Brevet FR2702076A1 — publié le 19940902

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un substrat préformaté utilisable pour la fabrication de disques optiques et pour la fabrication de disques maîtres, ces disques maîtres permettant la fabrication de matrices de pressage de disques optiques. Elle vise également le substrat préformaté, le disque optique et le disque maître, obtenus 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. Les disques optiques de type WORM sont constitués d'un substrat préformaté, généralement en polycarbonate, recouvert d'une ou de plusieurs couches sensibles qui se modifient au contact d'un faisceau émis par une diode laser en réalisant par exemple par ablation thermique des micro cuvettes représentatives de l'information à enregistrer. On connaît un procédé de préformatage d'un substrat consistant à effectuer par pressage d'une matrice en nickel une prégravure de ce substrat, prégravure d'un sillon qui permet d'assurer le guidage précis du faisceau issu de la diode laser, en contrôlant son positionnement radial de façon à suivre de manière précise la piste formée par le sillon. Cette prégravure permet également un contrôle de la focalisation du faisceau laser sur le disque. De plus, cette prégravure (ou préformatage) intègre une base de temps, apte à permettre l'asservissement de la vitesse de rotation du substrat, cette base de temps étant constituée soit par une wobbulation dans le sillon continu, soit à partir de formats déjà spécifiés notamment dans des normes internationales (format échantillonné ou composite continu). Par ailleurs, on connaît un procédé consistant à utiliser un enregistreur WORM du commerce pour enregistrer et graver des informations sur des disques optiques en verre, ou pour fabriquer des disques maîtres sur lesquels sont gravées des informations, ces disques maîtres permettant la fabrication de matrices utilisables pour le pressage des disques optiques. On utilise également, dans ce procédé, des substrats préformatés, ces substrats préformatés étant obtenus de la même manière que précédemment. L'invention a pour but de proposer un nouveau procédé de fabrication d'un substrat préformaté utilisable pour la fabrication de disques optiques, notamment de disques optiques pouvant être enregistrés dans des enregistreurs de type WORM et pour la fabrication de disques maîtres permettant la fabrication de matrices utilisables pour le pressage de disques optiques. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'un substrat préformaté consistant à déposer sur un support en verre une couche de résine sensible à une contrainte, cette couche ayant une épaisseur compatible avec le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM, de préférence une épaisseur d'environ 750 nm, puis à enregistrer le signal de préformatage dans cette couche de résine sensible par application de la contrainte appropriée et, enfin à éliminer les zones de résine transformée par dissolution chimique ou par tout autre moyen approprié. Selon une première variante du procédé, après l'étape d'élimination des zones de résine transformée, on transfère le préformat dans le support en verre par gravure par plasma réactif, de préférence par plasma réactif d'ions argon et d'ions fluor, les ions fluor étant de préférence obtenus à partir de trifluorométhane gazeux, la profondeur de la gravure devant être compatible avec le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM telle qu'une profondeur d'environ 750 mm, l'épaisseur de la couche de résine sensible à une contrainte étant alors indifférente, cette étape de transfert étant suivie d'une étape d'élimination de la résine résiduelle par dissolution chimique ou par plasma, de préférence par plasma à oxygène. Selon une seconde variante de l'invention, on dépose entre la couche de résine sensible à une contrainte et le substrat en verre une couche d'un matériau réfléchissant dans le domaine de longueurs d'onde de la diode laser de l'enregistreur de type WORM, cette couche de matériau réfléchissant ayant une épaisseur permettant le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM, le transfert du préformat se faisant dans cette couche réfléchissante par gravure, cette gravure devant enlever toute l'épaisseur de la couche de matériau réfléchissant jusqu'à la surface du substrat en verre et l'épaisseur de la couche de résine étant alors indifférente. Selon une caractéristique de l'invention, la résine sensible est une résine photosensible, l'enregistrement du préformatage se faisant alors par défilement d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser modulé en fonction du signal de préformatage à enregistrer ou par insolation, au travers d'un masque représentatif du signal de préformatage, de la résine photosensible par un rayonnement lumineux tel qu'un rayonnement UV. Selon une autre caractéristique du procédé, la résine est une résine de type photopolymérisable, le préformat étant alors enregistré dans cette couche de résine par pressage d'une matrice comportant le préformat, la résine étant ensuite durcie par exposition à un rayonnement lumineux tel qu'un rayonnement UV. Le substrat préformaté ainsi obtenu peut être utilisé dans la mise en oeuvre de tous procédés de fabrication de disques optiques de type WORM ou de disques maîtres utilisables pour la fabrication de matrices de pressage de tels disques optiques. Le substrat préformaté, le disque optique obtenu à partir de ce substrat ainsi que le disque maître obtenu à partir de ce substrat préformaté, la matrice de pressage obtenue à partir de ce disque maître