CN1241192C - 用于光盘的薄膜沉积方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于本发明的光盘的薄膜沉积方法,其包括步骤(a):把光盘基板传送至真空室;步骤(b):把光盘基板相对目标靶放置,所述目标靶包括薄膜形成材料,目标靶被设置在真空室中,和步骤(c):通过使用目标靶的溅射方法在光学基板上形成预定的薄膜,光盘基板被固定,在它的轴上旋转或回转。当目标靶具有a的半径并且光盘基板具有D的半径时,满足a>2×D。利用这种构造,形成具有高密度的光盘均匀的薄膜是可能的。
Description
技术领域
本发明涉及一种,例如,通过使用在真空下产生等离子并进行溅射的溅射装置在光盘上沉积薄膜的方法。
背景技术
使用溅射方法的薄膜沉积方法是通过在真空下引入溅射气体并把高压施加于目标靶上产生溅射气体的等离子,并在目标靶上进行溅射以沉积一层薄膜的技术。由于高的薄膜沉积速度和薄膜的高质量,这种方法已广泛地用于制造光学记录介质、半导体设备、液晶显示器等。
而且,通过把永磁体或电磁体放在目标靶的附近的磁控管溅射方法,等离子体的密度能够在溅射气体中增加,进而增加薄膜沉积速度。
此外,在本说明书中,术语“光学记录介质”意思是(1)作为具有层压在光盘基板上的多层的成品的光盘,(2)在光盘上形成的记录膜,(3)用于记录膜等的薄膜材料。
这种溅射方法根据施加电压的种类广泛地分为使用高频电源的RF溅射方法和使用直流电源的DC溅射方法。作为在导电材料上的一种溅射方法,DC溅射方法受到了注意,因为它能够使用不昂贵的电源,薄膜沉积速度高,并且在基板上温度增加较小。
而且,在DC溅射中,也进行反应溅射方法,在此方法中,反应气体与溅射气体一起被引入真空薄膜沉积室以形成薄膜。
对构成光学记录介质的薄膜的沉积方法,主要使用溅射设备,其中光盘基板被固定以静止地与目标靶的前面相对,或光盘与目标靶相对的同时在它的轴上旋转。图27说明了光盘记录介质的薄膜的传统沉积装置(例如,参照作为现有技术文件的日本专利公开No.2000-353343)的实例。
在图27中,真空薄膜沉积室801包括溅射气体引入端口802和真空泵813的真空抽气端口812。
另外,在真空薄膜沉积室801中,放置有溅射阴极804和与溅射阴极804相对的基板保持器806。基板保持器806通过在背部的传送机构805支撑,并且构造成传输至另一个真空薄膜沉淀室或真空薄膜沉淀室的外面。
用于光学记录介质的薄膜沉淀的目标靶807放置在溅射阴极804上,磁体803放置在目标靶807的背部以在目标靶807的表面上产生磁场。而且,用于光学记录介质的薄膜沉积的光盘基板808放置在与目标靶相对的基板保持器806上。
而且,溅射阴极804连接至在真空薄膜沉积室801外部的直流电源816并且构造成对直流电电源响应而进行磁控管溅射。
另外,闸板811放置在基板保持器806和放在溅射阴极804上的目标靶807之间。当光学记录介质的记录膜没有沉积在光盘基板808上时,在目标靶807和光盘基板808之间进行屏蔽,仅当进行光学记录介质的薄膜沉积时,闸板811被移动以便能够进行薄膜沉积。
在如此构造的溅射设备的运行中,溅射气体(例如氩气)通过溅射气体引入端口802被引入真空薄膜沉积室801,通过真空抽气端口812进行抽气,控制引入的气体的量和抽气速度,从而真空薄膜沉积室801内的压力保持在0.1Pa和1Pa之间的任意值。
以这种方式,在真空薄膜沉积室801的内部保持预定的压力之后,直流电从直流电源816供应至放置在溅射阴极804上的目标靶807上,从而产生DC放电。在这种状态下,移动闸板811。结果,闸板811从屏蔽光盘基板808和目标靶807的位置分离。然后,目标靶材料的光学记录介质薄膜在光盘基板上沉积。
在这种过程中,除了放置并保持在基板保持器806上的掩膜外,光学记录介质薄膜沉积在绝缘体的塑料基板808的一部分上。
在完成此过程和停止由溅射引起的放电或通过关闭闸板811而保持低的放电之后,基板保持器806通过传送机构805从与目标靶相对的位置分离,并且通过连接至真空薄膜沉积室801上的传送真空室814而被传送至另一个真空薄膜沉积室。
然而,在如此构造的传统溅射设备中,由于基板一个接一个地被传送或在短时间内一次传送多个,并且薄膜在其上沉积,因此不能形成高密度记录膜。即,存在这样的问题:当形成高密度记录膜时,需要足够的真空度,然而,如果使用这样的传统系统,不可能花足够的时间来真空抽气,进而不可能形成高密度记录膜。
同时,已知道一种构造,为了获得足够的时间真空抽气,其包括脱气室,所述脱气室连接至加载/卸载室。然而在这种构造中,存在一种问题,即,为了防止外部空气氧化薄膜,加载机构和卸载机变得复杂,导致较长的传送时间。因此,不可能在短的间歇时间产生光盘基板(第一问题)。
而且,为了获得光学记录介质的较高密度,增加密度的技术是必要的,所述技术采用使用多层记录膜的磁感应超分辨率技术。为了获得高密度,防止在多层记录膜之间的界面氧化而改变磁性能并确保在盘中的记录膜的均匀性能是重要的。在传统设备中,不可能获得需要高密度的均匀记录膜(第二问题)。
发明内容
考虑到上述传统溅射设备的第二问题,本发明的目的是提供一种用于光盘的薄膜沉积方法,使得记录膜能够比传统技术更均匀。
本发明的第一方面是提供一种用于光盘的薄膜沉积方法,包括:
步骤(a):把光盘基板(例如标号508)传送至真空室内(例如,标号51);
步骤(b):把光盘基板(例如标号508)与包括薄膜形成材料的目标靶(例如,标号507)相对放置,所述目标靶设在真空室内;和
步骤(c):使用目标靶(例如标号507)通过溅射方法在光盘基板上形成预定的薄膜,光盘基板被固定,在轴上旋转或回转;
其中当目标靶具有半径a并且光盘基板具有半径D时,满足a>2×D。
本发明的第二方面是根据本发明第一方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中当目标靶(例如标号507)和光盘基板(例如,标号508)之间的距离是h时,满足a<D+h。
本发明的第三方面是根据本发明第二方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中当目标靶和光盘基板之间的距离是h时,满足h>30mm。
本发明的第四方面是根据本发明的第一方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中在步骤(c)中,为了形成光盘的记录层(例如标号407),预定薄膜被层压作为精细的分层结构。
利用这种构造,即使在使用溅射设备的制造方法的情况下,所述溅射设备的结构静止地或旋转地相对,记录膜能够通过使用多层结构而增加密度,可以获得制造具有高质量和均匀性的光盘记录介质的记录膜的方法。
本发明的第五方面是根据本发明的第四方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中层压为精细分层结构的每一层具有等于或小于磁畴壁宽度的厚度,或具有单位原子级的厚度。
本发明的第六方面是根据本发明的第四方面的光盘沉积方法,其中在步骤(c)中,记录膜的薄膜结构通过使用直流电源对目标靶交替地重复导电和不导电而形成精细分层结构。
本发明的第七方面是根据本发明的第四方面的光盘沉积方法,其中在步骤(c)中,当光盘基板在它的轴上回转或旋转时,薄膜形成,并且在光盘基板上的薄膜形成区域完全或部分通过使用屏蔽元件(例如,标号611)与回转或旋转的旋转周期同步地被屏蔽,所述屏蔽元件放置在光盘基板和目标靶之间。
本发明的第八方面是根据本发明的第七方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中屏蔽元件是由金属形成的屏蔽板,并且直流负电压施加于连接目标靶的阴极电极。
利用这种构造,即使在使用溅射设备的制造方法的情况下,所述溅射设备的结构静止地或旋转地相对,获得制造记录膜的方法是可能的,由此能够通过使用多层结构的记录膜形成能够记录用于高密度记录的精细磁畴的记录膜。
本发明的第九方面是根据本发明的第八方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中屏蔽板在光盘基板上屏蔽50%或更多的薄膜形成区域。
本发明的第十方面是根据本发明的第七方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中回转或旋转光盘基板在回转数量上是100rpm或更大。
本发明的第十一方面是根据本发明的第四方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中设有多个真空室,且设置在真空室之间的传送光盘的步骤(d),和
当光盘通过一些或所有的真空室时,在步骤(c)终形成层压在精细分层结构中的磁层。
本发明的第十二方面是根据本发明的第十一方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中放置在多个真空室的每一个中的目标靶具有相同的材料或成分。
本发明的第十三方面是根据本发明的第十一方面的用于光盘的薄膜沉积方法,其中放置在多个真空室的每一个中的目标靶是通过组合不同成分获得的目标靶材料。
利用这种构造,例如,在记录膜的沉积过程中,即使当间歇时间被加速,稳定地形成光学记录介质的多层结构的记录膜,获取高质量的光学记录介质和获取在内表面方向上具有均匀特性的记录膜也是可能的。而且,当从光盘基板中脱气的时间被缩短以加速记录膜的制造时,不增加薄膜沉积时间和传送时间通过稳定的溅射也能够降低氧气进入记录膜的数量和使薄膜生长,因此获得均匀的光学记录介质及其制造方法。
附图说明
图1是根据本发明的光学记录介质的盘构造的截面图;
图2(a)是光学记录介质的盘横截面图,所述光学记录介质说明DWDD系统的再现原理;
图2(b)是在再现操作过程中相对于光学记录介质的位置的介质中温度分布的特性曲线;
图2(c)是说明再现层中磁畴的能量密度的特性曲线;
图2(d)是说明在再现层中移动磁畴的力的特性曲线;
图3是说明根据本发明实施方案1和2的溅射设备的结构框图;
图4是说明根据本发明实施方案的真空薄膜沉积室的结构截面图;
图5是说明当本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动被用于进行高密度记录和再现时,光盘的标记长度对载波电平的相关性的特性曲线;
图6是说明根据本发明实施方案3和5的溅射设备的结构框图;
图7是说明用于蚀刻的真空薄膜沉积室的结构截面图,所述沉积室包括根据本发明实施方案的溅射设备的离子枪;
图8(a)是说明根据本发明实施方案的光盘基板的槽形的结构截面图;
图8(b)是说明传统光盘基板的槽形的结构截面图;
图9是说明根据本发明的实施方案4、7和8的溅射设备的结构方框图;
图10是说明根据本发明实施方案4的光学记录介质的盘构造的截面图;
图11是说明根据本发明的实施方案5、6和8的光学记录介质的盘构造的截面图;
图12是说明根据本发明的实施方案5的溅射设备的真空薄膜沉积室的结构横截面图;
图13(a)是说明根据本发明实施方案的真空薄膜沉积室的横截面结构图;
图13(b)是说明根据本发明实施方案的溅射设备的真空薄膜沉积室的平面结构曲线;
图14(a)是说明在根据本发明实施方案的溅射设备中薄膜沉积过程中溅射微粒的状态的曲线;
图14(b)是说明在传统溅射设备中薄膜沉积过程中溅射微粒的状态的曲线;
图15是说明当通过使用在本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动而进行高密度的记录和再现时,CNR对光盘的再现功率的相关性的特性曲线;
图16是说明根据本发明的实施方案6的溅射设备的结构方框图;
图17(a)是说明根据本发明的实施方案6的溅射设备中的真空薄膜沉积室的截面结构曲线;
图17(b)是说明再实施方案6的溅射设备中目标靶和光盘的构造的曲线;
图18是说明根据本发明的实施方案6的光学记录介质的记录膜上磁化状态的截面示意图;
图19是说明当通过使用在本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动而进行高密度的记录和再现时,CNR对光盘的记录功率的相关性的特性曲线;
图20(a)是说明当通过使用在本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动而进行高密度的记录和再现时,在光盘的圆周方向上载波电平的分布曲线;
图20(b)是说明当通过使用在本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动而进行高密度的记录和再现时,在光盘的径向上载波电平的分布特性曲线;
图21是说明根据本发明的实施方案7的光学记录介质的盘构造的截面图;
图22是说明当通过使用在本发明的磁-光记录介质中的磁畴壁的移动而进行高密度的记录和再现时,CNR与光盘的记录磁场的调制强度的相关性的特性曲线;
图23是光学记录介质的盘截面图,其说明MAMMOS系统的再现原理;
图24是说明在光盘的径向上跳动的分布的特性曲线;
图25是说明当目标靶直径/盘直径的比率以及目标靶和基板之间的距离变化时盘上的跳动变化量的特性曲线;
图26是说明在实施方案6的溅射设备中的薄膜沉积过程中溅射微粒状态的曲线;和
图27是说明传统溅射设备的真空薄膜沉积室的截面结构曲线。
(符号说明)
1、41、101 脱气室
2、42、102 密封室
3、43、103 薄膜沉积溅射室
4、44、104 加载室
5、45、105 卸载室
7、107 基板加热机构
10、50、110 加载/卸载室
11-17 真空薄膜沉积室
51-59 真空薄膜沉积室
111-123 真空薄膜沉积室
20、60、130 真空传送室
21 溅射气体引入端口
23 磁体
25 阴极电极
26 基板保持器
27 目标靶
28 光盘基板
29 直流电源
31 闸板
24 抽气端口
22、33 真空泵
135 离子枪
20、60、130 真空传送室
201、301、401 光盘基板
202、302、402 介电层
203、303、403 再现层
304、404 第二再现层
204、305、405 控制层
205、306、406 中间层
206、307、407 记录层
207、308、408 记录辅助层
208、309、409 介电层
209、310、410 保护层
411 滑动的涂层
412 吸热层
607 目标靶
608 光盘基板
611 屏蔽板
具体实施方式
根据附图下面将说明解决第一问题和/或第二问题的本发明的实施方案。
(实施方案1)
下面将根据本发明的一个实施方案说明光学记录介质的构造(光盘)。
图1是说明根据实施方案1的光学记录介质的构造的截面图。
如图1所示,在光盘基板201上,记录膜通过介电层202形成,所述介电层202由SiN形成。这里,记录膜由再现层203、控制层204、中间层205、记录层206和记录辅助层207组成,所述再现层203由GdFeCoCr形成,所述控制层204由TbFeCo形成,所述中间层205由TbFeCr形成,所述记录层206由TbFeCoCr形成,所述记录辅助层207由GdFeCoCr形成。记录膜制有四个磁薄膜。然后,在记录过程中记录的信号通过中间层和控制层传输至再现层。
另外,由SiN形成的介电层208层压于记录膜上并且在其上形成保护层209。
