et le disque optique obtenu à partir de cette matrice de pressage. On connaît de nombreux procédés de fabrication de matrices de pressage pour la réalisation de disques optiques L'un d'entre eux consiste à déposer sur un support de verre une couche de résine photosensible de type positif c'est-à-dire capable sous l'effet d'un rayonnement directif approprié de changer de nature dans les zones recevant ce rayonnement On soumet cette couche de résine au défilement d'un faisceau laser, venant inscrire dans celle-ci une image latente représentant l'information à enregistrer sur le disque On développe chimiquement la résine en éliminant par dissolution les zones o la résine a été enregistrée et en réalisant ainsi une succession de microcuvettes correspondant au signal reproduit. L'ensemble ainsi réalisé constitue un disque maître. Ce disque est ensuite revêtu d'une fine couche métallique, notamment en argent, déposée de préférence par évaporation sous vide Par galvanoplastie, on dépose alors une couche de nickel sur le disque revêtu de la fine couche métallique La couche de nickel ainsi formée présente à sa surface des microreliefs qui sont la réplique exacte des microcuvettes précédemment citées, microreliefs représentant en négatif l'information enregistrée sur le disque maître Après séparation de la couche de nickel du disque maître, la fine couche métallique n'existe plus lors de la séparation On obtient la matrice dimpression en nickel qui permettra de réaliser, par pressage d'une matière plastique appropriée, notamment du polycarbonate, les disques à lecture optique souhaités. Le disque maître obtenu par ce procédé peut servir de nombreuses fois à condition de répéter l'opération de métallisation, ce qui implique de plus un nettoyage avant chaque nouvelle métallisation. De plus la technique de gravure du verre utilisée dans ce procédé attaque la résine, ce qui a pour effet de déformer les microcuvettes En outre, ce disque maître n'est pas lisible par un lecteur de disque traditionnel. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précédents en proposant un procédé de fabrication d'un disque maître lisible par un lecteur de disque optique traditionnel et pouvant être utilisé autant de fois que nécessaire pour la réalisation de nouvelles matrices, et ce sans traitement ultérieur. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication, d'un disque maître permettant la réalisation de matrice de pressage, du type comprenant les étapes de dépôt sur un support en verre d'une couche d'une substance photosensible dans laquelle l'information à dupliquer est enregistrée sous forme d'image latente par défilement d'un faisceau lumineux approprié, les zones de substance photosensible insolées étant ensuite éliminées, cette élimination amenant à la création d'une succession de microcuvettes, à la surface du support en verre, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on procède ensuite au transfert, dans le verre constituant le support, de l'information enregistrée par un procédé de gravure approprié, la substance photosensible résiduelle étant ensuite éliminée et en ce qu'on dépose une couche d'un matériau dur, réfléchissant et conducteur sur le support de verre gravé, avant de procéder à la fabrication de la matrice de pressage par galvanoplastie. Selon autre caractéristique de l'invention, le matériau dur, réfléchissant et conducteur est un nitrure ou un carbonitrure de zirconium ou d'hafnium ou de titane, de préférence un nitrure de titane. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de la couche du matériau dur, réfléchissant et conducteur est comprise entre environ et environ 140 nm, de préférence égale à environ 110 nm. Selon ce procédé, le dépôt du matériau dur, réfléchissant et conducteur est effectué par pulvérisation cathodique réactive avec magnétron, les gaz utilisés étant dans le cas d'un dépôt de nitrure de titane l'argon et l'azote. Selon une particularité de l'invention, le support en verre est constitué d'un verre trempé et/ou désalcalinisé. Selon une autre particularité de l'invention, le support en verre est un disque d'une épaisseur d'environ 1,2 mm et d'un diamètre denviron 150 mm ou d'environ 200 mm. Selon encore une autre particularité de l'invention, la substance photosensible est une résine photosensible et l'information à dupliquer est enregistrée par défilement d'un faisceau laser. L'élimination de la substance photosensible est réalisée