DE69802451T2

DE69802451T2 - Rasterkraftmikroskopie Datenspeichersysteme

Info

Publication number: DE69802451T2
Application number: DE69802451T
Authority: DE
Inventors: Daniel Ruger; Bruce David Terris
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: EP0869489A3; EP0869489B1; DE69802451D1; JPH10320855A; EP0869489A2; US5822285A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Rasterkraftmikroskop(AFM)- Systeme, die einen Ausleger verwenden, der an seinem freien Ende eine Sonde oder einen Stift zum Scannen der Oberfläche einer Probe besitzt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein AFM-System für die Datenspeicherung, worin die zu scannende Probe ein Datenspeichermedium ist, wie zum Beispiel eine Platte, die Oberflächenunebenheiten aufweist, die maschinenlesbare Informationen darstellen.
Rasterkraftmikroskopie beruht auf dem Prinzip der Messung von Kräften zwischen einer spitzen Sonde oder einem Stift und der zu untersuchenden Oberfläche. Die zwischenatomaren Kräfte bewirken eine Verschiebung des am freien Ende eines flexiblen Auslegerarms montierten Stiftes.
Wie von Binning et al. in "Atomic Force Microscope", Phys. Rev. Lett., Bd. 56, Nr. 9, 3. März 1986, S. 930-933 beschrieben, wird ein Stift mit einer feinen Spitze an einem federartigen Auslegerarm befestigt, um das Profil einer zu untersuchenden Oberfläche zu scannen. Die Anziehungs- oder Abstoßungskräfte, die zwischen den Atomen der Stiftspitze und denen der Oberfläche auftreten, bewirken winzige Ablenkungen des Auslegerarms. Bei seiner ursprünglichen Ausführung wurde für das Detektieren der Bewegung des an einem elektrisch leitfähigen Auslegerarm befestigten Stiftes ein Tunnelübergang verwendet. Ein elektrisch leitfähiger Tunnelstift wird innerhalb des Tunnelabstands von der Rückseite des Auslegerarms angeordnet, und die Änderungen des Tunnelstroms stellen ein Maß für die Ablenkung des Arms dar.
Die zwischen dem Stift und der zu untersuchenden Oberfläche auftretenden Kräfte werden aus der gemessenen Abweichung und den Eigenschaften des Auslegerarms ermittelt.
Außer dem Tunnelnachweis sind verschiedene andere Verfahren, einschließlich optischer Interferometrie, Lichtstrahlablenkung, kapazitiver Verfahren und neuerdings Piezowiderstandsmessung, für das Detektieren der Ablenkung des AFM-Auslegerarms verfügbar. Das Prinzip der Piezowiderstandsmessung für das Detektieren der Ablenkung des AFM-Auslegerarms wird in der US-Patentschrift 5,345,815 beschrieben. Der Auslegerarm wird aus einkristallinem Silicium gebildet, in das ein Dotand implantiert ist, um über die Länge des Auslegerarms hinweg einen Piezowiderstandsbereich zu erzeugen. Eine Ablenkung des freien Endes des Auslegerarms erzeugt in dem Auslegerarm eine mechanische Spannung. Diese mechanische Spannung verändert den elektrischen Widerstand des Piezowiderstandsbereichs in Abhängigkeit von der Ablenkung des Auslegerarms. Mit dem Piezowiderstandsbereich ist eine Vorrichtung zur Widerstandsmessung verbunden, um seinen Widerstand zu messen und ein der Ablenkung des Auslegerarms entsprechendes Signal zu erzeugen.
AFM-Systeme bieten Anwendungsmöglichkeiten, die über ihre ursprüngliche Anwendung bei der Abbildung der Oberfläche einer Probe hinausgehen. Das Prinzip der Rasterkraftmikroskopie wurde, wie in der US-Patentschrift 5,537,372 von IBM beschrieben wird, auf die Datenspeicherung ausgedehnt. Bei dieser Anwendung befindet sich der Stift des Auslegerarms in physischem Kontakt mit der Oberfläche des Datenspeichermediums.
Das Medium besitzt Oberflächenunebenheiten in Form von Erhebungen und/oder Vertiefungen, die maschinenlesbare Informationen oder Daten darstellen. Um die Daten zu lesen, wird die Ablenkung des Auslegerarms ermittelt und dekodiert. Daten können auch auf das Medium geschrieben werden, wenn das Medium eine thermisch verformbare Oberfläche besitzt, indem der Stift des Auslegerarms erhitzt wird, wenn er sich im Kontakt mit der Medienoberfläche befindet, um auf der Medienoberfläche Erhebungen oder Vertiefungen auszubilden. Der Stift wird durch einen auf den Stiftbereich des Auslegerarms gerichteten Laserstrahl erhitzt. Bei einem anderen Ansatz für das Erhitzen des Stiftes, wie von Chui et al. in "Improved Cantilevers for AFM Thermomechanical Data Storage", Proceedings of Solid-State Sensor and Actuator Workshop, Hilton Head, South Carolina, 2. - 6. Juni 1996, S. 219-224, beschrieben, wird ein Auslegerarm aus einkristallinem Silicium selektiv mit Bor dotiert, um eine Leitungsbahn zu einem elektrischen Widerstadsbereich nahe am Stift des Auslegerarms zu schaffen. · Der Stift wird dann durch Widerstandserwärmung erhitzt, wenn ein Strom durch die Leitungsbahn geschickt wird.
Es ist auch möglich, das AFM-Datenspeichersystem ähnlich der in dem '372-Patent beschriebenen Weise zu betreiben, jedoch ohne direkten Kontakt des Stiftes mit der Medienoberfläche. Stattdessen wirkt der Stift, ohne die Oberfläche physisch zu berühren, auf die Oberfläche des Mediums ein und folgt der Topografie der Oberflächenunebenheiten. Der Stift wird in einem hinreichend geringen Abstand zur Oberfläche des Mediums gehalten, sodass van-der-Waalssche oder elektrostatische Kräfte wirken, obwohl sich der Stift nicht in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Mediums befindet.
