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DE3883131T2 - Informationsaufzeichnungsmedium mit Glassubstrat. - Google Patents

Informationsaufzeichnungsmedium mit Glassubstrat.

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DE3883131T2
DE3883131T2 DE88309058T DE3883131T DE3883131T2 DE 3883131 T2 DE3883131 T2 DE 3883131T2 DE 88309058 T DE88309058 T DE 88309058T DE 3883131 T DE3883131 T DE 3883131T DE 3883131 T2 DE3883131 T2 DE 3883131T2
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DE
Germany
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glass
glass substrate
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disk according
etching
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Noboru Kawai
Tetsuya Kondo
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Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Description

  • Die Erfindung betrifft allgemein Informationssignalaufzeichnungsmedien und insbesondere ein plattenförmiges Informationsaufzeichnungsmedium, auf dem ein Informationssignal mit Hilfe eines Energiestrahls, beispielsweise eines Laserstrahls (optischer Strahl) oder eines elektronischen Strahls, aufgezeichnet wird.
  • Ein optisches Informationsaufzeichnungsmedium (Informationsaufzeichnungsträger), beispielsweise eine optische Platte oder eine magnetooptische Platte, im folgenden lediglich Platte genannt, erfährt eine Aufzeichnung mit einem Informationssignal dadurch, daß ein mit einem Videosignal oder einem Audiosignal modulierter optischer Strahl längs einer spiralförmigen oder konzentrischen Führungsnut oder Führungsrille, die auf der Oberfläche der Platte vorgesehen ist, bewegt wird. Für die Wiedergabe wird die Führungsrille mit einem optischen Strahl bestrahlt, und die Wiedergabe oder Wiedergewinnung des Informationssignals erfolgt durch Verarbeitung des optischen Strahls, der von der Führungsrille reflektiert wird. Zu diesem Zweck wird der Nachlauf des optischen Strahls so geregelt, daß der optische Strahl in geeigneter Weise der Führungsrille folgt. Ein solcher Nachlauf des optischen Strahls wird mit Hilfe eines bekannten Servoregelsystems erreicht, das den optischen Strahl auf der Grundlage des von der Führungsrille reflektierten optischen Strahls steuert. Es ist bekannt, dasselbe Nachlaufprinzip bei der Aufzeichnung von Information auf eine vorgeformte Führungsrille anzuwenden. Die Führungsrille dient somit nicht nur zur Speicherung von Informationssignalen, sondern auch zur Aufrechterhaltung eines geeigneten Nachlaufs des optischen Strahls bei der Aufzeichnung und Wiedergabe des Informationssignals auf bzw. von der Platte. Die Führungsrille ist im allgemeinen eine spiralförmige oder konzentrische kontinuierliche Rille, kann jedoch eine Folge intermittierender Pits (Mulden) sein, wie im Falle einer lediglich zur Wiedergabe geeigneten optischen Platte, einer sogenannten Kompaktplatte oder CD.
  • Das Informationsaufzeichnungsmedium mit der Führungsrille oder den Pits, wie zuvor erwähnt, wird dadurch hergestellt, daß auf einen Metallstempel ein Muster eingeprägt wird, bei dem es sich um die Umkehr oder das Negativbild des Musters der Hille oder der Pits handelt, die auf der Oberfläche der Platte ausgebildet werden sollen. Die Platte kann dann dadurch hergestellt werden, daß unter Verwendung des Metallstempels als Form mit einein thermoplastischen Harz ein Spritzgieß- oder Preßformvorgang ausgeführt wird. Die Herstellung der Platte durch Spritzgießen oder Preßformen erfolgt mit einer hohen Produktivität und ist zur Automatisierung geeignet. Andererseits hat die auf eine solche Art und Weise hergestellte Platte ein Problem darin, daß der Abdruck der Führungsrille oder der Pits durch den Stempel nicht hinreichend genau ist. Ferner neigt die Platte zur Doppelbrechung, und die Platte wird durch Luftfeuchtigkeit deformiert. Diese Probleme der herkömmlichen Kunststoffplatte rufen Schwierigkeiten zur Zeit der Aufzeichnung und der Wiedergabe hervor.
