SE467477B - Etsat glasfoeremaal och saett att tillverka det - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 67 477 Glasskivor med sådana tjocklekar är ganska bräckliga och det föreligger en avsevärd risk att de kan skadas vid hantering.

Om skivan måste roteras mycket snabbt. t.ex. för avläsning eller skrivning av lagrad data, kan den även vara benägen att gå sönder under de uppstående centrifugalspänningarna. Ett högt förhållande hållfasthet/vikt är även önskvärt vid andra användningsområden för etsade glasskivor.

Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett föremål omfattande en glasskiva och som uppbär ett etsat mönster, och som har förbättrad hållfasthet och motståndsför- måga mot bräckage.

Enligt föreliggande uppfinning avses ett föremål omfattande en glasskiva och som har ett etsat mönster, och utmärkes av att glasskivan utgöres av en kemiskt härdad glasskiva och att mönstret omfattar ett eller flera spår etsade in i föremålet med användning av fluorjoner till ett djup av mindre än 2 um.

Det är utomordentligt överraskande att det är möjligt att etsa ett mönster av spår på en härdad glasskiva. Härdat glas är väl känt att vara mycket känsligt för ytangrepp och bildningen av vilket spår som helst i dess yta skulle vara benägen att verka som en spänningshöjare. På grund av de mycket höga tryckyt- spänningarna som uppsättes i glasets yta under kemisk härdning och det sätt på vilket dessa spänningar avtar från ytan in i glasskivans inre. skulle det förväntas att något oenhetligt ytangrepp som helst, särskilt ett som sannolikt skulle resul- tera i V-formade eller rektangulära spår. skulle ge en hög sannolikhet för bräckage. eller åtminstone kraftigt förvrida den härdade glasskivan. Till vår förvåning har vi funnit att 'detta ej är fallet, och att under förutsättning att etsdjupet i det härdade glaset regleras till under 2 um är det möjligt att etsa ett spårat mönster, under det att man upprätthåller fördelarna med hårdhet och hög hållfasthet och utan att störa det härdade glasets planhet.

Kemisk härdning av glas är givetvis väl känt i och för sig och w 10 15 20 25 30 35 467 477 det anses ej nödvändigt här att i detalj gå in på de kemiska härdningsförfarandena. Det är tillräckligt att notera att sådan härdning baseras på utbyte, genom jondiffusion, av natriumjoner i ytskiktet på glaset. Natriumjonerna kan er- sättas av kaliumjoner, som är större än natriumjoner. och ger så anledning till tryckytspänning. Vid ett alternativt förfa- rande ersättes natriumjonerna av litiumjoner, som ger en lägre värmeutvidgningskoefficient till glasets ytskikt: återigen uppbygges tryckytspänningar i glaset.

Etsning med fluorjoner, som är en behandling där allmänt en utlakning av alkalimetalljoner förekommer. är det överraskande att det mesta av fördelen med kemisk härdning av en glasskiva ej förloras, då den etsas. överraskande har vi funnit att detta ej är fallet med ett föremål enligt föreliggande upp- finning.

Ett föremål som har särdragskombinationen enligt föreliggande uppfinning har för en given tjocklek på glasskiva en förbätt- rad hållfasthet och motståndsförmåga mot bräckage och det ger fördelar med genomskinlighet (om så önskas), att lätt uppnå en hög planhetsgrad, kemisk stabilitet och motståndsförmåga mot åldring och hårdhet, allt hörande till användning av glas.

Vid föredragna utföringsformer av uppfinningen omfattar mönstret tätt intill varandra liggande spårdelar. som har en bredd mindre än 10 um, och avståndet mellan två intillig- gande spårdelar är mindre än 10 um.

En sådan glasskiva är särskilt värdefull eftersom den erbjuder praktiskt taget mikroskopiskt etsade spår lämpade för ett stort antal nya tillämpningar.

Det är överraskande att ett material så hårt som härdat glas kan bära sådana tunna etsade spår, som är så nära intill var- andra att sökandens firma var särskilt överraskad att finna att det är möjligt att erhålla en sådan etsning direkt i en 1 yta som har åtminstone hårdheten hos ett glas.

A 10 15 20 25 30 35 seende på hårdhet. 67 477 Detta föredragna särdrag enligt uppfinningen erbjuder en mycket väsentlig fördel i förhållande till vanlig praxis, som kräver anbringandet av ett hartsskikt för att uppta det spåra- de mönstret. eftersom den erbjuder en skiva av härdat glas, som uppbär en mycket fin etsning, uppvisar hög upplösning, framställd i en mycket hård yta.

Företrädesvis har de etsade spårdelarna en bredd mindre än 1,5 pm och ett djup större än 50 nm, och intervallet mellan två intilliggande spårdelar är mindre än 2 um.

Detta särdrag förbättrar den höga upplösningen av det etsade mönstret och det medger att en sådan glasskiva kan användas direkt, t.ex. för framställning av en datalagringsskiva. Dess- utom ger sådana djup en väsentlig reliefeffekt i förhållande till spårens bredd, som endast kan visas vara en mycket marke- rad fördel då mönstret avses att tjäna som ett styrspår på en datalagringsskiva t.ex.

Enligt vissa föredragna former av uppfinningen etsas mönstret in i ett ytskikt på den härdade glasskivan. Denna lösning är mycket värdefull eftersom glaset självt utgör underlaget för en mycket fin etsning med hög upplösning och därför föreligger fullständig frånvaro av något främmande material på substra- tet, vilket gör det möjligt att utnyttja fördelen med egen- skaper säregna för glaset. såsom stabilitet. ytjämnhet, transparens etc.

I vissa fall gör emellertid komplexiteten hos glasets kemiska sammansättning etsningsarbetet mycket delikat. Det är för detta ändamål särskilt enligt andra fördelaktiga utförings- Zkformer av uppfinningen som man föredraget att de etsade spår- delarna etsas i ett skikt av oorganiskt material avsatt på glaset, vilket material har en hårdhet som är i huvudsak lika med eller högre än glasets hårdhet. Denna lösning gör det möjligt, under det att man bibehåller ytkvaliteterna med av- att erhålla ett extremt fint mönster i en 'ta, som är bättre anpassad för etsning än glaset självt. 10 15 20 25 30 35 467 477 Detta gör det även möjligt t.ex. att utföra passivering av glasets yta samtidigt, för att förhindra. om så är lämpligt, fusion av joner såsom natrium- eller kaliumjoner in i skikt avsedda för upptagande av data och efteråt avsatta. Genom omdömesgillt val av ett skikt, som har ett lämpligt och tillräckligt brytningsindex, kan detta likaledes göra det möjligt att minska oönskade reflektioner i gränsytan mellan substratet och efterföljande skikt, som kan visa sig fördel- aktigt när det gäller optisk avläsning av upptagna data, t.ex.

Uttrycket “yta vars hårdhet är i huvudsak lika med eller större än hårdheten hos glaset' skall förstås i föreliggande beskrivning och även i patentkraven som betydande att denna yta äger en hårdhet, som är åtminstone av samma storleksord- ning som hårdheten på vanligt glas. Det hänför sig därför till en yta, som kan kvalificeras som hård, i motsats särskilt till det skikt av vanligt harts eller ett plastmaterial.

I detta sammanhang kan olika mycket hårda skikt förutses, men det föredrages att för detta hårda skikt omfatta i huvudsak en enda beståndsdel. Detta särdrag är mycket gynnsamt för att erhålla en högkvalitativ etsning, eftersom de medföljande problemen vid etsning med fluoridjoner lättare övervinnes med ett material omfattande en enda beståndsdel. än med ett mate- rial omfattande ett flertal beståndsdelar och erhållet från ett flertal föreningar, såsom är fallet med de flesta vanliga glasaktiga material. Om etsningsoperationen underlättas kommer resultatet att vara av bättre kvalitet.

Oxider såsom Ti02 kan särskilt anföras som ett exempel på sådana skikt, men S102 kommer företrädesvis att väljas.