Die van-der-Waalsschen Kräfte lenken den Stift zum Medium hin ab, bis der Stift auf eine Mulde oder Vertiefung trifft, wodurch die van-der-Waalsschen Kräfte verringert oder sogar ganz beseitigt werden. Der Stiftsensor folgt der Oberflächentopografie und detektiert sie auf diese Weise. Diese Art AFM-Datenspeichersystem beruht auf dem "Anziehungsmodus" des AFM, wie er von Martin et al. in "Atomic Force Microscope-force Mapping and Profiling on a Sub 100-Å Scale", J. Appl. Phys., Bd. 61, Nr. 10, 15. Mai 1987, 5. 4723-4729, beschrieben wird.
Eines der Probleme bei AFM-Datenspeichersystemen besteht in der Schwierigkeit, den Stift während des Datenlesens auf den Datenspuren zu halten. Im Gegensatz zu herkömmlichen magnetischen und optischen Datenspeichersystemen gibt es keine magnetisch oder optisch aufgezeichneten Servoinformationen, die dekodiert und dazu verwendet werden können, die Positionierung des Stiftes zu steuern. Bei AFM-Datenspeichersystemen, wie sie in der '372-Patentschrift beschrieben sind, kann die Datendichte hundertmal so hoch sein wie bei herkömmlichen CD-ROM-Systemen.
Die einzelnen Datenstrukturen oder -marken können bis zu 50 nm klein und die einzelnen Datenspuren nur 100 nm voneinander getrennt sein. Eine Art der Spurverfolgungsunterstützung in einem AFM-Datenspeichersystem beruht auf angrenzenden "Flatter"-Marken, die zu beiden Seiten der Mittellinie der Datenspur angebracht sind, analog zu den Sektorservomarken bei der Magnetaufzeichnung, wie sie von Mamin et al. in "High-density Data Storage Using Proximal Probe Techniques", IBM J. Res. Develop., Bd. 39, Nr. 6, November 1995, S. 687-688, beschrieben sind. Die Flattermarken können jedoch nur schwierig mit hinreichender Genauigkeit detektiert und hergestellt werden, und es ist schwierig, ein Spurverfolgungsfehlersignal zu erhalten, das sich linear mit der Abweichung von der Spur ändert.
Erforderlich ist ein AFM-Datenspeichersystem mit einem Servosystem zur Spurverfolgung, das den Stift bei diesen extrem kleinen Dimensionen auf der Spur halten kann.
Das Verfahren ist ein AFM-Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1.
In einer Ausführungsart liegen drei Linien in einer Gruppe vor, von denen die mittlere Linie eine nichtradiale Linie ist und die beiden äußeren Linien radiale Linien sind. Zähler im Zeitanalyseschaltkreis zählen die Zeit vom Detektieren der ersten radialen Linie bis zur mittleren nicht radialen Linie und bis zur zweiten radialen Linie. Das Verhältnis der beiden Zeitspannen wird für die Erzeugung des Spurfehlersignals (tracking error signal, TES) verwendet, das damit unabhängig von der Plattendrehzahl ist, sodass geringe Änderungen der Plattendrehzahl keine Fehler im Servosystem zur Spurverfolgung verursachen.
Für ein umfassenderes Verständnis des Wesens und der Vorteile der Erfindung sollte die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen herangezogen werden.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des AFM-Datenspeichersystems der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Schema des Schaltkreises für die Widerstandsmessung, der für die Erfassung der Ablenkungen des Auslegers in dem AFM-Datenspeichersystem verwendet wird.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines Ausschnitts der Plattenoberfläche, die die für die Datenspeicherelemente verwendeten Oberflächenunebenheiten und die Spurverfolgungslinien für die Spurverfolgungsservosteuerung zeigt.
Fig. 4 ist eine Kurve der Dekoderausgangssignale für drei verschiedene Datenspuren, die die Zeitintervalle der Spurverfolgungslinien im Verhältnis zum Zeitrahmen darstellt.
Fig. 5 ist ein Blockschaltbild des Zeitanalyseschaltkreises für die Erzeugung eines Spurfehlersignals (TES).
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der Plattenoberfläche, die eine Gruppe von drei Spurverfolgungslinien und ihren Abstand zu zwei benachbarten Datenspuren zeigt.
Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der Plattenoberfläche, die eine alternative Gruppe von drei Spurverfolgungslinien und ihren Abstand zu zwei benachbarten Datenspuren zeigt.
In Fig. 1 wird das AFM-Datenspeichersystem schematisch als ein Plattenlaufwerk mit einer rotierenden Datenspeicherplatte gezeigt. Obgleich die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsart eines Plattenlaufwerks beschrieben wird, kann das System auch mit einem flachen Substrat als Speichermedium funktionieren, das in einem X-Y-Raster bewegt wird. In dieser Ausführungsart sind die Datenspuren als im Wesentlichen parallele Linien angeordnet, die parallel entweder zur X- oder zur Y-Richtung ausgerichtet sind, je nachdem, welche Scanrichtung schneller ist. Das Speichermedium kann entweder ein Wechseldatenträger oder dauerhaft im System eingeschlossen sein.
In Fig. 1 ist der Datenträger vorzugsweise eine runde Platte 10, die auf mehrere Arten hergestellt werden kann. Die Platte 10 ist vorzugsweise aus einem Polymermaterial hergestellt, wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat oder einem fotohärtenden Polymer auf Acrylatbasis, wie in der US-Patentschrift 4,948,703 beschrieben. Auf der Platte 10 sind auf der Oberseite maschinenlesbare Informationen eingeprägt, die als Oberflächenunebenheiten 12 gezeigt werden. Der Begriff "maschinenlesbare Informationen" bedeutet Informationen, die durch eine digitale Verarbeitungseinrichtung, wie zum Beispiel einen programmierten Computer oder Mikroprozessor, gelesen werden können.