在记录膜中,信号的再现过程中,由TbFeCoCr形成的记录层的记录磁畴通过中间层磁耦合并传输至再现层,并且用于再现的光点上的再现层被磁畴的移动而被扩展和再现,因为当记录层温度增加时中间层达到居里温度并且因为再现层在等于或高于居里温度的温度范围磁畴壁矫顽力较小。
因此,在记录磁层中,即使在等于或小于光点限制的较小的记录畴上也能够进行再现。
在根据本实施方案的光学记录介质的构造中,GdFeCoCr形成的再现磁薄膜203,TbFeCo形成的控制层204,由TbFeCr形成的中间层205,TbFeCoCr形成的记录磁薄膜206,和由GdFeCoCr形成的记录辅助层207顺序层压。当进行沉积时,相应于各自成分的目标靶设在图3中的分离的真空薄膜沉积室11至17内。光盘基板与每一个目标靶相对,当光盘基板在它的轴上旋转时薄膜顺次地形成。
根据本发明的实施方案1如此构造而形成的磁-光记录介质可应用于磁-光记录介质,在所述磁-光记录介质中,成功地移动用于再现的、达到光束的磁畴壁并且检测磁畴壁的移动,以便能够进行高分辨率再现同时超出由再现的光波长和物镜的数字光圈决定的探测范围。
此外,由此层压的记录膜是畴壁位移探测的实例(以下缩写为DWDD),所述畴壁位移探测是通过使用磁畴壁的移动而增加再现信号振幅的方法。因此,如日本专利公开No.6-290496所述,只要具有大的界面饱和的磁矫顽力的磁层被用做记录层,此构造就可应用,具有较小的界面饱和的磁矫顽力的磁层被用做移动磁畴壁的再现层,具有相对低的居里温度的磁层被用做切换层,并且使用允许DWDD系统的磁薄膜。因此,本发明不限于上述薄膜构造。
下面将根据附图说明使用DWDD系统的磁-光记录介质的再现原理。
图2(a)是说明使用DWDD系统的磁-光记录介质的再现原理的磁-光记录介质的结构截面图。
如在盘上的记录膜的横截面所示,所述盘在基板201(图1)和介电层202上在图2(a)的A方向上旋转,介质具有由再现层702、中间层703、和记录层704三层组成的记录膜。而且,形成保护层和由紫外线固化树脂形成的保护涂层。此外,在图2(a)中,标号B表示激光束的移动方向。
具有较小磁畴壁矫顽力的磁薄膜材料用做再现层,具有低居里温度的磁薄膜用做中间层,并且即使具有较小畴直径的能够储存记录磁畴的磁薄膜用做记录层。
在这种构造中,磁-光记录介质的记录磁道之间的再现层形成防护频带等,以便形成包括未关闭的磁畴壁的磁畴结构。
如图2(a)所示,信息信号作为记录磁畴704a形成,所述记录磁畴704a热磁地记录在记录层中。在没有在室温下用激光束点706照射的记录膜中,记录层704、中间层703和再现层702具有强烈的交换耦合。因此,当记录层的记录磁畴704a在再现层702中时被转移并形成。
如图2(a)和2(b)所示,在记录信号的再现过程中,盘旋转(图2)并且激光束的再现束点沿磁道发射。
在这一点上,记录层具有温度分布,所述温度分布实质上在光点的中心达到峰值(图2(b)),温度区域Ts存在于中间层达到居里温度Tc或更高温度的位置,交换耦合在再现层和记录层之间中断。
而且,当发射再现束时,由于在盘的旋转方向上的X轴方向存在磁畴壁能量密度δ的梯度,所以驱动磁畴壁1701的力F施加于在X轴上的位置X的每一个层内的磁畴壁上。在图2(a)的从右向左的箭头(由图2(a)的标号1702表示)表示力F施加在负方向上。
施加于记录膜的力F作用从而移动磁畴壁1701至较低磁畴壁能量δ(图2(a)和图2(d))。由于磁畴壁矫顽力是较小的并且在再现层中磁畴壁具有较大的移动性,在只有未关闭的磁畴壁的再现层中,磁畴壁被力F容易地移动。
因此,如虚线所示,再现层的磁畴壁1701立即移至具有较高温度和较低磁畴壁能量密度的区域。然后,当磁畴壁通过再现束点时,点内的再现层的磁化在光点的较宽区域内沿相同方向对齐。
结果,无论记录畴壁的尺寸大小,再现信号的振幅总是等于恒定的最大振幅。
然而,在根据DWDD系统进行高密度记录和再现的传统磁-光记录介质中,在盘内形成具有高均匀性和高质量的再现层、中间层和记录层同时在层压的记录层当中控制交换耦合是不可能的。
参照图3和4,下面将说明制造光记录介质的溅射设备,所述溅射设备是本发明的另一方面的实施方案。
如图3所示,作为本发明的另一方面的制造光记录介质的溅射设备由脱气室1、用于惰性气体的真空密封室2和薄膜沉积溅射室3组成。
脱气室这样构造以便基板通过加载室4进给到脱气室1,并通过用于光盘基板的卸载室5从脱气室1取出。薄膜沉积溅射室3由加载/卸载室10、多个真空薄膜沉积室11-17和真空传送室20组成,所述真空传送室20在真空沉积室之间传送基板。
在这种构造中,脱气室1的卸载室和薄膜沉积溅射室3的加载/卸载室10通过由惰性气体氮气填充的密封室2连接。
下面将说明用本发明的制造光学记录介质(光盘)的方法根据一个实施方案的溅射设备的制造过程。
此外,下面的说明不限制光盘半径D和目标靶半径a之间的关系和半径的分布距离之间的关系。
然而,能够通过满足上述的这些关系的下列条件能够获得更均匀的薄膜特性(例如,实施方案5和6等)。
首先,具有形成在其上的预凹陷(prepit)和凹槽的光盘基板被从在脱气室1的进给端口处的加载室4进给,并且当基板在脱气室中移动时,吸在光盘基板上的气体被去除。脱气的光盘基板在短时间内从脱气室的卸载室5通过用于惰性气体的密封室2移动,基板从加载/卸载室10被移动并传送至薄膜沉积溅射室3。
此外,传统溅射设备不包括用于惰性气体的密封室2。由于这个原因,如上所述,加载/卸载室的构造复杂以防止薄膜上的氧化。
在本发明中,如图3所示,密封室2的提供使得能够防止在薄膜上氧化和缩短间歇时间。
特别是在具有多层结构的高密度光盘的情况下,由氧气进入记录膜而引起的氧化己成为严重的问题。
然而,如上所述,在本发明中,使用惰性气体的密封室2的设置使得能够抑制或防止氧从空气中进入记录膜。
利用这种构造,获得优异记录膜特性的光盘是可能的。
随后,通过把光盘基板穿过抽气真空传送室20从加载/卸载室10移动至真空薄膜沉积室11而进行真空薄膜沉积室的移动(本发明的步骤(a)的实例)。
在这点上,从大气压下进行抽气之后,为了移动光盘基板,加载/卸载室10真空度降低,并且由于当光盘基板从加载/卸载室10移动时加载/卸载室10的影响,真空传送室20真空度暂时降低。
然而,当移动光盘基板时,传送室20进一步通过涡轮-分子泵抽气,然后光盘基板移至保持高真空度的真空薄膜沉积室11至17(本发明的步骤(d)的实例)。
这里,如图4所示,溅射设备的薄膜沉积室包括溅射气体引入端口21、涡轮-分子泵22和真空抽气端口24,所述真空抽气端口24通过使用油密封旋转真空泵33进行抽气。
另外,在真空薄膜沉积室11至17的每一个中,放置溅射阴极25和与溅射阴极25相对的基板保持器26(本发明的步骤(b)的实例)。基板保持器26用背部的传送机构32支撑,并且随后使用传送机构32以便通过真空抽气传送室20移至到另一个真空薄膜沉积室(本发明的步骤(d)的实例)。
此外,在记录膜在光盘基板上沉积之后,当光盘从设备中取出时,进行下面的操作:将光盘基板通过真空传送室20移至加载/卸载室10,将氮气引入加载/卸载室10,并且压力设在大气压下,将光盘基板传送至密封室并从薄膜沉积装置中取出,完成记录膜的薄膜沉积过程(本发明的步骤(c)的实例)并进入随后的过程。
真空薄膜沉积室11至17的每一个中,Si目标靶27安装在溅射阴极25上以沉积介电薄膜。在目标靶27的背部安放磁体23以便在目标靶27的表面产生磁场。
相似地,真空薄膜沉积室12至16的每一个中,记录膜目标靶28安装在溅射阴极25上以沉积记录膜。在目标靶28背部安放磁体23以便在目标靶28的表面产生磁场。
另外,溅射阴极25连接至真空薄膜沉积室11至17外部的直流电源29上以便把直流供给至阴极25。
闸板31放置在基板保持器26和目标靶27之间,所述目标靶27安放在溅射阴极25上。因此,当光学记录介质的薄膜不沉积在光盘基板28上时,在目标靶27和光盘基板28之间进行屏蔽是必要的,并且仅当沉积用于光学记录介质的薄膜时,移动闸板31以便允许沉积。
在由此构造的溅射设备的运行中,氩气和氮气通过溅射气体引入端口21被引入真空薄膜沉积室11,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入气体的量和抽气速度以便真空薄膜沉积室11中的压力保持在0.2Pa。
这样,真空薄膜沉积室11的内部保持在预定压力下之后,电能从连接的直流电源29供应至安装在溅射阴极25上的Si目标靶27上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成光盘基板上。
然后,光盘基板通过真空传送室20移动,氩气通过溅射气体引入端口21被引入真空薄膜沉积室12,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入的气体量和抽气速度,以便真空薄膜沉积室12内的压力保持在0.4Pa的压力。
这样,真空薄膜沉积室12的内部保持在预定压力之后,电能从连接的直流电源29供应至记录膜目标靶27上,所述记录膜目标靶27安装在溅射阴极25上,因此产生DC放电。
在这种状态下,在使用闸板31的构造中,移动闸板以打开屏蔽光盘基板28和目标靶27的位置,以便目标靶材料的光学记录介质薄膜通过SiN薄膜而沉积在光盘基板上。在此过程中,除了掩膜外,光学记录介质薄膜沉积在塑料基板28的一部分上,所述掩膜安装并固定在基板保持器26上。
在完成此过程之后,由溅射引起的放电停止或通过关闭闸板31保持低的放电功率,通过传送机构32把基板保持器26从与目标靶相对的位置移开,并通过真空传送室20传送至后继的真空薄膜沉积室13,所述真空传送室20连接至真空薄膜沉积室12。
这样,在与目标靶相对的位置上,真空薄膜沉积室11-17的每一个中,用于光学记录介质沉积的光盘基板28安装并固定在基板保持器26上并顺次通过真空薄膜沉积室移动以形成介电薄膜和记录膜。
这样,光学记录介质通过使用根据本实施方案的光学记录介质的制造设备而制造。
在此点上,在6秒的传送时间内,传送和移动记录层的每一个磁薄膜,调整溅射薄膜沉积速率以便在3秒的沉积时间内,沉积并顺次形成记录层,从而能够在10秒或更少的时间制造一个光学记录介质。
传统上,使用磁感应超分辨率以将记录膜中的信号传送至再现磁薄膜和再现信号的方法存在一个问题。即,当再现磁薄膜的特性被分布时,特别由于层压于多层结构中的记录膜的界面的特性,信号质量在再现过程中变得不均匀。
而且,当真空抽气时间增加以使记录磁薄膜的界面稳定时,缩短每一个盘的薄膜沉积时间是不可能的。
另外,当用于脱气的脱气室和薄膜沉积溅射室直接彼此连接时,虽然能够缩短脱气时间,但是从设备中取出盘的卸载机构变得复杂或要花费更长的时间来取出盘。在任何情况下,出现的严重问题在于记录膜的沉积时间稳定地缩短以增加生产率。
另一方面,通过惰性气体密封室2把光盘基板从本发明的脱气室1传送并移至薄膜沉积溅射室3并进给到设备中。因此,没有必要增加脱气和薄膜沉积时间也能够制造用于每一个光盘的记录膜。由于这个原因,在层压的记录磁薄膜之间获得稳定界面特性,进而得到优异的光学记录介质。
图5说明当信号通过调制磁场的强度而记录和再现同时在由此形成的磁-光记录介质上发射恒定的激光束时,再现信号的载波水平与标记长度的相关性的关系。如图5所示,可以理解,能够获得具有充分恒定的载波水平的再现信号,并且即使当标记长度是0.2μm或更小时,也能够进行高密度的记录和再现。
而且,当检测此点上的比特误差率的特性时,获得下面的结果:即使在160oe或更小的记录磁场的情况下,根据本发明实施方案的磁-光记录介质能够具有43dB的CNR和1×10-4或更小的比特误差率。也能够获得优异记录磁场的特性。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体室被传送进入薄膜溅射室,因此通过磁控管溅射能够得到磁-光记录介质,且具有缩短的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,薄膜沉积时间设为3秒,传送时间设为6秒,薄膜沉积等待时间设为1秒。由于此构造把35光盘基板传递至脱气室并且把基板移至薄膜沉积溅射室,脱气室等待时间设为350秒/每盘。利用这种构造,当脱气室内的等待时间设为300秒或更多时,能够获得相同或更大的效果,进而达到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
(实施方案2)
下面将说明根据实施方案2的磁-光记录介质和其制造方法。
实施方案2的磁-光记录介质具有如图1的相同构造。多个记录膜通过介电层形成在光盘基板上,介电层随后层压在记录膜上,而保护层形成在其上。
另外,如在实施方案1的情况下,下面参照图3和4将说明根据实施方案2的制造光学记录介质的溅射设备的构造。
如图3所示,如实施方案1,根据本发明另一方面的制造光学记录介质的溅射设备包括脱气室1、用于惰性气体的密封室2,和薄膜沉积溅射室3。
在这种构造中,除了加载室4和卸载室5外,本实施方案的脱气室1还包括用于基板的加热机构7,所述加热机构7使用红外线灯在脱气室1中加速真空脱气,所述加载室4和卸载室5把光盘基板进给到脱气室并从脱气室1取出。因此,加热和脱气能够在真空下在光盘基板上进行。
另外,薄膜沉积溅射室3由加载/卸载室10、多个真空薄膜沉积室11-17,和真空传送室20组成,所述真空传送室20用于在真空薄膜沉积室之间传送基板。这里,脱气室1的卸载室和薄膜沉积溅射室3的加载/卸载室10通过密封室2连接,所述密封室2充满作为惰性气体的氩气。
然后,下面将说明根据本发明的实施方案2的制造光学记录介质的溅射设备中的制造过程。
首先,具有形成在其上的预凹陷和凹槽的光盘基板被从在脱气室1的进给端口处的加载室4进给,并且当基板在脱气室内移动时,去除吸附在光盘基板上的气体。
这里,基板加热机构7安装在脱气室1内移动的某个中间点。在1KW下红外线灯进行照射4秒钟,从而光盘基板在真空下加热并加速从基板上气体的排放。基板通过惰性气体的密封室2在短时间内从脱气室的卸载室5移动,并从加载/卸载室10传送并移至薄膜沉积溅射室3。
随后,通过把光盘基板穿过抽气真空传送室20从加载/卸载室10移至真空薄膜沉积室11而进行到真空薄膜沉积室的移动。
在此点上,由于在从大气压下进行抽气之后,光盘基板从加载/卸载室移动,所以真空度是低的。当光盘基板从加载/卸载室移动时,传送基板的真空传送室20由于加载/卸载室的影响真空度暂时降低。
然而,在光盘基板的移动过程中,传送室20进一步被涡轮-分子泵抽气,然后,光盘基板移至真空薄膜沉积室11-17,所述真空薄膜沉积室11-17保持较高的真空度。
在这种情况下,在溅射真空薄膜沉积室的薄膜沉积过程与实施方案1的过程相同,并且省略其详细的说明。在记录膜在真空薄膜沉积室中被沉积之后,基板保持器26通过使用背部的传送机构32顺次通过真空抽气传送室20移至另一个真空薄膜沉积室。
在记录膜在光盘基板上沉积之后,当光盘从设备中取出时,光盘基板通过真空传送室20移至加载/卸载室10,氩气被引入加载/卸载室10,并且压力设在大气压。然后,光盘基板被移进密封室并从薄膜沉积装置中取出,以便完成记录膜的沉积过程并进入随后的过程。
在这种过程中,在溅射设备的真空薄膜沉积室11中,氩气和氮气通过溅射气体引入端口21被引入,并且控制通过真空抽气端口24的真空抽气泵的抽气速度,以便在真空薄膜沉积室11中的压力保持在0.3Pa。
