DE19948234A1

DE19948234A1 - Verfahren zum Herstellen eines Glasmasters für einen scheibenförmigen optischen Speicher

Info

Publication number: DE19948234A1
Application number: DE1999148234
Authority: DE
Inventors: Friedrich Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2001-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasmasters für einen scheibenförmigen optischen Speicher, bei dem mittels eines fokussierten und gesteuerten Laser- oder Elektronenstrahls in einer glatten optischen Bezugsfläche einer Fotoresist-Schicht auf einer spiraligen Datenspur Binärinformationen als Folge von Daten-Vertiefungen oder Pits aufgebracht werden, die durch Lands getrennt sind, wobei die Längen der Pits und Lands die gespeicherten Binärinformationen darstellen, die mittels eines fokussierten, der Datenspur nachgeführten Laser- oder Elektronenstrahls nach dem Interferenzprinzip auslesbar sind, und bei dem in der glatten optischen Bezugsfläche ferner ein visuell erkennbares optisches Muster in Form von spiralig verteilten Bild-Vertiefungen ausgebildet ist, deren Tiefe so viel kleiner als diejenige der Daten-Vertiefungen ist, daß das Auslesen der Binärinformationen nicht beeinflußt wird, und die in ihrer Gesamtheit eine visuell erfaßbare Bildinformation bilden. DOLLAR A Um die Bildinformationen vielseitiger sowie individueller und unter besserer Ausnutzung der Oberfläche des Speichers aufbringen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in einem Bild-Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronenstrahl nur die verteilten Bild-Vertiefungen auf einer spiraligen, von der Datenspur unabhängigen Bildspur aufgebracht werden und daß in einem Daten-Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronenstrahl nur die verteilten Daten-Vertiefungen auf der ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasmasters für einen schei benförmigen optischen Speicher, bei dem mittels eines fokussierten und gesteuerten Laser- oder Elektronenstrahls in einer glatten optischen Bezugsfläche einer Fotoresist- Schicht auf einer spiraligen Datenspur Binärinformationen als Folge von Daten- Vertiefungen oder Pits aufgebracht werden, die durch Lands getrennt sind, wobei die Längen der Pits und Lands die gespeicherten Binärinformationen darstellen, die mittels eines fokussierten, der Datenspur nachgeführten Laser- oder Elektronenstrahls nach dem Interferenzprinzip auslesbar sind, und bei dem in der glatten optischen Bezugsflä che ferner ein visuell erkennbares optisches Muster in Form von spiralig verteilten Bild- Vertiefungen ausgebildet ist, deren Tiefe so viel kleiner als diejenige der Daten- Vertiefungen ist, daß das Auslesen der Binärinformationen nicht beeinflußt wird, und die in ihrer Gesamtheit eine visuell erfaßbare Bildinformation bilden.

Gemäß der DE-PS 43 11 683 können die Lands zwischen den Daten-Vertiefungen oder Pits der spiraligen Datenspur zum Aufbringen von Bild-Vertiefungen benutzt werden. Die Daten-Vertiefungen und die Bild-Vertiefungen werden in einem einzigen Arbeitsdurchgang erzeugt, indem die Intensität eines Laserstrahls im Bereich von Lands, die als Bild-Vertiefungen dienen sollen, gegenüber der Intensität bei Daten- Vertiefungen entsprechend reduziert wird.

Nachteilig ist hierbei, daß nur der begrenzte Umfangsbereich zwischen den Daten- Vertiefungen für Bildinformationen nutzbar ist und daß in jedem Falle während der Einschaltphase des Laserstrahls eine aufwendige Intensitätssteuerung zum Erzielen unterschiedlicher Tiefen für die Daten-Vertiefungen und die Bild-Vertiefungen erfor derlich ist. Außerdem ist das Aufbringen einer Bildinformation an das Aufbringen der Dateninformationen gekoppelt und somit grundsätzlichen Zwängen unterworfen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der genannten Art mit einfachen Maßnahmen so zu gestalten, daß unter Vermeidung der geschilderten Nachteile ein wesentlich freieres Aufbringen von individuellen Bildin formationen möglich ist und die Oberfläche des Speichers für Bildinformationen bes ser sowie vielseitiger ausnutzbar ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ein Verfahren der im Oberbegriff ge nannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aus, nämlich dadurch, daß in einem Bild-Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronenstrahl nur die verteilten Bild-Vertiefungen auf einer spiraligen, von der Datenspur unabhängigen Bildspur aufgebracht werden und daß in einem Daten- Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronenstrahl nur die verteilten Daten- Vertiefungen auf der spiraligen, von der Bildspur unabhängigen Datenspur aufgebracht werden.