Insbesondere werden mehrere Datenspuren bereitgestellt, die zahlreiche Oberflächenunebenheiten aufweisen, die als maschinenlesbare Muster von Datenmarken oder -elementen angeordnet sind. Die eingeprägten Unebenheiten können eine Reihe von Mulden oder Eindrücken sein, die durch nicht abgesenkte Inselbereiche der Platte 10 getrennt sind. Alternativ können anstelle von Mulden auch eine Reihe von herausragenden Spitzen oder Hügeln vorliegen, wie durch die Hügel 12 gezeigt wird. Die Datenspuren sind auf der Platte radial voneinander getrennt und können entweder als diskrete konzentrische Spuren, wie bei herkömmlichen Plattenlaufwerken zur digitalen magnetischen Aufzeichnung, oder als spiralförmige Spuren, wie bei der optischen Aufzeichnung mit CD, ausgeführt sein. Alternativ muss das Speichermedium nicht rund sein und nicht drehend bewegt werden.
Die Platte 10 ist oberhalb einer Motorspindel 14 positioniert. Die Platte 10 wird auf der Motorspindel gestützt und durch den Motor 14 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit gedreht. Die Platte 10 ist so positioniert, dass die Mitte der Platte ungefähr im Rotationszentrum des Spindelmotors liegt. Ein hochauflösender Berührungssensor 18 mit einem an einer Auflage 20 befestigten Stift 19 ist oberhalb der Platte positioniert. Die Auflage 20 ist mit einem Stellglied 22 verbunden. Das Stellglied 22 ist ein elektromagnetisch angesteuertes schwingspulenartiges Stellglied, wie es bei einer optischen Platte oder einem CD-Player zu finden ist. Das Stellglied 22 kann sowohl zur Steuerung der Last des Stiftes 19 auf der Platte 10 entlang einer senkrecht zur Plattenoberfläche stehenden Achse als auch in der zur Platte 10 parallelen Ebene bewegt werden. Die Bewegung in der zur Platte parallelen Ebene verläuft mindestens teilweise in radialer Richtung vom Rotationszentrum der Platte und ermöglicht es, den Stift an verschiedenen Datenspuren zu positionieren.
Der Berührungssensor enthält einen Miniaturauslegerarm 23, der sich von einer an der Auflage 20 befestigten Basis aus erstreckt. Der Auslegerarm 23 wird mit einem elektrisch leitfähigen Piezowiderstandsbereich 24 hergestelt, dessen Widerstand sich bei Verbiegung des Arms ändert. Eine derartige Vorrichtung kann, wie in der US-Patentschrift 5,345,815 beschrieben, aus dotiertem Silicium hergestellt werden. Ein spitzer Stift 19 wird am freien Ende des Auslegerarms 23 angebracht. Der Stift 19 wird positioniert, um auf die Oberfläche der Speicherplatte 10 einzuwirken. Der Stift wird nach unten belastet, sodass er der Oberflächentopografie der Platte folgt. Wird die Platte 10 in Rotation versetzt, steigt und fällt der Auslegerarm 23 beim Überstreichen der Unebenheiten 12 auf der Oberfläche der Speicherplatte durch den Stift 19.
Ein Widerstandsmessschaltkreis 25 ist durch Leitungsdrähte mit dem Auslegerarm 23 verbunden. Beim Überstreichen der Unebenheiten der Speicherplatte 10 durch den Stift 19 ändert sich der Widerstand des Piezowiderstandsbereichs 24 am Auslegerarm 23. Diese Veränderung wird kontinuierlich durch einen Widerstandsmessschaltkreis 25 verfolgt und gemessen. Der Widerstandsmessschaltkreis 25 besitzt eine Antriebsspannung (V) und eine für die Messung kleiner Widerstandsänderungen (ΔR) geeignete Widerstandsmessbrücke, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Jeder der drei Festwiderstände R in der Brücke besitzt einen Widerstand, der etwa gleich dem Widerstand am ungebogenen Auslegerarm 23 ist. Die sich aus der Widerstandsänderung ΔR des gebogenen Auslegerarms ergebende gemessene Ausgangsspannung ΔV ist ungefähr:
(V/4)*(ΔR/R).
Die typische relative Widerstandsänderung des Arms, ΔR/R, liegt in der Größenordnung von 10&supmin;&sup7; bis 10&supmin;&sup5; je Angström Ablenkung. Für Unebenheiten mit einer Höhe von 50 nm und die Antriebsspannung von 2 Volt ergibt dies eine Ausgangsspannung ΔV von ungefähr 0,1-10 mV. Diese analoge Spannungsänderung aus dem Widerstandsmessschaltkreis 25 wird verstärkt und dann durch den Dekoder 27 in ein digitales Signal umgewandelt. Eine solche Dekodierung kann, je nach dem verwendeten Datenkodierungsverfahren, entweder durch herkömmliche Erkennung von Peaks oder durch Schwellenwerterkennung erfolgen.
Das System von Fig. 1 kann in zwei Modi oder deren Kombination erfolgen: einem Modus mit "konstanter Kraft" oder einem Modus mit "konstanter Höhe". Bei einem Modus mit konstanter Kraft wird die Bewegung des Stellglieds 22 senkrecht zur Platte durch den Laststeuerschaltkreis 30, der von dem Piezowiderstandsbereich 24 im Auslegerarm 23 erhaltene Informationen verwendet, über den Widerstandsmessschaltkreis 25 entsprechend den Strukturen auf der Plattenoberfläche gesteuert. Das vom Laststeuerschaltkreis 30 an das Stellglied 22 gesendete Signal kann dazu genutzt werden, eine konstante Auslegerarmablenkung und damit eine konstante Belastungskraft am Stift 19 aufrechtzuerhalten. Beim Modus mit konstanter Höhe bewegt das Stellglied 22 den Auslegerarm 23 nicht senkrecht zur Plattenoberfläche, sodass der Auslegerarm um veränderliche Größen abgelenkt wird, während die Oberflächenstrukturen unter ihm vorbeilaufen. Beim Kombinationsmodus werden der Laststeuerschaltkreis 30 und das Stellglied 22 dazu benutzt, um eine im Allgemeinen konstante Belastungskraft über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten und Änderungen, zum Beispiel durch Langzeitdrift oder durch große Strukturelemente auf der Oberfläche der Platte, zu ignorieren.