Denna förening gör det möjligt att erhålla jämna och genom- skinliga skikt, som är en särskilt viktig tillgång eftersom de behåller fördelen och egenskaperna hos glaset. De sålunda bil- dade skikten kan vara mycket kompakta och avviker ej från den höga ytjämnheten, som kan erhållas för glaset. Det är även möjligt att etsa dem med relativt större lätthet än glaset. #467 477 10 15 20 25 30 Det är ganska överraskande, att det är möjligt att bilda ett sådant hårt oorganiskt skikt på en skiva av kemiskt härdat glas utan att förlora en stor del av fördelen med härdnings- behandlingen. Kända tekniker för att avsätta skikt av t.ex.

SiO2 innebär oundvikligen uppvärmning av skivan och man skulle förvänta sig att denna uppvärmning skulle medge att de tryckspänningar som alstras i glaset genom härdningsbehand- lingen utlöses i en väsentlig utsträckning. Överraskande är detta ej nödvändigtvis så.

I det fall där mönstret är etsat i ett hårt oorganiskt skikt är det särskilt fördelaktigt för djupet på de etsade linjerna att vara i huvudsak lika med tjockleken på det oorganiska skiktet. Om det har varit möjligt att avsätta det hårda oor- ganiska skiktet på ett jämnt och enhetligt sätt, kan detta särdrag säkerställa exemplarisk regelbundenhet hos tjockleken på de etsade linjerna i mönstret som helhet. särskilt då det oorganiska skiktet är av ett material, som lättare etsas än glas, och detta underlättar âstadkommandet av ett högpreci- sionsmönster.

Företrädesvis uppbär glasskivan enligt uppfinningen ett anti- reflekterande skikt. Detta skikt gör det möjligt att undvika oönskade reflektioner, då man iakttar det etsade mönstret.

Denna förbättring visar sig mycket användbar då det etsade mönstret skall avsökas optiskt. I många fall kommer det att vara möjligt att erhålla denna effekt medelst ett skikt som har ett brytningsindex, som ligger mellan det hos substratytan och det hos materialet som kommer att täcka substratytan vid användning, vilket gör det möjligt att minska diffraktioner vid denna skiljeyta. Som exempel för den magnet-optiska skivan äger i allmänhet det speciella magnetiska skiktet. avsett att mottaga data, ett brytningsindex av storleksordningen 2. Ett skikt ägande ett brytningsindex av mellan 1.5 och 2 eller något mindre än 2 kommer att ge noterbart viktiga fördelar.

När det gäller magnetiska-optiska skivor, ökar ett sådant antireflekterande skikt Kerr-effekten. 10 15 20 25 30 b) UI 467 477 Glaset som används kan vara draget glas, men i föredragna utföringsformer av uppfinningen är glasskivan en floatglas- skiva, för att ge fördelen av i allmänhet förbättrad ytplanhet.

Glasskivan kan tillverkas till någon önskad tjocklek. men för- delarna som erbjudes med föreliggande uppfinning är särskilt uppenbar i en sådan glasskiva, som har en tjocklek under 2 mm. såsom föredrages. Glasskivor med sådana tjocklekar har den ytterligare fördelen att vara användbara som datalagrings- skivor, som kan avläsas med känd och kommersiellt tillgänglig utrustning.

Vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen etsas mönstret på en yta av föremålet, med spår anordnade maskvis för att bilda ett gallermönster, varvid maskornas dimension är mindre än 0,5 um och den ytans totala optiska reflektans inom det synliga området av spektrum är mindre än 4 2. Bredden på de etsade linjerna är företrädesvis i huvudsak samma som bredden på intervallen mellan linjerna.

Han har funnit överraskande, att en skiva av genomskinligt glas etsat med ett sådant mönster uppvisar en total optisk genomsläpplighet större än samma glasskiva utan etsning. Detta är helt överraskande. eftersom linjer etsade i relief på ski- vans yta normalt tenderar att skapa oönskade reflektioner, som gör en relativt väsentlig del av ljuset diffust, så att den optiska genomskinligheten kan bli avsevärt minskad därigenom.

Enligt en möjlig förklaring är faktiskt maskdinensionen på gallret så liten. att den är mindre än ljusets våglängd, så att spridning sålunda undvikes.

För att erhålla en glasskiva som har hög optisk genomskinlig- het. är det känt att anbringa på skivan flera efter varandra transparenta skikt, som bildar ett antireflekterande inter- ferensfilter med ett brytningsindex, som varierar från bryt- ningsindexet inneboende i glaset till luftens brytningsindex, dvs. n=l. När det gäller vanligt alkali-kalkglas är brytnings- index 'n' approximativt lika med 1,5. Idealet skulle vara att 4 10 15 20 25 30 35 67 477 n varierar på ett kontinuerligt sätt mellan 1,5 och 1 från glaset till det yttre skiktet. Detta skulle emellertid förut- sätta ett oändligt antal på varandra följande skikt, som är uppenbart fullständigt avskräckande.

På grund av den särskilda etsningen i gallerform har dess maskor en dimension av mindre än 0,5 um. och om dessutom de etsade spåren är bredare vid ytan på skivan än de är vid botten, gör glasskivan enligt uppfinningen det möjligt att simulera denna ideala situation utan att det är nödvändigt att avsätta något skikt på skivan. En möjlig förklaring till detta fenomen är att dimensionerna på maskorna är utomordentligt små, varje successiv nivå på den etsade ytan kan i huvudsak sättas lika med ett homogent skikt. Den yttre ytnivån inne- håller litet glasaktivt material och mycket luft och äger därför ett brytningsindex nära luftens. Som kontrast kan nivån belägen i botten på etsningen sättas lika med ett glasskikt ur brytningsindexsynpunkt.

Idealt för att erhålla den bästa effekten av kontinuitet mellan glasets brytningsindex och luftens har spåren, dvs. de etsade linjerna och de utskjutande delarna av gallret, före- trädesvis. i sektion, det allmänna utseendet av trianglar. där dessa trianglars toppar är något rundade.

Emellertid, även om spåren och de utskjutande delarna av gall- ret i sektion uppvisar ett allmänt rektangulärt utseende med sidor i huvudsak vinkelräta mot skivan, är uppfinningen redan av mycket noterbart värde eftersom det etsade glasskiktet kommer att uppvisa ett brytningsindex mellan kärnskivans och den omgivande atmosfärens. Resultatet som sålunda erhålles kommer att vara simulering av ett skikt som har ett mellan- liggande brytningsindex.

Företrädesvis är djupet på de etsade linjerna större än 0.1 um. Detta djup gör det möjligt att erhålla en mycket noterbar minskning i den etsade ytans optiska reflektans. En skala av tillräckligt djup kan definieras mellan 0,1 och 1 um. 10 15 20 25 30 u: UI 467 477 Den bästa dimensionen på gallrets maskor kommer väsentligen att bero på strålningens våglängd för vilket skivan normalt utsättes vid användning. Om denna strålning ligger i området mellan ca gult och nära infrarött ger ett värde obetydligt mindre än 0,5 um mycket noterbara fördelar för att erhålla en yta med mycket liten reflektion. För att erhålla goda resultat genom hela det synliga området gives maskorna en dimension. som är distinkt mindre än 0,5 pm. I detta samman- hang är dimensionen på maskorna i gallret företrädesvis under 0,1 um. Tack vare denna klena dimension är det möjligt att undvika det något blåaktiga utseendet på skivans yta och så- lunda erhålla ett färglöst utseende.

Uppfinningen utsträcker sig till en panel omfattande åt- minstone en härdad glasskiva såsom beskrivits ovan. Denna panel kan t.ex. utgöra en solcell och omfatta en skiva upp- bärande ett etsat mönster i gallerform enligt uppfinningen.

Minskningen i icke önskade reflektioner förbättrar följakt- ligen solcellens funktion.

Vid andra föredragna utföringsformer av uppfinningen bildar de etsade spårdelarna ett spiralstyrspår, vars stigning är mindre än 2 um. Alternativt bildar etsade spår ett styrspår som utgöres av en serie koncentriska cirklar, vars stigning är mindre än 2 um. Företrädesvis är ett sådant föremål i form av en rund skiva.

Sådana skivor ger ett viktigt bidrag till att förbättra kvali- teten och kostnadspriset för lagringsskivor för dataupptag- ning. Detta är likaledes av värde för varje annat substrat, där det är absolut väsentligt att ha ett styrspår eller ett mottagande spår med en mikrometerstigning.