这样,在真空薄膜沉积室11内部保持预定压力之后,电能从连接的直流电源29供应至Si目标靶27上,所述Si目标靶27安装在溅射阴极25上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。
然后,在真空薄膜沉积室12-16的每一个中,沉积光学记录介质的目标靶27安装在溅射阴极25上,并且通过将光盘基板顺次地移动通过真空室和传送室20而进行沉积。
在真空薄膜沉积室12中,氩气通过溅射气体引入端口21引入,通过真空泵经过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室12内的压力保持在0.6Pa。
这样,在真空薄膜沉积室12的内部保持在预定压力之后,电能从连接的直流电源29供应至记录膜目标靶27上,所述记录膜目标靶27安装在溅射阴极25上,以便产生DC放电。
结果,目标靶材料的光学记录介质薄膜通过SiN薄膜沉积在光盘基板上。在此过程中,除了安装并保持在基板保持器26上的掩膜外,光学记录介质薄膜顺次沉积在光盘基板28上的一部分上,所述光盘基板28由塑料形成。
另外,在真空薄膜沉积室17中,引入氩气和氮气,并且真空薄膜沉积室11内的压力保持在0.3Pa。其后,电能从直流电源29供应至Si目标靶27上,所述Si目标靶27安装在溅射阴极25上,通过电能产生DC放电,SiN薄膜通过Si的反应溅射形成在光盘基板上。
这样,在真空薄膜沉积室11-17中的每一个内与目标靶相对的位置上,用于光学记录介质沉积的光盘基板28安装并固定在基板保持器26上,随后在真空薄膜沉积室内移动基板,并沉积介电薄膜和记录膜。
如同本发明的实施方案1,通过使用这样的光学记录介质的制造设备制造的磁-光记录介质具有图1所示的磁-光记录介质的结构横截面图。
这里,本实施方案的光学记录介质具有通过介电层202形成在光盘基板201上的记录膜,所述介电层202由有50nm厚的SiN形成。
在这种构造中,记录膜由五个磁薄膜组成:再现层203、控制层204、中间层205、记录层206和记录辅助层207,所述再现层203由厚度为30nm的GdFeCoCr形成,所述控制层204由厚度20nm的TbFeCoCr形成,所述中间层205由厚度10nm的TbFe形成,所述记录层206由厚度为80nm的TbFeCo形成,所述记录辅助层207由20nm的GdFeCoCr形成。记录膜由五个磁薄膜薄膜形成。
然后,记录在记录层内的信号在结构上通过中间层和控制层传递至再现层。另外,溅射设备形成一个构造,在此构造中SiN介电层208层压在记录层上,厚度为60nm。保护层209通过旋涂施加在SiN介电层上,并通过紫外线固化树脂进行固化。
这里,当再现信号时,在记录膜上,TbFeCo记录层的记录磁畴磁耦合并通过中间层传输至再现层,并且用于再现的光点内的再现层通过磁畴壁的运动而被扩展和再现,因为中间层当记录膜温度增加时达到居里温度,并且因为在等于或高于居里温度的温度范围内再现层磁畴壁矫顽力较小。
因此,在记录磁层上,即使在等于或小于光点范围的小记录畴上也能够进行再现。
在此点上,记录膜的磁薄膜在5秒的传送时间内被传送和移动,并且调整溅射沉积速度以便顺次在3.5秒的沉积时间内沉积并形成记录层,因此一个光学记录层能够在10秒钟内制成。
传统上,使用磁感应高分辨率以便将记录层内的信号传送至再现磁薄膜和再现信号的方法存在一个问题。即,当再现磁薄膜的特性被分散时,特别因为层压于多层结构中的记录膜的界面的特性,再现过程中信号数量不均匀。
而且,当增加真空抽气时间以使记录磁薄膜的界面稳定时,缩短每一个盘的沉积时间是不可能的。
另外,当用于脱气的脱气室和薄膜沉积溅射室彼此直接连接时,虽然用于脱气的时间能够被缩短,但是从设备中取出盘的卸载机构变得复杂或要花更长的时间取出盘。在任何情况下,当记录膜的沉积时间被稳定地缩短以增加生产率时产生严重的问题。
另一方面,光盘基板从本发明的脱气室1通过密封室2被传送并移至薄膜沉积溅射室3,且被进给到设备中,所述密封室2充满作为惰性气体的氩气。在此点,通过在脱气室加热光盘基板,没必要增加脱气和薄膜沉积时间能够制造每一个光盘的记录膜。
然后,在层压的记录磁薄膜之间提供稳定的界面特性和它的分布,进而得到优异的光学记录介质。
实际上,在信号通过调制磁场强度同时发射恒定的激光束而记录在由此制造的磁-光记录介质的情况下,当检测记录和再现信号的特性和比特误差率的特性时,获得下面的结果:即使当记录磁场是180oe或更小时,根据本发明实施方案的磁-光记录介质能够具有44dB的CNR和1×10-4或更小的比特误差率。本发明实施方案的磁-光记录介质上的记录磁场的特性是优异的。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体密封室传送进入真空薄膜沉积室,因此磁-光记录介质能够通过磁控管溅射而获得,所述磁-光记录介质具有加速的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,薄膜沉积时间设为3.5秒,传送时间设为5秒,薄膜沉积等待时间设为1秒。由于脱气室包括基板加热机构,因此能够提高脱气对基板的效果。由于此构造把光盘基板分配并传递25至真空薄膜沉积室,即使当脱气室等待时间设为250秒/每盘时,对光盘基板也能够充分地进行脱气抽气。利用这种构造,当等待时间设为200秒或更多时,能够获得相同或更大的影响,进而得到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
另外,传统上,使用磁畴壁的运动来扩展转移至再现磁薄膜上的磁畴的方法中,由于转移的信号被再现同时磁畴壁被移动,所以再现过程中的信号质量由于再现磁薄膜特性的分布而变得不均匀,并且磁薄膜的界面上的特性发生变化。
另一方面,在此实施方案中,在形成记录层的再现磁薄膜的GdFeCoCr、形成中间磁薄膜的TbFe、和形成记录磁薄膜的TbFeCo的沉积过程中,相应于各个成分的目标靶设在分离的真空薄膜沉积室12-16内,并且光盘基板放在与目标靶相对的位置上,并且当在它的轴上旋转时成功地经受薄膜沉积。此外,能够对吸附在光盘基板上的气体充分地进行脱气。
由于这个原因,在根据本发明的实施方案2的光学记录介质中,即使当小记录畴通过移动磁畴壁被转移至再现磁薄膜并被再现时,由于具有移动的磁畴壁的薄膜特性,记录磁薄膜的信号能够稳定地转移和再现。
结果,在根据本发明的实施方案2的光学记录介质中,即使当用于再现信号的盘中的载波水平被分布在小记录畴中,所述小记录畴具有0.4μm的记录标记长度,在盘的一周上获得0.5dB或更小,或在径向上1dB或更小的优异信号振幅变化特性是可能的。
(实施方案3)
下面将根据附图说明实施方案3。
图6说明根据实施方案3的制造光学记录介质的溅射设备,所述溅射设备是本发明的另一方面。
如图6所示,根据本发明的另一方面的制造光学记录介质的溅射设备由脱气室41、用于惰性气体的密封室42和薄膜沉积溅射室43组成。
如图6所示,由于它的圆形真空脱气室,脱气室在所需要的空间内被减小,进给基板并通过光盘基板的加载室44和卸载室45传送至脱气室41。
另外,薄膜沉积溅射室43包括加载/卸载室50、多个溅射真空沉积室51-59,和在真空薄膜沉积室之间传送基板的真空传送室60。
此实施方案不同于上述实施方案主要在于真空脱气室的形状是圆的并且另外设置了第一真空薄膜沉积室51。此外,溅射真空薄膜沉积室52-59在结构上相似于图4的真空薄膜沉积室。
这里,脱气室41的卸载室和薄膜沉积溅射室43的加载/卸载室60通过密封室42连接,所述密封室42由惰性气体的氮气填充。
下面将说明用根据本发明的制造光学记录介质的方法,根据一个实施方案的溅射设备中的制造过程。
首先,在其上制有预凹陷和凹槽的光盘基板被从在脱气室41的进给端口的加载室44进给,当基板在圆的脱气室中移动时吸在光盘基板上的气体被去除。脱气的光盘基板在短时间内从脱气室的卸载室45通过惰性气体的密封室42移动,并且基板加载/卸载室60被传送至薄膜沉积溅射室43。
随后,通过把光盘基板从加载/卸载室50经抽气传送室60移至真空薄膜室51而进行到真空薄膜沉积室的移动。
在此点,在从大气压抽气之后,由于加载/卸载室移动光盘基板,真空度较低。当光盘基板从加载/卸载室移动时,传送基板的真空传送室60由于加载/卸载室的影响暂时在真空度上降低。
然而,光盘基板从加载/卸载室开始移动至传送室的时间不同于基板从用于溅射的真空薄膜沉积室开始移动至传送室的时间。光盘基板首先从加载/卸载室移动至传送室。
在本实施方案中,光盘基板从加载/卸载室开始移动至真空传送室,并且两秒钟后,基板从真空薄膜沉积室移动至真空传送室。
结果,当光盘基板从加载/卸载室移至传送室时,真空度暂时降低并且表示峰值压力。然而,通过传送室60的涡沦-分子泵立即进行抽气,并且光盘基板被移至真空薄膜沉积室51-59,所示真空薄膜沉积室51-59保持在较高的真空。
这里,如图7所示,真空薄膜沉积室51-59的真空薄膜沉积室51包括用于离子蚀刻的多源离子枪135。
另外,包括溅射气体引入端口131、涡轮-分子泵132、和进行抽气的真空抽气端口,所述抽气使用油-密封旋转真空泵133进行。
此外,光盘基板安装在基板保持器26上以便与离子枪135相对,并且基板保持器26通过使用背部的传送机构32经真空抽气传送室60被移至另一个真空薄膜沉积室。
此外,真空薄膜沉积室52-59在构造上相似于图4的构造,每一个都包括溅射气体引入端口21、涡轮-分子泵22和使用油-密封旋转真空泵33进行抽气的真空抽气端口24。
另外,在真空薄膜沉积室52-59的每一个中,放置溅射阴极25和与溅射阴极25相对的基板保持器26。基板保持器26用背部的传送薄膜沉积室支撑,并且通过使用传送机构32顺次通过真空抽气传送室60被移至另一个真空薄膜沉积室。
此外,当卸载光盘基板时,光盘基板通过传送真空室60被移至加载/卸载室50,氮气被引入加载/卸载室50,并且压力设在大气压下。因此,光盘基板被传送至密封室,光盘基板被从薄膜沉积装置中取出,并且完成记录膜的薄膜沉积过程,基板进入随后过程。
在真空薄膜沉积室53-57的每一个中,用于记录膜的合金目标靶27安装在溅射阴极25上以进行光学记录介质的沉积。在目标靶27的背部安放磁体23以便产生在目标靶27的表面上产生磁场。
相似地,在真空沉积室52、58和59中的每一个中,Si目标靶27安装在溅射阴极25上,并且在目标靶27的背部安放磁体23以便在目标靶27的表面上产生磁场。
而且,溅射阴极25在真空薄膜沉积室52-59的外部连接至直流电源29,并且直流电能被供应至阴极25。
另外,闸板31放置在基板保持器26和目标靶27之间,所述目标靶27安装在溅射阴极25上。当光学记录介质的薄膜在光盘基板28上没有被沉积,在目标靶27和光盘基板28之间进行屏蔽是必要的。仅当光学记录介质被沉积时,闸板31被移动以允许沉积。
在如此构造的溅射设备的运行中,氩气通过溅射气体引入端口131首先被引入真空薄膜沉积室51,通过抽气端口134进行抽气,并且控制引入的气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室51内的压力保持在0.1Pa。
这样,在真空薄膜沉积室51的内部保持预定的压力之后,300W的电能用1500V的电压施加于离子枪上。因此,产生氩离子并被从多源离子枪加速,而且发射离子于光盘基板上,以便聚碳酸酯的光盘基板的表面经受离子蚀刻。
氩气和氮气通过溅射引入端口21被引入随后的真空薄膜沉积室52,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室52的压力保持在0.2Pa。
这样,在真空薄膜沉积室52的内部保持在预定压力,电能从连接的直流电源29供应至Si目标靶27上,所述Si目标靶27安装在溅射阴极25上,DC放电通过电能产生,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。
然后,光盘基板通过真空传送室60移至随后的真空薄膜沉积室53,氩气通过溅射气体引入端口21被引入真空薄膜沉积室53,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入的气体的量和抽气速度,以便真空薄膜沉积室53的压力保持在0.6Pa。
这样,在真空薄膜沉积室53的内部保持预定压力之后,电能从连接的直流电源29供应至记录膜目标靶27上,所述记录膜目标靶27安装在溅射阴极25上,因此产生DC放电。
在这种状态下,在使用闸板31的构造中,闸板移动以打开屏蔽光盘基板28和目标靶27的位置,以便目标靶材料的光学记录介质薄膜通过SiN薄膜沉积在光盘基板上。在此过程中,除了掩膜外,光学记录介质薄膜沉积在一部分上,所述掩膜安装并固定在塑料基板28上的基板保持器26上。
在完成此过程且由溅射引起的放电停止或较小的放电电能通过关闭闸板31而被保持之后,基板保持器26被传送机构32从与目标靶27相对的位置移动并且通过传送真空室60传送至随后的真空薄膜沉积室53,所述传送真空室60连接至真空薄膜沉积室53。
这样,氩离子通过在真空薄膜沉积室51内的离子枪发射在光盘基板上之后,在真空薄膜沉积室52-59的每一个中,在与目标靶相对的位置上,安装用于光学记录介质的沉积的光盘基板28并把其固定在基板保持器26上,随后通过真空薄膜沉积室移动以得到沉积的介电薄膜和记录膜。
此外,在上述薄膜沉积过程中,由于光盘基板直接安放在与目标靶相对的位置上,用于保持光盘基板的基板保持器包括使用冷却水的冷却机构。
下面将说明磁-光记录介质的构造,所述构造通过使用这样的光学记录介质的制造设备而被制造。
与图1一样,在本实施方案的光学记录介质中,记录膜通过由SiN形成的介电层形成在光盘基板201上。
这里,记录膜由再现层、控形成、中间层、记录层和记录辅助层组成,所述再现层由GdFeCoCr形成,所述控形成由TbFeCoCr形成,所述中间层由TbFeCr形成,所述记录层由TbFeCoCr形成,所述记录辅助层由GdFeCoCr形成。记录层由五个磁薄膜形成。而且,记录在记录层中的信号通过中间层和控制层被转移至再现层。
而且,SiN介电层208层压在记录层上,保护层209形成在其上。
在这种构造中,当再现信号时,TbFeCoCr记录层的记录磁畴被磁耦合并通过中间层转移至再现层,并且用于再现的光点内的再现层通过磁畴壁的移动被扩展和再现,因为随着记录层温度增高,中间层达到居里温度并且因为在温度范围等于或高于居里温度时再现层磁畴壁矫顽力是小的。
因此,在再现磁层,即使在等于或小于光点的范围的较小的记录畴上也能够进行再现。
这里,根据本发明的实施方案3的磁-光记录介质的光盘基板具有如图8(a)所示的光盘基板的结构横截面图。
在将记录层中信号转移至再现磁层并使用再现层内的磁畴壁的移动以进行扩展和再现的方法中,当再现层中的磁畴壁稳定地移动时,此方法被光盘基板的凹槽形状所影响。如图8(b)的横截面所示,说明了传统的光盘基板225,由于在凹槽228的凹和凸部分的上边缘226和227导致不规则,在再现磁层中的磁畴壁的运动变得不稳定。
另一方面,如图8(a)所示,考虑在根据本发明实施方案的光盘基板211上的凹槽形状,凹槽223的边缘221和222通过氩离子蚀刻没有不规则而是圆的。由于这个原因,在把记录层中的信号转移至再现层并且使用再现层中的磁畴壁的移动而进行扩展和再现的方法中,由于通过磁畴壁的稳定移动能够形成再现磁畴,所以信号质量在再现过程中能够稳定。
