DE2414969A1

DE2414969A1 - Relief-type recording of signals - metal carrier is used as stamped die by modulated laser beam

Info

Publication number: DE2414969A1
Application number: DE2414969A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Buettner; Peter Dipl Phys Huber
Original assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Current assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1974-03-28
Publication date: 1975-10-16

Abstract

The modulated laser beam produces at first an etching mask in the photo-sensitive layer on the metal carrier. In the subsequent etching operation, a relief is formed which corresponds to the signals to be stored. The distance of the exposure spot produced in the photo-sensitive layer is chosen, so that during the subsequent etching operation a continuous track run line is produced by under etching in the material of the carrier. The cross-section of a thin photo-sensitive layer is coated on the carrier material to be etched. The carrier material can be, for example, a nickel plate.

Description

"Verfahren zum reliefartigen Aufzeichneng von Signalen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum reliefartigen Aufzeichnen von Signalen auf einem als Preßmatrize oder zu deren Herstellung dienenden metallischen Träger durch einen mit den aufzuzeichnenden Signalen modulierten Laserstrahl mit dem in einer fotoempfindlichen Oberflächenschicht des Trägers zunächst eine Ätzmaske erzeugt wird, über die in einem anschließendem Ätzvorgang das den zu speichernden Signalen entsprechende Relief entsteht. Von einem solchen Träger können dann, gegebenenfalls auch nach galvanoplastischen Unkopierprozessen, in einem Preßvorgang ähnlich dem bei der Schallplattenherstellung üblichen: Verfahren Platten hergestellt werden, auf denen die gespeicherten Signale durch Verformungen mechanisch niederdrückbarer Oberflächenteile charakterisiert sind. "Method for the relief-like recording of signals The invention relates to a method for the relief-like recording of signals on an as Press die or for their production serving metallic support by a with the signals to be recorded modulated laser beam with the in a photosensitive On the surface layer of the carrier, an etching mask is first generated, over which in a subsequent etching process, the relief corresponding to the signals to be stored arises. From such a one Carriers can then, if necessary, too after galvanoplastic uncopying processes, in a pressing process similar to that in Record making usual: method records are made on where the stored signals are caused by deformations of mechanically depressible surface parts are characterized.

Es ist dabei insbesondere an die Aufzeichnung von Informationen großer Bandbreite in Bereich von mehreren Mhz, beispielsweise an die Aufzeichnung eines Fernsehbildes, entlang einer spiralförmig verlaufenden Spur einer solchen Platte (z. B. nach DBP 1 574 489) gedacht. Gleichzeitig mit der AtEpeicherung von Signalen ist in dem als Preßmatrize oder zu deren Herstellung dienenden Träger eine spiralförmige Spur zu erzeugen, die beim Wiedergabevorgang zur Führung des Abtastdiamanten dient.It is particularly great at recording information Bandwidth in the range of several Mhz, for example to the recording of a Television picture, along a spiral track of such a disk (e.g. according to DBP 1 574 489). Simultaneously with the AtE storage of signals is a spiral-shaped carrier in the carrier used as a press die or for its production To generate a track that is used to guide the scanning diamond during the playback process.

Es ist dazu bereits ein Verfähren bekannt (DT-AS 2 306 701), bei dem die Laserleistung für den Belichtungsvorgang derart dimensioniert wird, daß im Brennfleck die fotoempfindliche Schicht durch den Primärstrahl völlig durchbelichtet wird und bei dem außerhalb des Brennflecks die von der Trägeroberfläche diffus reflektierte Sekundärstrahlung nur einen Teil der fotoempfindlichen Schicht von unten her belichtet, aber nicht völlig durchbelichtet. Durch einen nachfolgenden ätzvorgang erhält man im Bereich der durch den Primärstrahl völlig durchbelichteten fotoempfindlichen Schicht eine steiler geätzte Struktur, die die zu speichernden Signale aufweist, sowie einen flacher geätzten, die Struktur umgebenden Hof im Bereich der durch die diffus reflektierte Sekundärstrahlung nur teilweise von unten belichteten foto empfindlichen Schicht. Die flacher geätzten Hofzonen, die entlang einer spiralförmig verlaufenden Spur hinreichend dicht aufeinanderfolgen, können zur Führung des Abtastdiamanten herangezogen werden. Zur Herstellung dieser Hofzonen ist man bei diesem Verfahren auf die von der Trägeroberfläche diffus reflektierte. Sekundärstrahlung angewiesen. Schon geringe Schwankungen der Primärstrahlung bzw.There is already a method known (DT-AS 2 306 701) in which the laser power for the exposure process is dimensioned in such a way that in the focal spot the photosensitive layer is completely exposed through the primary beam and in the case of the outside of the focal point that of the carrier surface diffuse reflected secondary radiation only part of the photosensitive layer of exposed from below, but not completely exposed. By a subsequent The etching process is obtained in the area that is completely exposed by the primary beam photosensitive layer has a steeper etched structure, which is to be saved Has signals, as well as a shallower etched courtyard in the area surrounding the structure which is only partially exposed from below by the diffusely reflected secondary radiation photo sensitive layer. The flatter etched courtyard zones that run along a spiral running track sufficiently close to one another, can be used to guide the scanning diamond can be used. This process is used to produce these courtyard zones on the diffusely reflected from the carrier surface. Secondary radiation instructed. Even small fluctuations in the primary radiation or