Inom området för datalagringsskivor, särskilt optiskt låsbara och/eller skrivbara skivor, vare sig de är raderbara (åter- -skrivbara) eller icke såsom t.ex. optiska numeriska skivor eller magnetiska-optiska skivor. är det i allmänhet nödvändigt att disponera ett spår, som tjänar till att styra upptag- 467 477 10 15 20 25 30 35 10 nings- eller avläsningssystemet. Ett karakteristiskt exempel som kan citeras är där upptagningen och/eller avläsningen göres med en laserstråle, fokuserad på ytan som uppbär infor- mationen och som är sammanförd till en diameter av omkring l pm. För att medge informationen att lagras med hög täthet är det nödvändigt att bilda ett spår med ett avstånd mellan spåren som är mikrometriskt. Under läsning eller skrivning måste laserstrålens radiella förflyttning på skivan vara så precis att det är svårt att uppnå den nödvändiga noggrannhets- graden medelst ett rent mekaniskt system. Därmed uppbär skivan ett spår, som tjänar som en styrning för laserstrålen, och man använder sig av ett servosystem som drives elektroniskt. Ett sådant system kan vara baserat på laserstrålens diffraktion genom de etsade linjerna, särskilt genonm det spårade mönst- rets sidor, som modulerar en elektrisk signal i beroende av ändringar i amplituden eller fasen på den avböjda strålen för att reglera ett servosystem. som åstadkommer löpande korrek- tion av strålens läge och fokus så att den rätt följer styr- spåret.

Det inses att för att bilda spårmönstret kan olika möjligheter användas beroende på det resultat som man önskar erhålla.

Styrspårningen kan regleras genom avsökning av ett par etsade linjer, eller genom avsökning av en enda etsad linje. De etsade linjerna kan vara kontinuerliga, eller de kan vara avbrutna, t.ex. kan mönstret utgöras av en regelbundet av- bruten linje, vars allmänna riktning icke desto mindre repre- senterar en sådan nämnd spiral, eller av ett flertal avbrutna bågar, som representerar de koncentriska cirklarna. Spårmönst- ret kan sålunda utgöras av en följd av korta etsade linjer på ett avstånd från varandra. I det fall där spårningen regleras genom avsökning av ett par avbrutna linjer kan de korta etsade spåren, som helt enkelt kan vara gropar. vara i linje eller icke, och deras längd och avstånd från varandra kan vara en- hetlig eller kan vara av olika längder, kodade för att ge ad- resseringsinformation.

Det medges allmänt att en glasskiva äger noterbara fördelar. 10 15 20 25 30 467 477 ll särskilt tack vare dess ytjämnhet och tillstånd, väsentligen på grund av dess brännpolerade sida. Den äger även ojämförbar kemisk stabilitet. Närvaron av ett hartsskikt på ett sådant substrat, som vanligen utföres för att bilda styrspâret däri, resulterar i åtminstone partiell förlust av dessa fördelaktiga egenskaper och kan vara ofördelaktig för ändamålet hos ett dataregistreringsskikt.

Glasskivan enligt uppfinningen gör detta särskilda skikt över- flödigt, eftersom skivan själv uppbär det önskade styrspäret, etsat på en av dess ytor. Spåret som begränsas av de etsade linjerna på skivans yta för att utgöra spiralen eller koncent- riskt cirkelmönster, som tjänar som ett styrspâr för laser- strâlen, kommer t.ex. att ha ett djup av omkring 70 nm. Om dessa etsade linjer framställes i ett hårt skikt avsatt på glaset såsom ett S102-skikt kommer detta skikt företrädesvis även att vara 70 nm.

För optiska digitala skivor eller för magnetiska-optiska skivor är det i allmänhet t.ex. nödvändigt för stigningen på styrspäret att vara 1,6 um och för spåret att ha en bredd av omkring 0,6 um. Skiktet avsett att innehålla data kommer att avsättas på den företsade ytan, efter lämplig rengöring av ytan, för att så dra fördel av glasets brännpolerade sida.

Data kan registreras på botten av ett kontinuerligt etsat spår. eller på en oetsad yta mellan ett par diskontinuerligt etsade spår.

Företrädesvis uppvisar botten på spåret son begränsar styr- spâret en skrynklighet Ra under 10 nm. och företrädesvis under 5 nm. Detta skrynklighetstal, som beräknas son aritnetiska mediet av avvikelserna från ojämnhetsprofilen från medellin- jen, kan giltigt vara nära den hos draget glas eller float- glas. När det gäller t.ex. optisk avläsning förbättrar detta väsentligen effekterna beroende på reflektion och minskar i stor utsträckning parasitsignaler eller bakgrundsbrus. Detta särdrag ger även ett yttillständ, som är acceptabelt för att uppbära ett skikt avsett att upptaga upptecknad data, t.ex. i digital form. 'èav 477 10 15 20 25 30 12 Likaledes äger spårets sidor företrädesvis en väsentlig sym- metrisk lutning, i förhållande till en axel vinkelrät mot spårets botten. Detta särdrag gör det lättare att reglera rörelsen som bibringas anordningen, som kan ha att följa spåret, eftersom signaler utgående från avkänningen av sidorna sålunda är lättare att behandla.

En sådan skiva är lämpligt anpassad för lagring av upptagna data. Om det etsade mönstret utgör ett styrspår för en sådan skiva, är sådant mönster företrädesvis adressvis modulerat.

Uppfinningen avser således en förformaterad datalagringsskiva, som t.ex. kan uppbära information för synkronisering och adressering av olika sektorer och spår.

Vid vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen över- täckes det etsade mönstret med ett dataregistrerande skikt.

Uppfinningen avser således en datalagringsskiva, som kan skrivas till och/eller läsas av användare, t.ex. medelst en laser.

Vid andra föredragna utföringsformer av uppfinningen är det etsade mönstret datavis modulerat. Uppfinningen kan därmed användas för att åstadkomma en läsminnesskiva där informatio- ' nen upptages direkt på glaset eller ett hårt oorganiskt skikt därpå, utan att behöva ett relativt mjukt hartsskikt. Detta är av särskilt värde för arkivändamål, emedan ett sådant etsat mönster har en hög grad av permanens.

Uppfinningen innefattar ett sätt att tillverka ett föremål omfattande en glasskiva och som är försedd med ett etsat mönster.

Sättet enligt uppfinningen karakteriseras av att en glasskiva kemiskt härdas, ett skikt av strålningskänsligt material an- bringas på åtminstone en yta av den skivan och exponeras för strålning för att bilda en latent avbildning av ett önskat spårmönster, av att det strålningskänsliga material framkallas för att bildas ett skyddsöverdrag och av att skivan exponeras 10 15 20 25 30 467 477 13 genom skyddsöverdraget för inverkan av fluorjoner i ett etsan- de medium för att etsa det önskade spårmönstret till ett djup av mindre än 2 um. vid etsning med fluorjoner, som är en behadling där man all- mänt lakar ut alkalimetalljoner, är det överraskande att det mesta av fördelen med att kemiskt härda en glasskiva ej för- loras, då den etsas. Vi har överraskande funnit att detta är ej fallet med ett sätt enligt föreliggande uppfinning.

Ett sätt som har kombinationen av särdrag enligt föreliggande uppfinning erbjuder för given tjocklek på glasskivan ett etsat föremål som har förbättrad hållfasthet och motståndsförmåga mot bräckage och ger fördelarna med genomskinlighet (om så önskas), lätt uppnående av en hög planhetsgrad, kemisk stabi- litet och motståndsförmåga mot åldring och hårdhet, allt sam- manhängande med användningen av glas.

Strålningen märker det känsliga materialet. Denna strålning kan t.ex. riktas mot det känsliga materialet i form av en tunn stråle som rör sig 1 enlighet med det mönster som skall etsas. följande en schablon eller ledd på ett precist sätt av elek- troniska anordningar, som gör det möjligt att bilda den önska- de latenta bilden i det känsliga materialet. Som exempel kan en laserstråle användas och en relativ rörelse framkallas mellan substratet som uppbär det känsliga materialet och denna laserstråle på ett sådant sätt att mönstret spåras. Det är sålunda möjligt att generera i det känsliga materialet en bild av det mönster som skall etsas. Beroende på slaget av känsligt material som användes och slaget av strålning. kan den latenta bilden vara självframkallande, t.ex. emedan de bestrålade zonerna blir färgade, förångas eller försvinner under inverkan av denna strålning eller bilden kan vara en latent bild, som framkallas eller avslöjas i ett efterföljande framkallnings- steg.

