(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（８）を有し、中央のプレート開口部（５）を有するディスク状の記憶プレート（１）を受けるための、真空装置内で表面処理を受ける記憶プレート支持体（２）であって、前記プレート（１）のための台座面（７）を形成するプレート台座と、前記支持体（２）に対し周辺で前記プレート（１）を締めつけるための外マスク（３）と、前記プレート開口部（５）の領域に配置された締めつけ可能な中心マスク（４）とを備え、前記記憶プレート支持体は、前記台座面（７）が前記中心軸（８）について環状かつ前記中心軸（８）を通る半径における前記台座面（７）の断面がアーチ状である、記憶プレート支持体。
【請求項２】
前記支持体の加熱および冷却のうち少なくとも１つのための手段を備える、請求項１に記載の記憶プレート支持体。
【請求項３】
前記凸状の台座面（７）は、平面状の台座面に対し０．１ｍｍから２．０ｍｍの範囲のアーチ（ｄ）を有する、請求項１に記載の記憶プレート支持体。
【請求項４】
前記凸状の台座面（７）は、平面状の台座面に対し０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲のアーチ（ｄ）を有する、請求項３に記載の記憶プレート支持体。
【請求項５】
前記外マスク（３）は、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲の外径（ＤＡ）を有する、請求項１に記載の記憶プレート支持体。
【請求項６】
前記外マスク（３）は、５０ｍｍから１３０ｍｍの範囲の外径（ＤＡ）を有する、請求項５に記載の記憶プレート支持体。
【請求項７】
少なくとも前記台座面（７）上のサブ領域に、延性および／または弾性の接触材料が設けられて、前記記憶プレート（１）と前記プレート支持体（２）との間の接触面積を大きくする、請求項１に記載の記憶プレート支持体。
【請求項８】
前記接触材料は箔であり、合成材料および／または金属を含む、請求項７に記載の記憶プレート支持体。
【請求項９】
前記プレート支持体（２）には、少なくとも１つのガス流入路（９）が設けられて、前記台座面（７）と前記記憶プレート（１）の裏側とにより形成された間隔へと接触ガスを導入する、請求項１に記載の記憶プレート支持体。
【請求項１０】
前記記憶プレート（１）の外径（ＤA）の領域、および／または内径（Ｄi）の領域には、前記間隔を封止するための環状の封止手段が前記台座面（７）上に配置される、請求項９に記載の記憶プレート支持体。
【請求項１１】
光学式記憶プレートの処理を含む、記憶プレート支持体（２）の使用方法であって、
前記記憶プレート支持体（２）は、中心軸（８）を有し、真空装置内で表面処理され中央のプレート開口部（５）を有するディスク状の記憶プレート（１）を受け、
プレート台座が、前記プレート（１）のための台座面（７）を形成し、前記台座面（７）は前記中心軸（８）について環状でありかつ前記中心軸（８）を通る半径における前記台座面（７）の断面がアーチ状であり、
外マスク（３）が、前記支持体（２）に対し周辺で前記プレート（１）を締めつけ、
締め付け可能な中心マスク（４）を、前記プレート開口部（５）の領域に配置する、記憶プレート支持体の使用方法。
【請求項１２】
前記記憶プレート支持体は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲおよびＤＶＤ−ＲＷから成る群から選択された光学式記憶プレート用である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記記憶プレート支持体は、合成材料から構成される光学式記憶プレート用である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記記憶プレート支持体は、ポリカーボネートから構成される光学式記憶プレート用である、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は、光学式記憶プレートを処理するための記憶プレート支持体、および記憶プレート支持体の使用に関する。
【０００２】
【特許文献１】
米国特許第４，６１５，７５５号
【０００３】
【発明の背景】
