DE2342285B2

DE2342285B2 - Verfahren zur herstellung eines scheibenfoermigen datentraegers

Info

Publication number: DE2342285B2
Application number: DE19732342285
Authority: DE
Inventors: Bernardus Antonius Johannus; Wal Johannes van der; Gerritsen Gerrit Berend; Eindhoven Jacobs (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-09-02
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1977-02-03
Also published as: JPS4993002A; DE2342285A1; FR2199604B1; FR2199604A1; JPS5652361B2; CH570669A5; GB1447066A; ES418367A1; CA998173A; AU5974673A; BE804332A; ES439625A1; AR200876A1; AT347147B; IT990424B; ATA755773A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines scheibenförmigen Datenträgers mit einer spiralförmigen oder aus konzentrischen Kreisen aufgebauten Datenspur, bei dem ein aus einer Platte mit einer darüber angebrachten photoempfindlichen Schicht bestehender Datenträger gedreht und von einer punktförmigen Strahlungsquelle, insbesondere einem von einem Laser gelieferten Strahlungsbündel, intermittierend während der den Daten entsprechenden veränderlichen Periode beleuchtet oder nicht beleuchtet wird, wonach entweder an den beleuchteten oder den nicht beleuchteten Stellen das unter der photoempfindlichen Schicht liegende Material in einer bestimmten Tiefe weggeätzt wird.

Für das Auslesen eines solchen Datenträgers kommt es darauf an, daß die Oberflächen der Blöcke und der Grube jeweils in Ebenen liegen, die einen definierten Abstand gegeneinander aufweisen. So soll z. B. bei Abtastung mit einem reflektierten Lichtstrahl der Weglängenuntefschied ein ungerades Vielfaches einer halben Wellenlänge betragen, d. h. z. B., daß die Ebene Her Gruben sich von der Ebene der Blöcke um eine Viertelwellenlänge des abtastenden Lichtes unterscheidet

Aus der DT-OS- 2031515 st ein Verfahren zur Speicherung von Information bekannt bei dem auf einem geeigneten Träger eine Photolackschicht aufgebracht wird und die Aufzeichnung mit Hilfe eines modulierten Lichtstrahles erfolgt Die Tiefe und Größe des durch Belichtung und Abätzen erfolgenden Materialabtrages ist dabei von der Belichtungsstärke abhängig und kann Anforderungen an hohe Genauigkeit nur schwer erfüHea

Bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art wird in einfacher Weise eine sehr hohe Genauigkeit erzielt wenn gemäß der Erfindung zwischen der Platte und der photoempfindlichen Schicht eine dünne Basisschicht mit einer definierten Gesamthöhe angebracht ist die mit Hilfe eines selektiven Ätzverfahrens, bei dem das Material der Platte nicht oder nahezu nicht angegriffen wird, an den durch die Belichtung der photoempfindlichen Schicht bestimmten Stellen abgetragen wi'd.

Insbesondere kann auf dem scheibenförmigen Datenträger ein Photolack angebracht werden, der durch Verdrehung der Scheibe in bezug auf eine punktförmige Lichtquelle, insbesondere einen Laser, intermittierend während den Daten entsprechender veränderlicher Perioden beleuchtet und nicht beleuchtet wird. Anschließend wird nach dem Entwickeln des Photolackes die gewünschte Datenspur erhalten, wonach diese durch selektive Ätzung der Basisschicht in ein entsprechendes Muster von Blöcken definierter Höhe in dieser Schicht umgewandelt wird. Auch können insbesondere thermoplastische Materialien verwendet werden, in denen unter der Einwirkung des auffallenden Lichtes und nach einer an sich bekannten Behandlung die gewünschte Datenspur angebracht wird.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß aus der DT-AS 12 77 344 ein Verfahren zur Informationsspeicherung bekannt ist, bei dem auf einer Unterlage aus relativ hochschmelzendem Material eine Speicherschicht vorwiegend konstanter Stärke aus einem niedrigschmelzenden Material angebracht ist, das mittels eines Energiestrahles durch Erhitzen entfernt wird. Abgesehen von der dabei erforderlichen hohen Energie ist es schwierig, das Entfernen des Materials mit sauberen Kanten und ohne Rückstände auf der Grundfläche der Vertiefungen zu erreichen. Nach der Erfindung jedoch kann eine hohe Qualität der Aufzeichnung ohne wesentliche Schwierigkeiten erreicht werden.

