JP2000149329A - 情報記録担体及びその製造方法 - Google Patents

情報記録担体及びその製造方法

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JP2000149329A
JP2000149329A JP10313740A JP31374098A JP2000149329A JP 2000149329 A JP2000149329 A JP 2000149329A JP 10313740 A JP10313740 A JP 10313740A JP 31374098 A JP31374098 A JP 31374098A JP 2000149329 A JP2000149329 A JP 2000149329A
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Mamoru Sugimoto
守 杉本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気と光の技術を融合した超高密度メモリー用
情報記録担体を製造する製造設備を新規に開発・投資す
る必要がある。また、両面同時スパッタでの製法では表
裏に磁気特性のバラツキが大きくなり実用に耐えない。 【解決手段】新規な情報記録担体の構造を考案し、従来
の光ディスク製造設備インフラストラクチャーを利用し
て超高密度メモリー用情報記録担体を製造できた。案内
溝(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パターン基板1
01の凹凸パターン側に情報層103を片面成膜する。
この情報層103上に保護機能と潤滑機能を有した保護
層105を塗布又はスパッタ法などで形成する。次に基
板側に紫外線硬化樹脂などハードコート層109を塗
布、露光硬化させる。こうしてできた物理的に略類似し
た二つの情報基体を情報層103を外側、言い換えると
ハードコート層109を各々内側にしてホットメルト樹
脂や熱硬化型のエポキシ系樹脂等接着層107で貼りあ
わせることにより超高密度メモリー用情報記録担体が完
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的又は磁気的
又はその両方を用いて、読み出し又は書き込み可能な情
報構体、特に最近研究され始めた光記録技術と磁気記録
技術を組み合わせたOAW(Optically Assisted Winch
ester)に代表されるFFR(Far Field Recording)又
はNFR(Near Field Recording)等の近接場記録方式
を用いた情報記録担体及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来光学的に読み書きする情報記録担体
光ディスクは、通常、案内溝(グルーブ)やプリピット
などの凹凸パターンを備えたスタンパを用いて基板を作
製する。その手段として、感光性材料が塗布されたガラ
ス原盤、石英原盤、又はSiウエハー等の上にレーザビー
ムを連続的に又は、光変調して露光、記録する方法が一
般的に用いられている。上記露光によって感光された感
光性材料は、現像によって凹凸パターンが作製され、そ
の表面にメッキを施すことにより金属表面に転写されて
スタンパが作製される。
【0003】次に、この案内溝(グルーブ)やプリピッ
トなどの凹凸パターンを備えたスタンパを用いて、射出
成形法又は紫外線硬化樹脂を用いた2P法などの方法で
その凹凸パターンを転写することにより基板が作製され
る。一般的に射出成形法の場合は通常一枚のスタンパか
ら約10万枚の基板が作製可能であり、2P法のケース
ではスタンパとの離型性の良い紫外線硬化樹脂を利用す
ることで、100万枚の基板作製も可能である。
【0004】第4図に従来の光ディスクの構成を示す。
【0005】前述のようにスタンパから射出成形法又は
紫外線硬化樹脂を用いた2P法などの方法で作製された