Die Ablenkung des Auslegerarms 23 wird jedoch freigegeben, wenn der Stift 19 auf die kleinen Oberflächenunebenheiten trifft. Bei einer Datenspeicheranwendung stellt der Kombinationsmodus die bevorzugte Ausführungsart dar. In jedem Falle jedoch wird das Signal von Widerstandsmessschaltkreis 25 als Eingangssignal für den Dekoder 27 verwendet, der es in einer vom Stand der Technik her bekannten Weise in eine binäre Form, d. h. eine maschinenlesbare Information konvertiert.
Obwohl die Verwendung eines Silicium-Auslegerarms 23 mit einem dotierten Piezowiderstandsbereich 24 und dem Widerstandsmessschaltkreis 25 das bevorzugte Verfahren zum Detektieren der Ablenkung des Auslegerarms ist, kann die Ablenkung des Auslegerarms auch durch andere bekannte Verfahren detektiert werden, wie zum Beispiel durch das in dem '372-Patent beschriebene Laserlicht-Reflexionsverfahren. Unabhängig von dem für das Detektieren der Ablenkung des Auslegerarms verwendeten Verfahren wird das Ausgangssignal durch den Dekoder 27 in digitale Daten dekodiert.
Entsprechend Fig. 3, die einen Ausschnitt der Platte 10 darstellt, hat die Speicherplatte verschiedene Formen von auf ihr eingeprägten Unebenheiten oder Marken, die jeweils verschiedenen Zwecken dienen. Als Erstes umfassen die Datenmarken oder -strukturen 40 schmale Mulden und Inseln veränderlicher Länge, die ein Impulslängen- Modulationskodierungssystem bilden. Alternativ können die Datenstrukturen in ihrer Tiefe verändert werden und so ein Amplitudenmodulationssystem bilden. Die kleinsten Datenstrukturen 40 sind ungefähr 50 nm breit und in kreisförmigen und zur Mitte der Speicherplatte 10 zentrierten Spuren angeordnet.
Die Datenstrukturen 40 werden als Abschnitte von drei radial benachbarten und radial voneinander getrennten Datenspuren 60-62 gezeigt. Die Datenspuren 60-62 liegen auf einem radialen Datenspuren-Kreisring 90. Ein zweiter Datenspuren-Kreisring 91 ist radial innerhalb von Kreisring 90 dargestellt.
Bei der bevorzugten Ausführungsart ist die Platte eine Nur-Lese-Platte (read-only disk). Die Datenstrukturen und anderen Marken werden auf eine Masterplatte geschrieben und dann auf die Speicherplatte eingeprägt. Die Marken werden auf der Masterplatte durch Elektronenstrahlbeschriften auf mit PMMA-Lack beschichtetes Siliciumoxid geschrieben, wie von Terris et al. in "Nanoscale Replication for Scanning Probe Data Storage", Appl. Phys. Lett., Bd. 69, Nr. 27, 30. Dezember 1996, S. 4262-4264, beschrieben. Nach der Belichtung des Fotolacks mit einem Elektronenstrahl wird das geschriebene Datenmuster durch geeignete Entwicklung des Lacks und Ätzen auf das Siliciumoxid übertragen. Alternativ kann ein Master durch Verwendung einer AFM-Spitze zur Erzeugung von Marken in einem Polymermaster hergestellt werden, was auch in der Veröffentlichung von Terris et al. beschrieben wurde.
Das Muster aus Oberflächenunebenheiten wird, wie in der US-Patentschrift 4,948,703 beschrieben, durch Prägen auf die Speicherplatte übertragen. Auf der Oberfläche eines Masters wird ein dünner lichthärtender Polymerfilm gebildet. Vor der Bildung dieses Films wird der Master mit einem Trennmittel, wie zum Beispiel amorphem TbFeCo, beschichtet. Ein Glassubstrat, das eine Basis für die Speicherplatte bildet, wird gegen den dünnen Polymerfilm gepresst.
Der Film wird mit ultraviolettem Licht belichtet, um ihn auszuhärten und so einen gehärteten Polymerfilm zu bilden. Der Master und die Plattenunterlage werden getrennt, wobei das ausgehärtete Polymer auf der Glasunterlage zurückbleibt. Alternativ können Marken auch durch Spritzgießen oder durch Pressen des Masters gegen einen erhitzten PMMA-Film gebildet werden, wie von Chou et al. in "Imprint Lithography with 25-Nanometer Resolution", Science, Bd. 272, 5. April 1996, 5. 85-87, beschrieben. Die Datenmarken bestehen aus Folgen von Einsen und Nullen und geben so die gespeicherten Daten wieder. Solche Markierungen können alternativ auch direkt mit dem Stift auf die Speicherplatte geschrieben werden, um einen einmal beschreibbaren Datenträger zu schaffen, wie von Mamin in "Thermal Writing Using a Heated Atomic Force Microscope Tip", Appl. Phys. Lett., Bd. 69, Nr. 3, 15 Juli 1996, S. 433-435, beschrieben.
Ebenfalls in Fig. 3 wird eine zweite Form von Oberflächenunebenheiten, die Zeitmesslinien oder Spurverfolgungslinien als Spurverfolgungsliniengruppen 50, 51, 52, 53 gezeigt. Dies sind schmale Linien mit einer Höhe (oder Tiefe) von ungefähr 50 nm und einer Breite von ungefähr 100 nm, die durch Elektronenstrahlbeschriftung auf den Master geschrieben und, wie oben beschrieben, auf die Speicherplatte geprägt werden. Um den Stift 19 auf einer bestimmten Datenspur zu halten, von denen in Fig. 3 schematisch einige als Spuren 60, 61, 62 gezeigt werden, werden die Zeitabstände zwischen aufeinander folgenden Spurverfolgungslinien gemessen. Die Linien werden in Gruppen zu je drei Linien zusammengefasst und bilden ein Triplett. Die mittlere Linie eines jeden Tripletts, wie zum Beispiel Linie 71 in Gruppe 50, wird im Wesentlichen entlang eines Radius der Platte 10 ausgerichtet.
