DE3428599A1 - Verfahren zur herstellung optisch auslesbarer plattenfoermiger informationstraeger - Google Patents

Verfahren zur herstellung optisch auslesbarer plattenfoermiger informationstraeger

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DE3428599A1 DE19843428599 DE3428599A DE3428599A1 DE 3428599 A1 DE3428599 A1 DE 3428599A1 DE 19843428599 DE19843428599 DE 19843428599 DE 3428599 A DE3428599 A DE 3428599A DE 3428599 A1 DE3428599 A1 DE 3428599A1
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Description

  • Verfahren zur Herstellung optisch auslesbarer platten-
  • förmiger Informationsträqer Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung optisch auslesbarer plattenförmiger Informationsträger hoher Speicherdichte, bei dem die aus einem thermo- bzw. duroplastischen Werkstoff bestehenden, wenigstens auf einer Seite mit einer die Information enthaltenden Mikrostruktur versehenen Platten auf der Mikrostrukturseite wenigstens im Mikrostrukturteilbereich mit einer optisch dichten dünnen metallischen Reflexionsschicht versehen werden und anschließend auf die Reflexionsschicht eine Schutzschicht aufgebracht wird.
  • Zugrundeliegender Stand der Technik Optisch auslesbare plattenförmige Informationsträger, beispielsweise digitale Audioplatten (CD), werden in Abspielgeräten mit einem auf die Informationsspur fokussierten Laserstrahl in Reflexion ausgelesen. Die beispielsweise im Spritzpreßverfahren hergestellten Rohlinge müssen deshalb auf der Seite, auf der sie die Mikroinformationsstruktur aufweisen, zunächst mit einer metallischen Reflexionsschicht versehen werden, über der dann zum Schutz sowohl der Mikroinformationsstruktur als auch der Reflexionsschicht noch eine Schutzschicht aufzubringen ist. Wie die Literaturstelle Funk-Technik, 37 (1982), Heft 12, Seiten 502 bis 504 angibt, erfordert diese Art der Herstellung von CD-Platten Reinlufträume, die hierbei nicht nur auf der Eingangsseite der Sputteranlage für das Aufbringen der Reflexionsschicht, sondern auch nachfolgend für das Aufbringen der Schutzschicht erforderlich sind.
  • Offenbarung der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den technischen Aufwand für die Fertigung optisch auslesbarer plattenförmiger Informationsträger zu vermindern, insbesondere eine spezielle Reinluftzone für das Aufbringen der Schutzschicht über der Reflexionsschicht einzusparen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung optisch auslesbarer plattenförmiger Informationsträger hoher Speicherdichte der einleitend beschriebenen Art, gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Der Erfindung liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, daß auf eine spezielle Reinluftzone für das Aufbringen der Schutzschicht dann verzichtet werden kann, wenn für das Aufbringen sowohl der Reflexionsschicht als auch der darüber anzuordnenden Schutzschicht von der gleichen Fertigungstechnologie Gebrauch gemacht wird. Dies ist möglich, wenn anstelle von einem aushärtbaren Schutzlack von einem korrosionsbeständigen Metall oder von geeigneten Dielektrika als Schutzschichtmaterial Gebrauch gemacht wird. Auf diese Weise können sowohl die Reflexionsschicht als auch die Schutzschicht guf die Platten aufgesputtert werden.
  • Besonders günstig gestalten sich die Verhältnisse dann, wenn zum Sputtern der Platten eine Hintereinanderanordnung einer ausreichenden Anzahl von Zerstäuberkathoden verwendet wird, die in Bewegungsrichtung der diese Anordnung durchlaufenden Platten in ihrer Reihenfolge aus dem Material für die Erzeugung der Reflexionsschicht, gegebenenfalls aus dem Material für die Erzeugung einer Zwischenschicht und dem Material für die Erzeugung der Schutzschicht bestehen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 8 angegeben.
  • Kurze Beschreibuna der Zeichnung Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden noch näher beschrieben werden. In der Zeichnung bedeuten Fig. 1 die schematische Darstellung einer Sputteranlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung, Fig. 2 eine tabellarische Darstellung verschindener mit einer Sputteranlage nach Fig. 1 ausführbarar Schichten nach der Erfindung.