Den efterföljande framkallningen av den latenta bilden, där så ifrågakommer, kan vara av den fotografiska typen som använder 467 477 10 15 20 25 30 14 sig av en framkallare eller ett fixermedel. Det är sålunda möjligt att differentiera mönstrets zoner i skyddsöverdraget genom att bibringa dem en annan mekanisk eller kemisk mot- ståndsförmåga under inverkan av strålningen och därefter av- lägsna de minst motståndskraftiga zonerna. De bestrålade zonerna kan t.ex. hårdna under inverkan av strålningen, i vilket fall de icke bestrålade zonerna därefter kommer att avlägsnas eller omvänt kommer de bestrålade zonerna att vara mindre resistenta på ett sätt så att de kan avlägsnas utan att förstöra zonerna som icke blivit bestrålade. Beroende på fal- let kan detta avlägsnande åstadkommas, t.ex. genom enkel borstning eller eller med hjälp av ett lösningsmedel.

Beroende på lämpliga försiktighetsåtgärder gör användningen av ett strålningskänsligt material det möjligt att erhålla ett precist skyddsöverdrag med hög upplösning på substratet. Genom att underkasta substratet försett med detta skyddsöverdrag för inverkan av ett etsande medium innehållande fluorjoner, är det sålunda möjligt att etsa detsamma i enlighet med ett mycket exakt mönster.

Ett metalliskt skyddsöverdrag kan t.ex. framställas. I detta fall är det möjligt att arbeta i flera steg, från början framkallande ett första skyddsöverdrag. som i allmänhet kommer att vara organiskt. På detta första skyddsöverdrag är det sedan möjligt att deponera ett metalliskt skikt. som klänger fast vid materialet på ytan av substratet. som ej skyddas av det organiska skyddsöverdraget. Det mellanliggande organiska skyddsöverdraget avlägsnas sedan för att endast lämna ett metalliskt skyddsöverdrag, som kommer att förbli på substratet efter inverkan av det etsande mediet, på ett sådant sätt för att åstadkomma skydd. Det är uppenbart att olika skyddsöver- drag måste vara antingen positiva eller negativa. beroende på fallet, för att erhålla det avsedda slutliga mönstret.

Efter verkan av etsningsmediet kan det känsliga materialet som fortfarande är närvarande på substratet. som har verkat som ett skyddsöverdrag. därför förbli där för att ge efterföljande 10 15 20 25 30 35 467 477 15 skydd om så är lämpligt. Företrädesvis elimineras emellertid skyddsöverdraget från substratet efter inverkan av det etsande mediet. Detta ger en färdigställd produkt fri från varje över- flödigt märke härrörande från etsningsprocessen.

Mönstret kan etsas i själva glaset, i vilket fall det etsande mediet kommer att avlägsna glaset. Denna lösning gör det möj- ligt att erhålla ett substrat etsat i själva massan, vilket gör det möjligt att dra fördel av glasets egenskaper i från- varo av något annat material och i allmänhet kommer att vara mycket uppskattat som sådant. I andra fall kommer det att vara att föredra att ett oorganiskt skikt är närvarande på glasytan före avsättning av det strålningskänsliga materialet och mate- rialet som avlägsnas under etsning kommer följaktligen att omfatta material som stammar från detta oorganiska skikt. Det är att föredraga att välja ett oorganiskt skikt, som uppvisar en hårdhet av samma storleksordning som glaset, vilket ej för- sämrar yttillståndet och särskilt ytjämnheten på glaset. som kan lätt avsättas på ett jämnt sätt utan att fördärva eller distordera substratet och vilket är lättare att etsa än glaset självt. Detta har därför den viktiga fördelen att underlätta etsning utan att försämra de inneboende egenskaperna hos det glasaktiga substratmaterialet. Svårigheten i att etsa glas härstammar i allmänhet från det faktum att detta är ett hårt material bildat av flera beståndsdelar, som kan ha helt olika reaktioner under inverkan av det etsande mediet. Detta problem undvikes om glassubstratet uppbär ett oorganiskt skikt bildat av en enda beståndsdel, t.ex. en oxid. Ett oorganiskt skikt. som förtjänar särskild uppmärksamhet, är ett skikt av S102.

Detta är ett mycket hårt genomskinligt skikt i stånd att avsättas på ett jämnt sätt och i ett mycket tunt skikt utan att försämra glasets ytjämnhet. Hed avseende på etsning har skikt av en kiselförening den viktiga fördelen att vara i stånd att bilda en flyktig förening SiF4 i närvaro av fluor- joner i etsningsmediet, vilket underlättar fin och exakt ets- ning.

Det är ganska överraskande att det är möjligt att bilda ett 10 15 20 25 30 35 467 4-77 16 sådant hårt oorganiskt skikt på en skiva av kemiskt härdat glas utan att förlora en stor del av fördelen med härdnings- behandlingen. Kända tekniker för att avsätta skikt av t.ex.

SiO2 innebär oundvikligen uppvärmning av skivan och det skulle förmodas att denna uppvärmning skulle medge tryckspän- ningarna som införts i glaset genom härdningsbehandlingen att utlösas i en väsentlig grad. Överraskande är detta ej nödvän- digtvis så.

Det oorganiska skiktet avsättes företrädesvis i en tjocklek i huvudsak lika med mönstrets djup, som skall etsas. Detta gör det möjligt att härleda maximal fördel från närvaron av skik- tet utan överskottsmaterial. En tjocklek på 70 nm, t.ex., kan vara lämplig för ett oorganiskt skikt, i vilket ett spår etsas för att tjäna som en styrning för en laserstråle.

I detta fall avbrytes det etsande mediets verkan företrädesvis då det senare når glaset över i huvudsak hela mönstrets yta som skall etsas. Detta förfarande gör det möjligt att erhålla ett mönster av exemplarisk tjockleksregelbundenhet. Det är faktiskt möjligt att dra fördel av det faktum att reaktions- hastigheten är olika mellan materialet i det oorganiska skik- tet och glaset. Särskilt är det möjligt att dra fördel av det faktum att då etsningsmediet når glaset en förening bildas. som blockerar reaktionen. Det är sålunda möjligt att etsa ett mönster till ett djup, som är i huvudsak lika i alla punkter med tjockleken på det oorganiska skiktet och därmed har en utomordentlig regelbundenhet.

Aven om icke något metalliskt skyddsöverdrag användes, kan det känsliga materialet som exponeras för strålningen även, om så är lämpligt, tjäna till att bilda ett mellanliggande skydd- söverdrag, som ej kommer att vara det som tjänar för att skydda glaset eller materialet på ytan av substratet mot inverkan av etsningsmediet. Detta senare skyddsöverdrag kommer sedan att konstitueras medelst det mellanliggande skyddsöver- draget. 10 15 20 25 30 35 467 477 17 Skyddsöverdraget som direkt skyddar substratets yta under inverkan av etsningsmediet utgöres emellertid företrädesvis av det nämnda känsliga materialet efter exponering för strålning- en. Detta förfarande säkerställer bättre pålitlighet och bätt- re precision i etsningen tack vare minskningen av de omedel- bara stegen och kostnaden för etsningsoperationen minskas där- med.

Strålningen som utnyttjas för att märka det känsliga materia- let kan t.ex. utgöras av en särskild strålning. Denna kan ut- göras av en neutronstråle. Det är då tillräckligt att använda ett material som är känsligt för detta slag av strålning.

Alfa- eller beta-strålning kan även användas.

Företrädesvis utgöres strålningen av elektromagnetisk strål- ning. Detta slag av strålning är enklare att framställa och att använda. Det är möjligt att använda röntgenstrålning eller gammastrålning, men även en strålning med mikrometrisk våg- längd.