Die beiden anderen Linien (70, 72 in Gruppe 50) bilden mit der mittleren Linie 71 jeweils einen Winkel von 22,5 Grad und sind so angeordnet, dass sich die Linien nicht schneiden. Diese beiden Linien 70, 72 sind daher nicht parallele und nicht radiale Linien. Die Triplettgruppen 50, 51 sind in Spurrichtung im gleichen Abstand voneinander angeordnet und auf den gesamten Umfang der Platte geschrieben, sodass sie einen Kreisring von Tripletts bilden. Die Tripletts sind soweit voneinander entfernt und besitzen eine solche radiale Länge, dass die Linien eines Triplett die Linien benachbarter Tripletts nicht schneiden. Die radiale Länge des Kreisrings, die Anzahl von Tripletts auf dem Umfang und der Winkel zwischen den Linien innerhalb eines Tripletts können auf verschiedenen Plattenradien unterschiedlich sein. Vorzugsweise befinden sich viele Datenspuren innerhalb eines Kreisrings. Bei der bevorzugten Ausführungsart werden bei einem Kreisringdurchmesser von 5 mm und einer radialen Kreisringbreite von 30 um 300 Spuren auf einer Spurbreite von 0,1 um untergebracht. In einem solchen Kreisring können sich bis zu 1000 Tripletts befinden, obwohl weniger Tripletts eingeschrieben werden können, um den für die Datenstrukturen verfügbaren Platz zu erhöhen. Triplettkreisringe werden so beschrieben, dass ein Streifen dort beginnt, wo der vorige Streifen aufhörte, wodurch der gesamte Daten enthaltende Bereich der Speicherplatte erfasst wird. Zwischen den Tripletts sind die Datenstrukturen angeordnet, wie zum Beispiel durch Datenstrukturen 40 in Spuren 60-62 gezeigt wird, die zwischen den benachbarten Triplettgruppen 50, 51 untergebracht sind.
Zusätzlich ist, obwohl die bevorzugte Liniengruppe ein Triplett ist, die Erfindung voll anwendbar, wenn nur zwei Linien vorhanden sind, unter der Voraussetzung, dass beide nicht parallel und mindestens eine davon eine nicht radiale Linie ist. In dem Triplett der Linien 70, 71, 72 wird die mittlere Linie 71 aus Gründen der Zuverlässigkeit verwendet.
Die mittlere Linie ermöglicht eine Prüfung, um festzustellen, dass die drei Linien innerhalb des Zeitrahmens detektiert wurden und dass die erste Linie 70 und die dritte Linie 72 gleich weit von der mittleren Linie 71 entfernt sind. Daher können die Liniengruppen auch lediglich aus den Linien 70 und 72 bestehen.
Innerhalb jedes Kreisrings werden zusammen mit den Gruppen von Spurverfolgungslinien und Datenmarken auch Kreisring-ID- Markierungen 80 mit Elektronenstrahl eingeschrieben und auf die Platte eingeprägt. Diese ID-Marken werden nach Dekodierung verwendet, um zu ermitteln, welchen Triplettkreisring der Stift 23 gerade liest. Zusätzlich werden die ID-Marken durch den Dekoder 27 erkannt, um die Position eines Tripletts zu kennzeichnen. Da die Abstände zwischen den Tripletts bekannt sind, kann so die Position aller Tripletts auf dem Umfang bestimmt werden. Diese Informationen werden verwendet, um ein Zeitrahmensignal für die Verwendung in der Zeitanalyse zu erzeugen, wie im Folgenden erklärt wird. Zusätzlich zu der in der bevorzugten Ausführungsart beschriebenen Nur-Lese-Platte kann das hier beschriebene Spurverfolgungsservosystem auch in einem Plattenlaufwerk mit einmal beschreibbaren Datenträgern verwendet werden. Bei dieser Ausführungsart werden die Zeitmesslinien, wie beschrieben, auf das Speichermedium eingeprägt, die Datenstrukturen hingegen nicht. Die Datenstrukturen in den Spuren werden direkt mit dem Stift auf die Platte geschrieben, wie von Mamin in "Thermal Writing Using a Heated Atomic Force Microscope Tip", Appl. Phys. Lett., Bd. 69, Nr. 3, 15 Juli 1996, S. 433-435, beschrieben.
Fig. 4 zeigt ein Schema der Ausgangssignale von Dekoder 27 auf drei verschiedenen Datenspuren 60, 61 und 62 innerhalb von Kreisring 90. Spur 60 liegt radial außerhalb von Spur 61, die wiederum radial außerhalb von Spur 62 liegt. Wenn Spur 61 die gewünschte Spur ist, dann sind die Abstände zwischen den Linien (70, 71, 72) entlang der Spurrichtung innerhalb eines Tripletts (50) auf Spur 60 größer als auf Spur 61. Desgleichen sind die Linienabstände auf Spur 62 kleiner als auf Spuren 61 oder 60. Deshalb bestimmt das Zeitintervall zwischen den beiden nicht parallelen, nicht radialen Linien innerhalb eines Tripletts (z. B. Linien 70, 72 in Triplett 50), ob sich der Stift 19 auf der Spur befindet, und wird dafür verwendet, den Stift 19 auf der Spur zu halten. Der untere Teil von Fig. 4 zeigt das Zeitrahmensignal, das während der Zeitrahmenfenster, in denen das Detektieren der Spurverfolgungslinien erwartet wird, auf Eins steht.
Fig. 5 ist ein Schema der Zeitmesslogik, die für die Ermittlung verwendet wird, ob sich der Stift auf der Spur befindet. Nach dem Erkennen der Kreisring-ID-Marken 80 erzeugt der Dekoder 27 während der erwarteten Zeitintervalle zwischen den Tripletts ein Zeitrahmensignal, das während der erwarteten Dauer eines Tripletts auf Eins steht. Die Zeitrahmen- und Dekodersignale werden in den Zeitanalyseschaltkreis 29 (Fig. 1) eingegeben. Der erste nach dem Setzen des Zeitrahmens auf Eins detektierte Peak (Peak 1) veranlasst zwei Zähler A und B, einen Schritt weiterzuzählen. Dieser Peak wird von Linie 70 in Triplett 50 verursacht und unter Verwendung einer Verriegelung 102 detektiert, die durch das Zeitrahmensignal aktiviert wird und den Aktivierungssignalpegel immer dann an den Verriegelungsausgang überträgt, wenn ein Peak empfangen wird. Der Ausgang der Verriegelung 102 wird in Fig. 5 als Peak 1 bezeichnet. Die Zähler A und B registrieren vor dem Anhalten die Anzahl der vorübergehenden Taktzyklen.