  • Um diese Probleme zu beseitigen, ist die Verwendung von Silicaglas als Substrat für die Platte vorgeschlagen worden. Die Verwendung von Silicaglas als Substrat für die Platte ist insofern vorteilhaft, als die so hergestellte Platte eine kleine thermische Ausdehnung hat und eigentlich keine Feuchtigkeit absorbiert. Weiterhin hat eine derartige Platte eine vernachlässigbare Doppelbrechung. Um die Führungsrille oder die Pits auf der Oberfläche einer solchen Silicaglasplatte vorzusehen, wird eine Schicht eines UV- Härtungsharzes, bei dem es sich somit um ein Harz handelt, das durch Ultraviolettstrahlung ausgehärtet wird, auf der Oberfläche des Glases aufgebracht. Im einzelnen wird zunächst eine Schicht des UV-Härtungsharzes auf der Oberfläche des Stempels in einem ungehärteten Zustand aufgetragen, und das Harz wird dann mit der Silicaglasplatte bedeckt, so daß es sich sandwichartig dazwischen befindet. Als nächstes wird durch die Glasplatte das Harz mit Ultraviolettlicht bestrahlt, und auf diese Weise das Harz ausgehärtet. Der Stempel wird dann entfernt, und man erhält eine zweischichtige Platte aus einem Glassubstrat und einer Schicht des ausgehärteten Harzes, das das Muster der Rille oder der Pits trägt. Die auf diese Weise hergestellte Platte ist der Kunststoffplatte aus thermoplastischem Harz dadurch überlegen, daß ein Harz verwendet werden kann, das bei Raumtemperatur eine niedrige Viskosität hat, so daß die auf dem Stempel ausgebildete Rille oder die dort ausgebildeten Pits genauer auf die Kunststoffschicht übertragen werden können, und zwar im Vergleich zu der herkömmlichen Platte, die aus herkömmlichem thermoplastischem Harz geformt worden ist. Der beschriebene Vorgang beinhaltet jedoch feinfühlige Schritte, nämlich die sandwichartige Anordnung der ungehärteten Harzschicht als auch die Trennung des Stempels von der ausgehärteten Harzschicht, was Schwierigkeiten bei der Fertigungsautomatisierung verursacht.
  • Die durch Formen von thermoplastischem Harz oder durch Verwendung von UV-Härtungsharz auf dem Silicaglassubstrat hergestellte Platte wird noch mit einer Reflexionsschicht versehen, und zwar durch Vakuumverdampfen oder Zerstäuben. Während dieses Vorgangs tritt das Problem auf, daß das ausgehärtete Harz oder der geformte Kunststoff aufgrund des Erhitzens Wasser freigibt, wodurch die Struktur und die Eigenschaft der Reflexionsschicht geschmälert wird.
  • Um dieses Problem zu beseitigen, ist es in dem US-Patent 4 655 876 als auch in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 26951/1986, in denen der Rechtsnachfolger bzw. der Anmelder mit dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übereinstimmen, vorgeschlagen worden, die Führungsnut oder die Pits direkt auf die Oberfläche des Silicaglassubstrats zu ätzen. Bei dem in der obengenannten Patentschrift und Patentanmeldung vorgeschlagenen Verfahren wird eine Photoresistschicht auf einer polierten Oberfläche eines Silicaglassubstrats aufgetragen. Anschließend wird mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls das Muster der Führungsrille oder der Pits auf das Photoresist geschrieben. Nach der Entwicklung des dem Laserstrahl ausgesetzten Photoresist wird das Substrat einer Trockenätzung unterzogen, beispielsweise einer Plasmaätzung unter Verwendung eines Plasmagases wie CF&sub4;. Das Plasmagas reagiert selektiv mit dem Silica des Glases, und das Silicamaterial wird an der nicht mit dem Photoresist bedeckten Stelle der Platte durch die Reaktion entfernt. Andererseits wird die Stelle des Silica, die vom Photoresist maskiert ist, der Reaktion nicht ausgesetzt. Die Reaktion wird fortgeführt, bis eine beabsichtigte Nut- oder Rillentiefe erreicht ist. Nachdem die Rille bis zu der beabsichtigten Tiefe reicht, wird das Plasmagas durch ein Gas ersetzt, das Sauerstoff (O&sub2;) enthält, und das restliche Photoresist wird durch Reaktion mit dem Sauerstoff entfernt.
  • Die auf diese Weise hergestellte Platte zeigt jedoch einen unzureichenden Rauschabstand, wenn das Aufzeichnen und Wiedergeben ausgeführt wird nach dem Aufbringen der Aufzeichnungsschicht und der Schutzschicht auf der Platte. Im einzelnen wurden Fehler im wiedergegebenen Signal als auch Nachlauffehler des optischen Strahls als übermäßig hoch für eine ausreichende Aufzeichnungs- und Wiedergabeoperation der Platte gefunden. Der Grund dafür wurde durch elektronenmikroskopische Betrachtung der Platte untersucht, und es wurde festgestellt, daß die Verschlechterung des Rauschabstands durch Unregelmäßigkeiten oder Rauhigkeit am Boden der Rille verursacht wurde. Solche Unregelmäßigkeiten bewirken eine nichtstabile Reflexion des optischen Strahls. Wenn die Oberflächenrauhigkeit etwa 100 Å übersteigt, wird der reflektierte optische Strahl zu unstabil für eine hinreichende Operation des Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems und eine geeignete Wiedergabe des Informationssignals, oder eine geeignete Nachführung des optischen Strahls geht verloren.
  • Die als EP-A-0 228 814 veröffentlichte europäische Patentanmeldung Nr. 86309225.0 offenbart die Herstellung von Rillen auf einem Glassubstrat durch einen Ätzvorgang. Das Glas enthält gewichtsmäßig SiO&sub2; in einem Bereich von 51 bis 71%, Na&sub2;O in einem Bereich von 10 bis 18%, Al&sub2;O&sub3; in einem Bereich von 12 bis 22%, K&sub2;O in einem Bereich von 0 bis 8% und Ba&sub2;O&sub3; in einem Bereich von 0 bis 9%.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Informationsaufzeichnungsplatte vorgesehen, wie sie im anhängenden Anspruch 1 definiert ist; das Glas ist somit frei von Alkali- und Erdalkali-Elementen, die eines oder mehrere Elemente enthalten, die aus einer aus Natrium, Magnesium, Kalium und Calcium bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen der Informationsaufzeichnungsplatte vorgesehen, wie es im anhängenden Anspruch 10 definiert ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in anderen anhängenden Ansprüchen definiert.