Det strålningskänsliga materialet är emellertid företrädesvis ett fotokänsligt harts. och strålningen omfattar optisk strål- ning och företrädesvis ultraviolett strålning. Optiska strål- ningskällor är mycket lätta att använda och detta slag av strålning gör det möjligt att lämpligen använda även ett mycket komplext optiskt system med höga prestanda. Dessutom finns på marknaden ett brett område av fotokänsliga hartser som gör det möjligt att erhålla ett precist skyddsöverdrag utan svårigheter. Ultraviolett strålning är mycket användbar för att differentiera zoner för att bilda en bild i ett foto- känsligt harts, eftersom det lätt kan utöva en effekt på poly- merisationen av hartset. Det finns fotokänsliga hartser som omnämnes som negativa och fotokänsliga hartser som omnämnes som positiva, vilka beter sig på motsatta sätt under inverkan av ultraviolett strålning. dvs. t.ex. antingen härdar de genom polymerisation under inverkan av ett intensivt ljus och blir olösliga i ett visst antal lösningsmedel eller å andra sidan förstörs de och blir lösliga. 4-67 477 10 is 20 25 30 18 När det gäller utnyttjande av en optisk strålning täckes skiv- ytan motsatt den på vilken mönstret skall etsas med fördel med ett opakt skikt före exponeringen för optisk strålning. När det gäller glas, som är i huvudsak genomskinligt för optisk strålning, såsom allmänt är fallet med de flesta glas, ökar denna försiktighetsåtgärd väsentligt precisionen i etsningen och upplösningen av det erhållna mönstret. När det gäller genomskinligt material beror faktiskt den optiska reflektions- förmågan för den motsatta ytan på substratet på stödet på vilket substratet placeras och kan sålunda variera i stor utsträckning från ett ställe till ett annat beroende på stö- dets utseende och dess ytkontakt med glaset. Eftersom solbe- strålningen av det fotokänsliga hartset likaledes beror på returvägen för ljusbestrålningen genom hartset, dvs. på reflektionen vid motsatta ytan, föreligger risk att resultatet kommer att variera i stor utsträckning från ett ställe till ett annat i substratet. Avsättningen av ett opakt skikt på motstående yta gör det möjligt att erhålla en regelbunden och reglerad reflektans, sålunda ett bättre resultat.

I stället för eller i kombination med detta opaka skikt avsatt på den motsatta ytan utgöres det fotokänsliga hartset med fördel av ett harts som är genomskinligt för optisk strålning och som blir absorberande då det exponeras för denna strål- ning. Detta harts minskar således kraftigt inflytandet av den motsatta ytans reflektans.

Ett kontrastökande skikt avsättes med fördel på det fotokäns- liga hartset före exponering för ljusbestrålning. Dessa spe- cialskikt har den särskilda egenskapen att vara opaka före exponering och bli transparenta under inverkan av strålningen, vilket betyder att de kraftigt illuminerade zonerna kommer att bli transparenta först. ökningen i kontrast resulterande därav befordrar erhållandet av ett bättre definierat mönster och därmed av en mera exakt etsning.

Denna yta av substratet underkastas med fördel ett lågenergi- jonangrepp medelst en syrebaserad plasma före etsning. för att 10 15 20 25 30 1.0 'UI 467 477 19 så väsentligen exponera den ytan över det mönster som skall etsas. Denna försiktighetsåtgärd underlättar det etsande mediets verkan och gör det möjligt att framställa extremt fina mönster.

Såsom förklarats ovan kan strålningen vara den från en laser- stråle och mönstret kan framställas med hjälp av relativ rö- relse mellan denna strålning och substratet. Han kan använda en enda koncentrerad laserstråle. som spårar det önskade mönstret, eller en flerstrålelaser bildad genom en inter- ferensteknik. Det strålningskänsliga materialet exponeras emellertid företrädesvis för strålningen genom en mask. Masken representerar ett mönster som bestämmes av det mönster som skall etsas. Då den placeras mellan strålningskällan och gla- set täckt med det känsliga materialet, når strålningen det känsliga materialet endast i vissa punkter. som en funktion av det mönster som skall etsas, så att det är möjligt att alstra en bild av det önskade mönstret.

Beroende på det valda känsliga materialets natur kan masken representera det mönster som skall etsas på ett sätt så att det medger strålningen att passera där etsning är önskad eller omvänt på ett sätt så att strålningen maskas i dessa punkter.

Användningen av en mask placerad i vägen för strålningen gör det möjligt att erhålla ett skyddsöverdrag. som är exakt, har hög upplösning och är lätt reproducerbart.

Enligt vissa föredragna utföringsformer av sättet enligt upp- finningen representerar masken endast en del av mönstrets hel- het, som skall etsas, och olika delar av det känsliga materia- let exponeras successivt genom masken för att bilda en latent bild. Det är sålunda möjligt att etsa mönster med stora dimen- sioner, under förutsättning att de äger ett repetitivt motiv, medelst en mycket liten mask, dvs. en mask som är relativt billig jämfört med en mask omfattande ett helt mönster.

Enligt andra föredragna utföringsformer av uppfinningen repre- 10 15 20 25 30 467 4-77 20 senterar masken hela mönstret som skall etsas. Detta förfaran- de gör det möjligt att framställa noggranna mönster med icke repetitivt motiv eller där anslutningen mellan identiska motiv ej kan tolerera någon förskjutning. Detta kräver emellertid användning av en mask vars storlek är den hos mönstret som skall etsas. eller användning av en linsanordning och en sol- strålningsanordning tillräcklig för att upptaga hela mönstret.

Mönstret kan t.ex. ha en diameter av 13 cm eller 30 cm.

Då en mask användes för att göra det möjligt att erhålla mycket hög upplösning på linjerna i mönstret som skall etsas. särskilt då det senare är extremt fint och mycket nära var- andra, är det nödvändigt att placera masken så nära som möj- ligt till det känsliga materialet som skall bestrålas för att undvika någon spridning av strålningsstrålen mellan masken och materialet. I en del fall beroende på finheten och tätheten mellan linjerna i mönstret och på den accepterade toleransen, kommer det t.o.m. att vara nödvändigt att pressa masken mot det känsliga materialet som skall bestrålas. Denna senare teknik kräver en mask med motståndsförmåga för att den inte skall bli skadad, vilket skulle fördärva reproducerbarheten som kan erhållas från samma mask.

Företrädesvis fokuseras strålningen på det känsliga materia- let. Denna teknik gör det möjligt att erhålla en mycket väl definierad bild. Då en mask användes, förhindrar denna teknik kontakt mellan masken och det känsliga materialet som skall bestrålas, under det att man säkerställer noggrann reproduk- tion av det mönster som skall etsas. Då optisk strålning an- vändes, är det t.ex. möjligt i enlighet med denna alternativa utföringsform av sättet enligt uppfinningen. att använda ett optiskt system, omfattande t.ex. en spegel och linser. som gör det möjligt att fokusera mycket noggrant på det känsliga mate- rialet under det att man undviker varje kontakt med masken.

Den senare kan även vara placerad på ett relativt långt av- stånd från det känsliga materialet som skall bestrålas. För vissa andra slag av strålning kan fokusering baserad på upp- rättandet av ett magnetiskt fält användas. 10 15 20 25 30 b) LW 467 477 21 Det etsande mediet måste väljas på ett sätt så att det an- griper glaset utan att fördärva skyddsöverdraget. Etsmediet kan vara ett flytande medium eller ett gasformigt eller plas- mamediet.

Enligt vissa föredragna utföringsformer av sättet enligt upp- finningen är det etsande mediet ett vätska. Det är t.ex. möj- ligt att använda fluorvätesyra och/eller ett fluorsalt i vat- tenlösning. Dessa lösningar gör det möjligt att angripa ett nätverk av kiselhaltigt material utan svårighet.

Det etsande mediets reaktivitet mot glaset justeras företrä- desvis på ett sätt så att angreppsvaraktigheten för att er- hålla det önskade djupet ej är alltför kort, t.ex. så att den är större än en minut. Denna försiktighetsåtgärd gör det lät- tare att reglera angreppsdjupet och därmed att erhålla god reproducerbarhet, eftersom det medger en viss tolerans i be- handlingstiden som ej är helt försumbar. Följaktligen föredrar man att använda ett etsande medium innehållande ett fluorsalt, såsom NaF t.ex., i vattenlösning och i svag koncentration, t.ex. mindre än l viktprocent fluorid.