Änderungen der Reflexionseigenschaften der Trägeroberfläche können nachhaltige Wirkungen auf die reflektierte Beso kundärstrahlung haben,/# eine gleichmäßige Unterbelichtung der fotoempfindlichen Schicht nicht eingehalten werden kann.Changes in the reflection properties of the carrier surface can have lasting effects on the reflected secondary radiation, / # a uniform Underexposure of the photosensitive layer cannot be maintained.

Infolgedessen werden auch die bei einem nachfolgenden Ätzvorgang entstehenden Hofzonen recht unregelm-aSig ausgebildet.As a result, the resulting in a subsequent etching process Courtyard zones quite irregularly designed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfahren zum reliefartigen Aufzeichnen von Signalen auf einem als Preßmatrize oder zu deren Herstellung dienenden metallischen Träger mit gleichzeitiger Herstellung einer spiralförmigen Spur anzugeben, die beim Wiedergabevorgang zur Führung des Abtastdiamanten dient.The invention is based on the object of a further method to the Relief-like recording of signals on a press die or for their production serving metallic carrier with simultaneous production of a spiral Specify the track that is used to guide the scanning diamond during the playback process.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein bei der Laserstrahlbelichtung einer Fotolackschicht und anschließend stattfindender Ätzung im allgemeinen unerwünschter und störender Effekt ausgenutzt, der als t'Unterätzung" bekannt ist. Nach dem Belichten einer Fotolackschicht mit einem fokussierten Laserlichtstrahl wird die Fotolackschicht zunächst entwickelt und gegebenenfals einem Härtungsprozeß unterzogen. Beim anschließenden Ätzen wird das unter dem Belichtungsfleck liegende Trägermaterial abgetragen, so daß an diesen Stellen Ätzlöcher im Trägermaterial entstehen, wenn ein positiv arbeitender Fotolack verwendet wurde. Im Idealfall wären die Wände dieser durch den ätzvorgang entstandenen Löcher senkrecht zur Trägeroberfläche gerichtet. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß die Fotolackschicht an der Grenzfläche zwischen Fotolackschicht und Trägeroberfläche im Bereich des Belichtungsfleckes Je nach Dauer des Atzvorgangs teilweise unterwandert wird, so daß Atzlöcher in Form von Kegelstümpfen entstehen. An der Oberfläche des Trägers ist der Durchmesser der durch den Ätzvorgang entstandenen Löcher größer als der ursprüngliche Belichtungsfleckdurchmesser, während am Boden der durch den Ätzvorgang entstandene Löcher im Trägermaterial der Lochdurchmesser annähernd demjenigen des Belichtungsfleckdurchmessers entspricht. Wählt man nun den Abstand der aneinandergereihten Belichtungsfleckedie zur Informationsaufzeichnung dienen, so, daß die nach Entwicklung der Fotolackschicht und anschließender Ätzung entstehenden kegelstumrfförmigen Löcher sich an ihrem oberen Rand teilweise überlappentso entsteht in Richtung der aneinander gereihten Belichtungsflecke, also entlang einer spiralförnigen Spur auf dem Trägermaterial, eine durchgehende Vertiefung oder Rille im Trägermaterial, die eine Führung des Abtastdiamsnten ermöglicht.To solve this problem, a laser beam exposure is a Photoresist layer and subsequent etching are generally undesirable and took advantage of the disturbing effect known as undercutting. After exposure a photoresist layer with a focused laser light beam is the photoresist layer initially developed and, if necessary, subjected to a hardening process. During the subsequent Etching removes the substrate lying under the exposure spot, see above that at these points etch holes arise in the carrier material, if a positive working Photoresist was used. Ideally, the walls would be this due to the etching process resulting holes directed perpendicular to the carrier surface. In practice it shows however, that the photoresist layer is at the interface between the photoresist layer and carrier surface in the area of the exposure spot Depending on the duration of the etching process is partially infiltrated, so that etched holes in the form of truncated cones develop. On the surface of the carrier, the diameter is that due to the etching process resulting holes larger than the original exposure spot diameter, while at the bottom of the holes in the carrier material created by the etching process, the hole diameter corresponds approximately to that of the exposure spot diameter. One chooses now the distance between the lined up exposure spots for information recording serve so that the after development of the photoresist layer and subsequent etching the resulting frustoconical holes partially overlap at their upper edge arises in the direction of the adjacent exposure spots, i.e. along a spiral-shaped track on the substrate, a continuous indentation or groove in the carrier material, which enables the scanning diameter to be guided.