  • Es ist somit möglich, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit einer Vertiefung auf seiner Oberfläche zum Aufzeichnen eines Informationssignals vorzusehen, bei dem die Rauhigkeit am Boden der Vertiefung so minimiert ist, daß der Rauschabstand eines vom Aufzeichnungsmedium abgenommenen Wiedergabesignals verbessert ist.
  • Es ist ferner möglich, ein Verfahren zum Herstellen einer Vertiefung auf einer Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums, das ein Glasmaterial enthält, durch Ätzen vorzusehen, bei dem die Rauhigkeit an der Oberfläche der Vertiefung im wesentlichen so minimiert ist, daß der Rauschabstand eines vom Aufzeichnungsmedium abgenommenen Wiedergabesignals verbessert ist.
  • Es ist auch möglich, ein Informationsaufzeichnungsmedium mit einer Vertiefung auf seiner Oberfläche zum Aufzeichnen eines Informationssignals vorzusehen, bei dem das Aufzeichnungsmedium ein Glassubstrat auf Bariumborsilicat enthält, das Aluminium- und Bariumoxid aufweist, jedoch frei von Alkali- und Erdalkali-Elementen ist, und das eine Ätzrate hat, die kleiner als 60% der Ätzrate von Silicaglas ist. Die Rauhigkeit am Boden der Vertiefung wird erfolgreich als Ergebnis der niedrigeren Ätzrate vermindert, und der Rauschabstand des wiedergegebenen Signals wird beträchtlich verbessert. Ferner hat das Aufzeichnungsmedium eine im wesentlichen vernachlässigbare Doppelbrechung, absorbiert eigentlich kein Wasser und kann leicht hergestellt werden
  • Die Erfindung wird ferner beispielsweise an Hand beigefügter Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
  • FIG. 1(A) bis (G) schematische Darstellungen zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels des Aufzeichnungsmediums der Erfindung und der Schritte zum Herstellen des Aufzeichnungsmediums, und
  • FIG. 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Aufzeichnungsmediums der Erfindung.
  • Die Erfindung basiert auf einer Reihe Experimente, die die Beziehung zwischen der Ätzrate und Oberflächenrauhigkeit am Boden einer Vertiefung oder Rille ergründen, die als Ergebnis des Ätzvorganges ausgebildet worden ist. Die Experimente wurden durchgeführt für verschiedene Arten von Gläsern, die in der Tabelle I zusammengestellt sind, und eine Vertiefung oder Rille mit einer Breite von etwa 2 um und einer Tiefe von etwa 0,1 bis 0,5 um wurde entsprechend der tatsächlichen Tiefe der Rille auf der Platte in einer Spiralform auf der Oberfläche des Glases durch ein Plasmaätzverfahren ausgebildet. Aus Gründen der besseren Beobachtung wurde die Breite der Rille (etwa 2 um) etwas größer gewählt als die übliche Breite (0,5 bis 0,8 um) der Rille auf der tatsächlichen Platte, so daß man die Tiefe der Rille mit einer Meßsonde genau erfassen konnte. Jedes der Gläser wurde poliert, so daß vor Beginn der Experimente die Oberflächenrauhigkeit kleiner als 30 Å war. Das Plasmaätzen wurde unter einem Gesamtdruck von 2,0 x 10&supmin;² Torr unter Verwendung von CF&sub4; als Plasmagas durchgeführt, und eine Hochfrequenzleistung (HF-Leistung) von 200 Watt wurde zum Erstellen des Plasmas aufgewandt.