今日の情報技術のための記憶プレートの表面処理は、このようなプレートの製造中において、主に真空システムでの処理によって行なわれる。ここで記憶プレートは、磁気記憶装置技術用および光学式記憶システム用に処理される。表面処理には、たとえば表面のエッチング、表面の活性化、表面の洗浄、および特にプレート上の層の堆積のために、プラズマ真空処理がしばしば採用される。被覆処理には、広く用いられているスパッタリング処理がしばしば採用される。特に有利なことには、プレートはコンパクトな設備において順次かつ周期的に、個々に被覆される。ここで、経済的理由から高スループットを達成するために、停留時間は数秒の範囲である。
【０００４】
磁気記憶プレートの場合には、層が与えられるプレートは通常金属またはガラスから構成され、光学式記憶プレートの場合には光学樹脂またはポリマーを用いるのが好ましい。スパッタリング処理ではスパッタリングターゲットがプレートから数ｃｍの距離でプラズマ処理によりスパッタリングされるため、とりわけこのスパッタリング処理中においてプレートまたは一般にディスクの被覆はかなり高い熱の導入を必然的に伴うが、これは特に、必要な停留時間が短いため高い堆積速度が必要だからである。熱負荷は主に、電子衝撃と、熱放射と、運動エネルギならびに被覆材料の凝縮および励起エネルギとによるものである。特にポリマーのプレートまたは基板において、とりわけ低い熱容量の薄いプレートの場合には、この熱エネルギが十分に放散されない限りプレートの温度が上昇する。このような場合、典型的にポリカーボネートから構成される合成プレートは、組成変形のため利用不可能となることがある。安全な最大温度を維持し、プレート上に亘り均一な温度分布を得ることは、記憶プレートの良好な品質を達成するための必須の基準である。
【０００５】
熱伝達は真空において極めて低いことが一般的に知られている。これはとりわけ、たとえばこれらの用途で達せられるべき１００℃未満の低い温度差において当てはまる。プレートを冷却するための１つの方策は、異なった処理ステーションで被覆処理を順次進行させ、かつこれらの間に、最大温度に達するより前に被覆処理間でプレートを冷却する１つまたはいくつかの冷却ステーションを設けることを含む。ここで、プレートの冷却された面と裏側との間の熱伝達は、たとえばヘリウムなどの熱伝達媒体によって改良され得る。ここで、距離を短くする、または面を支持することが有利であり、ガス圧力は、冷却ステーションでミリバールの範囲へと増加させられる。これに加え、静電引力の助けによりプレートを冷却された面に対し押圧し、ガスクッションによって熱伝達を改良する試みがなされてきた。平坦で剛性のプレート状の基板または加工物の場合にはさらに、これらを端部で保持して球状のアーチ形表面上に張り、さらに接触圧を発生させて裏側のガス冷却をも可能にする、たとえば米国特許第４，６１５，７５５号に開示のような試みがなされた。ガスを用いて熱伝達を改良することの他に、錫箔、エラストマー、またはさらにはペースト状の材料などの接触材料もまた採用されてきた。
【０００６】
処理ステーション間で別個の冷却ステーションを用いることはかなりの技術的労力を必要とする。さらに、冷却時間は基板の全処理時間のうちほんの僅かな部分に制限され、このことが今度は、高い熱伝導率による良好な熱伝達、および／または周囲温度未満に冷却された冷却表面を必要とする。
【０００７】
基板の静電引力はとりわけ非伝導性の基板の場合に実現が困難であり、これにより生じる接触圧は、伝導性の基板で達成され得る接触圧よりも著しく低い。これを、裏側での基板の伝導性被覆によって、または好適なドーピングを通じて基板に必要最小限の伝導率を発生させることによって、行なうことができるかもしれない。これはしかしながら特に光ディスクの場合において望ましくない。なぜなら、基板コストが高くなることの他に、基板の光学的性質もまた不都合に損なわれるおそれがあるからである。基板を外端で締めつけ、球状または円筒形の面上へと引延ばすことは、或る応力の範囲を必要とするので、基板材料が塑性変形され得るような応力を基板に引起こす。加えて、応力の範囲が大きいため、基板の表面の形が変化して被覆の均一性が損なわれる。
【０００８】
【発明の概要】