Die Zähler können entweder aufwärts zählen, wobei der gespeicherte Zählerstand für jeden weiteren Taktzyklus um Eins erhöht wird, oder abwärts zählen, wobei der gespeicherte Zählerstand für jeden weiteren Taktzyklus um Eins vermindert wird. Der Takt wird durch einen Zeitanalyseschaltkreis unter Verwendung von üblichen elektronischen Verfahren, z. B. durch einen Kristalloszillator, erzeugt. Bei dem Linie 71 in Triplett 50 entsprechenden zweiten Peak (Peak 2), der unter Verwendung von Verriegelung 104 detektiert wird, die Peak 1 als Aktivierungssignal hat, wird Zähler B zurückgesetzt, während Zähler A weiter aufwärts zählt. Bei dem Linie 72 in Triplett 50 entsprechenden Peak (Peak 3), der unter Verwendung von Verriegelung 106 detektiert wird, die Peak 2 als Aktivierungssignal hat, werden beide Zähler angehalten und die Werte gespeichert. Die Zähler benötigen eine ausreichende Zahl von Bits, um die erwartete Anzahl von Taktzyklen zu speichern. In der bevorzugten Ausführungsart sind dies mindestens 12 Bits.
Nach dem Anhalten der Zähler wird der Inhalt von Zähler B geprüft. Im Idealfall, also wenn die drei Spurverfolgungslinien 70-72 innerhalb des Tripletts gleiche Abstände voneinander haben, wird dieser gleich Null sein. Ein einfaches Verfahren zur Feststellung, ob dies der Fall ist, besteht darin, die Bitzeilen von Zähler B auf ein 12-Bit-ODER-Gatter 110 zu geben. Wenn alle 12 Bits gleich Null sind, dann wird das Ausgangssignal von ODER-Gatter 110 gleich Null sein. Da kleine Fehler der Spurlage oder Taktänderungen kleine Differenzen der zwischen den Linien gemessenen Zeitintervalle hervorrufen können, ist es wünschenswert, für den Zähler B geringfügige Abweichungen von Null zuzulassen. Dies wird dadurch erreicht, dass nur die zehn oder elf signifikantesten Bits von Zähler B im ODER-Gatter 110 verglichen werden. Das Ausgangssignal des ODER-Gatters 110 wird dazu verwendet zu bestätigen, dass Zähler A gültige Spurzeitinformationen enthält. Vor dem Erzeugen eines Spurfehlersignals (TES) wird eine zweite Gültigkeitsprüfung durchgeführt. Während der Zeitrahmen des Dekoders 27 auf Eins steht, sollten nur drei Signale empfangen werden (Fig. 4). Eine Verriegelung 112 mit Peak 3 als Freigabesignal wird dazu verwendet, nach einem vierten Peak (Peak 4) zu suchen. Wenn keiner empfangen wird, wird der Signalpegel des Peaks 4 auf Null stehen, wenn der Zeitrahmen auf einen Nullpegel zurückkehrt. Somit wird eine gültige Zeitmessung erfolgt sein, falls sowohl der Pegel des ODER-Gatters 110 als auch der Pegel von Peak 4 auf Null stehen, wenn der Zeitrahmen auf Null zurückkehrt. Die Erfüllung dieser drei Bedingungen wird durch Verwendung eines UND-Gatters 114 mit invertierten Eingangssignalen geprüft. Ein Ausgangssignal von Eins am UND-Gatter 114 zeigt eine gültige Zeitmessung an.
Dieses Ausgangssignal des UND-Gatters 114 ist das Aktivierungssignal für die Aktualisierung des TES. Zähler A, der die zwischen dem ersten und dem dritten Peak (entsprechend den Linien 70 und 72 in Triplett 50) vergangene Zeitspanne darstellt, wird mit einem Zielwert verglichen. Dieser Zielwert wird einer Referenztabelle, wie zum Beispiel einem EPROM 116, entnommen. Jede radiale Position der Datenspur besitzt einen in EPROM 116 gespeicherten Zielwert. Die Differenz zwischen dem Zielwert und Zähler A ist ein digitales TES und wird durch Digital-Analog-Umsetzer (digital-analog-converter) DAC 120 in ein analoges TES umgewandelt und in den Spurverfolgungssteuerschaltkreis 31 (Fig. 1) eingegeben. Unter Verwendung einer Standardsteuerelektronik steuert der Spurverfolgungssteuerschaltkreis 31 das Stellglied 22 an, um den Stift 19 zur gewünschten Spur zu bewegen. Wenn das UND-Gatter 114 auf Null bleibt, dann wird das TES nicht aktualisiert. Nachdem der Zeitrahmen auf Null gesetzt wurde, wird der Zeitanalyseschaltkreis 29 zurückgesetzt und wartet auf das nächste Zeitrahmensignal mit Pegel Eins, welches das nächste Triplett anzeigt.
Alternativ kann der Spurverfolgungssteuerschaltkreis 31 als ein komplett digitaler Steuerschaltkreis ausgeführt werden, der keinen DAC 120 benötigt.
Um bei der Spurverfolgung eine hinreichende Genauigkeit zu erreichen, muss die Taktfrequenz f so groß sein, dass Zähler A sowohl auflösen kann, wo sich die Mittellinie der Spur befindet, als auch zwischen den beiden benachbarten Spuren unterscheiden kann. In der bevorzugten Ausführungsart beträgt die radiale Breite der Bits (Marken 40 in Fig. 3) 50 nm, sodass auch die radiale Breite der Spur Tw, die der Distanz entspricht, über welche die Stiftablenkung die volle Amplitude erfährt, gleich 50 nm ist. Befindet sich der Stift weiter als Tw/2 von der Mittellinie der Spur entfernt, wird die Stiftablenkung und damit das gemessene ΔR drastisch abnehmen. In der bevorzugten Ausführungsart beträgt die Differenz zwischen den Zählwerten von Zähler A für die Bewegung des Stifts über eine radiale Entfernung Tw mindestens fünf Zählschritte. Fig. 6 zeigt ein Triplett von Spurverfolgungslinien 70, 71, 72 zwischen zwei Bitmustern von zwei benachbarten Spuren 60, 61. Die Spuren sind durch eine Spurlücke Tp voneinander getrennt. Die Differenz der Zählwerte von Zähler A über die Bitbreite Tw ergibt sich aus einer Differenz der Entfernung von 2Δx, die der Stift zurückgelegt hat. Aus geometrischen Überlegungen ergibt sich dadurch die Differenz des radialen Abstands von:
