DE2140579A1 - Verfahren zum aufzeichnen von informationen entlang einer spiralfoermig verlaufenden spur eines informationstraegers - Google Patents

Description

• "Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen entlang einer spiralSörmig verlaufenden Spur eines Informati@@aträgers" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen entlang einer spiralförmig verlaufenden Spur eines Informationsträgers, wobei insbesondere an die Aufzeichnung von Informationen großer Bandbreite im 3ereich von mehreren MHz, beispielsweise an die Aufzeichnung eines Fernsehbildes, gedacht ist.
• Aus der deutschen Auslegeschrift 1 574 489 ist eine Spei..
• cher- und Wiedergabeanordnung bekannt, mit der es möglich geworden ist, auf einem plattenförmigen Träger gespeieherte breitbandige Signalegemische auf mechanischem Wege in ein wandfreier Weise abzutasten.
• Die Aufzeichnung der Informationen auf einen solchen Speicher erfolgte zunächst auch mechanisch über einen Zwischenträger, so daß man eine Zeitdehnung einführen konnte. Die eingeführte Zeitdehnung verlängert jedoch die Herstellungszeit eines solchen plattenförmigen Informationsträgers so erheblich, daß dieser bekannte Speicher für eine Reihe von Anwendungsfällen im Augenblick noch ausscheiden ruß.
• Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Aufzeichnung entlang einer spiralförmig verlaufenden Spur eines Informationsträgers mittels eines Elektronen- oder Laserstrahles vorzunehmen, der in der Trägeroberfläche zunächst eine Atzmaske mit in Richtung der Spur verlaufenden Ätzöffnungen erzeugt, um dann anschließend zwecks Vertiefung der Spurprofilierung einen Ätzivosgang durchzuführen. Dieser Ätzvorgang, der auf chemischem Wege durchgeführt wird, besitzt Jedoch einen erheblichen Nachteil bei dem bisher vorgeschlagenen Verfahren, der sich aus Fig. 1 der zeichnerischen Darstellung ergibt, In dieser Zeichnung ist mit 1 der Träger, mit 2 eine auf den Trägern aufgebrachte Schicht und mit 3 eine Ätzöffnung bezeichnet.
• Ein Ätzmittel, welches auf diese als Ätzmaske zu bezeichnende Schicht aufgebracht wird, erzeugt nun in der durch die Ätzöffnung 3 freigelegten Zone des Trägers 1 ein Loch 4, welches zunächst ungeeignet erscheint für eine Abtastung, wie sie in der deutschen nuslegeschrift 1 574 489 dargestellt und bescllrieben ist.
• Erwünscht ist -vielmehr eine Ätzung der Trä'geroberfläche, wie sie in Fig. 2 angedeutet ist, in der wiederum der Träger 1 mit der darauf befindlichen Schicht 2 dargestellt ist. Die übliche Abtastung erfordert nun ein Abtastelement 5, dessen beide Abtastflanken einen Winkel 6 von etwa 1200 einschließen0 Es ist die Aufgabe der Erfin dung, ein Verfahren anzugeben, mit dem beim Aufzeichnen der Information eine Spurprofilierung gemäß Fig. 2 erzeugt wird. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Ätzvorgang derart gesteuert wird, daß die Materialabtraggeschwindigkeit parallel zur Trägeroberfläche größer ist als senkrecht zur Trägeroberfläche, Dieses Herstellungsverfahren bezieht sich in erster Linie auf die Rerstellung des Urträgers, von dem dann im Preßverfahren abdruck hergestellt werden.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßeh Verfahrens gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Einerseits kann die gewüsch; te Steuerung des Ätzvorganges vorgenommen werden durch Einwirkung auf den Ätzprozeß selbst, andererseits kann man aber auch den Träger bzw. seine dem Ätzvorgang ausgesetzte Oberfläche so ausbilden, daß man parallel zur Trägeroberfläche eine größere Materialabtragung erhält als senkrecht zur Trägeroberfläche.
• Man kann beispielsweise eine zeitliche änderung derFonzentration und/oder der Temperatur und/oder des pil-Wertes des Ätzmittels vornehmen, um das gewünschte Atzprofil zu erhalten, Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Bewegung des Atzmittels und/oder des zu ätzenden Trägers vorzunehmen.
• Es ist beispielsweise bekannt, daß man bei unbewegtem Ätzmittel und unbewegtem Ätzgut eine besonders starke Flankenätzung erhält, während eine Sprühätzung, bei der das Ätzmittel senkrecht auf das Ätzgut aufgosprüht wird, eine besonders geringe Unterätzung bzw. Flankenätzung zeigt.
• Eine wesentlich stärkere Flankenätzung kann man jedoch mit einer Sprühätzung mit stark vernebeltem Ätzmittel erreichen.
• Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine verstärkte Flankenätzung dadurch zu erhalten, daß der Aufzeichnungsträger während des Ätzvorganges um seine Achse gedreht wird oder aber daß das Ätzmittel schräg auf die Oberfläche des Trägers aufgesprüht wird.
• Bei einer elektrochemischen Materialabtragung kann der ge wünschte Effekt auch durch ein aperiodisches oder periodisches Umpolen des zu ätzenden Trägers erzielt werden. Enthält der Elektrolyt beispielsweise Ionen eines Metalles, Metalloxydes oder Nichtmetalles, das während der kathodischen Polarisation auf den Träger niedergeschlagen wird und weniger leicht löslich ist als das Trägermaterial, so erfolgt während der anodischen Phase eine verstärkte Seitenätzung, da das inaktive Material infolge der Blendwirkung der abdeckenden Schicht an den Flanken weniger leicht abgeschieden wird. Beispiele für solche Materialien sind Silber und andere Edelmetalle, Selen, Tellur sowie andere Halb- und Nichtmetalle.
• Such mit Hilfe der anodischen Oxydation oder kathodischen Reduktion oder der Ausbildung einer schwer löslichen Deckschicht während einer kathodischen oder anodischen Phase kann man eine bevorzugte Seitenätzung erzielen Es wurde bereits erwähnt, daß man den gewünschten Effekt, nämlich die Steuerung des Ätzvorganges derart durchzuführen, daß die Materialabtraggeschwindigkeit parallel zur Trägeroberfläche größer ist als senkrecht zur Trägeroberfläche, auch durch Materialausbildung in der Trägeroberfläche erzielen kann.
• Gemäß einer vJeiterbildung der Erfindung soll die Oberflächenschicht des Informationsträgers sich stetig oder stufenweise ändernde, ein unterschiedliches Bngriffsvermögen gegen chemische oder elektrochemische Abtragung besitzende Materialien aufweisen. Wenn man beispielsweise diese Oberflächenschicht aus einer Eupfer-Nickel-Legierung herstellt, so kann man dieser Legierung einen Gradienten geben, so daß der Kupfergehalt zur Oberfläche hin ansteigt. Da Kupfer und Nickel vom gleichen Ätzmittel unterschiedlich rasch angegriffen werden, kann man auf diese Weise ein Profil erzeugen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, In Fig. 3 ist im Querschnitt ein Aufzeichnungsträger 1 mit einer darauf aufgebrachten Deckschicht aus einer Kupfer-Nickel-Legierung 8 wiedergegeben. Diese Schicht 8 kann beispielsweise chemisch oder elektrochemisch durch Aufdampfen oder Aufsputtern auf den etwa aus Nickel bestehenden Träger 1 aufgebracht werden. Ein feiner Übergang in der Schichtzusarninensetzung bei disontinuierlich aufgetragenen Schichten kann mit Hilfe von Diffusionsprozessen bei höheren Temperaturen vorgenommen werden. Ein kontinuierlicher Übergang in der Schichtzusammensetsung lät sich erzielen durch Steuerung der Abscheidung der Einzelkomponenten der Legierung.
• Es wäre auch möglich, in der Oberfläche des Trägers 1 ein Dotierungsprofil dadurch zu erzeugen, daß man ein Element oder eine Verbindung aus der Gasphase oder über die Gasphase über eine externe Quelle eindiffundiert und auf diese Weise eine Schicht mit senkrecht zur Oberfläche entsprechend dem eingestellten Diffusionsprofil abneh mender Ätzbarkeit erhält, Bei Wahl eines geeigneten Systems kann dieser Vorgang auch umgekehrt dürchgeführt werden, wenn der Träger 1 aus einer Verbindung oder einer Legierung besteht, aus der man durch Ausdiffusion einer oder mehrerer 3£omponenten aus der Oberfläche ein Konzentrations-und damit Löslichkeitsprofil erzeugt.
• Es wäre auch möglich, dieser Oberflächenschicht ein spezielles Gefüge zu geben, welches eine bevorzugte Flankenätzung gewährleistet, oder aber diese Schicht so aufzubauen, daß ihre elektrische Leitfähigkeit parallel zur Oberfläche größer ist als senkrecht zur Oberfläche. Bei elektrochemischer Materialabtragung wird dann ebenfalls die Seitenätzung bevorzugt.