この発明は先行技術の不都合をなくすという問題に対処する。特定的にこの発明の課題は、基板を予め定められた接触圧で冷却面と接触させ、こうして接触圧を表面に亘り最大限に均一に分布させかつ均一な熱接触を生じさせることである。ここで基板は最小限の曲げ（flexing）応力を受け、基板は塑性変形を被ることがなく、均一な被覆が可能となる。
【０００９】
この課題は、この発明に従い、請求項１の特徴により解決される。さらなる有利な実施例が従属項に含まれる。この発明に従うと、記憶プレート支持体は記憶プレートのための台座面の領域で環状凸アーチ形となるよう形作られ、これにより記憶プレートを、中心およびこれの外縁において、この環状かつ凸状に形作られた台座面上に亘り締めつけることができる。こうして、固定後に記憶プレートは、僅かにアーチ形の凸状の、台座面の形をとる。この種類の記憶プレートは中心に開口部を有し、この態様によりこれらプレートを中心および外縁において、これらの部位の被覆を防ぐマスクとして同時に形作られた装着具によって、張ることができる。プレートのこの環状トロイドのアーチによって、先行技術で可能であったよりも著しく堅固な配置（rigid disposition）がもたらされ、面上に亘る接触表面はより高くかつより均一に分布し、同時にこれが生じるのに必要な撓みは著しく低くなる。これによりプレートの変形はより小さくなり、同時に、この小さな変形はもはや被覆の層の厚み分布に対して否定的な影響を及ぼさない。
【００１０】
凸状の屈曲線は必ずしも球状でなくてもよい。これは、被覆中の基板の表側と裏側との間の温度勾配によって、たとえば追加の湾曲形による接触面の形でもまた考慮され得る。特に単純かつ規定された維持可能な幾何学的形状により、凸形状は、外および内の台座、それぞれの締めつけ条件、裏側に対する圧力、および基板の温度勾配による温度の撓ませる力などの、基板上の制約条件により独自に決定される。当業者であれば、分析または有限要素算出方法などの公知の方法を適用して必要な変形を算出することができる。
【００１１】
台座面の形に加えて、温度接触は、好ましくはたとえばヘリウムなどの高熱伝導性ガスのガスクッションによってさらに改良され得る。最大ガス圧力は接触圧未満である必要がある。さらに、たとえば錫を含む箔などの延性の金属箔、またはエラストマーのフィルムが、追加的に有利にこの発明と組合せられ得る。記憶プレート支持体は加熱のために、および、もしこれが対応して冷却目的用の手段を備えていれば、冷却のためにもまた、用いられ得る。しかしながらこの構成は光学式記憶プレートの冷却に対して有利に用いられる。この目的のために、記憶プレート支持体はたとえば銅構造として形作られ、これは冷却水などの冷却媒体が流れる冷却路を含む。
【００１２】
この構成はとりわけポリマー材料、特にポリカーボネートから構成される光学式記憶プレートの使用に好適である。このような記憶プレートは、コンパクトディスク（ＣＤ）およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）という用語で知られている。これはまた、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭなどのすべての変種、すなわちすべての書込および書替可能な実現例を含む。特にＤＶＤはとりわけ扱いが問題であるが、これはＤＶＤがＣＤのおよそ２分の１の厚み、すなわち０．６ｍｍの厚みの範囲の基板から製造されるためである。これらの厚みにおいては熱効果はとりわけ決定的である。
【００１３】
書替可能ＤＶＤを冷却するための典型的な実施例との関連でこの発明を説明する。このようなＤＶＤを製造するためには、典型的に、０．６ｍｍの厚みおよび１２０ｍｍの直径を有するポリカーボネートから構成される２枚の基板が製造され、次にこれらは結合される。円形の基板は中心に内穴を有し、内穴の直径は１５ｍｍである。被覆は真空スパッタリング設備において行なわれ、層システムはたとえば以下の層、すなわち、まず基板側面上にＺｎＳ：ＳｉＯ2の層と、次に光学式記録層、たとえばＴｅＧｅＳｂなどのいわゆる相変化材料と、次にＺｎＳ：ＳｉＯ2層と、最後に１００ｎｍから３００ｎｍの範囲の層の厚みを有する少なくとも部分的に反射性のアルミニウム層とを含む。典型的にこのような層システムの被覆は、たとえば６つの処理チャンバを備えたマルチチャンバ設備の中で行なわれ、全被覆時間は３０秒から６０秒である。被覆中の熱の導入はディスク全体につきおよそ１０Ｊ／ｃｍ2または約１ｋＪである。