JP2000228033A - 光記録媒体、その製造方法および光記録装置 - Google Patents

光記録媒体、その製造方法および光記録装置

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JP2000228033A
JP2000228033A JP11029592A JP2959299A JP2000228033A JP 2000228033 A JP2000228033 A JP 2000228033A JP 11029592 A JP11029592 A JP 11029592A JP 2959299 A JP2959299 A JP 2959299A JP 2000228033 A JP2000228033 A JP 2000228033A
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JP
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optical recording
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substrate
recording medium
multilayer film
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Hiroyuki Watanabe
裕之 渡邊
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上の各層が平滑で高密度での記録再生を
可能とする光記録媒体、その製造方法および光記録装置
の提供。 【解決手段】 基板上に放熱層および光学的記録層を含
む多層膜が形成され、多層膜中の放熱層が金属膜からな
り、その表面がスパッタエッチング処理によって平滑化
されていることを特徴とする光記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光記録媒体、その製
造方法および光記録装置に関し、更に詳しくは、表面あ
るいは放熱層が平滑で高密度に情報を記録し、再生する
ことができる光記録媒体、その製造方法および光記録装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気ディスクや相変化光ディスクなど
の光記録媒体は、その記録密度の高さと保持性から、映
像やデータの記録用として広く利用されている。これら
の光記録媒体は、透明基板側からレーザ光を照射し、レ
ンズにより膜面上すなわち透明基板の入射側と反対の側
で光を集束させることにより、1ミクロン程度のサイズ
で情報の記録、再生がなされているが、記録膜とヘッド
の距離を近づけてより高密度に記録、再生するために、
浮上光学ヘッドにより膜面側から直接記録、再生を行う
方式が提案されている。そのため、基板上に形成される
多層膜は、従来の基板側入射タイプの場合と逆の順序で
形成されることになる。つまり、従来では、基板上に第
1の誘電体層、記録層、第2の誘電体層、反射層の順で
形成することが一般的であったが、膜面側入射タイプで
は、基板上に、反射層、第1の誘電体層、記録層、第2
の誘電体層の順で積層することになる。これにより、基
板入射タイプと同等の記録原理が実現される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光記録媒体において
は、光により記録、再生を行うため、光の入射側界面の
粗度が大きい場合、記録、再生時に信号が劣化するなど
の問題が生じる。基板側入射の場合、光は、基板と第1
の誘電体層との界面および、第1の誘電体層と記録層と
の界面で反射する成分が多く、この部分の粗度が問題と
なるが、前者は基板の表面粗度と相関し、後者は第1の
誘電体層の表面粗度と相関する。
【0004】ところが、膜面側入射の場合、光の反射
は、記録層表面粗度と、第2の誘電体の粗度により決ま
り、これらはいずれも、反射層(放熱層)を形成された
後に形成されているため、反射層の表面粗度が反映され
てしまう。一般に反射層はアルミ合金などの金属膜であ
り、結晶質なので、誘電体層などと比べると、表面粗度
が大きい。これにより、膜面入射タイプでは、基板側入
射タイプに比べて反射光の散乱が多くなり、さらに記録
層の垂直磁気異方性が劣化するため、記録、再生特性が
悪化するという問題がある。本発明は、基板上の各層が
平滑で高密度で記録し、再生を可能とする光記録媒体、
その製造方法および光記録装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために鋭意検討を行った結果なされたもので、 基板上に放熱層および光学的記録層を含む多層膜が形
成され、多層膜中の放熱層が金属膜からなり、その表面
がスパッタエッチング処理によって平滑化されているこ