Die Erfindung besteht demgemäß bei einem Verfahren der eingang fenannten Art darin, daß der Abstand der mittels eines modulierten Laserstrahls erzeugten Belichtungspunkte auf der fotoempfindlichen Schicht derart gewählt wird,.daß bei einem nachfolgendem Ätzvorgang infolge der dabei auftretenden Unterätzung eine durchgehende Spurführung erzeugt wird.The invention accordingly consists in a method of the initially mentioned Kind in that the distance generated by means of a modulated laser beam Exposure points on the photosensitive layer is chosen in such a way that a subsequent etching process as a result of the undercutting that occurs Guidance is generated.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung an einem Beispiel erläutert.The invention is described below with reference to the drawing on a Example explained.

In Figur 1 ist schematisch im Querschnitt--eine dünne Botolackschicht 11 dargestellt, die auf ein nach Fotolackbelichtung zu ätzendes Trägermaterial 12, zum Beispiel eine Nickelplatte, aufgebracht ist. Die doppvelt schraffierten Bereiche 15 der Fotolackschicht 11 stellen Belichtungsflecke vom Durchmesser D dar. Nach dem Entwickeln und evtl. Aushärten der Fotolackschicht wird beim anschließenden Ätzen des positiv arbeitenden Botolacks das Trägermaterial 12 unterhalb der Belichtungsflecke 13 abgetragen, so daß an diesen Stellen Etzlöcher im Trägermaterial entstehen. Dies ist in Figur 2 dargestellt. Im Idealfall sind die Wände dieser Löcher senkrecht zur Trägeroberfläche. Praktisch wird jedoch der Fotolack 21 an der Grenzfläche Fotolack-Trägermaterial im Bereich des Belichtungsfleckes 23 je nach Ätzdauer etwas unterwandert, so daß Ätzlöcher in Form von Keglstümpfen entstehen. An der Trägeroberfläche ist der Durchmesser F der Atzlöcher größer als der ursprüngliche Belichtungsfleckdurchmesser D, während am Boden der Ätzlöcher der Tiefe h der Lochdurchmesser annähernd denjenigen des Belichtungsfleckdurchmesser D ist. Das Ver-2h Eältnis gr - nennt man den Xtzfaktor.In Figure 1 is schematically in cross section - a thin layer of botolacquer 11 shown, which are applied to a carrier material 12 to be etched after exposure to photoresist for example a nickel plate is applied. The double hatched areas 15 of the photoresist layer 11 represent exposure spots of diameter D. According to developing and possibly hardening of the photoresist layer is during the subsequent Etching the positive-working botolacquer, the carrier material 12 below the exposure spots 13 removed, so that etching holes arise in the carrier material at these points. this is shown in FIG. Ideally, the walls of these holes are perpendicular to the carrier surface. In practice, however, the photoresist 21 becomes at the interface between the photoresist and substrate slightly infiltrated in the area of the exposure spot 23 depending on the etching time, so that Etched holes in the form of truncated cones arise. The diameter is on the support surface F of the etched holes larger than the original exposure spot diameter D, while at the bottom of the etched holes of depth h, the hole diameter approximates that of the Exposure spot diameter D is. The ratio gr - is called the Xtz factor.