Damit ist es möglich, in dem zweistufigen Verfahren die Bildinformationen unabhän gig von den Dateninformationen aufzubringen und die Oberfläche des Speichers indi vidueller sowie besser ausnutzen. Außerdem liegt eine einfachere Steuerung des La ser- oder Elektronenstrahls vor, da dieser bei jedem Arbeitsdurchgang grundsätzlich nur ein - und ausgeschaltet werden muß, ohne daß während der Einschaltphase eine zwischen unterschiedlichen Werten erfolgende Intensitätssteuerung erforderlich ist.

Die weitere Ausgestaltung von Anspruch 2 hat sich in der Praxis bewährt, führt zu keinerlei Beeinträchtigung des Auslesens der Dateninformationen und ermöglicht das Aufbringen gut erkennbarer Bildinformationen.

Gemäß den Ansprüchen 3 und 4 kann der Laser- oder Elektronenstrahl für den Bild- Arbeitsdurchgang defokussiert werden. Hierdurch erfolgt eine Vergrößerung des Strahldurchmessers mit dem Ergebnis einer Verminderung der Strahlleistung pro Flä cheneinheit bei konstanter Gesamtstrahlleistung des Laser- oder Elektronenstrahls. Wenn dann für den Bild-Arbeitsdurchgang gegebenenfalls dieselbe Drehzahl wie bei dem Daten-Arbeitsdurchgang gewählt wird, werden die Bild-Vertiefungen entspre chend flacher ausgebildet als die Daten-Vertiefungen beim Daten-Arbeitsdurchgang. Außerdem hat die Defokussierung den Vorteil, daß die Bild-Vertiefungen großflächi ger als die Daten-Vertiefungen werden und daß somit die naturgemäß wesentlich gröber gerasterten Bildinformationen schneller aufgebracht werden können.

Alternativ hierzu kann beim Bild-Arbeitsdurchgang gemäß Anspruch 5 die Intensität bzw. Leistung des Laser- oder Elektronenstrahls selbst reduziert oder gemäß An spruch 6 die Drehzahl vergrößert werden, um die flacheren Bild-Vertiefungen zu er zeugen. Auch eine geeignete Kombinationen der verschiedenen Maßnahmen der An sprüche 3 bis 6 ist hierbei möglich.

Gemäß Anspruch 7 können relativ grobe Bildpixel eines abzubildenden Bildes jeweils durch mehrere benachbarte, relativ lange Bild-Vertiefungen abgebildet werden. Nach den Ansprüchen 8 und 9 können die Umfangslängen der Bild-Vertiefungen eines Pi xels radial unterschiedlich oder konstant sein, je nachdem, auf welche Art und Weise die Umsetzung eines Bildes in eine Folge von Bild-Vertiefungen erfolgt. Dieses ist ei ne Frage des für die Umsetzung benutzten Computerprogramms.

Da die Bildpixel eine relativ grobe Struktur haben, genügt es gemäß Anspruch 10, für den Bild-Arbeitsdurchgang einen größeren radialen Spurabstand zu wählen. Dieses ermöglicht ein vergleichsweise schnelleres Durchlaufen des Bild-Arbeitsdurchgangs.

Weil die Bildinformationen des Bild-Arbeitsdurchgangs völlig unabhängig von den Dateninformationen des Daten-Arbeitsdurchgangs sind, können gemäß Anspruch 11 auch unterschiedliche Spuranfänge benutzt werden.

Die Maßnahmen von Anspruch 12 ermöglichen bei Übereinstimmung der Spuranfän ge und radialen Spurabstände der Bild-sowie Daten-Arbeitsdurchgänge im Vergleich zum beschriebenen Stand der Technik eine bessere Flächenausnutzung für die Bild informationen.