とを特徴とする光記録媒体、 基板上に放熱層を形成した後、真空槽に収容し、低圧
下にアルゴンガスを導入すると共に基板に高周波バイア
スをかけてスパッタエッチング処理して放熱層表面を平
滑化し、次いで光学的記録層を形成することを特徴とす
る光記録媒体の製造方法、および、 光記録媒体駆動部と、浮上量が0.2μm以下の範囲
で媒体上に浮上して光学的に記録再生を行う浮上型ヘッ
ドと、当該浮上型ヘッドの駆動部と、記録再生信号処理
機構とを有し、上記に記載の光記録媒体に記録再生を
行うように構成したことを特徴とする光記録装置、を提
供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明光記録媒体は、膜面側入射
タイプとして適するもので、基板上に放熱層および光学
的記録層を含む多層膜が形成される。従来の基板側入射
タイプの光記録媒体では、基板は光を透過する必要があ
るので、透明基板が用いられており、一般的には安価で
成形性が高く、光学的にも優れているポリカーボネート
樹脂が用いられる。一方、膜面側入射タイプでは、透明
基板を用いる必要はないが、形成される膜の表面が平滑
である必要があり、基板においても表面が鏡面のように
平滑なものが使用される。例えば、ピットや溝を設けた
樹脂基板、アルミ基板等の金属基板あるいはガラス基板
が用いられる。
【0007】使用される樹脂としては、アクリル系樹
脂、ノルボルネン系などのポリオレフィン樹脂、液晶ポ
リマー、ポリカーボネート等が挙げられ、具体的には、
例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)、ART
ON(日本合成ゴム社 ノルボルネン系エステル置換環
状オレフィン開環重合体水添物)、ZEONEX(日本
ゼオン社 ノルボルネン系環状オレフィン開環重合体水
添物)、芳香族ポリエステル系液晶ポリマー、ポリカー
ボネートなどが挙げられる。ピット/溝を設けたスタン
パーをもとに、これら樹脂を用いて射出成形、射出圧縮
成形、放射線硬化などによりピット/溝を転写形成して
樹脂基板とする。
【0008】また金属基板の場合、ピットや溝の形成は
基板表面に直接行うのは困難であるため例えば薄い樹脂
製のシートをいったん金属基板に貼り付け、次いでピッ
ト/溝を設けたスタンパーをもとに圧縮成形することに
より行う。またガラス基板の場合はエッチング等により
ピットや溝の形成を行うことができる。基板の厚みは
0.5〜3mm程度が一般的である。これより薄いと、
特に樹脂基板の場合に顕著に見られることであるが、基
板が自重によりたわんで平面性が出にくくなる。また3
mmを超えると強度面ではほとんど差がなくなる。本発
明において、基板上に光記録層を含む多層膜、例えば基
板上に、放熱層、第1の誘電体層、記録層、第2の誘電
体層の順で積層した多層膜を形成する。
【0009】基板上への多層膜の形成は、通常スパッタ
リング装置を用いて行われる。スパッタリングは、膜形
成に必要な材料をターゲットとし、真空中で負のバイア
スをかけ、例えばアルゴンイオンで叩くことにより、対
向させて設置された基板上にターゲットと同じ材料の薄
膜を形成する。まず、基板と光学的記録層との間に放熱
層が形成される。放熱層はレーザビームによる記録の
際、照射されたスポットの熱を放散するための層で金属
で形成され、一般には反射層としての機能をもつもので
あり、この場合、反射層と称することもできる。
【0010】放熱層としては、熱伝導率の高い金属(合
金を含む)が用いられ、高反射率の金属が望ましい。例
えばAl、Ag、Au、Cuやこれを主成分とする合金
である。特にAlは反射率が高いと同時に熱伝導率が高
く、放熱層の材料として広く用いられている。さらに耐
食性を上げる等の目的で他の元素が混合された、AlT
i、AlTa、AlCrなどの合金も広く用いられてい
る。この放熱層の膜厚としては、通常200〜1500
Å程度である。また、この放熱層と記録層との間に、光
を干渉させ増幅させる目的や記録層保護の目的等で誘電
体層を設けてもよい。この第1の誘電体層としては、酸
化物、窒化物、カルコゲン化物、炭化物、フッ化物、お
よびその混合物などが用いられる。
【0011】酸化物としてAl2 3 、Ta2 5 、T
iO2 等の金属酸化物単独またはこれらの混合物、或い
はAl−Ta−Oの複合酸化物等が挙げられ、また非金
属酸化物としてSiO2 、SiOが挙げられる。窒化物
としては、窒化シリコン、窒化アルミニウム等が挙げら
れる。カルコゲン化物としては、ZnS、ZnSe等の
カルコゲン化亜鉛、CdS、CdSe等のII−V族化合
物、La2 3 、Ce2 3 等の希土類硫化物、TaS
2 、MgS、CaS等が挙げられる。
【0012】これらの誘電体層は、反応性スパッタリン
グ、或いは、高周波スパッタリングにより得られる。例
えば、窒化シリコン膜は、シリコンのターゲットをアル
ゴンと窒素との混合ガスで反応性スパッタリングするこ