et le disque optique obtenu à partir de cette matrice de pressage font également l'objet de l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre et qui est faite en référence au dessin schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel: - la figure 1 illustre schématiquement un mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention - la figure 2 illustre schématiquement un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; et - la figure 3 illustre schématiquement un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention. Le procédé de fabrication d'un substrat préformaté selon l'invention consiste à réaliser les trois étapes notées (a), (b) et (c) représentées schématiquement en figure 1. A l'étape (a), on dépose sur un substrat 1 en verre une couche (2) de résine photosensible et on enregistre dans la résine le signal de préformatage, sous forme d'une image latente, au moyen d'un faisceau lumineux 3 approprié tel que notamment un faisceau laser modulé en fonction du signal de préformatage. On obtient alors comme illustré en (b), le substrat 1 en verre portant à sa surface une couche de résine comportant des zones 4 transformées. Dans l'étape de développement suivante notée (c), les zones (4) de résine insolée sont éliminées par dissolution chimique, formant ainsi le sillon, continu ou non, constituant le préformat Si la résine 5 résiduelle, déposée à la surface du substrat 1, en verre a une épaisseur compatible avec le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM (par exemple environ 750 nm), et si la composition chimique de cette résine 5 est compatible avec les couches sensibles qui y seront ensuite déposées, afin de procéder à l'enregistrement des informations dans des enregistreurs de type WORM, le disque 6 ainsi constitué pourra servir de substrat préformaté. Dans le but d'obtenir des substrats plus stables et comme illustré en figure 2, il est possible, après les étapes (a), (b) et (c) qui sont identiques à celles décrites précédemment, de transférer dans le substrat 1 en verre le préformat par gravure chimique ou par gravure par plasma réactif, de préférence par gravure par plasma réactif d'ions argon et d'ions fluor, les ions fluor étant de préférence obtenus à partir de trifluorométhane gazeux. A ce stade, comme illustré à l'étape notée (d), le substrat en verre 1 porte à sa surface un sillon 7 représentatif du préformat et des zones 5 de résine résiduelle qui sont ensuite éliminées par tout moyen approprié, de préférence par plasma à oxygène. Ici c'est la profondeur du sillon 7 qui devra être compatible avec le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM et non l'épaisseur de la couche de résine photosensible qui pourra donc être choisie librement. On obtient ainsi le substrat préformaté 8 constitué du substrat 1 en verre comportant un préformat gravé à sa surface. Une des variantes de l'invention consiste, comme illustré en figure 3, à déposer, dans une étape notée (e), sur le substrat 1 en verre une couche d'un matériau 9 réfléchissant dans le domaine des longueurs d'onde du faisceau lumineux émis par la diode laser de l'enregistreur de type WORM, c'est-à-dire dans un domaine de longueurs d'ondes proche d'environ 780 nm. Ce matériau réfléchissant pourra être un matériau métallique tel que par exemple le chrome, l'argent, l'aluminium ou un matériau dur tel que par exemple du nitrure ou du carbonitrure de titane ou de zirconium ou d'hafnium ou encore en tout autre matériau réfléchissant dans le domaine de longueurs d'onde approprié. On dépose ensuite une couche 2 de résine photosensible sur cette couche de matériau 9 réfléchissant.De la même manière que précédemment, la couche 2 de résine est insolée par un faisceau lumineux 3 tel qu'un faisceau émis par une source laser modulée en fonction du préformat à enregistrer. On obtient comme illustré à l'étape (f) des zones 4 de résine insolée et des zones 5 de résine non insolée. Puis les zones 4 de résine insolée sont éliminées par exemple par dissolution chimique afin d'obtenir comme représenté en (g) le substrat en verre 1 recouvert de la couche de matériau 9 réfléchissant, cette couche de matériau 9 réfléchissant portant à sa surface des zones de résine 5 résiduelle. A l'étape suivante notée (h), le préformatage est transféré dans le matériau 9 réfléchissant par tout moyen approprié, par exemple par gravure chimique. Cette gravure est effectuée dans les zones de la couche de matériau 9 non réfléchissant non recouvertes par les zones 5 de résine non insolée.La gravure devra enlever toute l'épaisseur de la couche de matériau 9 réfléchissant jusqu'à la surface du substrat 1 en verre. Dans ce cas, la diode laser de l'enregistreur de type WORM détectera une succession de zones réfléchissantes et de zones non réfléchissantes, de la même façon que lorsqu'il y a alternance de niveau entre les zones gravées et les zones non gravées, la profondeur de la gravure amenant à un résultat similaire à une perte de réflectivité. On obtient ici un substrat préformaté 10 constitué du substrat 1 en verre portant à sa surface un sillon gravé dans la couche de matériau 9 réfléchissant. On notera qu'au lieu d'enregistrer le préformat dans la couche de résine photosensible au moyen d'un faisceau laser, il est possible d'insoler celle-ci à travers un masque par un rayonnement UV. On pourra également enregistrer le préformat dans la couche de résine non plus par insolation de cette résine mais par pressage dans une résine déposée en couche mince sur le substrat. Pour ce faire, on dépose sur le substrat une couche de résine de