案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パターンを
備えた基板401に情報層403として誘電体膜/記録
膜/誘電体膜/反射膜を形成する。
【0006】書換型光ディスクのケースには記録できる
ミニディスクの様な光磁気ディスクとDVD−RAMの
様な相変化ディスクの2種類がある。光磁気ディスクの
場合は、情報層403はスパッタリングによりSiN系
/TbFeCo系/SiN系/Al系を連続で成膜す
る。最近超解像や多層記録方式も提案され、光磁気記録
層が2〜7層であるものや光磁気記録膜間に誘電体膜が
形成されたものも多数提案されている。例えばOPTR
ONICS(1998)No.4 123頁 表1の2層
4値記録膜の実際例の様に、基板/SiN/TbFeC
o/SiN/TbFeCo/PtCo媒体を複数の波長
を有したレーザーで読み出す多重メモリー等もその例で
ある。
【0007】相変化ディスクの場合は、情報層403の
代表的な構成として、ZnS、SiO2複合系/GeS
bTe系又はAgInSbTe系/ZnS、SiO2複
合系/Al系を成膜する。
【0008】次に再生専用ディスクのケースにはCD−
ROMの様に情報源としての凹凸ピットが既に基板刻ま
れている。その上に反射膜としてAl系の膜をスパッタ
する。実際には凹凸ピットに情報が入るわけであるが、
ここでは反射膜のAlを情報層403とみることにす
る。
【0009】更に一度だけ書き込めるCD−Rがある。
基板にはトラックサーボ用の溝がトラック状に刻まれて
いる。この基板に有機色素をスピン塗布し、更に反射膜
としてAuやAl系の膜がスパッタされる。この有機色
素をレーザーであぶり凹凸に形状変化させ、情報を記録
する。ここでは有機色素と反射膜を合わせて情報層40
3とする。
【0010】上記の様に光ディスクには記録再生方式、
構造、記録材料等非常に多種の方式があり、これらは本
発明の主旨とは異なる為、第4図中には形成された記録
膜、誘電体膜、反射膜、有機色素層等各々又はそれらの
組み合わせを総称して情報層403と表した。
【0011】これらの情報層の上に耐環境性及びスクラ
ッチ性を向上する為に保護層405をスピンコートす
る。通常は紫外線硬化樹脂が用いられたり、フィルムを
貼りあわせたりしている。
【0012】通常、光ディスクは基板401に光学的に
透明で且つコストが安いことからポリカーボネイト樹脂
が使用されているケースが多いが、このポリカーボネイ
トはスクラッチ硬度が柔らかいことと静電気が発生する
という2つの課題がある。これらを改善する為、基板側
に帯電防止剤を含んだハードコート層409が塗布され
る。
【0013】さて、これで片面に情報層を有した情報基
体が完成するが、光ディスクの場合は情報層を内側にし
2つの情報基体を接着層407で貼り合せ、情報記録担
体が完成する。例えば1.2mmの基板ハードコート層
表面に5ミクロンの塵埃が付着した場合に読み書きする
光ピックアップ信号に与える信号劣化は、情報層を内側
にして貼り合せ、基板ハードコート面側から光ピックア
ップで読み書きすることで、10000分の1以下に抑
えられる。これが、光ディスクがリムーバブル媒体とし
て使える非常に大きな特徴である。
【0014】一方、従来の磁気ディスク駆動装置につ
き、説明する。磁気ディスク駆動装置の多くは固定型
で、磁気ヘッドが磁気ディスクに対して0.1ミクロン
前後の浮上量を確保しながら磁気ディスクが1万回転/
分前後で回転する。0.1ミクロン前後の磁気ヘッド浮
上量を安定的に確保する為に塵埃防止構造が重要とな
る。リムーバブル磁気ディスクも市販されているが、こ
れは磁気ディスクを密封性の高いカートリッジに入れる
ことで塵埃混入を防いでいるが、その信頼性は高いとは
いえない。
【0015】さて、次に従来の磁気ディスクの構造を第
5図を参照しながら説明する。
【0016】基板501には表面をアルマイト処理した
アルミニウム又は表面強化処理したガラスが一般的に用
いられる。この基板501に両面同時スパッタリング法
で、記録膜のCoCrTaや摺動性を持つカーボンをス