  • Unter Bezugnahme auf die Tabelle I ist das Typ II Silicaglas ein Silicaglas, das ein OH-Radikal in einer Menge von etwa 150 bis 400 ppm (Teile je Million) enthält, und das Typ III Silicaglas ist ein Silicaglas, das ein OH-Radikal in einer Menge bis zu 1000 ppm enthält. Die Typ II und Typ III Silicagläser sind im Handel unter dem Warennamen Heralux bzw. Suprasil erhältliche Gläser. Die chemische Zusammensetzung der bei den Experimenten benutzten Gläser ist in Tabelle I aufgeführt. Wie üblich ist die chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent der jeweiligen Komponenten in der Form des Oxid angegeben. TABELLE I Probenidentifikation Heralux* Suprasil* Flachglas Typ des Glases Typ II Silicaglas Typ III Silicaglas Borsilicatglas Sodakalkglas Sodaaluminiumsilicat Bariumborsilicat Ätzrate (Å/min) Oberflächenrauhigkeit*** * Warenname *** Oberflächenrauhigkeit X: unannehmbar (≥ 100 Å) O: wesentlich weniger als 100 Å
  • Aus der Tabelle I kann man ersehen, daß das Typ II Silicaglas, das Typ III Silicaglas und das Borsilicatglas (Nr. 7740), die eine große Ätzrate haben, eine rauhe Oberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit zeigen, die 100 Å übersteigt, wohingegen das Sodakalkglas (Flachglas gewöhnlich als Tafelglas verwendet), das Sodaaluminiumsilicatglas (Nr. 0317) und das Bariumborsilicatglas (Nr. 7059), die kleine Ätzraten haben, eine glatte Oberfläche mit einer Oberflächenrauhigkeit zeigen, die wesentlich kleiner als 100 Å ist. Die Ätzrate und die Oberflächenrauhigkeit sind daher proportional zueinander, und mit zunehmender Ätzrate wächst auch die Oberflächenrauhigkeit an. Aus Tabelle I kann man sehen, daß die Glasproben, die eine annehmbare Oberflächenrauhigkeit zeigen, mit einer Ätzrate von 83 Å/min (Flachglas), 93 Å/min (Nr. 0317) und 107 Å/min (Nr. 7059) geätzt wurden. Diese Ätzraten sind beträchtlich kleiner als die Atzrate für die Silicaglasproben, und es kann mit Sicherheit geschlossen werden, daß man eine annehmbare Oberflächenrauhigkeit erhält, wenn die Ätzrate beträchtlich kleiner als 60% der Ätzrate des Silicaglases ist.
  • Aus der Tabelle I kann man auch ersehen, daß die Ätzrate mit zunehmendem Gehalt der Bestandteile SiO&sub2; und B&sub2;O&sub3; ansteigt und mit zunehmendem Gehalt der Bestandteile Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO, CaO, Al&sub2;O&sub3; und BaO abnimmt. Im allgemeinen erhält man eine ausreichende Oberflächenrauhigkeit, wenn der Gehalt der Bestandteile Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO, CaO, Al&sub2;O&sub3; und BaO etwa 10 Gew.-% einzeln oder in Kombination übersteigt.
  • Die folgende Tabelle II gibt die Temperaturen an, bei denen der Dampfdruck gleich 10 Torr für verschiedene Fluoridarten ist. Diese Fluoride entstehen als Ergebnis einer Reaktion zwischen dem Plasmagas und den Oxidbestandteilen im Glas. Der Bestandteil SiO&sub2; in Glas reagiert somit mit dem CF&sub4;-Plasmagas, um den Bestandteil SiF&sub4; zu bilden. Gleichermaßen bilden die Bestandteile Na&sub2;O, K&sub2;O, Al&sub2;O&sub3; und B&sub2;O&sub3; im Glas die Bestandteile NaF, KF, AlF&sub3; und BF&sub3; im Plasmagas als Reaktionsprodukt. Die in der Tabelle II angegebenen Temperaturen kennzeichnen die thermodynamischen Eigenschaften der Bestandteile im Glas und können für die thermodynamischen Eigenschaften als charakteristische Temperatur betrachtet werden. Es sei bemerkt, daß die Bestandteile SiO&sub2; und B&sub2;O&sub3; relativ niedrige charakteristische Temperaturen haben, wohhingegen Na&sub2;O, K&sub2;O und Al&sub2;O&sub3; relativ hohe charakteristische Temperaturen haben. TABELLE II Temperatur, bei der der Dampfdruck des Fluoridbestandteils 10 Torr erreicht Fluorid Temperatur
  • Eine niedrige charakteristische Temperatur zeigt an, daß der entsprechende Oxidanteil im Glas sehr schnell mit dem Plasmagas reagiert und die Ätzrate hoch ist. Andererseits zeigt eine hohe charakteristische Temperatur an, daß der entsprechende Oxidbestandteil im Glas langsam mit dem Plasmagas reagiert und die Ätzrate niedrig ist. Die Beobachtung in Tabelle I, daß eine Zunahme der Bestandteile SiO&sub2; und B&sub2;O&sub3; im Glas mit einer Zunahme der Ätzrate verbunden ist und eine Zunahme der Bestandteile Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO, CaO, Al&sub2;O&sub3; und BaO mit einer Abnahme der Ätzrate verbunden ist, stützt die thermodynamischen Überlegungen. Bei der Probe Nr. 7059 ist der Bestandteil B&sub2;O&sub3; vergleichbar mit demjenigen der Probe Nr. 7740, jedoch wird die Wirkung des B&sub2;O&sub3;-Bestandteils in der Probe Nr. 7059 durch die Existenz der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO maskiert und ferner auch durch die Abnahme des SiO&sub2;- Bestandteils.