Det etsande mediet innehåller företrädesvis även ett polerande medel. För mycket exakta graveringar med hög upplösning är det ofta nödvändigt att de etsade områdena uppvisar en relativt låg skrynklighet. I vissa fall av relativt grund etsning är det nödvändigt att säkerställa att skrynkligheten ej blir sådan att den ej längre är försumbar i förhållande till ets- ningens djup. Genom att inbegripa ett polerande medel i ets- mediet är det möjligt att minska skrynkligheten på ett sätt så att den blir försumbar i förhållande till det etsade djupet och att erhålla en profil, som är mindre känslig för spänning- arna framkallade genom härdningsbehandlingen. Det är möjligt att tillsätta ett polerande medel. som verkar på storleken och/eller antalet angreppspunkter och/eller son hjälper till att avlägsna de etsande reaktionsprodukterna från etsnings- reaktionsstället. Det är t.ex. fördelaktigt att tillsätta svavel och/eller fosforsyra som polerande medel. .467 477 10 15 20 25 30 35 22 Enligt andra föredragna utföringsformer av sättet enligt uppfinningen är det etsande mediet en plasma (innehållande fluorjoner) i stånd att utföra ett jonangrepp på substratet.

Detta slag av angrepp gör det möjligt att erhålla. med hög precision, etsade mönster, vilkas linjer är utomordentligt fina.

Han föredrar att använda en plasma, vars aktiva joner omfattar argonjoner, vilket medger ett höggradigt riktat angrepp.

Plasman omfattar en fluorerad förening för att tillhandahålla fluorjoner. Det är möjligt t.ex. att införa i plasman fluorerade kolväten såsom CZF4 och särskilt freoner såsom CHF3. Dessa fluorerade produkter är särskilt verksamma i det fall där kisel är närvarande i ytan som skall etsas. Genom närvaron av elektroner i plasman äger faktiskt bildning av fluorerade radikaler rum, som är högreaktiva mot kiselbaserat nätverk. vilket accentuerar plasmans korrosivitet gentemot det kiselhaltiga materialet. Som resultat bildas SiF4, som är flyktigt och underlättar avlägsnandet av materialet. Detta medger likaledes ett mera exakt angrepp.

Den genomsnittliga energin som induceras in i plasmajonerna. då de kontaktar ytan. är mindre än 50 eV och företrädesvis mindre än 20 eV. Detta gör det möjligt att förhindra att jonerna intränger alltför djupt in i ytan som skall etsas och är gynnsamt för en låg skrynklighet. För ett angreppsdjup av omkring 70 nm. kan en energi i närheten av 4 eller 5 eV anses som minimum. Trycket under jonangreppet bör ej vara alltför högt, så att den genomsnittliga fria vägen för jonerna ökas och för att undvika deviation för att så bilda ett rent etsat spår med symmetriska sidor.

Sättet enligt uppfinningen gör det möjligt att framställa vilket slag av mönster som helst. såsom t.ex. en tillverkares märke eller en dekoration på ett exakt sätt på det kemiskt härdade glaset. Det gör det även möjligt att framställa mycket fina linjer med god precision. Linjer av storleksordningen 10 15 20 25 30 35 467 477 23 l/10 mm åtskilda av ett mellanrum med samma storleksordning kan bildas utan svårighet. Åtminstone en linje i mönstret som skall etsas äger emellertid företrädesvis en bredd mindre än 1,5 um, och företrädesvis är mellanrummet mellan två intilliggande linjer i mönstret som skall etsas mindre än 2 um. Sådana fina och nära intill varandra liggande etsande linjer har ej tidigare erhållits på härdat glas. Det är i detta fall som uppfinningen är av största värde.

Enligt vissa föredragna utföringsformer tillämpas sättet en- ligt uppfinningen för tillverkning av en datalagringsskiva.

Vid vissa sådana utföringsformer etsas spårmönstret till att bilda en serie koncentriska cirklar, vilkas stigning är mindre än 2 um under det att i andra sådana utföringsformer etsas spårmönstret till att bilda en spiral, vars stigning är mindre än 2 um. Var och en av dessa särdrag befordrar en hög data- lagringskapacitet hos skivan.

Vid sådana utföringsformer föredrages det att spårmönstrets botten har en skrynklighet Ra under 10 nn och företrädesvis under 5 nm. detta befordrar ett högt förhållande mellan signal och brus, som är gynnsam för att lokalisera lagrad data. Sådan låg skrynklighet kan lätt erhållas genom att vidtaga vissa försiktighetsåtgärder vid etsning, t.ex. genom att använda ett ganska lågt energiplasmajonangrepp eller ett polerande medel i ett flytande etsande medium såsom beskrivits ovan.

Etsningen utföres med fördel så att spårets sidor har en i huvudsak symmetrisk lutning relativt en axel vinkelrät mot spårets botten. Detta gör det lättare att behandla signaler beroende på ljus reflekterat från spåret.

Företrädesvis är det etsade spårmönstret adressvis modulerat.

Vid vissa föredragna utföringsformer är det etsade spårmönst- _467 477 10 15 20 25 30 35 24 ret överbelagt med ett dataupptecknande skikt. Alternativt föredrages det att det etsade spårmönstret är datavis module- rat.

Enligt vissa andra föredragna utföringsformer tillämpas sättet enligt uppfinningen för tillverkning av matterat glas. Sådant glas är användbart för att minska eller undvika icke önskade reflektioner.

Vid vissa sådana föredragna utföringsformer etsas skivan med spår placerade maskvis för att bilda ett gallermönster, där maskornas dimension är mindre än 0,5 um och där den totala optiska reflektansen hos den etsade ytan inom spektrums syn- liga område är mindre än 4 %. Bredden på linjerna som skall etsas kan vara i huvudsak lika med bredden på mellanrummen mellan linjerna. Sättet enligt uppfinningen är särskilt för- delaktigt för att etsa ett sådant mönster. vars maskor är mikroskopiska. I detta fall kan ett perfekt repetitivt motiv reproduceras genom att använda en mask, som representerar endast del av gallret och kan sålunda återanvändas flera gånger så att hela mönstret kan etsas.

Etsningen av ett sådant gallermönster, vars maskor uppvisar dimensioner mindre än en mikrometer, medelst ett sätt enligt uppfinningen, gör det möjligt att tillverka ett glas med mycket låg reflektion, dvs. glas med en hög optisk genom- släpplighet såsom beskrivits ovan i föreliggande beskrivning.

För att befordra sådana önskade optiska egenskaper etsas spåren till ett djup större än 0.1 um och/eller dimensionen på gallrets maskor är under 0,1 um.

Glaset, som skall härdas. är med fördel floatglas. Floatgas framställes lätt med en mycket hög grad av ytplanhet, emedan det brännpoleras då det flyter på ett bad av smält metall. vanligtvis tenn.

Emellertid, emedan floatglas framställes genom att flyta på 10 15 20 25 30 35 467 477 25 ett bad av smält tenn. händer det att det finns en ojämvikt mellan jonslagen i motsatta ytskikt på glaset. Den sida som var i kontakt med tennbadet innehåller tennjoner. som har diffunderat in i glaset och är fattigare på alkalimetalljoner än motstående glasyta. Som resultat kan svårigheter ibland uppstå under kemisk härdning av floatglas, särskilt då float- glaset är tunt, och det kan hända att härdningen skapar en krökning på glaset. Det är möjligt att underkasta floatglaset en förbehandling med natriumjondiffusion genom att placera glaset i kontakt med ett bad av smält natriumnitrat vid en temperatur av mellan 350°C och 600°C. Natriumjoner från badet diffunderar in i glasytan för att återupprätta jänvikten mellan natrium och kiseljoner i glasets två ytor. Efter kyl- ning och tvättning kan glaset sedan underkastas en kemisk härdningsbehandling, t.ex. genom att placera det i kontakt med ett bad av smält kaliumnitrat vid 470°C under en tillräckligt lång tid.

En alternativ förbehandling är att polera tennytan av float- glaset före härdning. Sådan polering kan åstadkommas mekaniskt eller kemiskt, och eftersom problemet uppstår i ett tunt yt- skikt är det vanligen tillräckligt att avlägsna ett skikt några 5 um tjockt.