パッタする。CoCrTa記録膜の磁気特性を安定化さ
せる為下地にCrが成膜される事もある。ここでは記録
膜及びカーボン含め情報層503とした。
【0017】また、磁気ディスクには前述の光ディスク
のようなトラッキングサーボ用又はアドレス信号用凹凸
はなく、一枚一枚サーボトラッキング信号やアドレス信
号をサーボライターで磁気的に記録膜に書き込む。
【0018】最近は磁気ヘッドにバルク材料でなく、薄
膜プロセスで形成した磁気抵抗素子を用いるようにな
り、面密度を向上できるようになった。更に巨大磁気抵
抗素子の開発により磁気感度が大幅に向上でき、記録密
度の更なる向上が期待できるようになってきたが、水平
磁気記録の場合には反磁界の影響があり、1平方インチ
当たり10ギガビットが限界とも言われている。
【0019】そこで、光ディスク技術と磁気ディスク技
術を組み合わせ、更なる大容量のメモリーを考案しよう
とする開発が盛んになってきた。光ディスクで使用して
いる案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パター
ンを備えたスタンパを用いて基板を作製し、その基板上
に光磁気記録媒体を多層にした磁気超解像技術や、光ビ
ームサイズを波長限界以上に絞り込めるSIL(Sol
id immersion lens)等の光ピックアッ
プと磁気ディスクで用いられている空気浮上原理を応用
し、レンズを記録媒体の光ディスクに近接させる方式で
ある。
【0020】この開発状況を詳述した文献の一例とし
て、OPTRONICS(1998)No.4 P.1
15〜P.165の特集「超高密度化を目指す光メモリ
ー」が参考になる。今後更に新たな方式が提案されるで
あろうが、本文ではこの光ディスクメモリーと磁気ディ
スクメモリーを合体させたOAWやNFR/FFR製品
を総称して「超高密度メモリー」と呼ぶことにする。さ
て、現在はこの超高密度メモリー用媒体の膜構造、読み
出し方式については多数の研究が進められている。この
超高密度メモリー用媒体の構造を第6図に示す。
【0021】基板601は2P法で案内溝(グルーブ)
やプリピットなどの凹凸パターン627を両面に設けた
Al基材やガラス基材か、アモルファスポリオレフィン
等のエンジニアリングプラスティックで射出成形したも
のが用いられる。次に情報層603として例えば光磁気
媒体の場合はAl/SiN/TbFeCo/GdFeC
o/SiN/GdFeCo/SiNが挙げられる。更に
MRヘッド(磁気抵抗素子)、薄膜コイルやSIL等光
ピックアップを有した光学磁気ヘッドのCSS(コンタ
クトスタートストップ)向上の為に、摺動性が高く情報
層の保護効果もある紫外線硬化樹脂やカーボン膜等の保
護層605を設ける。
【0022】しかし、現在はこの超高密度メモリー用媒
体は、その膜構造、読み出し方式については多数の研究
が進められているが、生産方式に関してはほとんど論じ
られていないのが実態である。
【0023】この超高密度メモリー用媒体の製法につい
ては、第8図に示すような方法が考えられる。
【0024】案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹
凸パターンを備えたスタンパ815を2枚準備し、射出
成形機又は2P設備に設け、両面同時に凹凸パターン8
17が転写された基板を作製する。射出成形法の場合は
基板801と基板両側の凹凸パターン817は機械的に
安定したアモルファスポリオリフィンやエンジニアリン
グプラスティックが一体で成形される。又はコストの安
さからポリカーボネイト樹脂が使われることもある。こ
の近接場方式の超高密度メモリー用媒体は基板を通して
読み書きする光ディスクと異なり、この基板801は光
学的に透明である必要はない。成形性が高く高速回転時
の機械強度が高いものが望ましい。2P法の転写方法の
ケースでは基板801はアルミニウムでもガラスでも構
わない。表面に形成される凹凸パターン817形成に放
射線硬化樹脂を用いることができる。次にスパッタリン