Durch das Verfahren nach der Erfindung wird ein äußerst zuverlässiges Verfahren mit einem hohen Auflösungsvermögen zum Anbringen der gewünschten Datenspur erhalten. Ausricht- und Zentrierprobleme werden dabei automatisch vermieden. Die angewandte »dünne Basisschicht« ermöglicht es weiter, über die ganze Oberfläche der Platte den gewünschten Höhenunterschied zwischen den Blöcken, aus denen die Datenspur aufgebaut ist, aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung und

F i g. 2 verschiedene Stufen der Herstellung des durch dieses Verfahren erhaltenen Datenträgers.

In den Figuren bezeichnet 1 eine Glasplatte, an die in bezug auf Kratzer, Gruben und mikroskopische Unebenheiten hohe Anforderungen gestellt werden

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(Oberflächensprunge weniger als ζ. Β. 1 :1000), aber deren makroskopische Flachheit nicht besser als z. B. 30 μπι zu sein braucht Nach Reinigung der Platte wird eine gut haftende Basisschicht 2 (Fig. 2a) angebracht, die vorzugsweise nicht oder schwachleitend, kratzbeständig, abriebfest und gut ätzbar ist Als Beispiel für eine derartige Basisschicht wird SiO_x mit χ zwischen 1 und 2 gewählt, das in einer Vakuumglocke auf die Platte 1 aufgedampft wird. Mit dieser Technik wird erreicht, daß die Schicht 2 über die ganze Oberfläche der Platte «° die erforderlichen Höhentoleranzen nach wie vor erfüllt Auf der Basisschicht 2 wird danach eine sehr dünne Metallschicht 3 angebracht Als geeignetes Metall wird z. B. Chrom gewählt, das mit Hilfe eines Sputterverfahrens nahezu fehlerfrei angebracht werden kana Dann wird darauf eine Photolackschicht 4 angebracht Die Dicke dieser Schicht ist derart gewählt daß das Licht über eine genügende Tiefe darin eindringen kann, aber daß dennoch darin genaue und reproduzierbare Daten festgelegt werden können.

Die Platte 1 weist einen kreisförmigen Umfang auf und wird um ihre Achse mit Hilfe eines Motors 5 in Drehung versetzt, der mit Hilfe eines Schlittens 6 in radialer Richtung bewegbar ist Über der Platte 1 befindet sich ein optisches System 7, mit dessen Hilfe das Licht eines Lasers 8 nach Reflexion über eine Anzahl Prismen 9,10 und 11 auf die Platte 1 fokussiert wird. In dem Strahlengang von 8 zu 7 befinde;.- sich ferner eine Blende 12 und ein Lichtmodulator 13, mit deren Hilfe dafür gesorgt werden kann, daß während einer den Daten an den Klemmen 14 entsprechenden Zeitdauer ein Lichtpunkt auf der Photolackschicht der Platte 1 abgebildet wird.

Wenn sich der Schlitten 6 gleichmäßig bewegt, wird die Photolackschicht der Platte 1 gemäß einer spiralförmigen Spur intermittierend entsprechend den Daten beleuchtet und nicht beleuchtet werden; wenn der Schlitten 6 nach jeder Umdrehung um einen Schritt verschoben wird, werden konzentrische kreisförmige Spuren auf ähnliche Weise beleuchtet Die Beleuchtungsstärke wird dem Abstand der Datenspur von der Drehachse der Platte proportional gewählt, so daß das Produkt der Beleuchtungsstärke und der Beleuchtungszeit konstant bleibt.

Je nach dem Typ des Photolacks werden nach Entwicklung entweder die beleuchteten oder die unbeleuchteten Teile verschwinden (F i g. 2b). Nach dem anschließend durchgeführten Ätzvorgang wird das Material der Schichten 3 und 2 an denjenigen Stellen, an denen die Photolackschicht 4 fehlt entfernt werden. Dieser Ätzvorgang kann grundsätzlich mit Hilfe einer oder mehrerer geeigneter Ätzflüssigkeiten, z. B. mit Hilfe eines ersten das Metall der Schicht 3 lösenden Bades und anschließend eines zweiten das Material der Basisschicht 2 entfernenden Bades, stattfinden. Es wird ein Sputterverfahren bevorzugt bei dem mit Hilfe einer Edelgasentladung das Material der Schichten 3 und 2 an den erforderlichen Stellen entfernt wird, nahezu ohne daß die Platte 1 dabei angegriffen wird.