par attaque chimique ou par attaque par plasma, de préférence par attaque par plasma à oxygène. Le transfert de l'information dans le support en verre s'effectue par un procédé de gravure chimique ou par un procédé de gravure par plasma réactif, de préférence par un procédé de gravure par plasma réactif d'ions argon et d'ions fluor, les ions fluor étant obtenus en utilisant du trifluorométhane gazeux de préférence. Le disque maître obtenu par ce procédé est caractérisé en ce qu'il est revêtu d'une couche d'un matériau dur, réfléchissant et conducteur le rendant lisible par les lecteurs de disques optiques traditionnels. La matrice de pressage obtenue à partir de ce maître disque, par une étape ultérieure de galvanoplastie, est également un objet de l'invention, ainsi que le disque optique obtenu grâce à l'utilisation d'une telle matrice de pressage. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit et qui se réfère à la figure unique annexée qui illustre schématiquement les différentes étapes du procédé objet de l'invention. Ce procédé consiste à déposer sur un support 1 en verre une couche 2 d'une substance photosensible. Ce support en verre sera préférentiellement un disque d'une épaisseur d'environ 1,2 mm, épaisseur standard d'un disque compact, et aura un diamètre permettant d'une part la lecture dans les lecteurs de disques optiques traditionnels et d'autre part, permettant l'utilisation d'un procédé de galvanoplastie simple Pour des raisons de standardisation de machine, ce diamètre sera de préférence d'environ 150 mm ou d'environ 200 mm En outre, ce disque pourra être constitué d'un verre trempé et/ou désalcalinisé. Dans une première étape notée (a) sur la figure annexée, l'information à dupliquer est enregistrée sur ce support sous forme d'une image latente créée par un faisceau lumineux 3 modulé en fonction du signal à encoder, ce faisceau lumineux 3 étant de préférence un faisceau laser. Comme illustré à l'étape notée (b) dans la figure annexée, le support 1 en verre comporte des zones 4 de résine photosensible insolées et des zones 5 de résine photosensible non insolées. L'étape (c) est une étape d'élimination, par dissolution chimique ou par tout autre procédé approprié, des zones 4 de résines insolées. On obtient à ce stade le support 1 en verre comportant à sa surface une succession de microcuvettes 6. A l'étape suivante notée (d), on procède au transfert de l'information enregistrée dans les zones 7 du support en verre par un procédé de gravure chimique, ou par un procédé de gravure par plasma réactif, de préférence par un procédé de gravure par plasma réactif d'ions argon et d'ions fluor, les ions fluors étant obtenus par utilisation de trifluorométhane gazeux. La résine résiduelle est ensuite éliminée de préférence par plasma à oxygène et l'on obtient alors le disque maître désiré constitué du support 1 en verre, représenté en (e) dans la figure annexée, et comportant à sa surface une succession de microcuvettes 8 dont la profondeur correspond à la profondeur de la gravure précédemment effectuée. Cette succession de microcuvettes et de microreliefs est ensuite revêtue d'une couche d'un matériau 9. Le matériau 9 devra allier de très nombreuses propriétés. Il devra être très dur et ne pas se rayer facilement de façon à pouvoir être manipulé aisément et avoir une grande longévité sur le plan mécanique Il devra avoir une très bonne adhérence sur le verre de façon à éliminer tout risque d'arrachage lors de l'étape ultérieure de galvanoplastie qui conduira à l'obtention de la matrice de pressage Il devra être conducteur pour permettre la réalisation de l'étape de galvanoplastie Il devra également être stable chimiquement de façon à résister dans des bains chimiques et avoir une grande longévité dans des environnements difficiles et enfin il devra réfléchir dans le domaine des longueurs d'ondes utilisées par les lecteurs de disques optiques c'est-à-dire dans le proche infrarouge, soit plus précisément à des longueurs d'ondes d'environ 780 nm. A cet égard, le nitrure de titane est tout à fait adapté car outre toutes les propriétés citées ci-dessus, il n'est pas nécessaire de lui faire subir une préparation spéciale avant d'effectuer l'étape de galvanoplastie, toutes ces propriétés combinées permettant de fabriquer, à partir du disque maître ainsi revêtu, de nombreuses matrices de pressage sans risque de détérioration et sans modification, nettoyage ou traitement