とにより得られる。また、ZnSは、ZnSターゲット
をアルゴンガスで高周波スパッタリングすることにより
得られる。この誘電体層の膜厚としては、通常200〜
1000Å程度である。誘電体層上に形成する光記録層
としては、各種のものを採用することができ、例えば光
磁気記録層や相変化型記録層及び色素型記録層が用いら
れる。また、層構成としても特に制限はなく、各種層構
成を採用することができる。
【0013】光磁気記録層としては、例えばTbFe、
TbFeCo、TbCo、GdFeCo、DyTbFe
Co等の希土類と遷移金属との非晶質磁性膜、MnB
i、MnCuBi等の多結晶垂直磁化膜、Pt/Co多
層膜等が用いられる。光磁気記録層は単層であってもよ
いし、オーバーライトやMSRを可能とするためにGd
TbFe/TbFeのように2層以上の磁性層を重ねて
用いてもよい。相変化型記録層としては、例えばGeS
bTeやInSbTe、AgSbTe、AgInSbT
eといった化合物が使用できる。これらの記録層の膜厚
としては、通常200〜500Å程度である。
【0014】この光記録層上には耐候性、高硬度、高滑
性などの性質を備えた誘電体層を設ける。この第2の誘
電体層の材質は、上記第1の誘電体層と同様のものが用
いられるが、特に記録層の酸化を防止するという意味
で、酸化物は用いないことが望ましい。この第2の誘電
体層の膜厚としては、通常400〜1500Å程度であ
る。上記したように基板上に多層膜をスパッタリング法
により、順次積層して形成することができる。望ましく
は、同一装置内で真空を破ることなく連続的にスパッタ
リング処理することにより、界面の酸化等のない、純度
の高い多層膜を形成することができる。
【0015】なお、多層膜は必要に応じて基板の両面に
形成することができる。本発明においては、上記基板上
に放熱層となる金属膜を形成後、その放熱層の表面をス
パッタエッチング処理を行い、多層膜最表面の粗度を1
nm以下、望ましくは0.1〜1.0nmの範囲となる
ように、平滑化する。
【0016】本発明で金属膜をエッチングする一例とし
て、アルゴンイオンによるスパッタエッチングがある。
これは、通常のスパッタとは逆に、基板側に負のバイア
スをかけ、アルゴンイオンにより基板上の金属膜を叩
き、金属膜表面の微少な凹凸を除去するものである。通
常のスパッタエッチングでは、絶縁物もエッチングでき
るように、直流ではなく、高周波を用いて負のバイアス
を発生させている。これはRFスパッタと呼ばれる。第
1図に、その概要を示す。図1のスパッタリング装置1
は真空槽2を有し、排気孔3より排気されて高度の真空
にされると共に、スパッタガス供給管4からアルゴンガ
スが導入される。この状態で基板5が基板保持具6に装
着されて高周波発生機7から基板5に高圧の高周波電位
を印加して発生したアルゴンイオンで基板5をスパッタ
エッチングする。
【0017】スパッタエッチングにより滑らかになった
金属膜上に、続けてスパッタリング法により、光記録に
必要な膜を順次積層していくことにより、本発明の光記
録媒体を得ることができる。こうて得られた光記録媒体
10は、図2に示すように、浮上量が0.2μm以下、
好ましくは0.15μm以下、更に好ましくは0.05
〜0.10μmの範囲で浮上して光学的に記録再生を行
う浮上型ヘッド11と、該浮上型ヘッドの駆動部12
と、記録再生信号処理機構13と光記録媒体駆動部14
を有する光記録装置に装着して記録・再生が行われる。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。基板として、直径130mm、内径15mm、厚さ
1.2mmの射出成形されたポリカーボネート樹脂基板
を用いた。スパッタリング装置としては、光磁気ディス
ク用の回転式スパッタリング装置を用いた。この装置
は、複数の連続した真空槽を持ち、多層膜形成中に真空
を破ることなく、連続して膜形成ができるものである。
まずターゲットとして8インチ径のAlTa合金を用
い、アルゴンを3mTorrの圧力まで導入して150
0ワットのパワーでスパッタを行い、500Åの膜厚の
AlTa合金層を形成した。
【0019】続いて、アルゴンを3mTorrの圧力ま
で導入し、基板側にRFバイアスをかけ、300ワット
のパワーで60秒間エッチングを行った。続いて、ター
ゲットとして8インチ径の単結晶シリコンを用い、アル
ゴンと窒素の比率を3:1として3mTorrの圧力ま
で導入し、1500ワットのパワーでスパッタを行い、
300Åの膜厚の窒化シリコン層を形成した。続いて、
ターゲットとして8インチ径のTbFeCo合金を用
い、アルゴンを3mTorrの圧力まで導入して150
0ワットのパワーでスパッタを行い、300Åの膜厚の
TbFeCo合金層を形成した。続いて、ターゲットと
して8インチ径の単結晶シリコンを用い、アルゴンと窒
素の比率を3:1として3mTorrの圧力まで導入