グ装置等を用いて両側に同種のターゲット819を設
け、両面同時にスパッタし、情報層821を作製する。
後に保護塗膜槽823にデッピングし、保護層825を
作製する。
【0025】つまり、磁気ディスクは第5図に示したよ
うに基板501に磁気薄膜と潤滑薄膜からなる情報層5
03を両面に同時にスパッタ形成する設備が基本となっ
ている。一方、光ディスクは第4図に示すように案内溝
(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パターンを備えた
基板401の凹凸パターン側の片面に保護膜、光磁気
膜、保護膜、反射膜等を層上に成膜した情報層403を
形成し、保護層405やハードコート層409を形成し
た2枚の情報基体を接着層407で貼り合せていた。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】超大容量メモリー媒体
の製造方法は、第8図に示すように基板の両側に案内溝
(グルーブ)やプリピットなどの凹凸パターン817を
形成した上に Al/SiN/TbFeCo/GdFe
Co/SiN/GdFeCo/SiN 等光磁気膜と保
護膜を多層化した情報層821を形成する為に、少なく
とも7チャンバーが必要であり、更に生産性を上げる目
的でタクトタイムを律速している薄膜のチャンバー数を
増やすと10チャンバー前後のスパッタチャンバー数が
必要になる。これは、記録膜が相変化であるGeSbT
eをZnS−SiO2等の保護膜で鋏み、多層化した超
解像相変化媒体でも同様な状況である。
【0027】更に両面同時に成膜できる設備は光業界に
はインフラストラクチャーがなく、新たに開発する必要
がある。結果的に、超高密度メモリー用の情報記録担体
の製造コストが非常に高くなるという問題が発生してく
る。
【0028】また、両面同時の放電スパッタリングは、
成膜される基板の表裏に対し、チャンバーの電気的な対
称性、放電ガスや反応ガスの流れの対称性を極力同等に
する必要があるなど解決すべき技術的な課題が大きい。
【0029】例えば、筆者らが所有する両面同時スパッ
タを行った結果を第9図に示す。作製したディスクはフ
ラットPC基板上にSiN/Tb22Fe65Co13
/SiN/Alを形成した。保磁力Hc(単位:KOe
キロエルステッド)測定は室温、半径方向及び90度毎
に基板の表裏で比較した。例えば第9図(a)におい
て、North方向、半径50mmでのA面の保磁力は
12.7KOeであるのに対し、第9図(b)に示した
B面の同じポイントでは16.5KOeもあり、表A面
/裏B面での保持力の違いは4KOe弱と非常に大きく
なり、超高密度記録媒体としては不適切であることは明
らかである。しかも、更に近接場記録方式の光磁気層が
多層の媒体では、制御性は容易ではない。また、相変化
媒体の誘電体ZnS、SiO2の複合材料ターゲットを
スパッタするケースはRF(高周波)スパッタリングが
必要であり、この高周波スパッタリングを行うとその両
面同時成膜の難易度は放電プラズマの広がりのため更に
増えてしまう。
【0030】そこで、筆者は従来の製造設備インフラを
用いて、容易に超高密度メモリー用情報記録担体が製造
できる方式及びその構造を考案した。
【0031】
【課題を解決するための手段】超高密度メモリー用情報
記録担体の総厚の略半分の厚みの案内溝(グルーブ)や
プリピットなどの凹凸パターン基板を作製し、光磁気記
録膜、相変化膜、色素膜、反射膜など情報層を凹凸パタ
ーン側に片面形成し、物理的に略類似した二つの前記情
報基体を前記情報層を外側、言い換えると前記基板側を
内側にして直接乃至は間接的に貼りあわせた構造を有し
た情報記録担体及びその製造方法を考案した。
【0032】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。
【0033】[実施例1]第1図〜第3図は、請求項1の
実施形態に関わる超高密度メモリー用情報記録担体を示
す構成図である。
