DE3504969A1 - Verfahren zur herstellung einer optischen platte mit adressen- und fuehrungsrillen - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer optischen platte mit adressen- und fuehrungsrillen

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DE3504969A1 DE19853504969 DE3504969A DE3504969A1 DE 3504969 A1 DE3504969 A1 DE 3504969A1 DE 19853504969 DE19853504969 DE 19853504969 DE 3504969 A DE3504969 A DE 3504969A DE 3504969 A1 DE3504969 A1 DE 3504969A1
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Description

3504939
Verfahren zur Herstellung einer optischen Platte mit Adressen-und Führungsrillen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Platte vom sogenannten Nachaufzeichnungs- oder DRAW-Typ (unmittelbares Abspielen nach der Aufzeichnung), auf die ein Benutzer Daten aufzeichnen kann und betrifft genauer eine optische Platte, die Adressvertiefungen und Führungsrillen aufweist.
Ein Beispiel einer optischen Platte des Nachaufzeichnungs·
typs ist in Figur 1 in einem perspektivischen Querschnitt ausschnittsweise dargestellt. In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen A ein Distanzstück, B einen Zwischenraum, C einen Träger, D das Aufzeichnungsmaterial, E den Datenteil (Benutzer Bits), F einen
Adressteil, in dem Rillenadressen usw. aufgezeichnet sind und J Führungsrillen. Die Vertiefungen im Adressenteil F (im folgenden Adressenvertiefungen genannt) und die Führungsrillen werden vom Hersteller erzeugt, während
die Benutzervertiefungen vom Benutzer aufgezeichnet wer-25
den. Im Gebiet, in dem die Benutzervertiefungen in Figur 1 dargestellt sind, bezeichnet H einen Bereich, in dem keine Daten aufgezeichnet worden sind, während G aufgezeichnete Vertiefungen bezeichnet.
Bei optischen Platten mit Adressen und Führungsrillen wird im allgemeinen die Tiefe der Führungsrillen so gewählt, daß sie Λ/8η beträgt (wobei /L die Wellenlänge eines Aufzeichnungs- und eines Wiedergabelichtstrahls bedeutet und η der Brechnungsindex des Trägers ist.) während für die Tiefe der Adressenvertiefungen λ/ 4η gewählt wird, so daß das reflektierte Licht maximalen Kontrast hat.
BAD ORiGiNAL
Bisher wurde eine optische Platte dieses Typs wie folgt hergestellt: Wie in Figur 2 dargestellt ist, wird ein Lichtstrahl, der von einer Laserstrahlquelle 1, die eine Lichtquelle zur Belichtung eines Fotolacks ist, ausgeht, mit einem elektrischen und optischen Modulator ( im folgenden als E/O-Modulator) 2 moduliert. Der modulierte Strahl wird von einem reflektierenden Spiegel auf eine fokussierende Linse 3 geworfen.
1° Figur 2 bezeichnet das Bezugszeichen M eine aus Glas oder ähnlichem hergestellte Originalaufzeichnungsplatte, deren Oberfläche poliert ist. Mit 5 ist eine Fotolackschicht bezeichnet, deren Dicke ungefähr Xl 4 beträgt. Mit dem elektrischen Motor 6 kann die Auf-Zeichnungsgrundplatte k gedreht werden.
Figur 3 zeigt in einem Diagramm die Belichtungsintensität aufgetragen gegenüber der nach der Entwicklung übrigbleibenden Filmschicht (Fotolackmaterial) in Prozenten. Bei einer Belichtung des Betrags L bleiben 0% der Filmschicht übrig. Bei einer Belichtung des Betrags K beträgt die verbleibende Filmschicht 50%.
Wenn der Aufzeichnungslichtstrahl (Lichtpunkt), nachdem er entsprechend dem Belichtungsbetrag K für die Führungsrille J und entsprechend einem Belichtungsbetrag L für den Adressteil F moduliert worden ist,a.uf <jie ur_ sprüngliche Aufzeichnungsplatte 1J auftrifft, wie das in Figur H dargestellt ist wird eine optische
gO Platte erzeugt, die Adressen und Führungsrillen aufweist, in der die Führungsrillen halb so tief wie die Adressenvertiefungen sind. Wie aus Figur 5B zu erkennen ist, hat die mit dem oben beschriebenen Verfahren erzeugte Rille einen flachen Boden für den Belichtungsbetrag L, bei dem kein Fotolack 5 mehr übrig bleibt. Da jedoch die Lichtquelle ein Laserstrahl mit einer Gauß-Verteilung ist, ist dieses Verfahren insofern nachteilig, als daß auch dann, wenn die richtige Belichtungsintensität K
BAD OBJGlMAL
im Mittelpunkt des Bildpunktes eingestellt ist, aufgrund der unvermeidbar radial vom Zentrum nach außen abnehmen* den Intensität die erzeugte Führungsrille nach dem Entwicklungsvorgang im Querschnitt rund ist, wie das in Fig. 5A dargestellt ist.