し、1500ワットのパワーでスパッタを行い、900
Åの膜厚の窒化シリコン層を形成した。
【0020】比較のため、同じ層構成でエッチングを行
わないディスクも作製した。まずターゲットとして8イ
ンチ径のAlTa合金を用い、アルゴンを3mTorr
の圧力まで導入して1500ワットのパワーでスパッタ
を行い、500Åの膜厚のAlTa合金層を形成した。
続いて、ターゲットとして8インチ径の単結晶シリコン
を用い、アルゴンと窒素の比率を3:1として3mTo
rrの圧力まで導入し、1500ワットのパワーでスパ
ッタを行い、900Åの膜厚の窒化シリコン層を形成し
た。続いて、ターゲットとして8インチ径のTbFeC
o合金を用い、アルゴンを3mTorrの圧力まで導入
して1500ワットのパワーでスパッタを行い、300
Åの膜厚のTbFeCo合金層を形成した。続いて、タ
ーゲットとして8インチ径の単結晶シリコンを用い、ア
ルゴンと窒素の比率を3:1として3mTorrの圧力
まで導入し、1500ワットのパワーでスパッタを行
い、900Åの膜厚の窒化シリコン層を形成した。
【0021】こうして作製した2種類のディスクについ
て、まず表面の平滑さを評価するため、AFMによりR
a(平均粗さ値)の測定を行ったところ、エッチング処
理を行わない媒体のRaが1.5nmであったのに対
し、エッチング処理をおこなった媒体ではRaが0.9
nmであり、エッチング処理により表面の平滑性が改善
されていることがわかった。続いて記録再生特性を比較
した。図3にそれぞれのディスクの記録特性を示す。エ
ッチング処理を行ったディスクは、エッチング処理を行
ってないディスクに比べて、記録時のCNRが高くなっ
ている。さらに低磁場でもCNRが出ており、消去磁場
感度もよく、磁気特性が改善されていることがわかる。
【0022】
【発明の効果】本発明は膜面から情報を記録、再生する
光記録媒体の多層膜、特に反射膜形成後にエッチング処
理を行うことによって、反射膜の表面を平滑にし、記録
再生特性の良好な光記録媒体が得られる。具体的には、
ノイズレベルが低く、磁場感度の良好な光記録媒体が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】RFスパッタエッチング装置の側面図
【図2】本発明光記録装置を示す側面図
【図3】実施例で得られた光記録媒体の記録特性
【符号の説明】
1.スパッタリング装置 2.真空槽 3.排気孔 4.スパッタガス供給管 5.基板 6.基板保持具 7.高周波発生機 10.光記録媒体 11.浮上型ヘッド 12.ヘッドの駆動部 13.記録再生信号処理機構 14.光記録媒体駆動部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に放熱層および光学的記録層を含
    む多層膜が形成され、多層膜中の放熱層が金属膜からな
    り、その表面がスパッタエッチング処理によって平滑化
    されていることを特徴とする光記録媒体。
  2. 【請求項2】 放熱層のスパッタエッチングにより、多
    層膜最表面の粗度Raが1nm以下に形成されてなる請
    求項1記載の光記録媒体。
  3. 【請求項3】 基板上に、放熱層、単層もしくは複層の
    光学的記録層、および、誘電体層が順次積層されて多層
    膜が形成されてなる請求項1または2記載の光記録媒
    体。
  4. 【請求項4】 基板上に、放熱層、第1の誘電体層、単
    層もしくは複層の光学的記録層、第2の誘電体層が順次
    積層されて多層膜が形成されてなる請求項1〜3いずれ
    かに記載の光記録媒体。
  5. 【請求項5】 基板上に放熱層を形成した後、真空槽に
    収容し、低圧下にアルゴンガスを導入すると共に基板に
    高周波バイアスをかけてスパッタエッチング処理して放
    熱層表面を平滑化し、次いで光学的記録層を形成するこ
    とを特徴とする光記録媒体の製造方法。
  6. 【請求項6】 光記録媒体駆動部と、浮上量が0.2μ
    m以下の範囲で媒体上に浮上して光学的に記録再生を行
    う浮上型ヘッドと、該浮上型ヘッドの駆動部と、記録再
    生信号処理機構とを有し、請求項1〜4いずれかに記載
    の光記録媒体に記録再生を行うように構成したことを特
    徴とする光記録装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6596366B2 (en) 2000-08-02 2003-07-22 Mitsubishi Chemical Corporation Optical recording medium and process for producing an optical recording medium

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