du disque maître. Le matériau 9 est déposé de préférence par pulvérisation cathodique réactive avec magnétron Les gaz utilisés dans le cas du dépôt de nitrure de titane sont l'argon, nécessaire au bombardement de la cible de titane et, l'azote, nécessaire à la formation du nitrure Un contrôle très précis de la pression partielle des gaz dans la chambre est nécessaire pour obtenir une bonne stoechiométrie. L'épaisseur déposée sera comprise entre environ 50 nm et environ 140 nm Elle sera de préférence égale à environ 110 nm. Le disque maître ainsi obtenu permet la fabrication d'une matrice de pressage 10, représentée en (g), par une étape de galvanoplastie notée (f) ultérieure, sans nécessité de préparation spécifique Il peut être lu par les lecteurs de disques traditionnels et par là même, il peut être testé dans les testeurs de disques compacts adaptés En raison de sa très grande longévité, il peut ainsi être utilisé comme archive soit sonore puisque lisible par les lecteurs de disques optiques, soit pour la réalisation future de nouvelles matrices destinées au pressage des disques optiques De plus on peut le stocker aisément du fait de ses dimensions. 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. Ainsi ce procédé peut être appliqué à la fabrication de tout disque maître ou analogue permettant la réalisation de matrice de pressage pour le stockage de tous types d'information sonore, visuelle ou telle que des hologrammes. Au contraire elle 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'un disque maître permettant la réalisation d'une matrice de pressage du type comprenant les étapes de: dépôt sur un support ( 1) d'une couche ( 2) d'une substance photosensible, enregistrement de l'information à dupliquer, sous forme d'image latente, dans cette couche ( 2) par défilement d'un faisceau lumineux ( 3), élimination de la substance photosensible dans les zones ( 4) insolées, cette élimination amenant la création d'une succession de microcuvettes, caractérisé en ce qu'après l'étape d'élimination précitée on réalise les étapes suivantes: transfert dans la couche ( 1) de l'information enregistrée, élimination de la substance photosensible résiduelle ( 5) et, dépôt d'une couche ( 9) d'un matériau dur, réfléchissant dans le proche infrarouge et conducteur tel qu'un nitrure ou un carbonitrure de zirconium, d'hafhium, ou de titane. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit matériau dur, réfléchissant et conducteur est du nitrure de titane. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche ( 9) de matériau dur, réfléchissant et conducteur est comprise entre environ 50 et environ 140 nm, de préférence d'environ 110 nm. 4 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dépôt de la couche ( 9) du matériau dur réfléchissant et conducteur est effectué par pulvérisation cathodique réactive avec magnétron, les gaz utilisés étant dans le cas d'un dépôt de nitrure de titane, l'argon et l'azote. 5 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support ( 1) est un support en verre trempé et/ou désalcalinisé. 6 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support ( 1) est un disque d'une épaisseur d'environ 1,2 mm et d'un diamètre d'environ 150 mm ou d'environ 200 mm. 7 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le faisceau lumineux ( 3) est un faisceau laser. 8 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élimination de la substance photosensible est réalisée par attaque chimique ou par attaque par plasma, de préférence par attaque par plasma à oxygène. 9 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transfert, dans le support ( 1), de l'information enregistrée s'effectue par un procédé de gravure chimique ou un procédé de gravure par plasma réactif, de préférence par un procédé de gravure par réactif d'ions argon et d'ions fluor, les ions fluor étant obtenus en utilisant du trifluorométhane gazeux. Disque maître obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est constitué dun support ( 1) en verre comportant à sa surface une succession de microcuvettes revêtues d'une couche ( 9) de matériau dur, réfléchissant et conducteur, le rendant lisible par les lecteurs de disque optiques. Il Matrice de pressage ( 10) obtenue par galvanoplastie à partir du disque maître obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9. 12 Disque à lecture optique obtenu à partir de la matrice de pressage ( 10) selon la revendication 11.