  • Bester Wea zur Ausführung der Erfindung Den in Fig. 2 tabellarisch angegebenen sechs verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die schematische Darstellung der Sputteranlage SP nach Fig. 1- gemeinsam. Die Sputteranlage SP besteht jeweils aus sechs hintereinander angeordneten Zerstäubereinheiten Z1, Z2 ... Z6, deren Zerstäuber in einer eine Argonatmosphäre Ar von typischerweise 3 - 5'. 10 3 mbar aufweisenden Kammer, angeordnet sind. Durch diese Kammer K hindurch werden von links nach rechts die zu besputternden Platten P auf einer geeigneten Transporteinrichtung T/R hindurchgeführt. Der Kammer K ist auf der Eingangsseite für die Platten P eine Zone Zn zur Oberflächenaktivierung der zu besputternden Platten vorgeschaltet, in der in einem reaktiven Gas G, vorzugsweise in einer Sauerstoff-Stickstoff-Atmosphäre 02/N2, mittels einer Höchfrequenzzuführung HF eine Glimmentladung vorgenommen wird. Die Zu-und Abfuhr der Platten erfolgt durch ein - in der Zeichnung schematisch angedeutetes - Schleusensystem D, das vorzugsweise über eine differentielle Pumpstrecke ein kontinuierliches Einschleusen ohne Benutzung von Ventilen gestattet (sog. Spaltschleuse). Das Schleusensystem kann natürlich auch aus einzelnen Kammern bestehen, die - über Plattenventile voreinander abgetrennt -ein stufenweises Abpumpen auf den erforderlichen Druck gestatten. Dieses System muß hierbei entsprechend getaktet arbeiten. Als Zerstäubereinheiten Z1, Z2 ... Z6 kommen vorzugsweise Magnetron-Konzeptionen zur Verwendung, die beispielsweise in den Zeitschriften "Thin Solid Films", 64 (1979), Seiten 455 bis 467 und ketal Finishing, April 1979, Seiten 45 bis 49 beschrieben sind.
  • In der Tabelle in Fig. 2 sind untereinander sechs bevorzugte Ausführungsbeispiele A, B, C, D, E und F angegeben. Neben der Spalte AB für die Bezeichnung der Ausführungsbeispiele, weist die Tabelle eine Spalte Sch für die Angabe der Schichtzusammensetzung, eine Hauptspalte M für Materialangaben in sechs den sechs Zerstäubereinheiten Z1, Z2 ... Z6 zugeordneten Unterspalten sowie eine weitere Spalte für die Zerstäubereinheit Z6 zur Angabe des hier in Abhängigkeit der Ausführungsbeispiele verwendeten unterschiedlichen reaktiven Gases G.
  • Beim Ausführungsbeispiel A wird auf die Mikroinformationsstrukturseite der von links in die Sputteranlage SP eingeführten Platten zunächst mit Hilfe der Zerstäubereinrichtung Z1 eine dünne optisch dichte Magnesiumschicht aufgebracht, die für das Auslesen der Information durch die optisch durchlässige Platte hindurch in Reflexion gute Reflexionseigenschaften aufweist. Mit Hilfe der Zerstäubereinrichtung Z2 bis Z5 wird anschließend eine Zinkschicht aufgebracht und auf diese Weise die Reflexionsschicht soweit verstärkt,.daß hierdurch die Mikroinformationsstruktur durch diese Schicht eingeebnet wird. Die Kammer K ist im Bereich der Zerstäuber einrichtung Z6 durch eine Blende B unterteilt und weist eine Zerstäuberkathode aus Aluminium auf. In diesen Kammerteilraum wird nun die eigentliche Schutzschicht über der Zinkschicht in Form einer Aluminium-Oxid-Schicht dadurch erzeugt, daß durch Zufuhr eines reaktiven Gases G in Gestalt von Sauerstoff in einem reaktiven Sputterprozess zwischen den freigesetzten Aluminiumatomen und dem Sauerstoff das Aluminium in Aluminium-Oxid umgewandelt wird und sich in dieser Form auf der Plattenoberfläche niederschlägt.
  • Beim Ausführungsbeispiel B wird mittels der Zerstäubereinrichtung Z1 als Reflexionsschicht eine dünne optisch dichte Magnesiumschicht auf die Mikroinforma#tionsstrukturseite der Platten P aufgebracht und anschließend die Schutzschicht in Form einer Chromschicht durch die folgenden fünf Zerstäubereinrichtungen Z2 bis Z6 erzeugt.
  • Die Zufuhr eines reaktiven Gases G in der Zerstäubereinrichtung Z6 zugehörigen Kammerteilraum entfällt in diesem Falle. Wichtig ist auch hier, wie in den folgenden Ausführungsbeispielen, daß die Gesamtschichtstärke die Strukturtiefe der Mikroinformationsstruktur übersteigt, und die Schutzschicht eine in sich glatte Oberfläche aufweist.
  • Beim Ausführungsbeispiel C weisen alle sechs hintereinander angeordneten Zerstäubereinrichtungen Z1 bis Z6 eine Aluminium-Zerstäuberkathode auf. Hier wird also die aus Aluminium bestehende Reflexionsschicht einfach soweit verstärkt, daß sie gleichzeitig auch als Schutzschicht wirksam sein kann. Der Schutz gegen Umwelteinflüsse wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel A durch eine abschließende Aluminium-Oxid-Schicht herbeigeführt.