ディスクの最高温度はディスクの塑性変形を回避するために可能な限り低く保たれる必要があり、ディスク温度は５０℃未満が理想的である。先行技術に従うと、被覆中に通常外マスクと内マスクとはともに平坦な基板支持体上に磁気的に保持される。被覆中、ディスクの表側は熱流により裏側よりも約１０℃加熱され、これによりディスクはアーチ形に約０．３ｍｍ上がる。これにより、基板支持体に対する熱接触は事実上中断される。ディスクは丁度外側および丁度内側でのみ冷却され、たとえ平坦な記憶プレート支持体が銅などの良好な熱伝導性の材料から構成されかつ良好に冷却されたとしても、塑性範囲での均一でない温度負荷によってディスクは許容できないほど変形される。
【００１４】
これに比べ、この発明に従う実現例の記憶プレート支持体の台座面は、凸形でありトロイドのアーチ形である。好ましくは記憶プレート支持体はやはり銅構造であり、先に記載の支持体と同じ態様で冷却される。この例では支持体のアーチは１ｍｍである。その他については、同じＤＶＤプレートが同じ条件下で処理された。１ｍｍのアーチは冷えた記憶プレートの場合およそ１５ミリバールの接触圧をもたらす。ここでディスクで起こる引張応力および圧縮応力は、ファン・ミーゼス（Van Mises）（ドゥッベル（Dubbel）、機械工学ハンドブック（Taschenbuch fuer Maschinenbau）、第１４版、２２８頁）による、有限要素法で算出した比較応力の定義に従い、最大７ＭＰａである。被覆中にディスクの表側は、熱流により裏側よりも約１０℃加熱され、これにより、接触圧、およびこれに伴いプレート応力もまた、僅かに減少する。比較のために、外縁でのみ締めつけられたディスクの場合での撓みを示す。１５ミリバールの接触圧を得るためには、ここで３ｍｍの撓みを発生させなければならず、ここで１ｍｍが熱負荷のみによって起こる。この発明に従って内側と外側とで締めつける種類に比べて、より強いアーチのために、被覆での層の厚みのずれもまた大きくなる。
【００１５】
冷却がなければディスク温度は約１００℃上昇し、冷却後に許容できないほどの反りが生じる。平坦な記憶プレート支持体を用いると、設備からの取出し時のディスク温度はおよそ８５℃である。おそらくいくらかの冷却が起こり、ディスクと支持体との熱伝達係数は約５０Ｗ／Ｋ／ｍ2と推定され得る。この発明に従う記憶プレート支持体を用いると、冷却後のディスク温度はおよそ４５℃である。したがって、ここで周囲温度に対する温度上昇はおよそ２５℃に過ぎない。こうして、この発明に従う記憶プレート支持体を用いると、およそ１５０Ｗ／Ｋ／ｍ2の熱伝達係数が得られる。驚くべきことに、合成材料の基板のガス抜きによりプレートの裏側と記憶プレート支持体台座面との間に或る種のガスクッションが発生し、これにより熱伝達のさらなる向上が可能となることが確認された。
【００１６】
記憶プレート支持体の台座面が環状の凸形として実現されるため、かつ外縁および内縁でのプレートの装着具により、プレートと記憶プレート支持体との間に均一な接触圧が発生させられ、これはスパッタリングソースでの被覆による熱負荷下でも維持される。これにより、記憶プレート支持体を通じての記憶プレートの十分な冷却が可能となる。さらに均一な接触圧により、記憶プレートの均一な冷却が生じ、これとともに、記憶プレートの冷却後の塑性変形を引起し得る過度の熱応力、径方向の応力および接線方向の応力が回避される。この発明に従う記憶プレート支持体のアーチは最小限のものであり、平坦な台座面から僅かしか逸脱しない。これにより、記憶プレートの許容できない歪みが回避されるばかりでなく、スパッタリング処理中における層の厚み分布に対する不都合な影響もまた大部分が回避される。
【００１７】
この発明を特徴付ける新規なさまざまな特徴点は、この開示に先立ちかつこれの一部をなす特許請求の範囲において特定的に指し示される。この発明、その動作上の利点、およびその使用により達成される特定の目的をよりよく理解するために、添付の図面と、この発明の好ましい実施例を例示する説明とを参照する。
【００１８】
【好ましい実施例の説明】
次に、概略の図と関連させながらこの発明を例示する。
【００１９】