  • Unter Bezugnahme auf die zuvor beschriebenen Experimente fallen das Sodakalkglas und das Sodaaluminiumsilicatglas, bei denen es sich um die für Allgemeinzwecke üblicherweise benutzten Gläser handelt, ebenfalls in den bevorzugten Bereich, soweit die Ätzrate und die Oberflächenrauhigkeit betroffen sind. Diese Gläser enthalten jedoch Alkalien, wie Na&sub2;O und K&sub2;O, als auch Erdalkalielemente, wie MgO und CaO, die die Neigung haben, die Aufzeichnungsschicht der optischen und magnetooptischen Platte zu korrodieren oder in dieser Schicht kleine Löcher (Nadellöcher) oder kleine Poren vorzusehen. Diese Gläser sind daher für das Substrat der Platte nicht geeignet. Mit anderen Worten, das für das Substrat von optischen und magnetooptischen Platten verwendete Glasmaterial sollte nicht nur eine niedrige Ätzrate von weniger als 60%, der Ätzrate des Silicaglases haben, sondern sollte auch frei von Alkalien sein, die eines oder mehrere der Elemente umfassen, die aus einer aus Natrium, Magnesium, Kalium und Calcium ausgewählten Gruppe bestehen. In der zu beschreibenden optischen Platte nach der Erfindung wird das Bariumborsilicatglas, das Aluminium- und Bariumoxid enthält, (Nr. 7059) als Substrat der Platte verwendet. Dieses Glas enthält die Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO zu mehr als 19 bzw. 25 Gew.-%. Es sei bemerkt, daß die Gesamtmenge von Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO und CaO in der Probe Nr. 7059 weniger als etwa 1 Gew.-% ist, wie es deutlich aus der Tabelle I hervorgeht.
  • Da die Komponenten oder Bestandteile Na&sub2;O, K&sub2;O, MgO und CaO als Bestandteil des Glases unerwünscht sind, und zwar wegen der Korrosions- und Kleinloch- bzw. Porenbildung, wie oben beschrieben, sollte das für das Substrat der Platte verwendete Glas dasjenige sein, das die Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in einer Menge von mehr als 10 Gew.-% einzeln oder in Kombination enthält. gleichzeitig sollte ein solches Glas eine Ätzrate haben, die kleiner als 60% der Ätzrate des Silicaglases (Silikaglases) ist.
  • Als nächstes wird die Herstellung der Platte unter Bezugnahme auf FIG. 1 (A) bis (G) beschrieben, worin eine Reihe von Herstellungsschritten einer Platte 10 beschrieben wird, die im Fertigzustand in FIG. 1(G) dargestellt ist. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel ist die Platte 10 eine löschbare optische Platte mit einer TeOx-Aufzeichnungsschicht, die das Reflexionsvermögen in Abhängigkeit von der Aufzeichnung ändert, die durch Bestrahlung mit einem optischen Strahl vorgenommen wird. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese besondere Art von Platte begrenzt, sondern kann ganz allgemein auf andere optische und magnetooptische Plattenarten angewendet werden.
  • Wie es aus FIG. 1(G) hervorgeht, enthält die optische Platte 10 ein plattenförmiges Substrat 16, das durch einen ebenen Boden 16a begrenzt ist, eine TeOx-Aufzeichnungsschicht 18, die auf einer Oberfläche 16b des Substrats 16 aufgebracht ist, und eine Schutzschicht 19, die auf der Aufzeichnungsschicht 18 ausgebildet ist. Die Schutzschicht 19 kann transparent oder aber auch undurchsichtig sein und kann von einer ebenen Oberfläche 19a oder aber auch von einer Oberfläche 19a begrenzt sein, die nicht im wesentlichen eben ist. Das Substrat 16 besteht aus dem Glas Nr. 7059 der Tabelle I, das in bezug auf einen Energiestrahl, der zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Informationssignals auf bzw. von der Aufzeichnungsschicht 18 transparent ist und eine Ätzrate hat, die kleiner als 60% der Ätzrate von Silicaglas ist. Das Substrat 16 hat Nuten oder Rillen 13 in konzentrischer oder spiralförmiger Form auf seiner Oberfläche 16b, und die Oberfläche 16b des Substats ist mit einer Aufzeichnungsschicht 18 aus TeOx abgedeckt. TeOx ist eine nicht stöchiometrische Verbindung von Te und TeO&sub2; und verursacht einen Phasenübergang in Abhängigkeit von der Erhitzung durch einen relativ intensiven optischen Strahl. In Abhängigkeit von dem Phasenübergang ändert sich das Reflexionsvermögen der TeOx-Schicht 18, und die Aufzeichnung eines Informationssignals wird durch Änderung in dem Reflexionsvermögen der Aufzeichnungsschicht 18 bewerkstelligt. Die aufgezeichnete Information wird durch Glühen der TeOx- Schicht 18 mit einem optischen Strahl relativ niedriger Energie gelöscht. Das TeOx kann mit Ge und Sn dotiert sein. Das Prinzip des löschbaren Aufzeichnungssystems unter Verwengung von TeOx als Aufzeichnungsmedium ist allgemein bekannt und bedarf keiner weiteren Erläuterung. Die Führungsrille hat eine Breite von weniger als 1 um entsprechend dem Strahlfleck des optischen Strahls, der zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Informationssignals verwendet wird, wie es bei dieser Technik üblich ist. Die Tiefe der Rille beträgt weniger als 0,1 um, wie es ebenfalls üblich ist.