  • Beim Ausführungsbeispiel D wird als Material für die Reflexionsschicht Magnesium oder eine Metallegierung und zwar eine Mg-Mn-Si-Legierung mit 1,2 - 2 % Mangan und 0,05 - 0,1 % Silizium verwendet. Diese Metallegierung weist neben einer guten Haftung auf der Oberfläche der aus thermo- bzw. duroplastischem Werkstoff bestehenden Platten P bei guten Reflexionseigenschaften zusätzlich eine besonders hohe Ausbeute beim Sputtervorgang auf, so daß die Gesamtsputterzeit hier gegenüber anderen Metallen und Metallegierungen wesentlich reduziert werden kann. Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse wird dann auf dieser Metall- bzw. Metallegierungsschicht mit der Zerstäubereinrichtung Z6, die eine Silizium-Zerstäuberkathode aufweist, analog den Ausführungsbeispielen A und C eine Silizium-Oxid-Schicht durch Zufuhr von Sauerstoff O in den Sputterraum als Oberflächenschicht niedergeschlagen.
  • Anstelle von Silizium-Oxid (SiO bzw. SiO2) oder Aluminium-Oxid (Al205) können auch andere geeignete Dielektrika, beispielsweise Titanborid (TiB2) Titankarbid (TiC), Titannitrid (TiN) oder Yttriumoxid (Y203) zur Anwendung kommen. Weiterhin ist festzustellen, daß die Zahl der hintereinander in einer Sputteranlage anzuordnenden Zerstäubereinrichtungen entsprechend den gewünschten herzustellenden Schichten beliebig gewählt werden kann. Entsprechendes gilt auch für hintereinander anzuordnende Zerstäuber kathoden vom gleichen Material. Die Ausführungsbeispiele E und F entsprechen dem Ausführungsbeispiel D für eine Magnesiumschicht, bei denen jedoch die abschließende Schutzschicht im einen Falle Titannitrid und im anderen Falle Titankarbid ist. Als reaktives Gas zur Herstellung der abschließenden Schichten kommt Stickstoff und Kohlenwasserstoff zur Anwendung.
  • Gewerbliche Verwertbarkeit Plattenförmige Informationsträger hoher Speicherdichte, die zum optischen Auslesen mittels eines Laserstahis in Reflexion auf seiten der Mikroinformationsstruktur eine geeignete Reflexionsschicht aufweisen müssen, sind für alle Arten von zu speichernden Informationen, insbesondere für Bild-, Ton- und Dateninformationen geeignet.
  • Sie finden eine große Anwendung zur beliebigen Wiedergabe ihres Speicherinhaltes in Abspielgeräten der Unterhaltungsindustrie und bei kommerziellen Datenbanken.
  • 8 Patentansprüche 2 Figuren - Leerseite -

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung optisch auslesbarer plattenförmiger Informationsträger hoher Speicherdicht2, bei dem die aus einem thermo- bzw. duroplastischen Werkstoff bestehenden, wenigstens auf einer Seite mit einer die Information enthaltenden Mikrostruktur versehenen Platten (P) auf der Mikrostrukturseite wenigstens im Mikrostrukturteilbereich mit einer optisch dichten dünnen metallischen Reflexionsschicht versehen werden und anschließend auf die Reflexionsschicht eine Schutzschicht aufgebracht wird, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß sowohl die metallische Reflexionsschicht als auch die darüber anzubringende Schutzschicht, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Zwischenschicht, innerhalb einer Anlage in aufeinander folgenden Sputtervorgängen auf die Mikrostrukturseite der Informationsplatten aufgebracht werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß als Material für die Schutzschicht ein korrosionsbeständiges Metall, vorzugsweise Chrom (Cr) verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß als Material für die Schutzschicht ein korrosionsbeständiges Dielektrikum, z.B. Siliziumoxid (SiO2), Ytriumoxyd (Y203), Aluminiumoxid (A12o3), Titanborid (TiB2), Titankarbid (TiC) oder Titannitrid (TiN), verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Material für die metallische Reflexionsschicht eine Metallegierung, z.B. eine Cu-Cr-Legierung mit 0,3 - 1,5 % Chrom, eine Al, Mg-Si-Legierung mit jeweils 0,5 - 1,5 % Magnesium und Silizium oder eine Mg-Mn-Si-Legierung mit 1,2 - 2 % Mangan und 0,05 - 0,1 % Silizium, verwendet wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Sputtern der Platten (P) eine Hintereinanderanordnung einer ausreichenden Anzahl von Zerstäubereinrichtungen (Z1, Z2 ... Z6) verwendet wird, die in Bewegungsrichtung der diese Sputteranordnung (SP) durchlaufenden Platten in ihrer Reihenfolge aus dem Material für die Erzeugung der Reflexionsschicht, gegebenenfalls aus dem Material für die Erzeugung einer Zwischenschicht und dem Material für die Erzeugung der Schutzschicht bestehen.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergeneden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sputteranordnung (SP) eine die zu bearbeitenden Platten (P) kontinuierlich durch sie hindurchführende Anlage ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Platten (P) vor dem Sputtern zunächst in einer ihre Oberfläche aktivierenden Zone einer Hochfrequenzglimmentladung in einer Sauerstoff-Stickstoff-Atmosphäre (02/&2) ausgesetzt werden.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung von Dielektrika als Schutzmaterial, die Schutzschicht in einem reaktiven Sputterprozeß durch Zufuhr eines mit dem Material der betreffenden Zerstäuber kathode reagierenden reaktiven Gases (G) erzeugt wird.
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