Δr = 2Δx/tan(22,5).
Für Tw = 50 nm beträgt die Weglängendifferenz 2Δx:
50/tan(22,5) = 120 nm.
Die durch Zähler A gemessene Zeitdifferenz beträgt dann 120f/ν wobei ν die lineare Geschwindigkeit der Platte beim Spurdurchmesser und f die Taktfrequenz in Schwingungen je Sekunde ist. Zum Beispiel ergibt sich für eine Lineargeschwindigkeit von 0,1 m/s und eine Differenz des Zählers A von 5 Zählschritten über eine Bitbreite von 50 nm:
f = 5ν/120 = (5·0,1)/(120·10&supmin;&sup9;) = 4,2 MHz.
Um eine Spur von der nächsten zu unterscheiden, muss die Spurabstandslücke Tp größer als Tw sein. Außerdem muss die Taktfrequenz f ausreichend hoch sein, damit Zähler A die Spuren auflösen kann, d. h., es muss zwischen den Spuren ein bestimmter Abstand der Zählschritte von Zähler A existieren. Bei Verwendung der obigen Taktfrequenz von 4,2 MHz würde ein Tp von 100 nm zwischen den Spuren eine Differenz von fünf Zählschritten des Zählers A zulassen. Würde die Taktfrequenz erhöht, könnte die Spurlücke verringert und die Fähigkeit verbessert werden, auf der Mittellinie einer bestimmten Spur zu bleiben.
In Fig. 7 wird eine alternative Gruppe von Zeitmesslinien gezeigt. Die beiden äußeren Linien 70', 72' sind im Wesentlichen entlang den Radien der Platte ausgerichtet. Die mittlere Linie 71' ist eine nicht radiale Linie, die so angeordnet ist, dass sie keine der äußeren Linien schneidet und sich über die gesamte Länge der äußeren Linien erstreckt. In dieser Ausführungsart beginnen Zähler A und B nach dem Detektieren des ersten Peaks mit dem Akkumulieren, und Zähler A wird nach dem Detektieren des zweiten Peaks und Zähler B nach dem Detektieren des dritten Peaks angehalten. Das TES ist gleich dem Verhältnis von Zähler A zu Zähler B. Wie in Fig. 7 zu sehen ist, wird dieses Verhältnis bei der Bewegung des Stiftes vom äußeren Durchmesser zum inneren Durchmesser des Kreisrings kleiner. Dieses Verhältnis ist genau 1/2, wenn sich der Stift genau in der Mitte des Kreisrings befindet. In dieser Ausführungsart ist das TES unabhängig von der Plattengeschwindigkeit, da das TES das Verhältnis von zwei von derselben Zeitmesslinie gemessenen Zeitintervallen ist. In jeder der in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten verschiedenen Gruppen von Zeitmesslinien gibt es mindestens zwei Zeitmesslinien, von denen mindestens eine eine nicht radiale Linie ist, die Richtungen der Datenspuren unter einem Winkel schneidet, der nicht senkrecht ist.
In dem Datenspeichersystem können i) die Spuren in radial voneinander getrennten Kreisringen zusammengefasst werden, wobei jeder Spuren-Kreisring mehrere eigene Liniengruppen enthalten kann; ii) kann die Oberflächentopografie auf der Platte Kreisring-ID-Marken enthalten, wobei der Zeitmessschaltkreis eine Schaltung für die Dekodierung der ID-Marken zur Erkennung des Kreisrings enthält, in dem sich die Liniengruppen befinden; iii) kann der Zeitmessschaltkreis einen auf die dekodierten ID-Marken reagierenden Zeitrahmen enthalten, um ein Zeitrahmenfenster zu setzen, währenddessen das Detektieren der Liniengruppen erwartet werden kann; iv) kann der Zeitmessschaltkreis einen Taktgeber und einen Zähler zum Zählen der Zahl der Taktzyklen zwischen zwei Linien einer Gruppe enthalten; v) kann der Sensor ein Berührungssensor sein, der die Oberfläche des Datenträgers physisch berührt.
In dem Datenspeichersystem kann der Auslegerarm ein Auslegerarm aus Silicium mit einem Piezowiderstandsbereich sein und der Detektor für das Detektieren der Ablenkung des Auslegerarms kann eine Schaltung zur Messung des elektrischen Widerstands umfassen, der mit dem Piezowiderstandsbereich des Auslegerarms verbunden ist, um die durch die Ablenkung des Stiftes verursachten Widerstandsänderungen in dem Piezowiderstandsbereich zu messen. Die Erfindung umfasst auch eine Datenspeicherplatte, die ein Plattensubstrat mit einer aus einem Polymer-Material gebildeten Oberfläche umfasst, wobei die Oberfläche mehrere in Form von Oberflächenunebenheiten auf ihr eingeprägte Gruppen von Spurverfolgungslinien enthält, die in Abständen auf dem Umfang um die Datenspuren verteilt sind, wobei jede Gruppe von Spurverfolgungslinien mindestens zwei Linien umfasst, die sich über alle Spuren in dem Kreisring erstrecken, wobei mindestens eine der beiden Linien eine nicht radiale Linie ist.
Die Datenspeicherplatte kann eine Nur-Lese-Platte sein, bei der die Plattenoberfläche mindestens einen auf ihr eingeprägten Kreisring von radial untereinander getrennten Datenspuren aus Oberflächenunebenheiten aufweist, die maschinenlesbare Informationen darstellen, wobei die Oberflächenunebenheiten der Datenspuren zwischen den in Abständen auf dem Umfang verteilten Gruppen von Spurverfolgungslinien verteilt sind.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung im Detail dargestellt worden sind, sollte es klar sein, dass an der Erfindung innerhalb des in den Ansprüchen definierten Geltungsbereichs der Erfindung Abänderungen und Verbesserungen angebracht werden können.