如图8(a)所示,本实施方案的光盘记录介质构造成由形成再现层203的GdFeCoCr、形成控制层204的TbFeCoCr、形成中间磁层205的TbFeCr、形成记录磁层206的TbFeCoCr,和形成记录辅助层207的GdFeCoCr按这样的顺序通过SiN薄膜层压在用离子枪发射的氩离子照射的光盘基板211上。然后,在薄膜沉积过程中,相应于各个成分的目标靶设在分离真空薄膜沉积室53-57内,并且光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,并当在它的轴上被旋转时顺序经受沉积。
在此点上,记录层的各个磁薄膜在3.5秒的传送时间内被传送和移动,并且溅射薄膜沉积速度被调整以便顺次在5秒的沉积时间内沉积并形成记录层。另外,在此点上,用离子枪发射氩离子的时间调整在6秒,以便光盘记录介质能够在10秒钟内制造。
传统上,在使用磁感应超分辨率(super-resolution)和使用再现层内的磁畴壁的移动来进行扩展和再现的方法中,当磁畴壁在再现层中稳定移动时,在磁薄膜的特性被分布的情况下,在再现过程中,特别由于在层压于多层结构的记录膜上界面特性,信号质量变得不均匀。
另外,当真空抽气时间增加以稳定化记录磁薄膜的界面时,缩短每一个盘的薄膜沉积时间是不可能的。
此外,当用于脱气的脱气室和真空薄膜沉积室彼此直接连接时,虽然脱气时间能够缩短,但是取出盘的卸载机构变得复杂并且要花费更长的时间取出盘。在任何情况下,严重的问题会出现于记录膜的沉积时间稳定地缩短以增加生产率的情况。
另一方面,光盘基板从本发明的脱气室41通过惰性气体密封室42被传送并移至薄膜沉积溅射室43,并进给到设备中。
在此点上,光盘基板通过在第一真空薄膜沉积室51中的离子枪经受表面处理,以便能够抑制从基板脱气时的变化引起的不均匀。因此,没必要增加脱气和薄膜沉积时间而稳定磁薄膜的磁性能是可能的。
结果,能够对每一个光盘形成记录膜,在层压的记录磁薄膜之间达到稳定的界面特性,进而实现优异的光学记录介质。
将记录层中的信号转移至再现磁层并使用再现层内磁畴壁的移动进行扩展和再现的方法中,当再现层中的磁畴壁稳定地移动时,光盘基板的凹槽边缘被不规则所影响。如图8(a)所示,考虑根据本发明实施方案的光盘基板的凹槽形状,凹槽的边缘成圆形且具有较小的或没有不规则。由于这个原因,在将记录层中的信号转移至再现磁层并使用再现层内磁畴壁的移动以进行扩展和再现的方法中,能够通过磁畴壁的稳定移动形成再现磁畴。因此,稳定信号质量,缩短每一个盘的薄膜沉积时间并确保高的生成率是可能的。
实际上,在如此制造的磁-光记录介质中,当通过调制磁场强度同时发射恒定的激光束而记录信号并且检测记录和再现信号的特性及比特误差率的特性时,可获得下面的结果:即使在170oe或更小的记录磁场的情况下,根据本发明实施方案的磁-光记录介质也能够具有44.5dB的CNR和1×10-4或更小的比特误差率。记录磁场的特性被证明是优异的。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体室被传送进入真空薄膜沉积室,并且在光盘基板的表面上进行离子蚀刻之后,通过磁控管进行沉积,以便磁-光记录介质能够获得加速的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,离子蚀刻时间设为6秒,薄膜沉积时间设为5秒,传送时间设为3秒,薄膜沉积等待时间设为1秒。由于此构造把20个光盘基板传递至脱气室并且把基板移至薄膜沉积溅射室,脱气室等待时间设为200秒/每盘。利用这种构造,当等待时间设为200秒或更多时,能够获得相同或更大的影响,由此得到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
(实施方案4)
参照附图,下面将说明根据本发明的实施方案4的制造光学记录介质的方法。
图9示出了根据本发明的实施方案4的制造光学记录介质的溅射设备。如图9所示,本发明的制造光学记录介质的溅射设备由脱气室101、用于惰性气体的密封室102和薄膜沉积溅射室103组成。
如图9所示,由于圆形容积的真空脱气室,脱气室需要的空间降低。基板被进给并通过光盘基板的加载室104和卸载室105被传送至脱气室101。另外,设置使用红外灯的加热机构107,以在脱气室1内进行真空脱气,由此在真空下能够在光盘基板上加热和脱气。
此外,薄膜沉积溅射室103由加载/卸载室110、多个溅射真空沉积室111-123,和在真空薄膜沉积室之间传送基板的真空传送室130。第四真空薄膜沉积室114包括离子枪,以代替用于溅射的阴极。
在此构造中,脱气室101的卸载室和薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110通过密封室102连接,所述密封室102由惰性气体填充。
另外,脱气室101的加载室104连接至盘供应装置106。在薄膜沉积之前,存储在盘供应装置106内的光盘基板被从盘供应装置106传送至脱气室101的加载室104。
此外,薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110连接至盘储存装置108。薄膜沉积磁-光记录介质被从薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110传送,然后,记录介质移至盘储存装置108并针对每一个盘的情况被分离之后储存。
其次,下面将描述通过根据本发明的实施方案4的制造光学记录介质的方法由溅射设备进行制造的过程。
首先,在其上制有预凹陷和凹槽的光盘基板被从盘供应装置106进给到脱气室101的进给端口处的加载室104,当基板在圆的脱气室中移动时吸在光盘基板上的气体被去除。
在这种构造中,基板加热机构107安装在脱气室101的移动的某个中间点上。通过0.8KW的红外线灯照射6秒,以便光盘基板在真空下被加热,并加速基板的气体排放。通过用于惰性气体的密封室102在短时间内从脱气室的卸载室105移动基板,并把基板传送并移至加载/卸载室110的薄膜沉积溅射室103。
随后,通过把光盘基板从加载/卸载室110经抽气传送室130移至真空薄膜室111而进行真空薄膜沉积室的移动。
在此点上,由于在从大气压抽气之后,光盘基板被从加载/卸载室移动,所以真空度是低的。当光盘基板从加载/卸载室移动时,用于传送基板的真空传送室130由于加载/卸载室的影响真空度暂时降低。
然而,在光盘基板的移动过程中,传送室130进一步被涡轮-分子泵抽气,然后,光盘基板移至真空薄膜沉积室111-123,所述真空薄膜沉积室111-123保持在较高的真空度。
如图7所示,在此构造中,真空薄膜沉积室114包括用于离子蚀刻的离子枪135、溅射气体引入端口131、抽气涡轮-分子泵132和使用油封旋转真空泵133进行真空抽气的真空抽气端口134。
而且,光盘基板28安装在基板保持器26上以便与离子枪相对,并且基板保持器26通过使用在背部的传送机构32而通过真空抽气传送室130被移动至另一个真空薄膜沉积室。
另外,另一个真空薄膜沉积室111-113和115-123的每一个包括溅射气体引入端口21、涡轮-分子泵22、和使用油封旋转真空泵33进行抽气的真空抽气端口24。
此外,在真空薄膜沉积室中放置溅射阴极25和与溅射阴极25相对的基板保持器26。基板保持器26用背部的传送机构32支撑,并且随后通过真空抽气传送室20使用传送机构32被移至到另一个真空薄膜沉积室。
而且,在记录膜在光盘基板上沉积之后,当光盘从设备中取出时,通过真空传送室130光盘基板被移至加载/卸载室110,氮气被引入加载/卸载室110,并且压力设在大气压下。此后,光盘基板被传送至密封室并从薄膜沉积装置中取出,完成记录膜的薄膜沉积过程,并进入随后的过程。
真空薄膜沉积室115至121的每一个中,目标靶27安装在溅射阴极25上以沉积光学记录膜。在目标靶27的背部,安放磁体23以便在目标靶27的表面产生磁场。
相似地,真空薄膜沉积室111、112、113、122和123的每一个中,沉积介电薄膜的Si目标靶27安装在溅射阴极25上。相似地,在Si目标靶28的背部安放磁体23以便在目标靶27的表面产生磁场。
另外,溅射阴极25连接至真空薄膜沉积室外部的直流电源29以便供应直流电能至阴极25。此外,闸板31放置在基板保持器26和目标靶27之间,所述目标靶27安放在溅射阴极25上。当光学记录介质的薄膜不沉积在光盘基板28上时,在目标靶27和光盘基板28之间进行屏蔽是必要的,并且仅当沉积光学记录介质薄膜时,闸板31被移动以便允许沉积。
在如此构造的溅射设备的运行中,首先,氩气和氮气通过溅射气体引入端口21被引入真空薄膜沉积室111,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入气体的量和抽气速度以便在真空薄膜沉积室111中的压力保持在0.4Pa。
这样,真空薄膜沉积室111的内部保持在预定压力下之后,电能从连接的直流电源29供应至安装在溅射阴极25上的Si目标靶27上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。在真空薄膜沉积室112和113中,为了缩短SiN的薄膜沉积时间,SiN薄膜在相同条件下沉积。
基板通过传送室130被移向随后的真空薄膜沉积室114。氩气通过溅射气体引入端口131被引入真空薄膜沉积室114,通过真空抽气端口134进行抽气,并且控制引入的气体量和抽气速度,以便真空薄膜沉积室114内的压力保持在0.08Pa的压力。
这样,真空薄膜沉积室114的内部保持在预定压力之后,将250W的电能供应至离子枪上,结果,氩气通过离子枪产生,离子被加速并发射至光盘基板上,并且在聚碳酸酯的光盘基板上的SiN薄膜经受离子蚀刻。
另外,通过传送室130光盘基板移向随后的真空薄膜沉积室115,氩气通过溅射气体引入端口121被引入真空薄膜沉积室115,通过真空抽气端口24进行抽气,并且控制引入的气体和抽气速度以便真空薄膜沉积室115的压力保持在1.2Pa。
这样,在真空薄膜沉积室115的内部保持在预定压力下之后,电能从连接的直流电源29供应至记录膜目标靶27上,所述记录膜目标靶27安装在溅射阴极25上,以便产生DC放电。
在这种状态下,在使用闸板31的构造中,闸板被移动以打开屏蔽光盘基板28和目标靶27的位置,以便目标靶材料的光学记录介质薄膜沉积在SiN薄膜上,所述SiN薄膜已在光盘基板上经受了离子蚀刻。
在此过程中,光学记录介质薄膜沉积在塑料基板28的一部分上,而不沉积在掩膜上,所述掩膜安装并固定在基板保持器26上。
在完成此过程,且由溅射引起的放电停止或通过关闭闸板31保持低的放电电能之后,通过传送机构32把基板保持器26从与目标靶相对的位置移动,并通过真空传送室115传送至随后的真空薄膜沉积室116,所述真空传送室130连接至真空薄膜沉积室115。
这样,真空薄膜沉积室111、112和113的每一个中,沉积SiN介电薄膜之后,氩离子通过使用真空薄膜沉积室114内的离子枪而发射至SiN薄膜上。然后,在真空薄膜沉积室115-121的每一个中与目标靶相对的位置上,沉积光盘记录介质的光盘基板28安装并固定在基板保持器26上,顺次地移至真空薄膜沉积室中,并由此沉积记录膜。
并且,在真空薄膜沉积室122和123中,介电薄膜的SiN通过反应溅射而沉积。
此外,在上述薄膜沉积过程中,由于光盘基板直接放在与目标靶相对的位置上,固定光盘基板的基板保持器包括使用冷却水的冷却机构。
下面说明磁-光记录介质的构造,所述磁-光记录介质通过使用这样的光学记录介质的制造设备而制造。
图10是说明根据本发明实施方案的磁-光记录介质的构造的横截面图。
如图10所示,记录膜通过由SiN形成的介电层302形成在光盘基板301上。
这里,记录膜由再现层303、第二再现层304、控制层305、中间层306、记录层307和记录辅助层308组成,所述再现层303由GdFeCoAl形成,所述第二再现层304由GdFeAl,所述控制层305由TbFeCoAl形成,所述中间层306由TbFeCoAl形成,所述记录层307由TbFeCo形成,所述记录辅助层308由GdFeCoAl形成。记录膜由六个磁薄膜形成。然后,记录在记录层中的信号通过中间层和控制层被转移至再现层。
此外,由SiN形成的介电层309层压在记录层上,保护层310形成在其上。
在此点,蚀刻表面形成在介电层302的界面上,所述介电层302在再现层303的侧面由SiN形成。
在这种构造中,在信号的再现过程中,TbFeCo记录层的记录磁畴被磁耦合于再现层并通过中间层转移至再现层,并且在用于再现的光点内的再现层通过磁畴壁的移动被扩展和再现,因为随着记录层温度增高,中间层达到居里温度,并且因为在温度范围等于或高于居里温度时再现层磁畴壁矫顽力是小的。因此,在记录磁层,即使在等于或小于光点限制范围的较小记录畴上也能够进行再现。
在此点上,在本实施方案的光学记录介质上,蚀刻表面形成在介电层302的界面上,所述介电层302由在再现层303侧面的SiN形成,并且介质在表面上具有较小的不规则性。因此,稳定了磁畴壁的移动并且再现信号获得了优异的特性。
在根据本发明的光学记录介质的构造中,在通过离子枪把氩离子发射进入光盘基板上之后,形成再现磁层303的GdFeCoAl、形成第二再现磁层304的GdFeAl、形成控制层305的TbFeCoAl、形成中间磁层306的TbFeCoAl、形成记录磁层307的TbFeCo,和形成记录辅助层308的GdFeCoAl顺序地通过SiN薄膜层压。然后,在薄膜沉积过程中,相应于各个成分的目标靶设在分离的真空薄膜沉积室115-121内,并且光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,并当在它的轴上旋转时顺序地经受沉积。
在此点上,记录层的各个磁薄膜在4秒的传送时间内被传送和移动,并且溅射薄膜沉积速度被调整以便顺次在4.5秒的沉积时间内沉积并形成记录层。另外,在此点上,通过调节用离子枪发射的离子流,氩离子蚀刻的时间设在5秒,以便光盘记录介质能够在10秒钟或更少的时间内制造。
传统上,在使用磁感应超分辨率和使用再现层内的磁畴壁的移动来进行扩展和再现的方法中,当磁畴壁在再现层中稳定移动时,在磁薄膜的特性被分布的情况下,在再现过程中,特别由于层压成多层结构的记录膜界面的特性,信号质量变得不均匀。
另外,当真空抽气时间增加以稳定化记录磁薄膜的界面时,缩短每一个盘的薄膜沉积时间是不可能的。
此外,当用于脱气的脱气室和真空薄膜沉积室彼此直接连接时,虽然脱气时间能够缩短,但是取出盘的卸载机构变得复杂并且要花费更长的时间取出盘。在任何情况下,严重的问题会出现于记录膜的沉积时间稳定地缩短以增加生产率的情况下。
另一方面,光盘基板从本发明的脱气室101通过惰性气体密封室102被传送并移至薄膜沉积溅射室103,且被进给到设备中。
在此点上,在SiN薄膜沉积在光盘基板之后,光盘基板的SiN薄膜在真空薄膜沉积室114内经受表面处理,以便能够抑制基板脱气时的变化引起的不均匀并能够提高表面性能。因此,在没有必要增加脱气和薄膜沉积时间的情况下而稳定磁薄膜的磁性能是可能的。
结果,能够对每一个光盘制记录膜,在层压的记录磁薄膜之间提供稳定的界面特性,进而实现优异的光学记录介质。
此外,在将记录层中的信号转移至再现磁层并使用再现层内磁畴壁的移动以进行扩展和再现的方法中,当再现层中的磁畴壁稳定地移动时,由于再现层的薄膜沉积过程中表面状态的影响,再现磁薄膜的磁畴壁移动变得不稳定。