Die Dicke und das Material der verschiedenen Schichten sind dabei derart gewählt, daß die Schicht 2 eher als der Photolack 4 durchgeätzt ist. Auf diese Weise wird ein zuverlässiges Endergebnis (Fig.2c) erzielt.

Die Metallschicht 3 erfüllt dabei eine mehrfache Funktion. An erster Stelle haftet die Photolackschicht 4 gut an dieser Schicht, so daß die Gefahr vor Unterätzung an denjenigen Stellen, an denen die Photolackschicht nach Entwicklung intakt geblieben ist vermieden wird. Dadurch bildet die Schicht 3 zugleich eüen Schutz vor unerwünschter Unterätzung der Schicht 2. Weiter reflektiert die Schicht 3 das darauffallende Licht, so daß dieses Licht möglichst zweckmäßig an der erforderlichen Stelle benutzt wird.

Eine andere Funktion der Metallschicht 3 zeigt sich bei der Vorrichtung nach Fig. 1. Das optische System 7 ist in axialer (also vertikaler) Richtung bewegbar in bezug auf die Platte 1 angeordnet und kann durch Erregung einer Magnetspule 15 verschoben werden. Der Bewegung dieses Systems 7 folgt ein Metalleiter 16, der mit der Schicht 3 der Platte 1 eine Kapazitätveränderlicher Größe bildet Wenn durch Unflachheit der Platte 1 diese Kapazität die Neigung haben sollte, sich zu ändern, wird mit Hilfe einer Regelvorrichtung 18 automatisch der Strom durch die Spule 15 derart geregelt daß die genannte Änderung beseitigt wird und die Scharfeinstellung der Quelle 8 auf die Photolackschicht gewährleistet bleibt

Andere Lösungen werden in der älteren nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 23 22 725.0 beschrieben. In dieser Anmeldung ist eine Vorrichtung zum Auslesen eines flachen reflektierenden Aufzeichnungsträgers beschrieben, auf dem Daten in mindestens einer eine optische Struktur aufweisenden Spur angebracht sind, welche Vorrichtung eine Strahlungsquelle und ein strahlungsempfindliches Detektionssystem zur Umwandlung eines von der Quelle gelieferten und von dem Datenträger modulierten Auslesestrahls in elektrische Signale enthält Dadurch, daß in dem Strahlengang zwischen der Strahlungsquelle und der Stelle des Aufzeichnungsträgers und in dem Strahlengang zwischen dieser Stelle und dem Signaldetektionssystem ein gleiches abbildendes Element angebracht wird, können in zusätzlichen strahlungsempfindlichen Detektoren Signale, die eine Anzeige über die Abweichung zwischen der Istlage der Ebene eines auszulesenden Spurteiles und der Sollage dieser Ebene geben, ohne Anwendung der im Aufzeichnungsträger gespeicherten Daten erzeugt werden.

Der nach Fig.2c erhaltene Datenträger kann unmittelbar zum Auslesen der Daten dienen. Durch das Entfernen der Metallschicht 3 wird eine »Mutterplatte« nach F i g. 2d erhalten.

Diese Mutterplatte kann mit Hilfe üblicher Techniken zur Herstellung eines oder mehrerer Abdrucke verwendet werden, die wieder als Preßmatrize für aus Kunststoff bestehende Datenträger dienen können. Analog zu der bei der Herstellung von Schallplatten üblichen Technik kann die Platte mit Hilfe einer chemischen Versilberungslösung leitend gemacht und dann auf galvanoplastischem Wege zu einer genügenden Dicke vernickelt werden, um als Preßmatrize benutzt werden zu können. Dabei ist es wichtig, daß die Schicht 2 die (obengenannten) Eigenschaften aufweist, die es ermöglichen, die Matrize ohne Beschädigung von der Mutterplatte entfernen zu können.