Vi har nu upptäckt en ganska enkel förbehandling. som väsent- ligen minskar risken att floatglaset kommer att bli krökt då det underkastas en efterföljande kemisk härdningsbehandling. I enlighet därmed föredrages det att före härdning floatglaset hålles vid en förhöjd temperatur ej överskridande 550°C för att befordra jonmigrering inom glaset och göra natriumjon- mängden vid de två ytorna på floatglaset mera lika varandra.

Glaset kan t.ex. hållas vid en temperatur av 465°C under mellan 6 och 16 timmar. Det är önskvärt att undvika en alltför hög temperatur under denna förbehandling för att glaset ej skall deformeras under sin egen vikt. Detta är en mycket enkel förbehandling som mycket väsentligt minskar varje risk att glaset kommer att bli krökt då det därefter härdas. Glaset kan kemiskt härdas omedelbart därefter, utan mellanliggande kyl- ning. 10 15 20 25 30 4-67 477 26 Uppfinningen utsträcker sig till ett föremål omfattande härdat glas. som etsats genom ett sätt såsom beskrivits ovan.

Vissa föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas endast med exempel och med hänvisning till de bi- fogade schematiska ritningarna, där: fig. 1 visar schematiskt ett sätt att exponera strålnings- känsligt material genom en mask som ett steg i att bilda ett skyddsöverdrag, fig. 2 en partiell vy i sektion av ett glassubstrat försett med ett skyddsöverdrag och klart att underkastas inverkan av ett etsande medium enligt uppfinningen. fig. 3 en partiell vy i sektion av en glasskiva uppbärande ett etsat mönster enligt uppfinningen, och fíg. 4 visar slutligen en partiell vy i sektion av en annan glasskiva som uppbär ett etsat mönster enligt uppfinningen.

För större klarhet med hänsyn till den utomordentligt klena dimensionen på de etsade mönstren är figurerna ej skalenliga.

Fig. 1 visar en skiva av kemiskt härdat glas 1. på vars ena yta ett strålningskänsligt materialskikt 2 har avsatts. I detta särskilda exempel på ett sätt enligt uppfinningen är skivan 1 en skiva av alkali-kalk-glas av vanlig sammansättning med en tjocklek av 1,3 mm, och skiktet 2 är ett skikt av HPR 204 fotokänsligt harts från Olin-Hunt Chemical. och strålningen 4 utgöres av ultraviolett strålning.

Den kemiska härdningen åstadkoms genom att placera glaset i kontakt med smält kaliumnitrat vid en temperatur av 465“C under mellan två och en halv timme och åtta timmar för att uppnå den önskade graden av tryckytspänning på 450 till 600 MPa i glasets yta. Glaset utgjordes av floatglas och före härdning hölls det vid en temperatur av 465°C under en tid av 8 timmar för att återupprätta jämvikt mellan jonmängderna på motstående ytskikt av glaset. Vid en variant var det använda glaset draget glas och denna förbehandling uteslöts. 10 15 20 25 30 467 477 27 Skiktet av känsligt material 2 exponeras för strålning 4 genom en mask 3.

För att undvika varje problem med reflektioner. som kan skilja sig från en punkt till en annan på den bakre ytan av skivan 1 som en funktion av tillståndet och formen på stödet på vilken skivan är placerad, vilka reflektioner skulle kunna modifiera exponeringsgraden för det känsliga materialet 2, har denna bakre yta redan tidigare täckts med ett jämnt skikt 5. som är opakt för den använda strålningen. I det särskilda exemplet användes ett aluminiumskikt 70 nm tjockt. Denna tjocklek har valts så att detta skikt totalt etsas bort under etsningen av glaset medelst ett etsande medium, som kommer att beskrivas nedan. Tack vare detta jämna skikt är reflektionen vid skivans bakre yta enhetlig och regelbunden, vilket medger regelbunden exponering av det känsliga materialet.

Masken 3 placeras nästan i kontakt med skiktet av känsligt material 2, för att undvika spridning av strålningen mellan masken och skiktet. Aktuell kontakt har emellertid undvikits för att ej riskera att skada masken. Masken 3 uppbär ett positivt påtryck av mönstret som man önskar etsa.

I det särskilda exemplet som beskrives har :asken 3 fran- ställts på följande sätt: ett kvartssubstrat 6 har valts, på grund av dess goda genomskinlighet för ultraviolett strålning och dess låga värmeutvidgning. En opak film omfattande ett skikt av något oxiderad svartkrom har avsatts på detta substrat. Ett skikt av opolymeriserat PMA-harts avsattes på denna film. Detta substrat placerades på ett roterande stöd och hartset har påtryckts med en laserstråle son rört sig linjärt på ett exakt och mikrometriskt sätt. Efter framkall- ning av hartset och jonangrepp av kromskiktet har en mask erhållits, omfattande en kvartsskiva 6 uppbärande kronrensor 7, som bildar bilden av en spiral.

Efter framkallning medelst lösningsmedlet son tillhandahållas av samma bolag som det fotokänsliga hartset. bildar det som 467 477 10 15 20 25 30 35 28 återstår av det senare på substratet skyddsöverdrag, som kommer att skydda vissa delar av ytan på glaset från inverkan av det etsande mediet, som kommer att anbringas såsom beskri- ves nedan. Före denna operation har substratet försett med skyddsöverdraget utsatts under fyra minuter för verkan av en syreplasma med en effekt av l80 W för att exponera glaset klart vid de punkter som skall etsas.

Glasskivan försedd med skyddsöverdraget underkastas sedan verkan av ett etsande medium. För att göra detta nedsänkes det under åtminstone en minut i en lösning vid l8”C av filtrerat vatten innehållande omkring 1 2 HF, och 5 2 till 10 2 HZSO4 som polerande medel och sköljes sedan under flera minuter. Vid en variant har vi använt H3P04 i stället ör HZSO4. Skyddsöverdraget avlägsnas sedan genom bortetsning under flera minuter med rykande HN03. Det erhållna resulta- tet var en skiva av kemiskt härdat glas etsat med spår i en- lighet med maskens mönster. Spårens skrynklighet var omkring 3 nm.

Spänningarna som framkallats av den kemiska härdningsbehand- lingen blev i huvudsak opåverkade av etsningsbehandlingen. Den etsade skivan hade en motståndsförmåga mot bräckage större än 350 MPa vid sina kanter och mer än 500 HPa bort från kanterna.

Vid en alternativ utföringsform av detta exempel utfördes exponeringen av det fotokänsliga hartset för strålningen utan införande av masken 3. För att göra detta använde man sig av en laserstråle som var exakt fokuserad på det känsliga mate- rialet. Glasskivan l försedd med hartsskiktet 2 och aluminium- skiktet 5 anordnades på ett roterande stöd. Laserstrålen fördes i en rak linje. Kombinationen av de två rörelserna gjorde det möjligt att differentiera zoner i det fotokänsliga materialet 2 i enlighet med en spiral som hade en stigning av mikrometerstorleksordning.

Vid en annan utföringsform av detta exempel efter härdning och före beläggning av en glasskiveyta ll med fotokänsligt harts 2 10 15 20 25 30 35 467 477 29 avsattes ett jämnt skikt av S102 med en tjocklek av 70 nm på glasytan. Efter exponering med hjälp av masken 3. framkallning av det fotokänsliga hartset och exponering av S102 i de punkter som skall etsas. såsom 1 grundexemplet ovan, erhölls ett substrat såsom visas i fig. 2. I denna figur uppbär glas- skivan ll på den sida av ytan som skall etsas ett skikt 8 av S102, 70 nm tjockt, på vilket ett organiskt skyddsöverdrag anbringats omfattande offsetfilmerna 9. Substratet såsom det visas i fig. 2 underkastades sedan inverkan av ett etsande medium.