Die Ausgestaltung von Anspruch 13 erlaubt eine völlige Trennung der Daten- und Bildspuren.

Je nach Bildinhalt des abzubildenden Bildes kann der radiale Spurabstand der Bild spur gemäß Anspruch 14 konstant sein oder nach Anspruch 15 auch variieren.

Durch Bild-Vertiefungen unterschiedlicher Tiefe gemäß Anspruch 16 können unter schiedliche optische Effekte erzeugt werden, wie verschiedene Farbeindrücke.

Die Maßnahmen der Ansprüche 17 und 18 ermöglichen ein einfaches, kontinuierli ches und schnelles Erzeugen der Bild-Vertiefungen und der Daten-Vertiefungen.

Gemäß den Ansprüchen 19 und 20 kann die Reihenfolge der Bild- und Daten- Arbeitsdurchgänge beliebig gewählt und den jeweiligen Betriebserfordernissen ange paßt werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Arbeitsdurchgänge gemäß An spruch 21 zeitlich und/oder örtlich unabhängig vorneinander und gemäß Anspruch 22 auf unterschiedlichen Laser-Beam- und/oder Elektronenstrahl-Recordern durchzufüh ren.

Die Erfindung wird nachfolgend an zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer stark vereinfachten Draufsicht einen nach dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestellten optischen Speicher, bei dem aus Grün den der Übersichtlichkeit nur die Bildspuren und Bild-Vertiefungen des Bild-Arbeitsdurchgangs dargestellt sind,

Fig. 2 in einer stark vereinfachten Draufsicht einen nach dem erfindungsge mäßen Verfahren hergestellten optischen Speicher, bei dem aus Grün den der Übersichtlichkeit nur die Datenspuren und Daten-Vertiefungen des Daten-Arbeitsdurchgangs dargestellt sind,

Fig. 3 in einer vergrößerten Teildraufsicht einen Bereich mit einem von mehre ren benachbarten Bildvertiefungen gebildeten Bildpixels,

Fig. 4 in einem Teilschnitt örtlich voneinander getrennte Bild- und Daten- Vertiefungen und

Fig. 5 in einem Teilschnitt örtlich zusammenfallende Bild- und Daten- Vertiefungen.

Gemäß Fig. 1 befindet sich auf einem scheibenförmigen optischen Speicher 10 eine Bildspur 12 mit einem Spuranfang 14 und einem beliebigen radialen Spurabstand a. Auf der Bildspur 12 sind entsprechend den einzelnen Pixeln eines darzustellenden Bil des verteilte Bild-Vertiefungen 16 ausgebildet, die eine vergleichweise kleine Tiefe ha ben und in Umfangsrichtung auf der Bildspur 12 durch unvertiefte Lands 12 voneinan der getrennt sind.

Gemäß Fig. 2 befindet sich auf dem in Fig. 1 dargestellten scheibenförmigen opti schen Speicher 10 ferner eine Datenspur 20 mit einem Spuranfang 22 und einem durch die Aufzeichnung der Dateninformationen vorgegebenen radialen Spurabstand b. Auf der Datenspur 20 sind entsprechend den aufzuzeichnenden Dateninformationen verteilte Daten-Vertiefungen 24 ausgebildet, die eine vergleichweise große, der Dicke der Fototresist-Schicht entsprechende Tiefe haben und in Umfangsrichtung auf der Datenspur 20 durch unvertiefte Lands 26 voneinander getrennt sind.

Die Ausbildung der Bildinformationen gemäß Fig. 1 erfolgt in einem unabhängigen Bild-Arbeitsdurchgang. Die Ausbildung der Datenformationen gemäß Fig. 2 erfolgt in einem unabhängigen Daten-Arbeitsdurchgang. Die Reihenfolge dieser Arbeitsdurch gänge ist an sich beliebig. Die Arbeitsdurchgänge können auf einem einzigen Recorder oder auch auf unterschiedlichen Recordern erfolgen. Bewährt hat sich ein Betrieb mit einem ersten Bild-Arbeitsdurchgang und einem unmittelbar folgenden zweiten Daten- Arbeitsdurchgang auf demselben Recorder.