另一方面,如图10所示,考虑根据本发明实施方案的光学记录介质,在SiN介电薄膜沉积之后,在记录膜的沉积之前通过离子蚀刻能够获得均匀的状态,并且在将记录层中的信号转移至再现磁层并使用再现层内磁畴壁的移动以进行扩展和再现的方法,再现磁畴壁能够通过磁畴壁的稳定移动而实现。因此,再现过程中稳定信号质量是可能的。此外,缩短每一个盘的薄膜沉积时间并确保生产率是可能的。
实际上,在通过调制磁场强度同时发射恒定的激光束而将信号记录在如此制造的磁-光记录介质上的情况下,检测记录和再现信号和比特误差率的特性,可获得下面的结果:即使在150oe或更小的记录磁场的情况下,根据本发明实施方案的磁-光记录介质能够具有44.5dB的CNR和9×10-5或更小的比特误差率。记录磁场的特性被证明是优异的。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体室传送进入真空薄膜沉积室,并且在光盘基板的SiN薄膜的表面上进行离子蚀刻之后,通过磁控管进行沉积,以便磁-光记录介质能够获得加速的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,离子蚀刻时间设为5秒,薄膜沉积时间设为4.5秒,传送时间设为4秒,薄膜沉积等待时间设为1秒。由于此构造把25个光盘基板传递至脱气室并且把基板移至薄膜沉积溅射室,脱气室等待时间设为250秒/每盘。利用这种构造,当等待时间设为200秒或更多时,能够获得相同或更大的影响,进而达到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
本发明说明蚀刻仅在光盘基板或蚀刻仅在SiN薄膜的表面上进行。把蚀刻和调整各个蚀刻条件相混合的方法也是可应用的。
另外,上述实施方案说明与光盘基板28相对的目标靶27是一个。即使当具有相同成分或具有不同材料或成分的多个目标靶与光盘基板相对时,只要至少脱气室和薄膜沉积溅射室通过密封室彼此连接就能够获得相同的效果,所述密封室由惰性气体填充并且离子枪放置在真空薄膜沉积室。
(实施方案5)
下面将参照附图说明本发明的实施方案5。
图11是说明根据本发明的实施方案5的磁-光记录介质的构造的横截面图。
如图11所示,在光盘基板401上,由GdFeCo形成的再现层403、由GdFeCoCr形成的第二再现层404、由TbFeCoCr形成的控制层、和由TbFeCr形成的中间层406,其中每一个都是磁-光记录介质材料,被顺次经由SiN形成的介电层402形成。
另外,由TbFeCoCr形成的记录层407和由GdFeCoCr形成的记录辅助层408形成在其上,由SiN形成的中间介电层409层压其上,并且保护层410形成在其上。此外,滑动涂层411被应用并形成在保护层410上。
如实施方案1一样,根据使用磁畴壁的运动的磁畴扩展方法,增加和再现再现信号的方法用于由此形成的磁-光记录介质。
下面参照附图说明本发明的制造光学记录介质的方法。
本实施方案的制造光学记录介质的溅射设备包括九个真空薄膜沉积室,如图6所示的实施方案3。考虑根据此实施方案或本发明的制造光学记录介质的溅射设备的真空薄膜沉积室,提供图12所示的构造。基板和记录膜的目标靶之间的关系在图13(a)的横截面图和图13(b)的平面结构图所示。
如图12和13所示,溅射设备的真空薄膜沉积室51包括溅射气体引入端口和使用真空泵的真空抽气的真空抽气端口。
光盘基板508被传送至真空室51(本发明的步骤(a)的实例)。另外,在真空薄膜沉积室51中,放置溅射阴极504和与溅射阴极504的相对基板保持器506(本发明的步骤(b)的实例)。
基板保持器506用在背部的传送机构505支撑。当基板被传送至另一个真空薄膜沉积室时,使用传送机构并且基板通过连接至真空薄膜沉积室51的真空传送室514被传送至另一个真空薄膜沉积室。(本发明的步骤(d)的实例)。
薄膜-沉积光盘基板从真空传送室514被移至加载/卸载室并且取出至空气。
由磁-光记录介质材料形成的目标靶507安装在溅射阴极504上,并且磁体503放在目标靶507的背部以便在目标靶507的表面上产生磁场。
另外,沉积光学记录介质的光盘基板508安装在与目标靶相对的基板保持器506上。
这里,目标靶507具有63mm的半径而光盘基板508具有28mm的半径D,其中满足关系a>2×D。此外,目标靶和基板的距离是40mm。
在真空薄膜沉积室,闸板511放置在基板保持器506和目标靶507之间,所述目标靶507安装在溅射阴极504上。当光学记录介质没有沉积在光盘基板508上时,在目标靶507和光盘基板508之间进行屏蔽。仅当沉积光学记录介质时,闸板511被移动并打开以允许薄膜沉积。
在如此构造的溅射设备的操作中,溅射气体(例如氩气)通过溅射气体引入端口502被引入真空薄膜沉积室51,通过真空抽气端口512进行抽气,并控制引入气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室51内的压力保持在0.1Pa和10Pa之间的任意值。
这样,真空薄膜沉积室51的内部保持在预定压力下之后,电能从连接的直流电源509供应至安装在溅射阴极504上的目标靶507上,以便产生DC放电(本发明的步骤(c))。溅射阴极504连接至真空薄膜沉积室51的外部的直流电源509,并且供给阴极504的直流电源通过用于控制的计算机设定。
在根据本发明实施方案的磁-光记录介质中,如图11所示,再现层、第二再现层、控形成、中间层、记录层和记录辅助层都通过介电层而形成在光盘上。而且,介电层随后层压在记录膜上,保护层和滑动涂层形成在其上。
利用这种构造,从记录层转移至再现层的信号通过向上扩展转移磁畴至一个区域而再现,在所述区域中控制层和中间层达到居里温度或更高。因此在记录磁层中能够再现很小的记录畴。
然而,传统上,在使用磁畴壁的移动以扩展转移至再现层的磁畴的方法中,当再现磁薄膜的特性被分布时,转移的信号被再现同时磁畴壁移动。因此,再现过程中信号质量变得不均匀的。
在根据本实施方案的制造光学记录介质的方法中,目标靶的半径a和光盘基板的半径D满足关系:a>2×D。因此在光盘基板内的每一个记录膜具有均匀的磁性能,因为目标靶区域相对光盘基板的面积足够大。
并且,在本实施方案中,当相应与各个成分的目标靶放置在分离的真空薄膜沉积室中,并且光盘基板放置在与目标靶相对的位置上时,由GdFeCo形成的再现磁层403、由GdFeCoCr形成的第二再现磁层404、由TbFeCoCr形成的控制层405、TbFeCr形成的中间磁层406、TbFeCoCr形成的记录磁层407,和GdFeCoCr形成的记录辅助层408被顺序地沉积同时在它的轴上旋转。
在此点,当重复溅射排放的开/关时,具有厚度5nm的磁薄膜通过溅射层压为具有厚度20nm的中间层406,并且具有厚度5nm的磁薄膜通过溅射层压为具有厚度80nm的记录层407。
下面的解释说明与传统薄膜沉积方法的比较。如图14(b)所示,在传统通过系统的溅射设备中,如图14(b)中箭头所示,具有多个角度的溅射的微粒从目标靶760或通过介电层752形成在光盘基板751上。由于这个原因,在凹槽中,磁薄膜向上形成在其倾斜部分,且具有与在凹槽底部相同的特性。
在此点上,在光盘基板在其轴上回转和旋转的情况下(即,在它的轴上旋转时回转),在相同的目标靶上多次进行通过以便形成层压的状态并因此记录膜的磁各向异性趋于提高。
然而,在这样的传统构造中,由于光盘需要被回转并移动,所以降低了生产率。
同时,在本实施方案的薄膜沉积装置中,光盘基板401放置在与目标靶507相对的位置上,并且如上所述,建立D>2a的关系。因此,高生产率地形成具有均匀磁性能的薄膜是可能的。
然而,如图14(a)所示,由于薄膜沿一个方向直接形成在其它的上面,薄膜具有较大的内部应力,并且垂直于薄膜表面的磁各向异性趋于减少。这里,在光盘基板401上,凹槽431a和431b和脊面432a和432b形成在每一个记录磁道上。
因此,为了提高上面的趋势,除了上面的构造,本发明这样构造,即通过使用直流电源以交替地重复到目标靶的导电和非导电,至少记录层的薄膜结构形成为小的分层结构。
利用这种构造,在光盘基板上记录层被层压并沉积成小的层。层压的中间层和记录层使得即使在具有相对目标靶的薄膜沉积方法的情况下,获得足够的磁性能以进行高密度的记录和再现也是可能的。
此外,下面将说明将薄膜结构形成为较小的薄膜结构的另一个方法(图17(a)、图17(b)和图26)。
通过此方法,记录膜垂直于薄膜表面的磁各向异性增加,且能够进行高密度的记录。另外,能够降低薄膜的内部应力,因此能够获得优异的信号质量和可靠性。
实际上,在本实施方案的磁-光记录介质中,当制造中间层406和记录层407时,通过DC溅射以层压的方式进行5nm的沉积。图15说明了当如此制造的磁-光记录介质的再现功率变化时,信号的再现过程中载波的特性。如图15的实线所示,发现在本发明的磁-光记录介质中,具有0.2μm的标记长度的信号能够获得43db的CNR,并且当再现功率范围为±10%或更高时,再现信号没有被降低。另外,即使对于虚线表示的0.1μm的标记长度,39dB的CNR也获得优异的记录和再现信号的特性。
假设因为通过本实施方案的制造方法形成的中间层406和记录层407层压成具有周期性的精细结构,由于记录膜的不均匀磁畴结构,销住更少可能在磁畴壁上发生,当信号被记录时即使在较小的记录磁畴上也能形成稳定地记录畴,并且当信号被再现时,转移能够稳定地从记录层407进行至再现层403。
这样,在本发明的磁-光记录介质和制造方法中,周期性地层压为精细层压结构的记录膜使得实现优异的磁-光记录介质成为可能。
(实施方案6)
下面将说明根据本发明的实施方案6的磁-光记录介质和其制造方法。
在实施方案6中,光学记录介质具有如图11所示地相同构造。GdFeCoCr形成的再现层403,GdFeCr形成的再现层404、TbFeCoCr形成的控制层405,由TbFeCr形成的中间层406,TbFeCoCr形成的记录层407,和由GdFeCoCr形成的记录辅助层408通过介电层402形成在光盘基板401上。由ZnS形成的中间介电层409和AlTi形成的加热吸附层412进一步层压其上,并且保护层410形成在其上。
用这种构造,在本实施方案的记录层中,记录于记录层的信号通过中间层和控制层被转移以再现,以便能够通过DWDD系统使用再现层内磁畴壁的移动进行记录和再现。
参照图16、17(a)和17(b),下面将说明根据本发明实施方案6的制造光学记录介质的溅射设备。如图16所示,如实施方案1一样,本发明的制造光学记录介质的溅射薄膜沉积装置包括脱气室151、用于惰性气体的密封室152和薄膜沉积溅射室153。
这里,除了加载室154和卸载室155,本实施方案的脱气室151包括使用红外线灯的加热机构157,用于在脱气室151内真空脱气,所述加载室154和卸载室155把光盘基板进给并传送至脱气室151,以便能够载真空下在光盘基板上进行加热和脱气。
另外,薄膜沉积溅射室153由加载/卸载室160、多个真空薄膜沉积室161-171和真空传送室158组成,所述真空传送室158在真空薄膜沉积室之间传送基板。
在这种构造中,脱气室151的卸载室和薄膜沉积溅射室153的加载/卸载室160彼此通过密封室152连接,所述密封室152由作为惰性气体的氩气填充。
下面将说明在根据本发明的实施方案6的制造光学记录介质的溅射设备中的制造过程。
首先,具有形成在其上的预凹陷和凹槽的光盘基板被进给到在脱气室151的进给端口处的加载室154,并且当基板在脱气室内移动时,去除吸在光盘基板上的气体。
基板加热机构157安装在脱气室151的移动的某个中间点。通过1KW下的红外线灯进行照射4秒钟,以便光盘基板在真空下被加热并且加速了从基板上气体的排放。
基板在短时间内从脱气室的卸载室155移动通过用于惰性气体的密封室152,并被从加载/卸载室160传送且移至薄膜沉积溅射室153内(本发明的步骤(a)的实例)。
随后,通过从加载/卸载室160移动光盘基板穿过抽气真空传送室158至真空薄膜沉积室161而进行真空薄膜沉积室的移动。
在此点上,由于在从大气压下进行抽气之后,光盘基板从加载/卸载室移动,所以真空度是低的。当光盘基板从加载/卸载室移动时,传送光盘基板的真空传送室158由于加载/卸载室的影响真空度暂时降低。
然而,恰在光盘基板从加载/卸载室开始移动至真空传送室之前,加载/卸载室和传送室具有一个真空度,所述真空度允许通过旁路管允许在基板从真空薄膜沉积室开始移动至传送室之前等压。
结果,在本实施方案中,在光盘基板从加载/卸载室开始移动至传送室之前,加载/卸载室和真空传送室实质上压力上相等1.5秒。
因此,在光盘基板从加载/卸载室至传送室的移动过程中,真空度暂时减小时降低峰值压力是可能的,并且使用传送室158的涡轮-分子泵同步进行抽气是可能的。因此,能够将光盘基板从真空薄膜沉积室移动并传送至真空传送室,同时保持载较高的真空度。
结果,光盘基板移动通过真空薄膜沉积室161-171同时在较高真空度下的真空传送室内移动,并且光盘基板移动通过保持较高真空度的真空薄膜沉积室161-171(本发明的步骤(d)的实例),进而允许薄膜沉积(本发明的步骤(c)的实例)。
下面将说明薄膜沉积溅射室的薄膜沉积过程。图17(a)是说明本发明的制造光学记录介质的溅射薄膜沉积装置的真空薄膜室的横截面的轮廓。另外,图17(b)是说明屏蔽板611、目标靶607和光盘基板608和其位置关系的平面图。
如图17(a)所示,溅射设备的真空薄膜沉积室161包括溅射气体引入端口602和使用真空泵用于真空抽气的真空抽气端口612。
另外,在真空薄膜沉积室161中,放置溅射阴极604和与溅射阴极604的相对基板保持器606(本发明的步骤(b)的实例)。基板保持器606用背部的传送机构605支撑,并且通过使用传送机构605传送至另一个真空薄膜沉积室或真空薄膜沉积室外部的空气中。
另外,当基板保持器被传送至另一个真空薄膜沉积室时,保持器通过真空传送室传送至另一个真空薄膜沉积室,所述真空传送室连接至真空薄膜沉积室161。
目标靶607安装在溅射阴极604上,所述溅射阴极604由磁-光记录介质材料形成。磁体603放置在目标靶607的背部以便在目标靶607的表面产生磁场。
另外,用于光学记录介质沉积的光盘基板608安装在与目标靶相对的基板保持器606上。
此外,溅射阴极604连接至真空薄膜沉积室161外部的直流电源609上,并且供给至阴极604的直流电源能够通过用于控制的计算机设定。
在记录膜沉积在真空薄膜沉积室之后,基板保持器606使用背部的传送机构605并顺次通过真空抽气传送室158移至另一个真空薄膜沉积室。
另外,在记录膜沉积在光盘基板上之后,当光盘从设备中取出时,光盘基板通过真空传送室158移至加载/卸载室160,氩气被引入加载/卸载室160,并且压力设在大气压。随后,光盘基板被传送至密封室,从薄膜沉积装置中取出,记录膜的薄膜沉积过程完成,并且基板进入随后的过程。
在这种过程中,溅射设备的真空薄膜沉积室161和162通过溅射气体引入端口引入氩气和氮气,并且通过真空抽气端口612控制真空抽气泵的抽气速度,以便在真空薄膜沉积室161中的压力保持在0.3Pa。
这样,在真空薄膜沉积室161内部保持预定压力之后,电能从连接的直流电源609供应至Si目标靶607上,所述Si目标靶607安装在溅射阴极604上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。