【0034】案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹
凸パターンを有した基板101の凹凸パターン側に情報
層103を片面成膜する。情報層103は記録膜、保護
膜、反射膜、色素膜等の一部又は複合からなり、通常の
光ディスクの製造方法と全く同じである。この情報層1
03上に保護機能と潤滑機能を有した保護層105を塗
布又はスパッタ法などで形成する。次に基板側に紫外線
硬化樹脂などハードコート層109を塗布、露光硬化さ
せる。こうしてできた物理的に略類似した二つの情報基
体を情報層103を外側、言い換えるとハードコート層
109を各々内側にしてホットメルト樹脂や熱硬化型の
エポキシ系樹脂等接着層107で貼りあわせることによ
り超高密度メモリー用情報記録担体が完成する。
【0035】また、情報基体の接着の他の方法として
は、第2図に示すように嫌気性紫外線硬化樹脂接着層2
07を大気中でスピンコートし、真空中で貼り合せるこ
とで、脱泡、硬化する方法や、第3図に示すように情報
基体の片方に円周状に紫外線硬化樹脂を垂らし、2つの
情報基体を貼り合せることで全面に紫外線硬化接着層3
07を充填し、後に紫外線を照射し硬化させる方法でも
よいことがわかった。
【0036】最終的には、駆動装置のスピンドルから伝
わる熱や一分に1万回転前後の高速回転に際し、情報記
録担体の機械特性が変化しないよう接着方法や接着剤を
検討するべきである。
【0037】[実施例2]次に、請求項1についての実
施形態に関わる製造方法を第7図を用いて説明する。
【0038】案内溝(グルーブ)やプリピットなどの凹
凸パターン717を有した基板701は射出成形にて作
製した。基板材料は光ディスクのように光ピックアップ
のレーザー波長光に対し光学的に透明である必要は全く
無い。熱的且つ高速回転時に安定性高い材料が望まし
い。具体的にはアモルファスポリオリフィンやポリスチ
レンなどエンジニアリングプラスティックが望ましい。
また、2P法の場合には強化処理したガラス基材又はア
ルマイト処理したAl基材に紫外線硬化樹脂により凹凸
パターン717をスタンパから転写させたものでも良
い。次に凹凸パターン717側に情報層703を片面成
膜する。情報層703は記録膜、誘電体膜、反射膜、有
機色素膜等の一部又は複合からなり、通常の光ディスク
の製造方法と全く同じである。この情報層703上に保
護機能と潤滑機能を有した保護層705を塗布するか、
又はSIL等の浮上型光学ヘッドの摺動耐久性を高める
為カーボンをスパッタ法などで形成するのも良い。次に
基板側に空気が有ると硬化せず、真空中で硬化する嫌気
性紫外線硬化樹脂接着層709を塗布する。嫌気性紫外
線硬化樹脂接着層の替りに熱硬化性エポキシ系の樹脂で
もよいが、生産性を考えると嫌気性紫外線硬化樹脂接着
層の方が望ましい。こうしてできた物理的に略類似した
二つの情報基体を情報層703を外側、言い換えると接
着層709を各々内側にして真空中711にて貼りあわ
せる。真空中にする理由は接着層中に巻き込んだ空気泡
を残し、部分的な接着又は未硬化のまま駆動装置にて高
速回転させると、機械特性的に不安定な情報記録担体と
なるからである。その後、貼り合せ外周端の未硬化接着
剤や貼り合せ面の完全硬化を促進させる為、放射線ラン
プ713により紫外線照射・硬化させる。こうして超高
密度メモリー用情報記録担体が完成する。
【0039】[実施例3]次に、本発明の方式による片
面スパッタを行った結果を第10図に示す。第10図の
ディスク作製方法は第9図で使用したスパッタ装置と同
じスパッタ装置で片面だけスパッタした。膜の厚み、構
造、ターゲットも従来と本発明で全く同じとし、フラッ
トPC基板上にSiN/Tb22Fe65Co13/S
iN/Alを形成した。
【0040】600枚の基板に繰り返し同じ条件で成膜
した。その中から100枚毎ディスクを抽出し、ディス
ク測定位置をNorth方向、半径40mmと50mm
に限定して、室温で保磁力Hc[KOe]を測定したもの
が第10図である。
【0041】半径40mmでは12.8KOe〜13.