Wählt man nun deL Abstand der aneinandergereihten Belichtungsfleckes die zur Informationsaufzeichnung dienen, so, daß die nach Entwicklung der Fotolackschicht und anschließender Ätzung entstehenden kegelstumpfförmigen Löcher sich an ihrem oberen Rand teilweise überlappen, so entsteht in Richtung der aneinandergereihten Belichtungsflecke eine durchgehende Vertiefung oder Rille im Trägermaterial, die eine mechanische Spurführung ermöglicht. Zwischen den einzelnen Löcher bleiben Stege stehen, deren Höhe b vom Abstand der Löcher, der Atztiefe und dem Verhältnis D/F abhängt. Dies ist in Figur 3 schematisch dargestellt.If one now selects the distance between the lined-up exposure spots which are used to record information, so that after the development of the photoresist layer and subsequent etching resulting frustoconical holes on their partially overlap the upper edge, this results in the direction of the lined up Exposure spots are a continuous indentation or groove in the substrate that enables mechanical tracking. Bridges remain between the individual holes stand whose height b depends on the distance between the holes, the etching depth and the ratio D / F depends. This is shown schematically in FIG.

Der Abstand a der Belichtungeflecke muß so gewählt werden, daß D < a< F ist. Der Abstand a kann innerhalb dieser Grenzen, z.B.The distance a between the exposure spots must be chosen so that D < a <F is. The distance a can be within these limits, e.g.

im Takt der aufzuzeichnenden Information, moduliert werden. Damit verbunden ist auch eine Modulation der Höhe der zwischen den Löchern verbleibenden Stege.modulated in time with the information to be recorded. In order to connected is also a modulation of the height of the remaining between the holes Bridges.

Die Löcher können selbstverständlich auch von der kreisrunden Form abweichen und z.B. einen elliptischen Querschnitt haben, wobei die große Achse der Ellipse vorzugsweise senkrecht zur Belichtungsspur steht.The holes can of course also be circular in shape differ and e.g. have an elliptical cross-section, with the major axis being the Ellipse is preferably perpendicular to the exposure track.

In Figur 4 ist ein Ausfübrungsbeispiel einer anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.In Figure 4 is an exemplary embodiment of an arrangement for implementation of the method according to the invention.

41 ist ein linear polarisiertes, paralleles taserlichtbündel, dessen Strahlungsleistung mit einem elektrooptischen Modulator 42 im Takt der aufzuzeichnenden Information moduliert wird. Das modulierte Lichtbündel 43 wird über den Spiegel 44 umgelenkt und durch das Obåektivsysten 45 auf den um die Achse A rotierenden, mit Fotolack beschichteten Signalträger 46, z.B. eine mit Botolac eschichtete Nickelplatte, fokussiert. Der Fokus kann radial über die Platte geführt werden, so daß eine spiralförmige Aufzeichnungsspur entsteht. Mit dem optischen Element 47, da#z.B. aus einem Zylinderlinsensystem oder einem Prismensystem aufgebaut sein kann, kann das Laserlichtbündel 43 auch so verformt werden, daß nach dessen Fokussierung mit dem rotationssymmetrischen Linsensystem die Intensitätsverteilung des Lichtes im Fokus elliptisch wird.41 is a linearly polarized, parallel bundle of laser light, whose Radiated power with an electro-optical modulator 42 in time with the record to be recorded Information is modulated. The modulated light beam 43 is on the mirror 44 deflected and by the Obåektivsysten 45 on the rotating about the axis A, signal carrier 46 coated with photoresist, e.g. a nickel plate coated with botolac, focused. The focus can be moved radially across the plate so that it is spiral-shaped Recording track is created. With the optical element 47, since # e.g. from a cylinder lens system or a prism system, the laser light bundle 43 can also be deformed so that after focusing with the rotationally symmetrical Lens system the intensity distribution of the light in the focus becomes elliptical.

Claims

Claim

Method for the relief-like recording of signals on a press die or for their production serving metallic carrier by one with the to be recorded Signals modulated laser beam, with which in a photosensitive layer on First an etching mask is generated for the wearer, over which in a subsequent This creates an etching process that corresponds to the signals to be stored characterized in that the distance with the modulated laser beam in the photosensitive Layer generated exposure spots is chosen such that the subsequent Etching process by undercutting a continuous tracking line in the substrate is produced.