然后,在真空薄膜沉积室163-169的每一个中,用于光学记录介质沉积的目标靶607安装在溅射阴极604上,并且光盘基板经受薄膜沉积,同时顺次移动通过真空室和传送室158。
在真空薄膜沉积室163中,氩气通过溅射气体引入端口602引入,抽气由真空泵通过真空抽气端口612进行,并且控制引入气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室163内的压力保持在0.6Pa。
这样,在真空薄膜沉积室163的内部保持在预定压力之后,电能从连接的直流电源609供应至记录膜目标靶607上,所述记录膜目标靶607安装在溅射阴极604上,因此产生DC放电。
结果,由目标靶材料形成的光学记录介质薄膜经由SiN薄膜沉积在光盘基板上。在此过程中,光学记录介质薄膜顺次沉积在光盘基板608上的一部分,而不沉积在掩膜上,所述掩膜安装并固定在基板保持器606上。
另外,在真空薄膜沉积室170中,引入氩气和氮气,并且真空薄膜沉积室内的压力保持在0.3Pa。其后,电能从直流电源609供应至Si目标靶607上,所述Si目标靶607安装在溅射阴极604上,通过电能产生DC放电,SiN薄膜通过Si的反应溅射形成在光盘基板上。然后,在真空薄膜沉积室171中,氩气以0.5Pa的压力被引入,并且AlTi薄膜的吸热层沉积为40nm的厚度。
这样,用于光学记录介质沉积的光盘基板608安装并保持在基板保持器606上。以便与真空能薄膜沉积室161-171的目标靶相对。基板顺次移动通过真空薄膜沉积室,并且由此沉积介电层、吸热层和记录膜。
此外,在这种状态下,记录层的真空薄膜沉积室168以这样的方式包括在光盘基板608和目标靶607之间的屏蔽板611,即,光盘基板被部分地屏蔽。目标靶材料仅从其一部分沉积在光盘基板上(图26)。
图26是说明用这种构造以层压的方式沉积记录膜的曲线,其中设有屏蔽板611并且光盘基板401在它的轴上旋转。这里,在光盘基板608上,对每一个记录磁道形成有凹槽431a和431b和脊面432a和432b。
在此构造中,保持光盘基板的基板保持器设为120rpm,因此间歇地生长光学记录介质的薄膜是可能的。
在此过程中,光学记录介质薄膜在塑料基板608上层压为精细层,所述塑料基板608安装并固定在基板保持器606上。
在完成此过程并且由溅射引起的放电停止或保持较低的放电功率之后,基板保持器606被传送机构同与目标靶相对的位置分离,并且通过真空传送室传送至另一个真空薄膜沉积室,所述真空传送室连接至真空薄膜沉积室168。
在此构造中,目标靶的半径D设为55nm,光盘基板的半径设为26nm,并且目标靶和基板之间的距离h设为35nm,这些满足D<a+h。通过具有较大目标靶区域和在光盘基板和目标靶之间为30nm或更大距离的构造,即使在使用DWDD系统的高密度记录情况下,也能够在光盘基板上获得具有均匀薄膜特性的光学记录介质。
另外,根据附图,下面将说明使用本实施方案的磁-光记录介质的溅射方法来制造记录膜的方法。
图14(a)示意说明了使用本发明的溅射在薄膜沉积过程中溅射微粒的运动,并且图14(b)示意说明在传统的薄膜沉积方法的实例中溅射微粒的状态。
在图14(b)中的传统制造方法的实例说明这样的构造,其中光盘基板在用于记录膜的合金目标靶上移动并通过以当在它的轴上回转和旋转时沉积记录膜。如图14(b)所示,与在图14(a)所示的本发明实施方案相同的情况,当基板直接在目标靶上通过时,沿倾斜的方向溅射的微粒,如箭头所示,更少可能粘附于凹槽的内部,即脊面的后面,而更可能粘附于凹槽的中心。
然而,当光盘基板移至目标靶的对角线的位置时,沿倾斜方向溅射的微粒可能粘附于凹槽的内部,特别是在凹槽和脊面之间的边界周围或脊背的倾斜部分的周围。
结果,在传统技术中,在凹槽的中心与凹槽和脊面之间的边界之间几乎不出现厚度差别,进而在凹槽中形成均匀的记录膜。
同时,在根据本发明实施方案的图14(a)所示的制造方法中,光盘基板直接在合金目标靶上面相对,所述目标靶具有相应记录膜成分的成分,当基板在它的轴上旋转或静止时形成记录膜。
在该制造方法中,如图14(a)的箭头所示,溅射的微粒在溅射角度和依赖于元素的分布方面变化。垂直于直接在合金目标靶上面的目标靶表面而溅射的微粒可能粘附于基板上,特别是凹槽的内部。沿倾斜方向溅射的微粒被脊面屏蔽并且因此粘附于凹槽的中心。然而,由于在凹槽和脊面之间的边界在脊面的后面,因此薄膜更少可能粘附。
在此实施方案中,目标靶和基板之间的距离是35nm。当目标靶和基板之间的距离增加时或当屏蔽板611设在目标靶和基板之间,如图17(a)所示,上面的趋势进一步发展。
通过使用薄膜沉积装置形成光学记录介质材料的方法中存在一个问题,其中光盘基板放置在与目标靶相对的位置上。即,稳定地形成具有高生产率的薄膜是可能的,然而,当薄膜直接形成在基板上时,薄膜具有较大的内部应力和较小的磁各向异性。
然而,本发明提供了在目标靶表面上没有被屏蔽板屏蔽的区域内重复进行薄膜沉积的方法。当基板在它的轴上旋转时形成层压用于每个单原子单位的记录层,以便能够以层压的方式形成记录层。
即,在本发明的实施方案中,用于记录层的真空薄膜沉积室168包括在光盘基板608和目标靶607之间的屏蔽板611,以便部分屏蔽光盘基板。当以高速旋转保持光盘基板的基板保持器时,间歇地生长光学记录介质的薄膜并以层压的方式形成记录层是可能的,因此形成用于记录膜的具有优异磁性能的薄膜并且即使在具有相对目标靶的薄膜沉积方法中实现足够的磁性能也是可能的。
另外,在上述方法中,与目标靶相对的光盘基板的屏蔽区域在光盘基板的区域上占50%或更大。当以100rpm或更高的高速进行旋转时,薄膜被层压和形成,进而形成用于具有磁性能的优异的记录膜的薄膜,所述磁性能允许高密度地记录和再现。
通过这样的光学记录介质的制造设备制造的磁-光记录介质的构造具有根据本发明实施方案6的磁-光记录介质的结构截面。
这里,本实施方案的光学记录介质具有与图11所示构造相同的构造。记录膜通过介电层402形成在光盘基板401上,所述介电层402由50nm厚度的SiN形成。
记录膜由厚度为20nm的再现层403、厚度为20nm的第二再现层404、厚度10nm的控制层405、厚度10nm的中间层406、厚度为60nm的记录层407和厚度为20nm的记录辅助层408组成,所述再现层403由GdFeCoCr形成,所述第二再现层404由GdFeCr形成,所述控制层405由TbFeCoCr形成,所述中间层406由TbFeCr形成,所述记录层407由TbFeCoCr形成,所述记录辅助层408由GdFeCoCr形成。记录膜由六个磁薄膜薄膜形成。
另外,记录于记录层的信号通过中间层转移至具有两层结构的再现层。此外,由SiN形成的厚度为30nm的介电层409和由AlTi形成的厚度为40nm的加热吸附层412通过溅射设备层压在记录膜上。保护层410通过旋涂施加,并且由AlTi层上的紫外线固化树脂形成。
这里,在记录膜中,在信号的再现过程中,TbFeCo记录层的记录磁畴磁耦合于再现层并通过中间层转移至再现层,并且用于再现的光点内的再现层通过磁畴壁的移动被扩展和再现,因为随着记录层温度增高,中间层达到居里温度并且因为在温度范围等于或高于居里温度时再现层磁畴壁矫顽力是小的。
因此,在再现磁层内,即使在等于或小于光点的限制范围的较小的记录畴上也能够进行再现。
另外,如图14(a)所示,在光盘基板401的凹槽中,诸如薄膜厚度的特性被分布在脊面422和凹槽的中心421之间的边界上。在图18中,如箭头424a和424b所示,记录层中的磁化在凹槽的中心421与凹槽和脊面之间的边界423之间是不同的。
如图18所示,在凹槽421的中心上记录膜的磁化方向424a垂直于薄膜表面时,记录膜的磁化方向424b是凹槽和脊面之间的边界423的内表面方向。因此,制造记录膜是可能的,所述记录膜趋于在垂直于记录膜的薄膜表面的磁各向异性上降低。
结果,如图19中实线所示,所述实线说明根据本发明实施方案的记录功率上载波水平的相关性,因为记录膜的磁化具有垂直方向424a和内表面方向424b,即使与传统的光学记录介质的记录膜相比,记录功率是小的时,所述记录膜由虚线所示,获得在载波水平上具有急剧增加的记录膜也是可能的。
结果,即使当记录功率是小的,记录磁畴更可能在凹槽的宽度方向上扩展,进而获得较大的再现信号振幅。即使当根据DWDD系统进行高密度的记录和再现时,增加记录和再现功率界限也是可能的。
另外,当传统磁-光记录介质在晶粒尺寸上相对较大并且在每一个精细结构上具有20-50nm的微粒直径,本发明在每一个精细结构内具有3nm或更小的微粒直径并且晶粒在尺寸上是相等的。
结果,在本发明的实施方案6的光学记录介质中,即使当精细记录畴通过磁畴壁的移动而转移至再现层并且被再现时,具有移动的磁畴壁的薄膜具有均匀的特性。因此,记录层的信号被稳定地转移和再现。
而且,结果,考虑根据本发明的实施方案6的光学记录介质,图20(a)说明在盘的一个圆周上再现信号的载波水平的分布,并且图20(b)说明在盘的半径方向上载波水平的分布。
在此点,记录标记长度是0.3μm。即使在这样小的记录畴的情况下,实现下面的优异特性也是可能的:在盘的一个圆周内信号振幅的变化是0.3dB或更小,在盘的径向上信号振幅的变化是0.6dB或更小。
这样,利用目标靶和基板之间的屏蔽板,本发明人工地进行间歇的薄膜沉积。因此,获得精细层压的结构并且由此磁-光记录介质能够实现稳定的特性。
(实施方案7)
下面将说明根据本发明的实施方案7的光学记录介质和其制造方法。
此实施方案具有与根据本发明实施方案4的图9所示的制造光学记录介质的溅射设备结构相同的结构。即,如图9所示,本发明的制造光学记录介质的溅射设备由脱气室101、用于惰性气体的密封室102和薄膜沉积溅射室103。
如图9所示,由于圆形真空脱气室,脱气室需要的空间降低。基板被进给并通过用于光盘基板的加载室104和卸载室105传送至脱气室101。另外,设置使用红外灯的加热机构107以在脱气室101内进行真空脱气,进而在真空下能够在光盘基板上加热和脱气。
此外,薄膜沉积溅射室103由加载/卸载室110、多个溅射真空沉积室111-123,和在真空薄膜沉积室之间传送基板的真空传送室130构成。
在此构造中,脱气室101的卸载室和薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110通过密封室102彼此连接,所述密封室102由用作惰性气体的氮气填充。
另外,脱气室101的加载室104连接至盘供应装置106。在薄膜沉积之前,存储在盘供应装置106内的光盘基板被从盘供应装置106传送至脱气室101的加载室104。
此外,薄膜沉积装置103的加载/卸载室110连接至盘储存装置108。薄膜沉积磁-光记录介质被从薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110传送,然后,记录介质移至盘储存装置108并针对每一个盘的情况被分离之后储存。
另外,考虑根据本实施方案的制造光学记录介质的溅射设备,制造过程与实施方案4相同。因此其详细的说明被省略。
首先,在其上制有预凹陷和凹槽的光盘基板被从盘供应装置106进给到在脱气室101的进给端口处的加载室104,当基板在圆的脱气室中移动时吸在光盘基板上的气体被去除。
另外,基板加热机构107安装在脱气室101移动的某个中间点上。通过1.0KW的红外线灯照射4秒,以便光盘基板在真空下加热,并加速基板的气体排放。
基板在短时间内从脱气室的卸载室105移动通过用于惰性气体的密封室102,并把基板传送并移至加载/卸载室110的薄膜沉积溅射室103。
随后,通过把光盘基板从加载/卸载室110经抽气传送室130移至真空薄膜室111而进行真空薄膜沉积室的移动。
在光盘基板的移动过程中,传送室130进一步被涡轮-分子泵抽气,然后,光盘基板移至真空薄膜沉积室111-123。
如图4所示,真空薄膜沉积室111-113的每一个包括溅射气体引入端口21、涡轮-分子泵22、和使用油封旋转的真空泵33进行抽气的真空抽气端口24。
此外,在真空薄膜沉积室中放置溅射阴极25和与溅射阴极25相对的基板保持器26。基板保持器26用背部的传送机构32支撑,并且随后通过真空抽气传送室130使用传送机构25被移至到另一个真空薄膜沉积室。
此外,在氮气引入加载/卸载室110,并且压力设在大气压下之后,在薄膜沉积之后光盘基板被传送至密封室并完成记录膜的薄膜沉积过程,基板进入随后的过程。
在真空薄膜沉积室113至121的每一个中,用于光学记录介质的薄膜沉积的目标靶27安装在溅射阴极25上。相似地,在真空薄膜沉积室111、112、122和123的每一个中,用于介电薄膜的薄膜沉积的Si目标靶安装在溅射阴极25上。
此外,屏蔽板31放置在基板保持器26和目标靶27之间,所述目标靶27安放在溅射阴极25上。当光学记录介质的记录膜不沉积在光盘基板28上时,在目标靶27和光盘基板28之间进行屏蔽是必要的,并且仅当薄膜沉积在光学记录介质上进行时,闸板31被移动以便允许薄膜沉积。
在如此构造的溅射设备的运行中,氩气和氮气通过溅射气体引入端口21被引入真空薄膜沉积室111,通过真空抽气端口24进行抽气,并且引入气体的量和抽气速度被控制以便在真空薄膜沉积室111中的压力保持在0.4Pa。
这样,真空薄膜沉积室111的内部保持在预定压力下之后,电能从连接的直流电源29供应至安装在溅射阴极25上的Si目标靶27上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。在真空薄膜沉积室112中,为了缩短SiN的薄膜沉积时间,SiN薄膜在相同条件下沉积。
基板通过传送室130移至随后的真空薄膜沉积室113,然后,在真空薄膜沉积室113内的压力被保持为0.3-5Pa,并且溅射薄膜沉积通过各个目标靶进行。
这样,在真空薄膜沉积室111-122中沉积介电薄膜之后,在真空薄膜沉积室113-121的每一个中,用于光学记录介质的薄膜沉积的光盘基板28安装并固定在基板保持器26上与目标靶相对的位置上。
另外,在真空薄膜沉积室122和123的每一个中,SiN的介电薄膜通过反应溅射而沉积。
此外,如用实施方案4一样,下面的方法也能应用:在真空薄膜沉积室112内沉积SiN薄膜之后,氩离子通过离子枪发射至光盘基板上的SiN薄膜上,然后,记录膜被顺次层压。
此外,在上述薄膜沉积过程中,由于光盘基板直接在目标靶上面相对,所以固定光盘基板的基板保持器包括使用冷却水的冷却机构。
下面将说明磁-光记录介质的构造,所述磁-光记录介质通过这样的光学记录介质的制造设备而制造。
图21是说明根据本发明实施方案的磁-光记录介质的构造的横截面图。
如图21所示,记录膜通过由SiN形成的介电层452形成在光盘基板451上。
这里,记录膜由再现层453、控制层454、中间层455、两个记录层456和457和界面层458组成,所述再现层453由GdFeCoCr形成,所述控制层454由TbFeCo形成,所述中间层455由TbFe形成,所述两个记录层456和457由TbFeCoCr形成,所述界面层458由Co薄膜组成。记录膜制有六个磁薄膜。
另外,由SiN形成的介电层459层压在记录膜上,并且保护层460通过固化而施加且形成在其上。
这里,当再现信号时,在记录膜上,TbFeCoCr记录层的记录磁畴磁耦合并通过中间层传输至再现层,并且用于再现的光点内的再现层通过磁畴壁的运动而被扩展和再现,因为当记录膜温度增加时中间层达到居里温度,并且因为在等于或高于居里温度的温度范围内再现层磁畴壁矫顽力较小。因此,在记录磁层上,即使在等于或小于光点限制范围的小记录畴上也能够进行再现。