Darüber hinaus ändert sich die Prozentzahl des übrigbleibenden Filmes stark, wenn sich der Belichtungsbetrag nur leicht gegenüber der Größe K verändert, so daß es schwierig ist, die Tiefe der Führungsrillen mit großer Genauigkeit zu regeln.
Wenn in dem Schnitt auf der Hälfte der maximalen Tiefe für einen Belichtungsbetrag K die Breite W. beträgt *^und wenn für den Belichtungsbetrag L diese Breite Wg beträgt, dann ist die Breite W. immer kleiner als die Breite Wß (W. ^ Wß). Es ist daher unmöglich eine Führungrille zu erzeugen, deren oberer Teil schmaler als ihr
unterer Teil ist.
20
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das diese Probleme beseitigt.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 ange-Merkmalen gelöst.
Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Platte mit Adressen- und Führungsrillen vor, wobei zwei verschiedene Arten von fotoerapfindlichen Materialien auf einer ursprünglichen Aufzeichnungsplatte verwendet werden, der verschiedene Charakteristiken haben, und die auf dieser Platte eine innere und eine äußere Schicht bilden. Die inneren und äußeren Schichten werden unabhängig voneinander belichtet und teilweise ent:
35fernt, so daß die Tiefe und Breite der Führungsrillen und der Adressvertiefungen mit großer Genauigkeit entsprechend den gewünschten Werten erhalten werden können.
BAD OFUGlNAL
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren weiter erläutert.
Figur 1 ist eine Schnittdarstellung einer optischen Platte des Nachaufzeichnungstyps mit Adressen- und Führungsrillen;
Figur 2 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Gerätes, mit dem der Adressteil und der Führungsrillenteil hergestellt wird; Figur 3 zeigt ein Diagramm, bei dem der nach der Belichtung und der Entwicklung übrigbleibende Fotolackbetrag (in Prozenten) als Funktion der Belichtungsintensität aufgetragen ist; Figur 4 zeigt in einem Diagramm die optischen Ausgänge, die zur Erzeugung der Adressteile und der Führungsrillenteile auf der optischen Platte verwendet werden, um Adressvertiefungen und Führungsrillen nach einem herkömmlichen Verfahren zu erzeugen;
Figur 5 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Adressvertiefung und eine Führungsrille, die nach dem herkömmlichen Verfahren erzeugt worden sind; Figur 6 zeigt in einer Schnittdarstellung eine ursprüngliche Aufzeichnungsplatte gemäß einem ersten erfindungsgemäföen Ausführungsbeispiel; Figur 7 gibt in einem Diagramm den prozentualen Anteil der Filmschicht für zwei verschiedene Fotolacke an, wie sie nach der Belichtung und dem Entwickeln mit dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erhalten werden;
Figur 8 zeigt in einem Diagramm die optischen Ausgänge, wie sie zur Erzeugung von Adressvertiefungen und Führungsrillen bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet werden; Figur 9 zeigt in einer Schnittdarstellung die Belichtungsund ersten Entwicklerschritte bei dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
BAD OBJGINAL
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Figur 10 dient mit einer Schnittdarstellung zur Erläuterung, wie eine Zwischenschicht gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung teiler weise entfernt wird;
Figur 11 ist ebenfalls eine Schnittdarstellung einer optischen Platte mit Adressen- und Führungsrillen, die während eines zweiten Entwicklungsschrittes erhalten wird; Figur 12 zeigt in einem Diagramm spektrale Empfindlichkeiten von zwei verschiedenen Fotolacken, wie sie bei einem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung verwendet werden;
Figur 13 zeigt in einem Blockdiagramm ein Aufzeichnungsgerät, wie es beim zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel verwendet wird und
Figur 14 zeigt in einem Diagramm die optischen Ausgänge, die bei dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zur Erzeugung von Adressvertiefungen und Führungsrillen verwendet werden,
Die Erfindung wird nun im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert.