  • Unter Bezugnahme auf FIG. 1(A) wird zunächst auf dem Substrat 16 ein Photoresist 12 mit einer gleichförmigen Dicke aufgebracht. Das Photoresist 12 kann irgendein übliches Photoresist (Photolack) sein, wie es zur Bemusterung von Halbleiterchips verwendet wird. Dann wird ein fokussierter Laserstrahl 17 auf die Oberfläche des Photoresist kontinuierlich gerichtet, während das Substrat 16 und das Photoresist 12 um eine Mittenachse des Substrats gleichförmig gedreht werden, wie es in FIG. 1(B) dargestellt ist. Gleichzeitig wird der Laserstrahl 17 auf der Oberfläche des Photoresist 12 abgelenkt, so daß ein spiralförmiges Muster auf der Oberfläche des Photoresist 12 durch den Laserstrahl gezogen wird. Der Fleck des Laserstrahls auf der Oberfläche des Photoresist, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Substrats 16 und die Ablenkgeschwindigkeit des Laserstrahls sind so gewählt, daß ein vorbestimmtes spiralförmiges Muster mit einer vorbestimmten Dicke aufgeschrieben wird. Wird der Laserstrahl intensitätsmoduliert, wird längs des vorbestimmten spiralförmigen Musters eine Reihe von Pits aufgezeichnet.
  • Als nächstes wird das Photoresist 12 entwickelt, wie es in FIG. 1(C) gezeigt ist, wobei ein mit dem Laserstrahl bestrahlter Teil des Photoresist 12 entfernt wird. Mit anderen Worten, derjenige Teil oder Abschnitt des Substrats, das dem vom Laserstrahl 17 bestrahlten Teil oder Abschnitt des Photoresist entspricht, wird freigelegt.
  • Das Substrat mit dem Rest des entwickelten Photoresist wird dann in eine Reaktionskammer eines Plasmaätzgerätes (nicht gezeigt) gebracht. Der Reaktionskammer wird ein CF&sub4;- Gas zugeführt und der freiliegende Abschnitt des Substrats wird in einem Plasma 14 aus CF&sub4; einer Trockenätzung ausgesetzt, wie es in FIG. 1(D) dargestellt ist. Während dieser Plasmaätzung ist die Ätzrate so gesteuert, daß sie weniger als 60% der Ätzrate des Silicaglases beträgt, und es wird eine spiralförmige Rille 13' ausgebildet. Die Rille 13' entspricht der Führungsrille 13 der Platte. Die auf diese Weise ausgebildete Rille 13' hat eine Bodenoberfläche 13a, die hinreichend glatt ist, und die Oberflächenrauhigkeit der Oberfläche 13a ist begrenzt im wesentlichen auf weniger als 100 Å. Mit dem Ätzvorgang wird fortgefahren, bis die Rille 13' eine vorbestimmte Tiefe erreicht, wie es in FIG. 1(D) dargestellt ist. Bei dem Plasmaätzgerät handelt es sich um ein bekanntes Gerät, das üblicherweise bei der Herstellung von Halbleiterchips für integrierte Schaltungen benutzt wird, so daß eine Erläuterung dieses Geräts entfallen kann.
  • Als nächstes wird das der Reaktionskammer zugeführte Gas von CF&sub4;-Gas zu O&sub2; verändert, und das restliche Photoresist 12 wird durch Reaktion mit dem Plasmagas, das jetzt O&sub2; enthält, entfernt. Dieser Vorgang wird Veraschen genannt. Als Ergebnis erhält man das Substrat 16 mit der Rille 13', wie es in FIG. 1(E) gezeigt ist.
  • Auf dem so erhaltenen Substrat 16 wird dann durch Zerstäuben (Sputtern) eine Schicht 18 aus einer TeOx-Verbindung aufgebracht, wie es in FIG. 1(F) gezeigt ist. Die Dicke der Schicht 18 ist für gewöhnlich etwa 0,1 um, und die Führungsrille 13 ist auf einer Oberfläche der Schicht 18 ausgebildet. Dann wird die Schutzschicht 19 auf der Schicht 18 durch Aufbringen eines Harzes ausgebildet, beispielsweise ein UV-Härtungsharz, oder durch Aufbringen von SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, SiC oder C auf der Oberfläche der Schicht 18 mittels Zerstäubung oder Vakuumverdampfung. Man erhält dann die in FIG. 1(G) dargestellte Platte. Wenn die Schutzschicht 19 durch ein Harz ausgebildet worden ist, kann die Oberfläche 19a generell eben sein. Andererseits, wenn die Schutzschicht 19 durch Zerstäuben oder Vakuumverdampfung ausgebildet worden ist, hat die Oberfläche 19a ein Muster, das demjenigen der Rille 13 auf der Aufzeichnungsschicht entspricht. Wegen der verminderten Oberflächenrauhigkeit am Boden der Führungsrille, wo der einfallende optische Strahl reflektiert wird, ist der Rauschabstand in dem von der Führungsrille einer solchen Platte reflektierten optischen Strahl verbessert, und die Aufzeichnung und Wiedergabe des Informationssignals auf bzw. von der Platte kann in hinreichender Weise ausgeführt werden.