根据本实施方案的光学记录介质的构造中,由GdFeCoCr形成的再现层453,由TbFeCo形成的控制层454,由TbFe形成的中间层455,和由TbFeCoCr形成的两个记录层456和457通过具有70nm厚度的SiN薄膜被顺序地层压。在薄膜沉积过程中,相应于各个成分的目标靶设置在分离的真空薄膜沉积室113-121内,并且光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,并当在它的轴上旋转时顺次经受薄膜沉积。
在由TbFeCoCr形成的两个记录层456和457中,第一记录层456在真空薄膜沉积室117-118内沉积成由4-nm层组成的20-nm记录层。另外,第二记录层457在真空薄膜沉积室119内层压成5nm组成的40nm记录层。
由Co薄膜组成的中间层458在真空沉积室119中在1.2Pa氩气压下经受用0.5nm厚度的Co薄膜的薄膜沉积,并且在真空薄膜沉积室120和121内暴露于设备的大气内总共15秒的时间,以便形成Co界面层。
在3秒的传送时间内,记录层的另一个磁薄膜被传送和移动,并且记录层顺序地沉积5秒的薄膜沉积时间,以便每一个光学记录介质能够在10秒内制造。
传统上,在使用磁感应超分辨率和使用再现层内的磁畴壁的移动来进行扩展和再现的方法中,当磁畴壁在再现层中稳定移动时,在磁薄膜的特性被分布的情况下,在再现过程中,特别由于在层压于多层结构的记录膜上的界面特性,信号质量变得不均匀。
另外,当真空抽气时间增加以稳定化记录磁薄膜的界面时,缩短每一个盘的薄膜沉积时间是不可能的。
此外,当用于脱气的脱气室和真空薄膜沉积室彼此直接连接时,虽然脱气时间能够缩短,但是取出盘的卸载机构变得复杂并且要花费更长的时间取出盘。在任何情况下,严重的问题会出现于记录膜的沉积时间稳定地缩短以增加生产率的情况。
针对此问题,光盘基板通过惰性气体密封室102在短时间内从本发明的脱气室101传送并移至薄膜沉积溅射室103中,并进给到设备中。因此,没必要增加脱气和薄膜沉积时间而稳定磁薄膜的磁性能是可能的。
结果,能够对每一个光盘制记录膜,在层压的记录磁薄膜之间达到稳定的界面特性,进而实现优异的光学记录介质。
此外,在将记录层中的信号转移至再现磁层并使用再现层内磁畴壁的移动以进行扩展和再现的方法中,当再现层中的磁畴壁稳定地移动时,由于记录层的薄膜沉积过程中磁性能的影响,特别是垂直于薄膜表面的磁各向异性的影响,再现层的转移和磁畴壁移动变得不稳定。
同时,在根据本发明实施方案的光学记录介质中,记录层以层压的方式形成并且进一步提供界面层,以便在把记录膜内的信号转移至再现磁薄膜和使用再现层内的磁畴壁的移动进行扩展和再现的方法中,能够通过磁畴壁的稳定移动形成再现磁畴,进而再现过程中稳定化信号质量。此外,缩短每一个盘的薄膜沉积时间并确保生产率是可能的。
实际上,对本实施方案的磁-光记录介质,当中间层455和记录层456和457被形成时,薄膜通过DC溅射沉积成精细层。
图22说明当如此制造的磁-光记录介质的记录磁场的振幅变化时信号再现过程中的载波的特性。当通过调整记录磁场的强度同时激光束发射至光学记录介质上而记录和再现信号时,如图22的虚线所示,传统的磁-光记录介质要求200oe或更高的记录磁场。同时,根据本发明的磁-光记录介质中,即使在110oe的记录磁场下,载波水平实质上用高敏感性的记录磁场充满。
假设因为通过本实施方案的制造方法形成的中间层455和记录层456和457周期性地层压在精细结构上并且形成记录界面层458,因此销住(pining)更少可能在磁畴壁上发生(销住是由记录膜的不均匀的磁畴结构引起),信号的记录过程中即使在较小的记录磁畴上,稳定的记录畴由于精细畴形成的轻易地形成,因此转移能够稳定地进行至再现层453。
对于如此制造的磁-光记录介质,在通过调整磁场的强度同时发射恒定的激光束而记录信号的情况下,当检测记录和再现信号的特性和在此点上比特误差率的特性时,获得下面的结果:即使在150oe或更小的记录磁场的情况下,根据本发明实施方案的磁-光记录介质能够具有43.5dB的CNR和8×10-5或更小的比特误差率。也能够获得十分优异记录磁场的特性。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体室传送进入薄膜沉积室,层压的记录膜通过磁控管溅射而沉积,并且磁-光记录介质能够达到缩短的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,薄膜沉积时间设为5秒,传送时间设为3秒,薄膜沉积等待时间设为1秒,并且在两个真空室内界面层的等待时间设为15秒。由于此构造把20光盘基板传递至脱气室并且把基板移至薄膜沉积溅射室,脱气室等待时间设为200秒/每盘。利用这种构造,当脱气室的等待时间设为200秒或更多时,能够获得相同或更大的影响,进而达到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
此外,本实施方案的Co界面层可由Fe、Al和Si形成。也可应用通过使用离子枪用氩离子蚀刻Co薄膜的界面层的表面的方法。
另外,上述实施方案说明与光盘基板28相对的目标靶27是一个的情况。即使当具有相同成分或具有不同材料或成分的多个目标靶与光盘基板相对时,只要至少脱气室和薄膜沉积溅射室彼此通过密封室连接并且离子枪放在真空薄膜沉积室中,所述密封室填充惰性气体,就能够用制造光学记录介质的方法获得相同的影响。
(实施方案8)
下面将说明根据本发明的实施方案8的光学记录介质和其制造方法。
本实施方案在构造上相似于根据本发明的实施方案4的图9所示的制造光学记录介质的溅射设备的构造。即,如图9所示,本发明的制造光学记录介质的溅射设备由脱气室101、用于惰性气体的密封室102和薄膜沉积溅射室103组成。
如图9所示,由于圆形真空脱气室,脱气室需要的空间降低。基板被进给并通过光盘基板的加载室104和卸载室105传送至脱气室101。另外,设置使用红外灯的加热机构107以在脱气室101内进行真空脱气,进而在真空下能够在光盘基板上加热和脱气。
此外,薄膜沉积溅射室103由加载/卸载室110、13个溅射真空沉积室111-123,和在真空薄膜沉积室之间传送基板的真空传送室130构成。
在此构造中,脱气室101的卸载室和薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110通过密封室102连接,所述密封室102由惰性气体填充。
另外,脱气室101的加载室104连接至盘供应装置106。在薄膜沉积之前,存储在盘供应装置106内的光盘基板被从盘供应装置106传送至脱气室101的加载室104。
此外,薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110连接至盘储存装置108。薄膜沉积磁-光记录介质被从薄膜沉积溅射室103的加载/卸载室110传送,然后,记录介质移至盘储存装置108并针对每一个盘的情况被分离之后储存。
此外,在本实施方案的制造光学记录介质的方法中使用溅射设备的制造过程相似地进行。因此,省略其详细的说明。
首先,在其上制有预凹陷和凹槽的光盘基板被从盘供应装置106进给到在脱气室101的进给端口处的加载室104,当基板在圆的脱气室中移动时吸在光盘基板上的气体被去除。
另外,基板加热机构107安装在脱气室101的移动的某个中间点上。通过1.2KW的红外线灯照射4秒,以便光盘基板在真空下加热,并加速基板的气体排放。通过惰性气体的密封室102在短时间内从脱气室的卸载室105移动基板,并把基板传送并移至加载/卸载室110的薄膜沉积溅射室103。
随后,通过把光盘基板从加载/卸载室110经抽气传送室130移至真空薄膜室111而进行真空薄膜沉积室的移动。在光盘基板的移动过程中,真空传送室130进一步被涡轮-分子泵抽气,然后,光盘基板移至真空薄膜沉积室111-123。
在真空薄膜沉积室114至121的每一个中,记录膜的目标靶安装在溅射阴极上以进行光学记录膜的沉积。另外,用于介电薄膜的沉积的Si目标靶相似地安装在真空沉积室111、112和122的每一个中的溅射阴极上。
首先,如利用图4所示的构造相同,真空薄膜沉积室111和112中的每一个都包括溅射气体引入端口21,涡轮-分子泵22,使用油密封旋转真空泵33进行抽气的真空抽气端口24。
另外,在真空薄膜沉积室中放置溅射阴极25、Si目标靶和与溅射阴极25相对的基板保持器26。基板保持器26用在背部的传送机构32支撑,并且使用传送机构32顺次通过真空抽气传送室130移至另一个真空薄膜沉积室。
其次,在真空薄膜沉积室113中,如图7所示的具有多源离子枪135的构造产生并加速氩离子,并且氩离子发射至光盘基板的SiN薄膜上。
另外,如图17所示,在沉积记录膜的真空薄膜沉积室114-121的每一个中,屏蔽板611设在基板保持器606和目标靶607之间,所述目标靶607安装在溅射阴极604上,在目标靶607和光盘基板608之间的区域部分被屏蔽是必要的,并且光学记录介质从没被屏蔽的区域沉积在光盘基板上。
而且,在真空薄膜沉积室122和123中,在真空薄膜沉积室中,通过具有溅射阴极25、目标靶27和与溅射阴极25相对的基板保持器26的构造,移动用传送机构32顺次通过真空薄膜沉积室进行。这里,Si目标靶设在真空薄膜沉积室122中,并且AlCr目标靶设在真空薄膜沉积室123。
另外,在氮气被引入加载/卸载室110,并且压力设在大气压下之后。光盘基板传送至密封室,并且完成记录膜的薄膜沉积过程,基板进入随后过程。
在因此而构造的溅射设备的运行中,氩气和氮气通过溅射气体引入端口21首先被引入真空薄膜沉积室111,通过真空抽气端口24进行抽气,控制引入的气体的量和抽气速度,以便在真空薄膜沉积室111内的压力保持在0.4Pa。
这样,在真空薄膜沉积室111内部保持预定压力之后,电能从连接的直流电源29供应至Si目标靶27上,所述Si目标靶27安装在溅射阴极25上,通过电能产生DC放电,并且SiN薄膜通过Si的反应溅射而形成在光盘基板上。也在真空薄膜沉积室112中,为了缩短SiN的薄膜沉积时间,SiN薄膜在相同的条件下沉积。
移动通过传送室130进行至随后的真空薄膜沉积室113。在真空薄膜沉积室113中,氩气的压力保持在0.1Pa,并且氩离子通过离子枪135发射至光盘基板上的SiN介电薄膜的表面上。
另外,真空薄膜沉积室114-121内的压力连续地保持在0.5-5Pa,并且溅射薄膜沉积通过各自的目标靶进行。
在此点,用四个真空薄膜沉积室117-120以层压的方式沉积记录层407,并且具有与TbFeCoCr相同的成分的目标靶设在每一个真空室内。结果,80nm记录层以层压的方式形成四个20nm层。
此外,在真空薄膜沉积室122内,设成与真空薄膜沉积室111相同的条件并且介电薄膜的SiN通过反应溅射而沉积。
然后,在真空薄膜沉积室123内,压力保持在0.3Pa并且吸热层的AlCr薄膜通过从AlCr目标靶溅射而沉积。
此外,在上述薄膜沉积过程中,由于光盘基板直接在目标靶上面相对,因此固定光盘基板的基板保持器包括使用冷却水的冷却机构。
下面将说明磁-光记录介质的构造,所述磁-光记录介质通过使用这样的光学记录介质的制造设备而制造。
根据本发明实施方案的磁-光记录介质具有如图11相同的结构截面。
如图11所示,记录膜通过由SiN形成的介电层402而形成在光盘基板401上。
在此构造中,记录膜由再现层403、第二再现层404、控制层405、中间层406、记录层407和记录辅助层408组成,所述再现层403由厚度40nm的GdFeCoCr形成,所述第二再现层404由厚度25nm的GdFeCoCr形成,所述控制层204由厚度15nm的AlTi形成,所述中间层406由厚度20nm的SiN形成,所述记录层407由厚度70nm的TbFeCoCr形成,所述记录辅助层408由厚度30nm的GdFeCoCr形成。记录膜制有六个磁薄膜。此外,由厚度20nm的SiN形成的介电层409和由厚度50nm的AlCr形成的加热吸附层412顺次层压在记录膜上,并且保护层410和滑动涂层411形成在AlCr层上。
如此构造的记录膜是由MAAAOS系统形成的记录膜,所述MAAAOS系统通过在信号再现过程中使用从外部施加交替磁场的方法进行扩展和再现。
参照图23,下面将说明MAAAOS系统的再现原理。如图23所示,在光点715内,TbFeCo记录层712的记录磁畴713根据温度的升高而增加,并且通过非-磁中间层磁耦合并转移至再现层711上。
在此点上,当交替磁场从外部施加时,用于再现的光点内的再现层中,由于外部的交替磁场的方向,转移的磁畴形成扩展的磁畴714,并且磁畴作为再现信号被探测。
因此,在记录层712中,即使在等于或小于光点715限制范围的小记录磁畴713的情况下,磁畴也能够作为转移和扩展的再现磁畴714而被再现。
根据本发明实施方案的光学记录介质,其使用能够高密度记录和再现的MAMMOS系统,由再现层403、第二再现层404、控制层405、中间层406、记录层407和记录辅助层408组成,所述再现层403由GdFeCoCr形成,所述第二再现层404由GdFeCoCr形成,所述控制层204由AlTi形成,所述中间层406由SiN形成,所述记录层407由TbFeCoCr形成,所述记录辅助层408由GdFeCoCr在光盘基板上通过SiN薄膜形成。由六层薄膜组成的记录膜顺序被层压。在薄膜沉积过程中,相应于各自成分的目标靶设在分离的真空薄膜沉积室114-121内,并且光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,并连续地经受薄膜沉积同时在它的轴上旋转。
在此点上,光学记录介质的薄膜在3秒的传送时间内被传送和移动,并且调整和设定溅射薄膜沉积速度以便连续地在5秒的沉积时间内沉积并形成薄膜,因此一个光学记录介质能够在10秒钟内制造,所述光学记录介质形成在各自的真空薄膜沉积室内。
对于较高的密度,特别在使用磁感应超分辨率进行磁畴的扩展和再现的这样的MAMMOS系统的方法中存在一个问题,即,当在再现层中稳定地进行转移和扩展时,在磁薄膜的特性被分散的情况下,特别是在多层结构的层压状态下特性被分散的情况下,再现过程中,信号质量变得不均匀。
而且,为了形成精细的记录畴,记录磁畴需要在垂直于薄膜表面的方向上的磁各向异性增加。当为了光学记录介质的较高的生产率记录膜的薄膜沉积时间更稳定地缩短时会出现严重的问题。
针对此问题,光盘基板通过惰性气体密封室102从本发明的脱气室101传送并移至薄膜沉积溅射室103中,并进给到设备中。
在此点,在真空薄膜沉积室113内,在光盘基板的SiN薄膜上进行表面处理,以便能够抑制基板脱气和在磁薄膜的沉积前表面性能的变化引起的不均匀。
另外,特别是通过多个真空薄膜沉积室以层压的方式构造记录磁层,以便提高并稳定化磁性能,特别是垂直的磁各向异性,是可能的。
结果,获得优异的光学记录介质是可能的,所述学记录介质内在确保在层压记录磁薄膜之间的稳定性,并且能够形成高密度的小磁畴。
另外,在SiN的介电层沉积在光盘基板上之后,进行离子蚀刻,以便在记录膜沉积之前状态是均匀的,在记录膜内的信号转移至再现磁薄膜,并且能够形成再现磁畴,所述再现磁畴允许在再现层内磁畴的稳定扩展和允许再现。因此,再现过程中稳定化信号质量是可能的。而且,缩短薄膜沉积时间/每盘并确保生产率是可能的。