type photopolymérisable ou thermopolymérisable, de préférence de type photopolymérisable et à l'aide d'une matrice comportant le préformat, matrice qui pourra être par exemple en nickel, on presse ce préformat dans la résine. La résine sera ensuite durcie grâce à un rayonnement lumineux tel que par exemple un rayonnement UV. Après démoulage, on obtient un substrat comportant le préformat voulu dans une résine à sa surface.De la même façon que dans le cas où l'on utilise une résine photosensible, il sera possible de transférer ce préformat dans le substrat ou dans la couche de matériau réfléchissant par gravure ou par plasma, la résine étant ensuite éliminée par dissolution chimique ou par plasma à oxygène. Les substrats préformatés (6), (8) et (10) décrits ci-dessus sont ensuite recouverts d'une ou plusieurs couches de résine sensible à une contrainte dans lesquelles des informations seront ensuite enregistrées par exemple en utilisant un enregistreur de type WORM de façon à fabriquer soit des disques optiques préformatés et enregistrés soit des disques maîtres en verre préformatés et enregistrés, ces disques maîtres permettant la fabrication, par une étape ultérieure de galvanoplastie, de matrices utilisables pour le pressage de disques optiques. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. Ainsi, le support 1 pourra être en tout autre matériau que du verre. Au contraire, 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'un substrat préformaté utilisable pour la fabrication de disques optiques pouvant être enregistrés dans des enregistreurs de type WORM et pour la fabrication de disques maîtres permettant la fabrication de matrices utilisables pour le pressage de disques optiques de type WORM, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de:: dépôt sur un substrat (1) en verre d'une couche (2) de résine sensible à une contrainte (3), cette couche ayant une épaisseur compatible avec le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM, telle qu'une épaisseur d'environ 750 nm, - enregistrement du signal de préformatage dans la couche (2) de résine sensible par application de la contrainte (3) appropriée, et - dissolution par tout moyen approprié, tel qu'une attaque chimique ou analogue, des zones (4) de résine ainsi transformée, afin d'obtenir un substrat préformaté (6) constitué du substrat (1) en verre portant à sa surface des zones (5) de résine non transformée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après dissolution des zones (4) de résine transformée, le préformat est transféré dans le verre constituant le substrat (I) par gravure chimique ou par gravure par plasma réactif, de préférence par gravure par plasma réactif d'ions, argon et d'ions fluor, les ions fluor étant obtenus par exemple à partir de trifluorométhane gazeux, la profondeur de la gravure devant être suffisante pour permettre le guidage de la diode laser de l'enregistreur de type WORM telle qu'une profondeur d'environ 750 nm, ce transfert étant suivi d'une étape d'élimination de la résine résiduelle de préférence par plasma à oxygène, afin d'obtenir un substrat préformaté (8) constitué du substrat de verre (I) gravé. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on dépose entre la couche (2) de résine sensible et le substrat (1) en verre une couche d'un matériau (9) réfléchissant dans le domaine de longueurs d'onde de la diode laser de l'enregistreur de type WORM, et en ce qu'on transfère le préformat dans cette couche réfléchissante par tout moyen approprié tel qu'une gravure chimique, cette gravure devant enlever toute l'épaisseur de la couche de matériau (9) réfléchissant jusqu'à la surface du substrat (1) en verre, le substrat (1) en verre recouvert des zones de matériau (9) réfléchissant ainsi obtenu constituant un substrat préformaté (10). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (2) de résine sensible est une couche de résine photosensible, l'enregistrement du signal de préformatage dans cette couche (2) de résine se faisant alors par défilement d'un faisceau lumineux tel qu'un faisceau laser modulé en fonction du signal de préformatage à enregistrer ou par insolation au travers d'un masque représentatif du signal de préformatage de la résine photosensible par un rayonnement UV. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche (2) de résine est une couche de résine de type photopolymérisable, le signal de préformatage étant alors enregistré dans cette couche (2) de résine par pressage d'une matrice comportant le préformatage, la résine étant ensuite durcie par exposition à un rayonnement lumineux, de préférence un rayonnement UV. 6. Utilisation du substrat préformaté obtenu par le procédé selon l'une des revendications précédentes, pour la fabrication par un procédé utilisant un enregistreur de type WORM de disques optiques ou pour la fabrication de disques maîtres de tels disques optiques. 7. Utilisation du disque maître selon la revendication 6, pour la fabrication de matrices de pressage de disques optiques de type WORM. 8. Utilisation de la matrice de pressage selon la revendication 7, pour la fabrication de disques optiques de type WORM. 9. Substrat préformaté obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 5. 10. Disque optique obtenu par l'utilisation du substrat selon la revendication 9. 11. Maître disque obtenu par l'utilisation du substrat selon la revendication 9. 12. Matrice de pressage obtenue par l'utilisation du maître disque selon la revendication 11. 13. Disque optique obtenu par l'utilisation de la matrice de pressage selon la revendication 12.