Wie in Figur 6 dargestellt, werden auf einer Aufzeichnungsgrundplatte 4 eine Fotolackschicht 7, eine Zwischenschicht 8, eine Fotolackschicht 9 in dieser Reihenfolge ausgebildet. Die Fotolackschicht 7 hat bezüglich der Wellenlänge des aufzeichnenden Lichtstrahls eine geringere Empfindlichkeit als die Fotolackschicht 9. Z.B. kann für die Fotolackschicht 7 ein chemischer OFPR II-Lack, wie er von der Tokyo Okakogyo Co. in Japan hergestellt wird, verwendet werden. Für die Fotolackschicht 9 kann ein von derselben Firma hergestellter chemischer Fotolack OFPR Verwendung finden.
Die Zwischenschicht 8 wird so gewählt, daß bei der Erzeugung der Fotolackschicht 9 über der Fotolackschicht
8AD ORIGINAL
Jo
kein Lösungsmittel von der Fotolackschicht 9 die Fotolackschicht 9 beeinträchtigen kann. Die Zwischenschicht 8 sollte eine hohe Transmission haben, d.h., das Hindurchtreten des Aufzeichnungslichtstrahls auf die Fotolackschicht 7 sollte von der Zwischenschicht 8 nicht behindert werden, wenn der Aufzeichnungslichtstrahl zur Erzeugung des Führungsrillenteiles und des Adressteiles angewendet wird.
Zu diesem Zweck kann die Zwischenschicht 8 z.B. aus SiO oder SiO„ bestehen. In diesem Falle ist es wünschenswert, daß die Zwischenschicht 8 ausreichend widerstandsfähig gegen das Lösungsmittel ist und sie sollte zwischen 20 und 500 nm vorzugsweise zwischen 50 bis 300nm in der Dicke betragen, so daß sie während dem Ätzprozess isotrop bleibt. Die SiO oder SiO2-Schicht kann durch Zerstäubung oder durch Vakuumabscheidung erzeugt werden. Der nach der Belichtung und dem Entwickeln verbleibende Schichtanteil der Fotolackschichten 7 und 9 ist in Prozenten in Figur 7 angegeben. Wie aus Figur 8 zu erkennen ist, wird ein Lichtausgang entsprechend dem Belichtungsbetrag M für den Führungsrillenteil verwendet, während ein Lichtausgang entsprechend dem Belichtungsbetrag N im Adressenteil angewendet wird.
In diesem Falle beträgt der Anteil der für die Belichtungsintensitäten M und N übrigbleibenden Fotolackschicht 9 0%. Bei einem Lichtausgang, der dem Belichtungsbetrag N entspricht, beträgt der übrigbleibende Betrag der Fotolackschicht 7 0% und ungefähr 100% bei einem dem Belichtung^betrag M entsprechenden Lichtausgang. Wie erwähnt, beträgt die Rate des übrigbleibenden Fotolacks 9 mit Lichtausgangsleistungen entsprechend den Belichtungsbeträgen M und N 0%. Wenn daher die Aufzeichnungsgrundplatte 4, die wie in Figur 8 dargestellt, belichtet wurde entwickelt wird, wird die Fotolackschicht 9 wie in Figur 9 dargestellt teilweise entfernt. Dann wird die Zwischenschicht 8 ebenfalls teilweise entfernt, wobei die übrigbleibende Fotolackschicht
BAD OFUGtNAL
9 als Maske dient. In dem Fall, in dem die Zwischenschicht
8 eine SiO-Schicht ist, können die oben beschriebenen Zustände erhalten werden, in dem sie schonend mit einer Ammoniumfluoridlösung, deren Ätzwirkung relativ schwach ist ,abgeätzt wird. Als Ergebnis davon wird die Tiefe der Führungsrillen und der Adressvertiefungen um einen Betrag größer, der der Dicke der Zwischenschicht 8 entspricht, wie das in Figur 10 gezeigt ist.
Dann wird die Aufzeichnungsplatte noch einmal entwickelt. Als Ergebnis davon werden von der Fotolackschicht 7 nur die Teile entfernt, die mit einem Lichtausgang entsprehend einem Belichtungsbetrag M behandelt wurden und deren Restrate 0% beträgt. Das bedeutet, daß die Tiefe der Adressvertiefungen größer als die Tiefe des Führungsrillenteils ist. Der Betrag, um den diese Tiefe größer ist, entspricht der Summe der Dicken der Fotolackschicht 9 und der Zwischenschicht 8. Wenn für die Tiefe der Fotolackschicht 7 und die Summe der Tiefen der Fotolackschicht 8 und der Fotolackschicht 9 jl/8n gewählt wird, erhält man eine optische Platte, die zum Abspielen von Spurdaten und Adressdaten äußerst geeignet ist.