  • Ferner wird die so hergestellte Platte 10 einem Umgebungstest auf Zuverlässigkeit unterzogen. Bei diesem Test treten weder Korrosionserscheinungen noch kleine Löcher oder kleine Poren auf. Die Platte nach der Erfindung kann daher problemlos für lange Zeit aufbewahrt werden.
  • Obgleich bei der Herstellung der Platte 10 ein Laserstrahl 17 zum Schreiben des Musters der Führungsrille 13 auf dem Photoresist 12 verwendet wurde, kann die Bemusterung der Führungsrille 13 auf dem Photoresist 12 auch durch Bestrahlen mit Ultraviolettlicht unter Verwendung einer Photomaske erreicht werden, die gemäß dem Muster der Führungsrille 13 geformt ist, oder es kann ein Elektronenstrahl verwendet werden, der in einer Vakuumkammer auf die Photoresistschicht projiziert wird.
  • Das für die Plasmaätzung verwendete Gas ist nicht auf CF&sub4;-Gas beschränkt, sondern man kann irgendein Gas verwenden, das Fluoriddampf, beispielsweise CHF&sub3; enthält, sofern eine Reaktion mit dem Glas stattfindet. So kann das Plasmagas beispielsweise C&sub2;F&sub6;, C&sub3;F&sub8;, NF&sub3; oder ein Gemisch davon enthalten.
  • In FIG. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Platte nach der Erfindung dargestellt. Diejenigen Teile, die bereits in FIG. 1(A) bis (G) dargestellten Teilen entsprechen, sind mit identischen Bezugszeichen versehen, und die Beschreibung solcher Teile kann entfallen. Um das Verständnis der Zeichnung zu erleichtern, ist in FIG. 2 die Schutzschicht 19 nicht dargestellt. Wie es aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Führungsrille 13 durch ein Paar schräg zulaufender Abschnitte 13b definiert, die sich längs der Rille 13 zu beiden Seiten erstrecken und die auch zur Reflexion des optischen Strahls beitragen, so daß der Nachlauf des optischen Strahls verbessert wird. Solche schrägen Abschnitte können gemäß einem Verfahren hergestellt werden, wie es in dem US-Patent 4 655 876 offenbart ist.
  • Ferner ist die Führungsrille nicht auf eine spiralförmige Rille begrenzt, sondern es kann sich um mehrere konzentrische Führungsrillen handeln, oder um eine Reihe von Pits, die in spiralförmiger oder konzentrischer Form angeordnet sind.

Claims (20)

1. Informationsaufzeichnungsplatte zum Aufzeichnen eines Informationssignals längs einer durch eine Vertiefung (13) auf der Platte definierten Spur als eine Änderung in einer physikalischen Eigenschaft eines auf der Spur aufgebrachten Aufzeichnungsmaterials, enthaltend ein aus Glas hergestelltes plattenförmiges Glassubstrat (16), das an einer ersten Seite durch eine ebene erste Oberfläche (16a) begrenzt ist und an einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite durch eine zweite Oberfläche (16b) begrenzt ist, die eine der Spur entsprechende Rille (13') trägt, welche Rille durch eine Bodenoberfläche (13a) mit einer Oberflächenrauhigkeit begrenzt ist, die wesentlich kleiner im Vergleich zu einer an der Bodenoberfläche einer Rille eines Silikaglassubstrats verursachten Oberflächenrauhigkeit ist, wenn sowohl das plattenförmige Glassubstrat als auch das Silikaglassubstrat in einem Fluoriddampf enthaltenden Gas unter denselben Bedingungen trockengeätzt werden, und eine Aufzeichnungsschicht (18), die aus dem Aufzeichnungsmaterial besteht, das sich ansprechend auf einen projizierten Energiestrahl, der mit dem Informationssignal moduliert ist, in einer physikalischen Eigenschaft ändert, welche Aufzeichnungsschicht, die auf der zweiten Oberfläche (16b) des Substrats (16) aufgebracht ist, mit ihrer einen Seite in inniger Berührung mit dieser zweiten Oberfläche steht und welche Aufzeichnungsschicht die Vertiefung (13) trägt, die die Spur auf der anderen Seite der Aufzeichnungsschicht definiert, welches plattenförmige Glassubstrat einen Bestandteil SiO&sub2; und einen oder beide Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO enthält, hingegen im wesentlichen frei von Alkali- und Erdalkalielementen ist, die eines oder mehrere Elemente enthalten, die aus einer aus Natrium, Magnesium, Kalium und Calcium bestehenden Gruppe ausgewählt sind, und eine Schutzschicht (19), die auf der anderen Seite der Aufzeichnungsschicht so aufgebracht ist, daß die Vertiefung auf der Aufzeichnungsschicht durch die Schutzschicht abgedeckt ist, die in inniger Berührung mit der Aufzeichnungsschicht steht.
2. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das plattenförmige Glassubstrat (16) ein Glas mit einer Ätzrate enthält, die beträchtlich kleiner als 60% der Ätzrate von Silikaglas ist, wenn sowohl das Glas als auch das Silikaglas unter denselben Bedingungen trockengeätzt werden.
3. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in dem Glas in einer Menge vorhanden ist, die gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
4. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil Al&sub2;O&sub3; in dem Glas in einer Menge enthalten ist, die gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
5. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil BaO in dem Glas in einer Menge enthalten ist, die gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
6. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil BaO in dem Glas in einer Menge vorhanden ist, die gleich oder größer als 25 Gew.-% ist.
7. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in dem Glas in einer solchen Menge enthalten sind, daß der Gesamtanteil der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
8. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (13) auf der anderen Seite der Aufzeichnungsschicht (18) eine Rille ist, die auf ihren beiden Seiten durch ein Paar schräger Oberflächen (13b) begrenzt ist, die sich längs der Vertiefung erstrecken.
9. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (18) eine Schicht aus einer TeOx- Verbindung ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte zum Aufzeichnen eines Informationssignals längs einer durch eine Vertiefung (13) definierten Spur als eine Änderung in einer physikalischen Eigenschaft eines auf der Vertiefung aufgebrachten Aufzeichnungsmaterials, enthaltend die Schritte:
ein Photoresist (12) wird auf einer Oberfläche eines plattenförmigen Glassubstrats (16) aufgebracht, das aus einem Glas hergestellt ist, das einen Bestandteil SiO&sub2; und einen oder beide Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO enthält, hingegen im wesentlichen frei von Alkali- und Erdalkalielementen ist, die eines oder mehrere Elemente enthalten, die aus einer aus Natrium, Magnesium, Kalium und Calcium bestehenden Gruppe ausgewählt sind;
das Photoresist wird einer Bestrahlung mit einem Energiestrahl (17) ausgesetzt, um mittels der Bestrahlung ein Muster auf das Photoresist zu schreiben, das Photoresist wird entwickelt und ein mittels der Bestrahlung bestrahlter Teil des Photoresist wird von der Oberfläche des Glassubstrats entfernt; das Glassubstrat wird in einem Fluoriddampf enthaltenden Gas einem Trockenätzvorgang mit einer Ätzrate ausgesetzt, die beträchtlich geringer als eine Ätzrate ist, welche sich ergibt, wenn ein Silikaglas unter einer selben Ätzbedingung geätzt wird, und eine Rille (13') wird in das Glassubstrat bei einem Abschnitt der Oberfläche des Glassubstrats vertieft, der nach dem Ätzvorgang vom Photoresist nicht bedeckt ist, wobei die durch die Trockenätzung ausgebildete Rille der Vertiefung (13) entspricht, die die Spur definiert; restliches Photoresist wird von der Oberfläche des Glassubstrats entfernt; das Aufzeichnungsmaterial, dessen physikalische Eigenschaft ansprechend auf eine weitere Bestrahlung mittels eines mit dem Informationssignal modulierten Energiestrahls wandelbar ist, wird auf der Oberfläche des Glassubstrats unter Bildung einer Aufzeichnungsschicht (18) derart aufgebracht, daß die Vertiefung, die die Spur definiert, auf einer Oberfläche der Aufzeichnungsschicht in Entsprechung mit der Rille auf der Oberfläche des Glassubstrats ausgebildet wird; und eine Schutzschicht (19) wird zum Schutz der auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht ausgebildeten Vertiefung auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht aufgebracht.
11. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ätzvorgangs eine Trockenätzung des Glases mit einer Ätzrate umfaßt, die wesentlich geringer als 60% der Ätzrate ist, die sich ergibt, wenn man Silikaglas unter derselben Ätzbedingung ätzt.
12. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat (16) ein Glas ist, das den Bestandteil SiO&sub2; und einen oder beide der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in einer solchen Weise enthält, daß wenigstens einer der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO mit einem Anteil vorhanden ist, der gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
13. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat (16) ein Glas ist, das den Bestandteil SiO&sub2; und die Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in einer solchen Weise enthält, daß der Gesamtanteil der Bestandteile Al&sub2;O&sub3; und BaO in dem Glas gleich oder größer als 10 Gew.-% ist.
14. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Photoresist (12) mittels eines Laserstrahls (17) ausgeführt wird.
15. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung des Photoresist (12) unter Verwendung einer Photomaske ausgeführt wird, die ein Muster trägt, das der in dem Glassubstrat (16) auszubildenden Rille (13') entspricht.
16. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ätzvorgang eine Plasmaätzung des Glassubstrats (16) unter Verwendung eines Plasmagases umfaßt, das eine oder mehrere Fluorid-Arten enthält, die aus einer CF&sub4;, CHF&sub3;, C&sub2;F&sub6;, C&sub3;F&sub8; und NF&sub3; umfassenden Gruppe ausgewählt sind.
17. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzrate zum Ätzen des Glassubstrats so ausgewählt ist, daß sie beträchtlich kleiner als 360 Å/min ist.
18. Verfahren zum Herstellen einer Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ätzrate zum Ätzen des Glassubstrats so ausgewählt ist, daß sie kleiner als 107 Å/min ist.
19. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glassubstrat frei von Natrium und Kalium ist.
20. Informationsaufzeichnungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkalibestandteil in dem Glassubstrat in einer Menge von weniger als 1 Gew.-% enthalten ist.
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