図面を参照して、図１は、先行技術で通例の、平面状の台座面７を有する記憶プレート１を受けるための記憶プレート支持体２の断面を示す。記憶プレートは、電子データを受取るためのディスク状の平面体である。データは、記憶プレート１すなわち平面状の基板へと刻み込まれ（impressed）、または基板１上に与えられる機能層に記憶され得る。記憶プレート１はまた、ＤＶＤの場合に通例であるように、多構造の形を有する。データを読込および読出すために、このようなプレートはこれらの中心軸８について回転される。したがってこのような記憶プレート１は、プレートを保持できる開口部５を常に中心に有する。被覆中、中心のプレート開口部５での内端領域６およびプレート端部６は、被覆から正確に境界を画しておかなければならない。この理由のため、中央マスク４が中心に配置され、外マスク３がプレート端部６に配置され、両方のマスクは、図１においても明らかであるように、同時にプレート装着具となる。
【００２０】
熱伝達を向上させるために、支持プレート２を凸アーチにして、装着具として同時に働く外マスク３により記憶プレート支持体２のアーチ形の台座面７に記憶プレート１を張ることが、先行技術で既に提案されてきた。これにより、記憶プレート１はアーチ形になり、台座面７の凸形に適合する。好適な接触圧を得るために、この例の記憶プレート１は数ｍｍだけアーチ形にされなければならず、このため大きな歪みがもたらされ、かつ層の厚み分布における否定的な効果が現れる。
【００２１】
この発明に従うと、熱伝達を向上させるために記憶プレート支持体２の台座面７は、中心軸８について環状の凸アーチ形となるよう形作られる。記憶プレート１は、中央において、およびマスク３、４との端部において、台座面７と接触するよう締めつけられる。記憶プレート１のこの種の固定により、必要なアーチｄを記憶プレート１に損傷を与え得るほど大きくすることなしに、記憶プレート１から記憶プレート支持体２上への良好な熱伝達が可能となる。合成材料から構成される好ましい光学式記憶プレート１、特にたとえば、ＤＶＤ１などのとりわけ好適な薄いプレートのためには、０．１ｍｍから２．０ｍｍのアーチが好適であり、とりわけ０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲が好ましい。この発明に従う記憶プレート支持体２は主に、２０ｍｍから１５０ｍｍの範囲の記憶プレート直径ＤＡに適用することができ、とりわけ良好な結果が５０ｍｍから１３０ｍｍの範囲のプレート直径ＤＡで得られる。図３ではまた、記憶プレートに関する中心マスク４のマスキングおよび外マスクのマスキングがプレート端部を僅かに超えて延びることによって働く態様が明らかであり、ここで環状の端部は覆われ、これにより、規定された環状の被覆される作用面Ｓが被覆のために規定される。熱伝達のさらなる向上のために、既に述べたように、記憶プレート１とプレート支持体２の台座面７との間に、ガス流入路９で概略的に示すように、追加的にガスを導入することが可能である。接触ガスは、ヘリウムなどのとりわけ好適な熱伝導性ガスである。
【００２２】
外側および内側のプレート端部領域６で、台座面７と記憶プレートの裏側との間に封止要素を配置することによって、さらなる向上が得られる。これにより、処理真空容積部へのガスの流出は防止または抑制され、感度の高いプラズマ処理が乱されない。
【００２３】
この発明の特定の実施例を示し詳細に説明することにより、この発明の原理の適用を例示したが、この発明はこのような原理から逸脱することなくその他の形で実施され得ることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  断面で見た、中心マスクおよび外マスクにより保持された記憶プレートを伴う、先行技術に従う記憶プレート支持体の断面図である。
【図２】  断面で見た、先行技術に従う凸アーチ形の記憶プレート支持体の断面図である。
【図３】  中心マスクおよび外マスクにより保持された記憶プレートを伴う、環状で凸状に形成された台座面を有する、この発明に従う記憶プレート支持体の断面図である。
【符号の説明】
１  ディスク状の記憶プレート、２  記憶プレート支持体、３  外マスク、４中心マスク、５  プレート開口部、６  プレート端部、７  台座面、８  中心軸。
【図１】
0004349786.tif 000002
【図２】
0004349786.tif 000003
【図３】
0004349786.tif 000004