Eine chemische Versilberungslösung besteht z. B. aus einer ammoniakalischen Silbersalzlösung, die ein Tartrat und/oder Formaldehyd enthält. Die üblichen galvanischen Vernickelungsbäder sind diejenigen, in denen Nickel als Sulfat, als Sulfamat oder als Fluoborat vorhanden ist

Grundsätzlich ist es auch möglich, die Metallschicht 3 auf der Mutterplatte zurückzulassen. Vor der Anbringung der dünnen Silberschicht soll in der Regel die Metallschicht mit einer Trennschicht versehen werden,

damit sich der Abdruck leicht ablösen kann. In dem Falle der Anwendung einer Chromschicht wird diese z. B. oberflächlich leicht oxydiert

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß nach der leichten Oxydationsbehandlung der Metalloberfläche der Mutterplatte und nach einer Aktivierungsbehandlung, z. B. mit Hilfe einer Lösung von SnCl₂ und PdCl₂, stromlos eine dünne phosphorhaltige Nickelschicht mit Hilfe einer Lösung angebracht wird, die Nickelsalz, einen Komplexbildner für Nickelionen und ein Hypophosphit als Reduktionsmittel enthält Darauf kann dann wieder auf galvanoplastischem Wege eine dicke Nickelschicht abgeschieden werden. Die dünne phosphorhaltige Nickelschicht, die auf der Preßmatrize an die Oberfläche gelangt, ist wegen ihrer Härte günstig zur Vergrößerung der Abriebfestigkeit der Matrize.

Grundsätzlich sind auch Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, die ähnliche Resultate ergeben. So können andere Materialien für die Basisschicht gewählt werden, die den genannten Ätzbedingungen entsprechen, z. B. ein anderes Oxyd oder ein Nitrid, vorausgesetzt, daß die Ätzgeschwindigkeit genügend hoch ist Insbesondere kommt In₂Oa in Betracht. Statt einer Chrommetallschicht kann auch Silber, Nickel oder Titan verwendet werden.

S Sogar kann durch das beschriebene Verfahren direkt eine Matrize zum Pressen von Platten hergestellt werden, indem z. B. von einer Chromstahlplatte (die dann auch wieder den genannten sehr sitrengen Anforderungen in bezug auf mikroskopische Llnebenheiten entsprechen muß) ausgegangen wiird, die gegebenenfalls mit einer dünnen, z. B. auf galvanischem Wege angebrachten Silberschicht versehen wird, wonach wieder eine Photolackschicht daraulf angebracht wird, die durch das an Hand der F i g. 1 beschriebene Verfahren beleuchtet wird, so daß nach der Entwicklung die gewünschte Datenspur in dem Silber ausgeätzt werden kann. Der so erhaltene Datenträger ist dann hart und hat eine genügende Festigkeit, um direkt als Matrize zum Pressen von Platten zu dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur ^Herstellung eines scheibenförmigen Datenträgers mit einer spiralförmigen oder aus konzentrischen Kreisen aufgebauten Datenspur, bei dem ein aus einer Platte mit einer darüber angebrachten photoempfindlichen Schicht bestehender Datenträger gedreht und von einer punktf örmigen Strahlungsquelle, insbesondere einem von einem Laser gelieferten StrahlungsbündeL intermittierend während der den Daten entsprechenden veränderlichen Periode beleuchtet oder nicht beleuchtet wird, wonach entweder an den beleuchteten oder den nicht beleuchteten Stellen das unier der photoempfindlichen Schicht liegende Material in einer bestimmten Tiefe weggeätzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Platte (1) und der photoempfindlichen Schicht (4) eine dünne Basisschicht (2,3) mit einer definierten Gesamthöhe angebracht ist die mit Hilfe eines selektiven Ätzverfahrens, bei dem das Material der Platte (1) nicht oder nahezu nicht angegriffen wird, an den durch die Belichtung der photoempfindlichen Schicht (4) bestimmten Stellen abgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Basisschicht (2,3) eine dünne Metallschicht (3) aufweist die durch die Photolackschicht (4) bedeckt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die dünne Basisschicht (2) aus einem Oxid oder einem Nitrid, insbesondere Silicium- oder Indiumoxid, besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Strahlungsquelle mit Hilfe eines optischen Systems auf die dünne Basisschicht fokussiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des optischen Systems von dem Datenträger mit Hilfe eines zweiten optischen Systems in Abhängigkeit von dem Signal eines strahlungsempfindlichen Abstandsdetektionssystems nachgeregelt wird.