Schließlich befinden sich die Datenspuren 12 sowie Daten-Vertiefungen 16 und die hiervon unabhängigen Bildspuren 20 sowie Bild-Vertiefungen 24 auf einem Speicher 10. Dabei beträgt die Tiefe der Bild-Vertiefungen 16 ungefähr nur 20% bis 30% der Tiefe der Daten-Vertiefungen 24. Der radiale Spurabstand a der Bildspur 12 kann we sentlich größer als der radiale Spurabstand b der Datenspur sein 20 sein. Die Spuranfänge 14 und 22 können ebenfalls unterschiedlich sein. Die Spuranfänge und/oder die Spurabstände können aber auch zusammenfallen.

Gemäß Fig. 3 kann jedes Bildpixel des darzustellendes Bildes von mehreren Bild- Vertiefungen 16 in benachbarten Bildspuren 12 gebildet werden, wobei deren Um fangslängen im vorliegenden Beispiel radial von innen nach außen zunehmen.

Falls der Laser- oder Elektronenstrahl für den Bild-Arbeitsdurchgang defokussiert wird, um bei gleicher Drehzahl und Gesamtstrahlleistung eine entsprechend kleinere Tiefe der Bild-Vertiefungen 16 zu erzeugen, ist deren radiale Breite entsprechend größer als diejenige der Daten-Vertiefungen 24, was aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Wäh rend die Bild- und Daten-Vertiefungen 16, 24 gemäß Fig. 4 örtlich voneinander ge trennt sind, fallen sie gemäß Fig. 5 zusammen - durch Kreuzung oder Übereinstim mung der Bild- und Datenspuren 12, 20. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß in diesem Fall auch die radialen Randbereiche der schmaleren Daten-Vertiefungen 24 durch die breiteren Bild-Vertiefungen 16 ausgenutzt werden können. Hierdurch kann eine größe rer Bildinformationsgehalt erzeugt werden.

Infolge der deutlich kleineren Tiefe der Bild-Vertiefungen 16 wird das Auslesen der Daten-Vertiefungen 24 nicht gestört. Dieses gilt insbesondere auch dann, wenn die Ausdehnung der Bild-Vertiefungen 16 wie beschrieben deutlich größer als diejenige der Daten-Vertiefungen 24 ist. Beispielsweise kann die der Dicke der Fotoresist- Schicht entsprechende Tiefe der Daten-Vertiefungen 24 für einen CD-Player bei etwa 150 nm liegen. Dann genügt bereits eine Tiefe der Bild-Vertiefungen 16 von nur etwa 5 nm, um eine visuell erkennbare Bildinformation zu erhalten. Die Bildinformation wird umso deutlicher, je tiefer die Bild-Vertiefungen 16 werden. Allerdings sollte diese beim vorliegenden Beispiel nicht tiefer als 30 nm bis 50 nm sein. Wenn ferner die Tiefe der Bild-Vertiefungen 16 in Abhängigkeit von der Bildinformation variiert, können hierdurch unterschiedliche Farbeindrücke erzeugt werden.