• tan kann eine solche Gefügeänderung in der Oberfläche z.B. dadurch erreichen, daß man ein thermisch entspanntes Gefüge durch Pressen deformiert, wobei der Preßdruck senkrecht zur Oberfläche wirkt. Bekanntlich ist ein ver spanntes Gefüge leichter ätzbar (Spannungskorrosion). Durch geeignete Wahl von Preßdruck und mseit und evtl. Anlassen läßt sich ein Gofügeaufbau orreichen, der bei dem Atzen das gewünschte Profil ergibt. Man erzielt eine zweifache Wirkung, nämlich eine bevorzugte Atzwirkung parallel zur Oberfläche des Trägers in allen Richtungen, welche durch die Art der Verspannung bedingt ist, ferner eine abnehmende ätzrate senkrecht zur Oberfläche infolge Abnahme der Verspannung. Aus der Darstellung gemäß Fig. 4 ist diese Möglichkeit zur Ausführung des Verfahrens erkennbar. Diese Figur stellt einen Querschnitt durch das Gefüge der Oberflächenschicht dar; man erkennt, daß die obersten Schichten stärker deformiert sind als die uiiteren Schichten, Demzufolge ergibt sich dann eine Ätzrate parallel zur Trägeroberfläche und senkrecht zur Trägeroberfläche, wie sie durch die eingezeichneten Vektoren 9, 10 und 11 angedeutet ist.
• Mit den erwähnten Methoden kann nian das gewünschte Rillenprofil erzeugen. Aus Fig. 5 ist der Vorgang der Unterätzung zu erkennen; die eingezeichneten Pfeile 12 geben entsprechend ihrer Länge an, wie schnell die Atzfront vorgedrungen ist. Dieses in Fig. 5 dargestellte Profil entspricht etwa dem Idealzustand gemäß Fig. 2 Es sei abschließend darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl anwendbar ist zur Herstellung vorgeformter Rillen auf einem plattenförmigen Aufzeichnungsträger sowie zur gleichzeitigen Speicherung der auf dem Träger aufzuzeichnenden Informationen. Im letzteren Fall muß der der Erzeugung der Ltzmaske dienende Elektronen-oder Laserstrahl mit der zu speichernden Information moduliert werden. Zweckmäßig wird diese Modulation zunächst einem Zwischenträger aufmoduliert, der dann seinerseits zur Modulation des Elektronen- oder Laserstrahls benutzt wird.

Claims (13)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   @ Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen, vorzugse weise von solchen großer Bandbreite im Bereioh von mehreren SEz, entlang einer spiralförmig verlaufenden Spur eines Informationsträgers, bei dem mittels eine Elektronen- oder Laserstrahles in der Trägeroberfläche zunächst eine Ätzmaske mit in Richtung der Spur varlaufenden Ätzöffnungen erzeugt und anschließend zwecks Vertiefung der Spurprofilierung ein ätzvorgang durchgeführt wird, dadurch gekenazeichnet, daß der Atzvorgang derart gesteuert wird, daß die Materiaiabtraggeschwindigkeit parallel zur Trägeroberfläche größer ist als senkrocht Trägeroberfläche.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß zur Erzielung einer bevorzugten Seitenätzung eine zeitliche Änderung der Konzentration und/oder der Temperatur und/oder des pH-Wertes des Ätzmittels vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer bevorzugten Seitenätzung eine Bewegung des Ätzmittels und/oder des zu ätzenden Trägers vorgenommen wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Brzielung einer bevorzugten Seitenätzung im Falle eines elektrochemischen Atzvorganges eine, zweckmäßig fortlaufende, Umpolung der Trägerpolarität vorgenommen wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer bevorzugten Seitenätzung das Ätzmittel schräg auf die Trägeroberfläche aufgesprüht wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer bevorsugten Seitenätzung eine Spruhätzung mit stark vernebeltem Ätzmittel durchgeführt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung.einer bevorzugten Seitenätzung ein Ätzmittel verwendet wird, welches Ionen eines Metalles, Halbmetalles oder Nichtmetalles enthält, die während der anodischen oder der kathodischen Phase eine die Seitenätzung gegenüber der Tiefenätzung begünstigende Deckschicht erzeugen.
8. 8. Informationsträgor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Oberflächenechicht aus sich stetig oder stufenweise ändernden, untorschiedliches Angriffsvermögen gegen chemische oder elektrochemische Abtragung besitzenden Materialien aufweist.
9. 9, Informationsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht aus einer Kupfer-Nickel-Legierung besteht, deren Kupfergehalt zur Oberfläche hin ansteigt.
10. 10. Informationsträger nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialgradient in der Oberflächenschicht durch einen Aufdampfvorgang oder durch Aufsputtern im Vakuum oder in geeigneter Gasatmosphäre hergestellt it,
11. 11. Informationsträger nach Anspruch 8 und 9, dadurch gokennzeichnet, daß der Naterialgradient in der Oberflächenschicht durch einen Diffusionsvorgang hergestellt ist.
12. 12. Informationsträger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Material oder zumindest das Material der oberflächennahen ,Schicht ein Gefüge aufweist, das eine bevorzugte Seitenätzung ermöglicht,
13. 13. Informationsträgor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß seine oberflächennahe Schicht aus einem durch Pressen verspannten Gefüge mit homogener oder graduierter Verspannung in Wichtung senkrecht zur Oberfläche besteht L e e r s e i t e