Vid denna alternativa utföringsform var det etsande mediet ett plasma. Detta plasma omfattade argonjoner och en fluorerad produkt såsom CHF3 infördes i detta plasma. Den elektriska urladdningen framkallades i ett kärl. i vilket vakuumet upp- rätthölls mellan 3xl0_3 torr och 8xl0_2 torr. spännings- skillnaden var 350 V och avståndet justerades så att den genomsnittliga energin alstrad i plasmajonerna då de kontak- tade ytan under angrepp var omkring 18 eV. Vid de punkter som ej skyddades av skyddsöverdraget underkastades S102-skiktet jonangreppet som gav anledning till bildningen, särskilt av flyktig SiF4 och därmed till avlägsnande av material. Då plasmat nådde ytskiktet på glaset bildades icke flyktiga för- eningar såsom CaF2 och AIF3, och dessa saktade av reaktio- nen mycket väsentligt. Det var sålunda möjligt att erhålla ett etsat mönster med en konstant tjocklek över dess hela ytarea och med en mycket låg skrynklighet 1 botten på spårmönstret.

Skyddsöverdraget avlägsnades sedan på sanna sätt som ovan och aluminiumskiktet 15 etsades likaledes bort.

Glasskivan enligt uppfinningen som sålunda erhölls visas 1 delsektion 1 fig. 3. I denna figur är de etsade linjerna indikerade vid 10 och åtskiljes av utskjutande delar 12 bildade av S102. I ett praktiskt exempel representerar spåren l0 spåren av en spiral, vars stigning p är 1,6 um.

Denna glasskiva äger formen av en rund skiva ned en diameter av 133 mm. Denna runda skiva är avsedd att tjäna som ett stöd för ett dataupptagningsskikt. Vid andra exempel av sättet 10 4-67 477 30 etsas en sådan rund skiva med ett mönster av koncentriska cirklar.

Fíg. 4 visar en skiva 21 av vanligt alkali-kalk-glas som upp- bär ett mönster etsat i en av dess ytor. Mönstret är etsat i glasets aktuella yta. Detta mönster bildar ett galler, vars maskor har en storlek d av ca 0,3 um. Etsningen har ett djup av 0,1 umm. Denna yta av glasskivan uppvisar en optisk re- flektans i det synliga spektrat av mellan 350 nm och 750 nm under l %, omkring 0,6 %, under det att det är nära omkring 4 % utan det etsade mönstret. Detta gör det därför möjligt att erhålla en glasskiva med hög optisk genomsläpplighet utan när- varo av ytterligare skikt särskilt avsedda för detta ändamål.

Claims (22)

10 15 20 25 fw 35 467 477 u Patentkrav
1. l. Alster omfattande en glasskiva och försett med ett etsat mönster, k ä n n e t e c k n a t av att glasskivan utgöres av en kemiskt härdad glasskiva och att mönstret omfattar ett eller flera spår etsade i alstret med användning av fluorjoner till ett djup av mindre än 2 um.
2. 2. Alster enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att de etsade spårdelarna har en bredd av mindre än 1,5 um och ett djup större än 50 nm och av att mellanrummet mellan två in- tilliggande spårdelar är mindre än 2 um.
3. 3. Alster enligt något av kraven l-2. n a t k ä n n e t e c k - av att de etsade spårdelarna är etsade i ett skikt av oorganiskt material avsatt på det härdade glaset. vilket material har en hårdhet, som är i huvudsak lika med eller högre än glasets hårdhet.
4. 4. Alster enligt något av de föregående kraven. k ä n n e - t e c k n a t av att mönstret är etsat på en yta av alstret med spår anordnade maskvis för att bilda ett gallermönster, varvid maskornas dimension är mindre än 0.5 un. företrädes- vis under 0,l um, och där den ytans totala optiska reflek- tans inom spektrats synliga område är mindre än 4 2.
5. 5. Alster enligt något av kraven l-4, bestående av en rund skiva och k ä n n e t e c k n a t av att de etsade spårde- larna bildar ett styrspår i form av en spiral eller en serie av koncentriska cirklar, vars stigning är mindre än 2 pm.
6. 6. Alster enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att botten på styrspåret äger en skrynklighet Ra under 10 nn och företrädesvis under 5 nm.
7. 7. Alster enligt något av kraven 5-6, k ä n n e t e c k - n a t av att sidorna på styrspåret äger en 1 huvudsak sym- metrisk lutning i förhållande till en axel vinkelrätt mot spårets botten. .467 477 10 15 20 25 30 35 32
8. 8. Sätt vid tillverkning av ett alster omfattande en glasskiva och försett med etsat mönster, k ä n n e t e c k n a t av att en glasskiva kemiskt härdas, ett skikt av strålningskäns- ligt material anbringas på åtminstone en yta av den skivan och exponeras för strålning för att bilda en latent bild av ett önskat spårmönster, av att det strålningskänsliga materialet framkallas för att bilda ett skyddsöverdrag och av att skivan exponeras genom skyddsöverdraget för inverkan av fluorjoner i ett etsande medium för att etsa önskat spårmönster till ett djup av mindre än 2 um.
9. 9. Sätt enligt krav 8, tillämpat på tillverkningen av en data- lagringsskiva. k ä n n e t e c k n a t av att spårmönstret etsas till en spiral, vars stigning är mindre än 2 um, al- ternativt till en serie av koncentriska cirklar, vars stigning är mindre än 2 um.
10. 10. Sätt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att ets- ningen utföres så att sidorna på spåret har en i huvudsak sym- metrisk lutning i förhållande till en axel vinkelrätt mot spårets botten.
11. ll. Sätt enligt krav 8, tillämpat för tillverkning av matterat glas, k ä n n e t e c k n a t av att skivan etsas med spår anordnade maskvis för att bilda ett gallermönster. varvid maskornas dimension är mindre än 0,5 um, företrädesvis under 0,1 um. och av att den etsade ytans totala optiska reflek- tans inom spektrums synliga område är mindre än 4 %.
12. 12. Sätt enligt något av kraven 8 till ll. k ä n n e - t e c k n a t av att ett oorganiskt skikt är närvarande på en yta av glaset före avsättningen av det strålningskänsliga materialet och av att materialet som avlägsnas under etsning omfattar material stammande från detta oorganiska skikt.
13. 13. Sätt enligt något av kraven 8-12, n a t k ä n n e t e c k - av att det strålningskänsliga materialet är ett foto- känsligt harts och av att strålningen omfattar optisk strål- ning och företrädesvis ultraviolett strålning. 10 15 20 25 30 35 467 477 33
14. 14. Sätt enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a t av att skivans yta motsatt den i vilken mönstret skall etsas, täckes med ett opakt skikt före exponeringen för optisk strålning.
15. 15. Sätt enligt krav 13 eller 14. k ä n n e t e c k n a t av att det fotokänsliga hartset är ett harts, som är genomskin- ligt för optisk strålning, som blir absorbant då det exponeras för denna strålning.
16. 16. Sätt enligt något av kraven 13 till 15, t e c k n a t k ä n n e ~ av att ett kontrastökande skikt avsâttes på det fotokänsliga hartset före exponering för den optiska strål- ningen.
17. l7. Sätt enligt något av kraven 8 till 16, t e c k n a t k ä n n e - av att det strålningskänsliga materialet exponeras för strålningen genom en mask.
18. 18. Sätt enligt krav 17. tillämpat på tillverkning av matterat glas. k ä n n e t e c k n a t av att masken representerar endast en del av mönstret som skall etsas och att olika delar av det känsliga materialet successivt exponeras genom masken för att bilda den latenta bilden.
19. 19. Sätt enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a t av att masken representerar hela mönstret, som skall etsas.
20. 20. Sätt enligt något av kraven 8 till 19. k ä n n e - t e c k n a t av att det etsande mediet är en vätska och att denna även innehåller ett polerande medel.
21. 21. Sätt enligt något av kraven 8 till 19. t e c k n a t av att det etsande mediet är ett plasma k ä n n e - innehållande fluorjoner, varvid den energi son induceras i plasmajonerna är mindre än 50 eV och företrädesvis mindre än 20 eV.
22. 22. Sätt enligt något av kraven 8 till 21, k ä n n e - 467 477 34 t e c k n a t av att glaset som härdas utgöres av floatglas och av att före härdning floatglaset hâlles vid en förhöjd temperatur icke överstigande 550°C för att befordra jon- mígrering inom glaset och göra natriumjonmängden vid de tvâ 5 ytorna på floatglaset mera lika varandra.