Bei dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Zwischenschicht 8 zwischen der Fotolackschicht 7 und der Fotolackschicht 9 vorgesehen. Wenn jedoch die Lösungsmittel der Fotolackschichten 7 und
9 unterschiedlich sind und das Lösungsmittel der Fotolackschicht 9 die Fotolackschicht 7 nicht beeinflußt, kann die Zwischenschicht 8 auch entfernt werden. Wenn in diesem Zusammenhang Fotolackschichten als Fotolackschicht 7 und 9 verwendet werden, die mit derselben Entwicklerlösung behandelt werden können, dann kann die Anzahl der Entwicklungsschritte der Aufzeichnungsplatte zu 1 reduziert werden und der Herstellungsprozess wird entsprechend einfacher.
Das oben beschriebene erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel verwendet den Unterschied zwischen den beiden Fotolackschichten hinsichtlich der Empfindlichkeit für die Wellenlänge des aufzeichnenden Lichtes. Es kann jedoch auch der Unterschied in der spektralen Empfindlichkeit zur Herstellung einer optischen Platte mit Adressen- und Führungsrillen ausgenützt werden. Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung macht von dieser Technik Gebrauch.
Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird als Fotolackschicht 7 ein Fotolack verwendet, der eine spektrale Empfindlichkeit auf der kurzen Wellenlängenseite hat, wie z.B. ein Benzoquinondiazidfotolack, der beispielsweise unter der Bezeichnung AZ-I11 von der Firma Höchst erhältlich ist. Als Fotolackschicht 9 wird ein Fotolack verwendet, dessen spektrale Empfindlichkeit auf der langen Wellenlängenseite liegt, wie z.B. ein Naphtohoquinondiazidfotolack, wie er ebenfalls z.B.
von der Firma Höchst unter der Bezeichnung AZ-1350 erhalten werden kann.
Die Aufzeichnungsplatte wird mit einem Aufzeichnungsgerät belichtet, dessen optischen System in Figur 13 dargestellt ist. Bei diesem in Figur 13 dargestellten Aufzeichnungsgerät wird ein Laserlichtstrahl von einer langwelligen Laserquelle 10 an einen E/o-Modulator 12 gegeben und trifft dann auf einen Spiegel. Der so erzeugte Laserlichtstrahl wird von dem Spiegel reflektiert und gelangt durch einen Strahlteiler 14 auf eine fokussierende Linse. Ein Laserstrahl, der von der kurzwelligen Laserquelle 11 ausgesandt wird, tritt durch einen E/0-Modulator 13 hindurch zu einem Strahlteiler 14. Der so erhaltene Laserstrahl wird reflektiert und gelangt zu der fokussierenden Linse 3. Zur Erzeugung der Führungsrillen wirkt der langwellige Laserstrahl und zur Erzeugung der Adrecsvertiefungen der kurzwellige Laserstrahl nach der Modulation
BAD ORIGINAL
tr
mit Signalen, wie in Figur 14 dargestellt, auf die Fotolackschichten ein.
In Figur 12 sind die spektralen Empfindlichkeiten für einen Naphthoquinondiazidfotolack und einen Benzoquinondiazidfotolack bei verschiedenen Wellenlängen dargestellt. Wenn das Aufzeichnungsgerät so gewählt ist, daß die langwellige Laserquelle 10 einen Laserstrahl emittiert, dessen Wellenlänge Q beträgt und eine kurze Wellenlänge P, dann können die Schichten, wie in den Figuren 9 bis 11 dargestellt, durch Entwickeln und fitzen in derselben Art und Weise wie in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erzeugt werden. Auch dadurch wird eine optische Platte mit Adressen- und Führungsrillen wie gewünscht erhalten. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden zwei verschiedene Lichtquellen zur Erzeugung der Adressvertiefungen und der Führungsrillen herangezogen und es können die Durchmesser der Lichtpunkte wie gewünscht verändert werden. So kann z.B. die Führungsrille mit einer geringeren Tiefe und einer größeren Breite als die Adressvertiefungen hergestellt werden. Unter Verwendung der oben erwähnten Fotolacke AZ-111 und AZ-1350 in Kombination können Wellenlängen P und Q, wie in Figur 12 dargestellt, erhalten werden, indem man als langwellige Laserquelle 10 einen Argonlaser ( jl =458nm) und einen He-Cd-Laser ( λ = M2 nm) als kurzwellige Laserquelle 11 verwendet .