Claims

1. AFM-Datenspeichersystem, das ein Datenspeichermedium 10 mit einer Spurverfolgungsservoanordnung aufweist, die den Stift 19 durch Überwachung von Marken in der Spur hält, die den Datenspuren zugeordnet und dadurch gekennzeichnet sind, dass die Marken auf der Oberfläche des Datenspeichermediums eingeprägte physische Störstellen umfassen, die sich entlang einer oder mehrerer Liniengruppen 70, 71, 72 erstrecken, wobei sich jede Gruppe über mindestens zwei Spuren 60, 61 hinweg erstreckt und jede Gruppe mindestens zwei nicht parallele Linien 70, 71 umfasst, von denen sich mindestens eine Linie 70 über die Spuren 60, 61 hinweg unter einem bezüglich der Richtung der Spuren nicht rechten Winkel erstreckt.

2. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, das weiterhin umfasst:

Datenspeichermedium 10, das eine auf ihm gebildete Oberflächentopografie 12 aufweist, die in mehreren voneinander getrennten Spuren 60, 61, 62 gebildete maschinenlesbare Informationen definiert, wobei die Oberflächentopografie des Mediums den Datenspuren zugeordnete Marken enthält;

einen Sensor 18 zum Einwirken auf das Speichermedium und zum vorwärts und rückwärts Ablenken für das Verfolgen der Oberflächentopografie, wenn das Speichermedium 10 relativ zum Sensor bewegt wird;

Mittel 14 zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Speichermedium 10 und dem Sensor;

ein mit dem Sensor 18 zum Halten des Sensors auf der Spur und zum Bewegen des Sensors von einer Spur zu einer anderen Spur verbundenes Stellglied 22;

einen Detektor 24 zum Detektieren von durch die Oberflächentopografie, einschließlich der Marken, verursachten Ablenkungen des Sensors 18 und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das für die Ablenkungen des Sensors 18 repräsentativ ist;

Zeitmessschaltkreis 290 für die Ermittlung des Zeitraums zwischen der Detektion der Linien 70, 71, 72 in einer Gruppe anhand des Ausgangssignals von Ablenkungsdetektor 24, wobei der Zeitmessschaltkreis Schaltungen für den Vergleich der ermittelten Zeitspanne mit der Zielzeitspanne und für die Erzeugung eines Spurverfolgungsfehlersignals enthält, das für die Differenz zwischen der ermittelten Zeitspanne und der Zielzeitspanne repräsentativ ist;

Spurverfolgungssteuerschaltkreis 31, der mit dem Stellglied verbunden ist und auf das Spurverfolgungsfehlersignal der Positionierung des Sensors 18 auf einer gewünschten Spur reagiert; und

Datendekodierschaltkreis (27) für den Empfang des Ausgangssignals vom Ablenkungsdetektor 24 und zum Konvertieren des Ausgangssignals in digitale Datensignale, die für die durch die Oberflächentopografie 12 auf dem Medium 10 gebildeten maschinenlesbaren Informationen repräsentativ sind.

3. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, das Folgendes umfasst:

Datenspeichermedium 10, das auf seiner Oberfläche mindestens einen Streifen radial voneinander getrennter Datenspuren 60, 61, 62 von Oberflächenunebenheiten 12, die maschinenlesbare Informationen repräsentieren, und den Datenspuren zugeordnete Spurverfolgungsmarken aufweist;

einen Motor 14 zum Drehen der Platte 10;

einen flexiblen Auslegerarm 23, der an seinem freien Ende einen Berührungsstift 19 zum Einwirken auf die und Berühren der Oberflächenunebenheiten 12 und Spurverfolgungsmarken auf der Platte während der Drehung der Platte 10 aufweist;

ein Stellglied 22, das mit dem Auslegerarm 23 zum Halten des Stiftes 19 auf der Datenspur und zum Bewegen des Stiftes von einer Datenspur zu einer anderen Datenspur verbunden ist;

einen Ablenkungsdetektor 24 des Auslegerarms für die Detektion von durch die Oberflächenunebenheiten 12 und Spurverfolgungslinien auf der Platte 10 verursachten Ablenkungen des Stiftes 19 und das Erzeugen eines Ausgangssignals, das für die Ablenkungen des Stiftes 19 repräsentativ ist;

einen Zeitmessschaltkreis für die Ermittlung der Zeitspanne zwischen der Detektion von Spurverfolgungslinien 70, 71, 72 in einer Gruppe anhand des Ausgangssignals von Ablenkungsdetektor 24, wobei der Zeitmessschaltkreis Schaltungen zum Vergleichen der ermittelten Zeitspanne mit einer Zielzeitspanne und zur Erzeugung eines Spurverfolgungsfehlersignals enthält, das für die Differenz zwischen der ermittelten Zeitspanne und der Zielzeitspanne repräsentativ ist;

einen Spurverfolgungssteuerschaltkreis 31, der mit dem Stellglied verbunden ist und auf das Spurverfolgungsfehlersignal zur Positionierung des Stiftes 19 auf einer gewünschten Datenspur reagiert; und

einen Datendekodierschaltkreis 27 für das Empfangen des Ausgangssignals vom Ablenkungsdetektor 24 und für das Konvertieren des Ausgangssignals in digitale Datensignale, die für die durch die Oberflächenunebenheiten 12 auf der Platte 10 gebildeten maschinenlesbaren Informationen repräsentativ sind.

4. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin das Medium eine Platte 10 ist, bei dem die Spuren generell radial voneinander getrennte Spuren sind, und bei dem die Gruppen von Linien 70, 71, 72 in Abständen auf dem Umfang der Spuren angeordnet sind.

5. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin die Spuren diskrete, im Allgemeinen konzentrische Spuren sind.

6. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin die Spuren im Allgemeinen spiralförmige Spuren sind.

7. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin die Mittel für die Bereitstellung einer Relativbewegung in einem mit der Platte 10 verbundenen Spindelmotor 14 bestehen und worin die Platte von dem Spindelmotor entfernt werden kann.

8. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin jede Liniengruppe aus drei auf dem Umfang benachbarten Linien 70, 71, 72 besteht, wobei die mittlere der drei Linien auf einem Radius der Platte angebracht ist.

9. Datenspeichersystem gemäß Anspruch 1, worin jede Liniengruppe aus drei auf dem Umfang benachbarten Linien 70, 71, 72 besteht, wobei die mittlere Linie 71 der drei Linien eine nicht radiale Linie und die beiden anderen Linien radiale Linien sind.

10. Nur-Lese-Datenspeicherplatte zur Verwendung in dem System gemäß Anspruch 1, die ein Plattensubstrat mit einer aus einem Polymer-Material geformten Oberfläche umfasst, wobei die Plattenoberfläche mindestens einen auf ihr eingeprägten Streifen von radial voneinander getrennten Datenspuren aus Oberflächenunebenheiten, die maschinenlesbare Informationen repräsentieren, und mehrere Gruppen von in Abständen auf dem Umfang der Datenspuren angebrachten Spurverfolgungslinien aufweist, wobei jede Gruppe von Spurverfolgungslinien in die Oberfläche der Platte eingeprägte physische Störungen umfasst, die sich entlang mindestens zweier nicht paralleler Linien erstrecken, die sich über alle Spuren in dem Streifen hinweg erstrecken, wobei mindestens eine der Linien eine nicht radiale Linie ist.