Das beschriebene Verfahren kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältig abgewandelt werden. Wichtig ist dabei stets, daß die Bild-Vertiefungen und die Daten- Vertiefungen in verschiedenen Arbeitsdurchgängen unabhängig voneinander erzeugt werden. Dadurch ist es möglich, völlig unterschiedliche Spurabstände und/oder Spuranfänge zu verwenden, obwohl diese grundsätzlich auch übereinstimmen können.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Glasmasters für einen scheibenförmigen opti schen Speicher, bei dem mittels eines fokussierten und gesteuerten Laser- oder Elektronenstrahls in einer glatten optischen Bezugsfläche einer Fotoresist- Schicht auf einer spiraligen Datenspur Binärinformationen als Folge von Daten- Vertiefungen oder Pits aufgebracht werden, die durch Lands getrennt sind, wo bei die Längen der Pits und Lands die gespeicherten Binärinformationen dar stellen, die mittels eines fokussierten, der Datenspur nachgeführten Laser- oder Elektronenstrahls nach dem Interferenzprinzip auslesbar sind, und bei dem in der glatten optischen Bezugsfläche ferner ein visuell erkennbares optisches Muster in Form von spiralig verteilten Bild-Vertiefungen ausgebildet ist, deren Tiefe so viel kleiner als diejenige der Daten-Vertiefungen ist, daß das Auslesen der Binärinformationen nicht beeinflußt wird, und die in ihrer Gesamtheit eine visuell erfaßbare Bildinformation bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Bild-Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronenstrahl nur die verteilten Bild-Vertiefungen auf einer spiraligen, von der Datenspur unab hängigen Bildspur aufgebracht werden
und daß in einem Daten-Arbeitsdurchgang mit dem Laser- oder Elektronen strahl nur die verteilten Daten-Vertiefungen auf der spiraligen, von der Bildspur unabhängigen Datenspur aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet, daß die Bild-Vertiefungen mit ei ner Tiefe von etwa 20% bis etwa 30% der Tiefe der Daten-Vertiefungen ausge bildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser- oder Elektronenstrahl für den Bild-Arbeitsdurchgang defokussiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der defokussierte Laser- oder Elektronenstrahl auf der Bezugsfläche einen Strahldurchmesser hat, der bis etwa zum dreifachen Wert des Strahldurchmessers des fokussier ten Laser- oder Elektronenstrahls beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität bzw. Leistung des Laser- oder Elektronenstrahls für den Bild- Arbeitsdurchgang gegenüber der Intensität bzw. Leistung des Laser- oder Elektronenstrahls für den Daten-Arbeitsdurchgang reduziert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Glasmasters für den Bild-Arbeitsdurchgang gegenüber der Dreh zahl des Glasmasters für den Daten-Arbeitsdurchgang vergrößert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von einem abzubildenden Bild ein Pixelmuster erzeugt wird und daß jedes Bild- Pixel durch mehrere Bild-Vertiefungen gebildet wird, die in aneinandergrenzen den Bildspuren angeordnet sind und deren Umfangslängen größer als die Um fangslängen der Daten-Vertiefungen sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslängen der Bild-Vertiefungen eines jeden Bild-Pixels radial von innen nach außen zu nehmen.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangslängen der Bild-Vertiefungen eines jeden Bild-Pixels gleich lang sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildspur des Bild-Arbeitsdurchgangs ein größerer radialer Spurabstand als für die Datenspur des Daten-Arbeitsdurchgangs gewählt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildspur des Bild-Arbeitsdurchgangs ein anderer Spuranfang als für die Datenspur des Daten-Arbeitsdurchgangs gewählt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Überstimmung von Spuranfang sowie radialem Spurabstand der Bild- und Daten-Spuren der Laser- oder Elektronenstrahl für den Bild-Arbeitsdurchgang so defokussiert wird, daß visuell auswertbare Bild-Vertiefungen auch in den ra dialen Randbereichen der Daten-Vertiefungen entstehen können.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild-Vertiefungen auf radial versetzten Bildspuren ausgebildet werden, die jeweils zwischen den Datenspuren verlaufen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstanter radialer Spurabstand der Bildspur benutzt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht konstanter radialer Spurabstand der Bildspur benutzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Bild-Vertiefungen unterschiedlicher Tiefe erzeugt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bild- und Daten-Arbeitsdurchgänge derselbe Laser-Beam-Recorder oder Elektronenstrahl-Recorder benutzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- und Daten- Arbeitsdurchgänge unmittelbar nacheinander durchgeführt werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Bild-Arbeitsdurchgang und nachfolgend der Daten-Arbeitsdurch gang durchgeführt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Daten-Arbeitsdurchgang und nachfolgend der Bild-Arbeitsdurch gang durchgeführt werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- und Daten-Arbeitsdurchgänge zeitlich und/oder örtlich unabhängig voneinander durchgeführt werden.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- und Daten-Arbeitsdurchgänge auf unterschiedlichen Laser-Beam- und/oder Elektronenstrahl-Recordern durchgeführt werden.