Die derart hergestellte optische Platte mit Adressen- und Führungsrillen kann verwendet werden, wenn ein optisches Aufzeichnungsmaterial, z.B. ein Te-Metallfilm, direkt auf die Oberfläche aufgetragen wird. Im allgemeinen wird jedoch zunächst eine Matrize aus Metall, z.B.Nickel, hergestellt, in dem die optische Platte als Muttermaske verwendet wird und dann wird beispielsweise durch Spritzgießen eine große Anzahl von Kopien der optischen Platte erzeugt, die dann mit
BAD OFHGINAL
dem optischen Aufzeichnungsmaterial versehen werden. Wie sich aus der obenstehenden Beschreibung ergibt, werden gemäß der Erfindung zwei lichtempfindliche P- Materialschichten verwendet, deren Lichtempfindlichkeitseigenschaften verschieden sind und diese werden übereinander gelegt. Diese Schichten werden dann unter Bedingungen belichtet, die zur Erzeugung von Führungsrillen und Adressvertiefungen geeignet sind und werden dabei teilweise entfernt. Es kann daher bei einer erfindungsgemäßen optischen Platte die Tiefe und die Breite der Führungsrillen und der Adressvertiefungen unabhängig und sehr genau gewählt bzw. erhalten werden.
BAD OWG1NAL
ΊΗ-
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Claims (5)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer optischen Platte mit Adressen- und Führungsrillen, gekennzeichnet durch die Schritte, daß zunächst auf eine Aufzeichnungsgrundplatte (4) zwei verschiedene lichtempfindliche Materialien, die unterschiedliche Lichtempfindlichkeitcharakteristika haben, aufgetragen werden, die darauf eine innere (7) und eine äußere (9) Schicht bilden und daß dann die innere (7) und äußere (9) Schicht einer Belichtung unterzogen wird, wobei die Belichtungsbedingungen so gewählt sind, daß sie für die entsprechenden lichtempfindlichen Materialien geeignet sind, um die innere und äußere Schicht (7,9) teilweise entsprechend den Adressvertiefungen und den Führungsrillen zu entfernen.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden lichtempfindlichen Materialien Fotolacke mit verschiedenen Empfindlichkeiten
,. für die Aufzeichnungslichtwellenlänge sind, wobei die b
Empfindlichkeit des Fotolacks der äußeren Schicht (9) größer als die der inneren Schicht (7) ist und daß für einen Führungsrillenteil die Belichtung mit einem optischen Ausgang durchgeführt wird, mit dem nur der verbleibende Betrag des Fotolacks der äußeren Schicht (9) zu 0 gemacht wird und daß zur Erzeugung eines Adressenvertiefungsteils die Belichtung mit einem optischen Ausgang durchgeführt wird, mit dem der verbleibende Betrag sowohl der äußeren als auch der inneren
Fotolackschicht 0% beträgt und daß weiterhin ein Schritt, 15
in dem die äußere und die innere Schicht (7, 9) entwickelt wird, vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden fotoempfindlichen Materialien Fotolacke sind, die verschiedene spektrale Empfindlichkeiten haben, wobei der Fotolack der inneren Schicht in einem kurzwelligen Bereich empfindlich ist; und daß für den Führungsrillenteil die Belichtung mit
Licht durchgeführt wird, das eine Wellenlänge hat, 25
für die nur der Fotolack der äußeren Schicht empfindlich ist und daß zur Erzeugung der Adressvertiefungen die Belichtung mit Licht durchgeführt wird, welches eine Wellenlänge hat, für die sowohl der Fotolack auf der
äußeren als auch auf der inneren Schicht empfindlich 30
ist und daß außerdem ein Schritt vorgesehen ist, bei dem die äußere und innere Schicht entwickelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch die weiteren Schritte, daß eine Zwischenschicht 35
zwischen der äußeren und der inneren Schicht erzeugt wird, daß durch Belichtung das fotoempfindliche Material der äußeren Schicht teilweise entfernt wird, daß die Zwischenschicht teilweise entfernt wird, indem das ver-
BAD OBS61NAL
bleibende lichtempfindliche Material der äußeren Schicht als Maske verwendet wird und daß das lichtempfindliche Material der inneren Schicht durch Belichten teilweise entfernt wird.
5. Verfahren nach Anspruch M, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus SiO und/ oder SiOp besteht.
BAD
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