4KOe、半径50mmでは11.8KOe〜12.7
KOeと従来の方式に比べバラツキが約1KOe以内と
なった。つまり、本方式の2つの情報基体を貼り合せる
事により、表裏の特性が安定した情報記録担体が製造で
きる事が分かった。
【0042】[実施例4]CD−R、DVD−Rのような
有機色素を塗布した一度だけ書き込める光ディスク、又
はDVD−ROMのような、再生専用型光ディスクにお
いても、本発明による効果がある。RもROMも書き込
んだ後は凹凸のピットに動画や音声などの情報が刻み込
まれているが、読み出す時は凹凸ピットの反射率差で読
み出す。本発明の情報記録担体の片面の内の一部表面又
は両面の内の片面側にRやROMを設け、他方の面に実
施例1のような多層の光磁気記録媒体を設けても良い。
両面に設けられたSILピックアップで、片面のROM
又はRに書き込まれたOSやアプリケーションを読み出
しながら、別の面に設けられた記録再生できる記録面に
アプリケーションのバージョンアップ情報を記録した
り、ユーザーが作製した辞書等オリジナル情報を蓄積す
る事ができる。
【0043】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の情報記録担体によると、従来の光ディスクの製造設備
がそのまま使用でき、両面の情報層の特性も安定する、
高品位な超高密度メモリー用情報記録担体を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の情報記録担体を示す図。
【図2】本発明の情報記録担体を示す図。
【図3】本発明の情報記録担体を示す図。
【図4】従来の光ディスクを示す図。
【図5】従来の磁気ディスクを示す図。
【図6】本発明の情報記録担体の製造方法を示す図。
【図7】本発明の情報記録担体の製造方法を示す図。
【図8】従来の情報記録担体の製造方法を示す図。
【図9】従来の情報記録担体の磁気特性を示す図。
【図10】本発明の情報記録担体の磁気特性を示す図。
【符号の説明】
101、201、301、401、501
基板 103、203、303、403、503
情報層 105、205、305、405
保護層 107、207、307、407
接着層 109、409
ハードコート層 601
基板 603
情報層 605
保護層 627
凹凸パターン 701
基板 703
情報層 705
保護層 709
接着層 711
真空槽 713
放射線ランプ 717
凹凸パターン 801
基板 815
スタンパ 817
凹凸パターン 819
ターゲット 821
情報層 823
保護塗膜槽 825
保護層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トラック状に配置され、かつ光学的又は磁
    気的又はその両方を用いて、読み書き可能な情報構体用
    の情報層を両面外側に配置する情報記録担体にあって、
    物理的に略類似した二つの基板上に各々少なくとも片面
    に情報層を設けた情報基体を前記情報層を外側、言い換
    えると前記基板側を内側にして直接乃至は間接的に貼り
    あわせたことを特徴とする情報記録担体
  2. 【請求項2】上記請求項1記載の情報層を基板上に片面
    に設けた情報基体にあって、物理的に略類似した二つの
    情報基体の基板側に放射線硬化樹脂を塗布する工程、前
    記二つの放射線硬化樹脂を塗布した情報基体を基板面側
    を対向させる工程、二つの放射線硬化樹脂を塗布した情
    報基体を真空中にて貼りあわる工程、貼り合わされた二
    つの情報基体に放射線照射し前記放射線硬化樹脂を硬化
    させる工程、とによって作製されたことを特徴とする情
    報記録担体の製造方法
  3. 【請求項3】上記請求項1記載の情報層を基板上に片面
    に設けた情報基体にあって、前記二つの物理的に略類似
    した情報基体を基板面側を対向させる工程、二つの物理
    的に略類似した情報基体の内の一つの情報基体に放射線
    硬化樹脂を塗布する工程、前記二つの物理的に略類似し
    た情報基体を真空中にて合わせる工程、合わされた二つ
    の情報基体に放射線照射し前記放射線硬化樹脂を硬化、
    貼り合せる工程、とによって作製されたことを特徴とす
    る情報記録担体の製造方法
  4. 【請求項4】上記請求項1記載の情報層を基板上に片面
    に設けた情報基体にあって、前記二つの物理的に略類似
    した情報基体を基板面側を対向させる工程、二つの物理
    的に略類似した情報基体の内の一つの情報基体にエポキ
    シ系樹脂と紫外線硬化樹脂の混合物を塗布する工程、前
    記二つの物理的に略類似した情報基体を真空中にて合わ
    せる工程、合わされた二つの情報基体に熱もしくは放射
    線を照射し前記混合物を硬化させる工程、とによって作
    製されたことを特徴とする情報記録担体の製造方法
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