实际上,在信号通过调制磁场强度同时发射恒定的激光束而记录在如此制造的磁-光记录介质的情况下,当检测记录和再现信号的特性和比特误差率的特性时,获得下面的结果:即使当具有0.16μm的标记长度和记录磁场是180oe或更小的情况下,根据本发明实施方案的磁-光记录介质能够具有43.2dB的CNR和7×10-5或更小的比特误差率。磁-光记录介质上的记录磁场的特性证实是优异的。
如上所述,在根据本发明的磁-光记录介质和其制造方法中,光盘基板通过脱气室和惰性气体室传送进入真空薄膜沉积室,在多个真空薄膜沉积室内,薄膜沉积至少在记录层上通过磁控管进行,以便磁-光记录介质能够获得减少的薄膜沉积间歇和好的信号质量。
在这种情况下,薄膜沉积时间设为5秒或更少,传送时间设为3秒,蚀刻时间设为6秒或更少,薄膜沉积等待时间设为1秒。由于此构造把30个光盘基板传递至脱气室并且把基板移至薄膜沉积溅射室,脱气室等待时间设为300秒/每盘。利用这种构造,当等待时间设为200秒或更多时,能够获得相同或更大的影响,进而达到具有均匀的薄膜特性的光学记录介质。
在记录层的沉积过程中,本实施方案使用四个真空薄膜沉积室进行薄膜沉积。只要使用多个真空薄膜沉积室进行沉积就能获得相同的效果。
而且,如实施方案5,当制造方法与通过重复放电在各自真空室内以层压的方式进行沉积的方法和使用屏蔽板在真空室以高速旋转光盘基板以层压结构进行沉积的方法中的任意一个结合时,都能够获得相同或更大的效果。
另外,本实施方案使用在多个真空薄膜沉积室内对记录层具有相同的成分的目标靶的薄膜沉积方法。即使利用这种构造,即用于薄膜沉积的目标靶在多个真空薄膜沉积室的真空室内成分有轻微浮动,通过调整目标靶成分至所需要的层压状态的磁性能能够获得相同的效果。
此外,在本实施方案中,相对光盘基板的半径D,当目标靶尺寸具有150nm或更小的半径或一个边为至少200nm或更小的矩形时,在目标靶和光盘基板之间的距离h设为30-120nm,而且,当满足a>2×D或a<D+h时,达到与本实施方案的制造方法相同的效果是可能的。即比特误差率能够是1×10-4或更小。
参照附图,下面将具体说明目标靶半径、光盘基板的半径D和目标靶与跳动的基板之间距离之间的关系的影响。
当记录膜的特性在内周上和光盘外周上变化时,具有小的直径的高密度光学记录介质倾向与调动增加。如图24所示,特别当目标靶半径设在a/D≤2关系允许的范围内时,更易增加跳动并且超过跳动的允许值。在图24中,水平轴说明从光盘的中心的距离(mm),垂直轴说明跳动(%)。图24是说明在值a/D是1.6和2.0的情况下,相对离光盘中心的距离跳动的变化曲线。
另外,如图25所示,即使当目标靶和光盘基板之间的距离h减小,跳动更倾向于在内周和外周增加。图25是说明在不同距离h的情况下,跳动和目标靶半径a于盘半径D之间的比率的曲线。
因此,优选地,设备的构造满足目标靶半径a/盘半径D>2.0和距离h>30mm。在这种情况下,当距离h太大时,薄膜沉积效率是低的,因此生产率降低。因此,在盘半径D=25-30mm的情况下,优选地设目标靶半径为a=60mm并且距离h=40-50mm,进而达到具有均匀的薄膜特性和优异的信号特性的较小直径盘。
如上所述,本发明的实施方案讨论了构造,在所述构造中,在凹槽中脊面的边界上磁各向异性在垂直于薄膜表面的方向上较小。当记录膜被层压时,只要垂直的磁各向异性的分布设在记录层内凹槽的宽度方向,光学记录介质的构造和其制造方法就是可接受的。
此外,当记录和再现的光点在本实施方案的构造中发射,减少由于磁各向异性的分布而在记录磁道和相邻磁道之间的横向消除和色度亮度干扰是可能的。因此,在记录磁道内,特别在凹槽内形成适宜于制造记录磁畴的温度分布是可能的。由于这个原因,稳定地形成具有相对广泛的记录功率的记录磁畴是可能的,进而获得在高密度记录中具有优异的信号特性的磁-光记录介质。
另外,上面的实施方案说明使用DWDD系统或AMMOS系统的再现磁-光记录介质的方法。即使当用于高密度记录的其它材料被用作记录膜的材料时,只要无定形的记录膜由溅射方法制造则能够获得相同的效果。
另外,本实施方案说明此构造,在所述构造中,再现层、中间层和记录层在基板上层压。层可以层压在相反的方向。换句话说,通过使用在基板上连续层压记录层、中间层和再现层和使用激光束点或磁头(例如薄膜表面的侧面的GMR头)进行再现能够获得相同的效果。
此外,上面的实施方案说明相对光盘基板28的目标靶27是一个。即使当具有相同成分或具有不同材料或成分的多个目标靶相对光盘基板时,只要制造方法适应光盘基板的溅射和周期地层压各层,就能够获得相同的效果,所述光盘基板放置在相对阴极的位置,在所述位置上,至少目标靶中的任意一个是固定的。
另外,本实施方案说明仅在光盘基板上所进行的蚀刻或仅在SiN薄膜的表面上所进行的蚀刻。只要通过结合两种蚀刻、结合用在记录磁薄膜上蚀刻的方法或在真空薄膜沉积室内放置离子枪而调整离子照射条件,就可以采用任何方法。
另外,上述实施方案说明目标靶27与一个光盘基板28相对。即使当具有不同材料和成分的目标靶相对多个光盘基板时,只要至少脱气室和真空薄膜沉积室彼此通过密封室连接并且在真空薄膜沉积室内光学记录介质具有离子枪,通过制造光学记录介质的方法就能够获得相同的效果,所述密封室填充惰性气体。
如上所述,在根据本发明的光学记录介质和其制造方法中,具有相同成分和具有不同材料或成分的目标靶相对光盘基板,当光盘基板在它的轴上回转或旋转时,进行薄膜沉积。至少脱气室和真空薄膜沉积室彼此通过密封室连接,所述密封室填充惰性气体,并且目标靶半径D和基板半径设在预定关系中。此外,离子枪放置在真空薄膜沉积室中或薄膜沉积方法使用相反的方法。即使在这样的结构中,由于记录膜以层压的方式沉积,达到具有高质量和优异的生产率的光学记录介质和制造方法是可能的。
下面将说明发明者的另一方面。
首先,另一个第一方面是制造光学记录介质的方法,以由光学记录介质组成的目标靶和光盘基板放置在真空室为特征,所述光盘基板在与目标靶相对的位置上,在通过使用直流电源而在目标靶上进行磁控管溅射制造光学记录介质的溅射设备中,所述直流电源在光盘基板上,所述光盘基板已被固定它的轴上或在它的轴上旋转,气体密封室设成与加载/卸载室接触,所述加载/卸载室把光盘基板进给溅射设备或从其取出,密封室是密封惰性气体的区域以移动光盘。
此外,另一个第二方面是制造根据另一个第一方面的光学记录介质的方法,其特征是,在真空氛围下保持光盘基板的脱气室进一步设成与惰性气体密封室和加载/卸载室接触。
通过上述构造,即使载使用静止相对型或旋转相对型的溅射设备的制造方法的情况下,或即使当溅射薄膜沉积过程中供应的能量增加以在高的薄膜沉积速度下进行薄膜沉积时,(1)用于真空抽气的每一个光盘基板的间歇时间被缩短,和(2)薄膜沉积速度通过用简单的构造缩短传送时间而增加,以至于能够提高光学记录介质的生产率。
而且,另一个第三方面是制造光学记录介质的设备,其特征是,当在脱气室内真空下被固定时光盘基板通过,随后基板被传送至真空室,由光学记录介质组成的目标靶和相对目标靶的光盘基板放置在真空室内,在通过使用直流电源而在目标靶上进行磁控管溅射制造光学记录介质的溅射设备中,所述直流电源在光盘基板上,所述光盘基板已被固定它的轴上或在它的轴上旋转,气体密封室设成与加载/卸载室接触,所述密封室是密封气体以移动光盘的区域,所述加载/卸载室把光盘基板进给溅射设备或从其取出,并且当基板被进给时用在真空下固定盘基板的脱气室。
利用这种构造,即使当在记录膜的沉积过程中间歇时间被加速时,稳定地形成具有光学记录介质的多层结构的记录膜是可能的,并达到具有在一个盘内的均匀特性的记录膜。
另外,另一个第四方面是制造另外第三方面的制造光学记录介质的设备,其特征是,氮气或氩气被引入惰性气体密封室。
另外,另一个第五发明是制造光学记录介质的设备,其特征是,密封至惰性气体的空气压力在大于等于0.2小于等于1.5kf/cm2之间。
此外,另一个第六方面是制造另第三方面的光学记录介质的设备,以由光学记录介质组成的目标靶和光盘基板放置在真空室为特征,所述光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,在通过使用直流电源而在目标靶上进行磁控管溅射制造多个光学记录介质的溅射设备中,所述直流电源在光盘基板上,所述光盘基板已被固定它的轴上或在它的轴上旋转,进一步设置传送室以在多个薄膜沉积室之间进行移动,并且把光盘基板从加载/卸载室进给至传送室的开始移动时间不同与把基板从进行溅射的薄膜沉积室移至传送室的开始时间。
另外,另一个第七方面是制造另一个第三方面的光学记录介质的设备,其特征是,由光学记录介质组成的目标靶和光盘基板设置在真空室,所述光盘基板放置在与目标靶相对的位置上,在通过使用直流电源而在目标靶上进行磁控管溅射制造多个光学记录介质的溅射设备中,所述直流电源在光盘基板上,所述光盘基板已被固定它的轴上或在它的轴上旋转,进一步设置传送室以在多个薄膜沉积室之间进行移动,在把光盘基板进给到加载/卸载室,加载/卸载室和传送室的大气压相等,然后,光盘基板的移动从进行溅射薄膜沉积的薄膜沉积室开始。
另外,另一个第八本发明是制造另一个第三方面的光学记录介质的设备,其特征是,脱气室包括基板加热机构。
此外,另一个第九本发明是制造另一个第三方面的光学记录介质的设备,其特征是,至少薄膜沉积室之一包括离子枪和在光盘基板的记录膜被沉积之前进行表面处理。
而且,另一个第十本发明是制造另一个第九方面的光学记录介质的设备,其特征是,在介电层的沉积之后,通过使用放置在薄膜沉积室内的离子枪进行发射。
此外,另一个第十一本发明是制造另一个第九方面的光学记录介质的设备,其特征是,在记录层的沉积之后,通过使用放置在薄膜沉积室内的离子枪而进行离子发射。
通过使用这种构造,在静止相对型或旋转相对型的溅射设备器中,即使当增加溅射的供应能量以使用高能溅射进行薄膜沉积,每一个光盘基板的间歇时间缩短以真空抽气,薄膜沉积速度通过用简单的构造缩短传送时间而增加沉积速度,具有稳定的特性的光学记录介质能够在记录膜上制造。
而且,另一个第十二方面是光学记录介质,其特征是,密封惰性气体的安放区域在光盘基板上移动同时基板接触加载/卸载室,光盘基板通过加载/卸载室进给到真空室,由光学记录形成的目标靶和相对目标靶的光盘基板放置在真空室中,并且目标靶在光盘基板上经受磁控管溅射,所述光盘基板在它的轴上固定并旋转,以至于通过连续层压光学记录介质的多层的薄膜而制造。
而且,另一个第十三方面是通过使用光点进行记录或再现信息的光学记录介质,其特征是,光学记录介质的记录层具有在深度方向上精细的层结构。
另一个第十四方面是另一个第十三方面的光学记录介质,其特征是,10nm或更少的每一个精细结构的周期性设在记录层薄膜的深度方向。
此外,另一个第十五方面是另一个第十三方面的光学记录介质,其特征是,记录层上薄膜深度方向上精细磁畴的每簇具有10nm或更少的每一个精细结构的周期。
此外,另一个第十六方面是另一个第十三方面的光学记录介质,其特征是,至少层压于记录层中的薄膜之一是1nm或更少的非常薄的层。
另一个第十七方面是另一个第十三方面的光学记录介质,其特征是,光盘基板在其上具有凹槽,并且光学记录介质的记录层在至少凹槽的内表面方向上磁各向异性的变化,所述光学记录介质的记录层形成在光盘基板上。
利用这种构造,记录层能够在凹槽的宽度上形成足够宽的记录磁畴,并且稳定地把记录磁畴转移至再现层。
如上所述,通过使用本说明书所说明制造光学记录介质的方法和本发明的制造设备,以层压的方式形成具有高生产率的精细晶粒的光学记录介质的薄层是可能的。
因此,由于在垂直磁各向异性上的改善,获得磁-光记录介质和结构是可能的,所述磁-光记录介质能够稳定地形成磁畴,所述结构具有优异的记录磁场的特性或稳定地再现信号同时磁畴使用磁畴壁等的移动而扩展。
另外,在无定性光学记录介质的薄膜情况下,提供光学记录介质的制造方法是可能的,在记录膜的薄膜上的应力能够通过使用光学记录介质的制造方法而减小并且薄膜被均匀的形成。
工业适用性
根据上述,明显的是,与传统的技术相比,本发明的优势在于记录膜能够更均匀。
Claims (13)
1.一种用于光盘的薄膜沉积方法,包括:
步骤(a):把光盘基板传送至真空室,
步骤(b):放置所述光盘基板,所述光盘基板与包括薄膜形成材料的目标靶相对,所述目标靶被设置在真空室中,和
步骤(c):使用目标靶通过溅射方法在光盘基板上形成预定的薄膜,所述光盘基板被固定,在轴上旋转,或回转,
其中当目标靶具有半径a并且光盘基板具有半径D时,满足a>2×D。
2.根据权利要求1所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中当目标靶和光盘基板之间的距离是h时,满足a<D+h。
3.根据权利要求1或2所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中当目标靶和光盘基板的距离是h时,满足h>30mm。
4.根据权利要求1所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中在步骤(c)中,为了形成光盘的记录层,预定薄膜层被压成精细的分层结构。
5.根据权利要求4所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中层压成精细分层结构的每一层具有等于或小于磁畴壁的宽度的厚度或具有单位原子级的厚度。
6.根据权利要求4所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中在步骤(c)中,记录膜的薄膜结构通过使用直流电源对目标靶交替地重复导电或不导电而形成精细的分层结构。
7.根据权利要求4所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中在步骤(c)中,当光盘基板在它的轴上回转或旋转时形成薄膜,并且在光盘基板上的薄膜形成区域通过使用屏蔽元件与回转或旋转的旋转周期同步地被完全或部分屏蔽,所述屏蔽元件设置在光盘基板和目标靶之间。
8.根据权利要求7所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中屏蔽元件是由金属形成的屏蔽板,直流负电压施加于连接目标靶的阴极电极。
9.根据权利要求8所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中屏蔽板在光盘基板上的屏蔽薄膜形成区域的50%或更多。
10.根据权利要求7所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中回转或旋转光盘基板的回转数是100rpm或更大。
11.根据权利要求4所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中设置多个真空室,且提供在真空室之间传送光盘的步骤(d),和
在步骤(c)中形成层压成精细分层结构的磁层,同时光盘通过部分或全部真空室。
12.根据权利要求11所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中放置在多个真空室的每一个中的目标靶具有相同的材料或成分。
13.根据权利要求11所述的用于光盘的薄膜沉积方法,其中放置在多个真空室的每一个中的目标靶是通过组合不同的成分得到的目标靶材料。
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