JPH0831029A - 光情報記録媒体、その製造方法および製造装置 - Google Patents

光情報記録媒体、その製造方法および製造装置

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JPH0831029A
JPH0831029A JP18309694A JP18309694A JPH0831029A JP H0831029 A JPH0831029 A JP H0831029A JP 18309694 A JP18309694 A JP 18309694A JP 18309694 A JP18309694 A JP 18309694A JP H0831029 A JPH0831029 A JP H0831029A
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JP18309694A
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Kunio Takada
國夫 高田
Toshimori Miyakoshi
俊守 宮越
Nobumasa Suzuki
伸昌 鈴木
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 堆積速度が早く、堆積時に基板温度が上昇し
ない、基板表面の不純物の脱離性がよく密着性が高い、
しかも水素脱離効果により屈折率が高い保護層を有する
光情報記録媒体を提供する。 【構成】 基板上に、少なくとも保護層と記録層を有す
る光情報記録媒体において、前記保護層が光アシストプ
ラズマCVD法により形成された光情報記録媒体。プラ
ズマ発生手段としてマイクロ波又は高周波を用いる。前
記保護層は主として誘電体層より成り、記録層は磁性層
より成る光磁気記録媒体が好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体、その
製造方法及び製造装置にかかわるもので、特に磁気カー
効果或いはファラデー効果等の磁気光学効果によって記
録された情報を読み出すことの出来る光磁気記録媒体、
および記録薄膜にレーザ光を照射し結晶状態の変化を作
り出すことにより情報を記録再生する相変化型記録媒体
の誘電体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータメモリや画像情報メ
モリとして大容量、高速記録媒体が求められるようにな
ってきた。これらの要望に答える記録媒体としてレーザ
ー光を用いて記録再生する光ディスクがさかんに開発さ
れてきた。その中でも特に有望なものは光磁気記録媒体
と相変化型記録媒体である。
【0003】光磁気記録媒体は偏光されたレーザー光を
磁性体表面にあてて、その磁化の向きによって反射され
てくるレーザー光の偏光面の回転方向が異なる性質(磁
気カー効果)を利用して情報を記録再生するものであ
り、このカー回転角が大きいものほど大きなC/N比が
得られる。この磁気カー効果は磁気記録層のみでは十分
大きなものが得られず、一般的には磁気記録層と基板の
間に透明な誘電体層を付加し、光学的な干渉効果によっ
てカー回転角の増加(エンハンス効果)をはかる。
【0004】一方、相変化型記録媒体はレーザー光を記
録薄膜に照射し、加熱、急冷却によって薄膜を非結晶状
態にして記録し、さらにレーザー光により加熱、徐冷す
ることで消去して情報を記録再生するものである。この
相変化型記録媒体においても、光学的なエンハンス効果
をもたせるために、基板と記録膜の間に誘電体層を設け
る。
【0005】基板材料としてはガラス等の無機材料の
他、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリメチルメ
タクリレート等の透明性高分子樹脂材料が使用できる。
ガラス材料はその表面にプレグループ(案内溝)やプレ
ピット等の微細パターン加工を施すのに多大な労力とコ
ストを要する。そのため最近ではグルービング(微細溝
加工)の容易な透明性高分子樹脂材料が主として使用さ
れている。しかし、高分子樹脂材料は安価な反面耐熱性
に乏しいという欠点を有するため光磁気記録媒体の製造
上において、低温で作成する必要があり、特に成膜工程
における低温化が必須条件として望まれている。
【0006】誘電体層の材料としては、Si34 、S
iC、SiO、SiO2 、アモルファスSi、AlN、
Al23 、TiO2 、Ta25 、ZnS等が用いら
れており、誘電体層の屈折率が大きいものほど干渉効果
によるエンハンス効果が大きくなるためできるだけ屈折
率の大きな材料が選ばれる。
【0007】これらの誘電体層は干渉効果によるエンハ
ンス効果の他に、磁性層を保護する保護膜としての役割
も有しており、一般的には磁性層をはさむように設けら
れている。また、更に干渉効果を高めるために最上層に
金属反射層を付加したものも多く見られる。
【0008】通常、これらの誘電体層は蒸着法、スパッ
タリング法、プラズマCVD法、ECRプラズマCVD
法等で作製される。例えば、特公平2−15929号公
報に開示されているように、AlNやSiNをAlター
ゲット、Siターゲットを用いてN2 ガス雰囲気中で反
応性スパッタリングすることによって作成されたり、特
開平3−66043号公報、特開平3−69033号公
報、特開平4−30343号公報に開示されているよう
に、ECRプラズマCVD法によって誘電体層を形成す
ることが試みられていた。
【0009】図4は従来のマグネトロンスパッタ装置を
示す概略図である。従来の誘電体層を形成する方法は、
同図に示す様な装置を用いて、基板41と対向する位置
にターゲット45を配置し、Arガスを導入しプラズマ
を発生させることによりターゲット45をスパッタリン
グして所望のレートで膜を形成する。その場合、基板自
体を一定速度に回転させて膜の堆積速度を一定に保つよ
うにしたり、ターゲットの背面で回転可能なマグネット
を配置しターゲットを均一にスパッタできるようにした
りして膜の形成を行なうものである。
【0010】このような光情報記録媒体の特性は、記録
膜そのものの特性によるところが大きいが、誘電体の材
質にも強く依存していることが知られており、現在内外
の研究機関において、誘電体の材料、製法について活発
な研究開発が行われている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光情報
記録媒体に用いられている誘電体膜には、以下のような
問題点があった。
【0012】誘電体保護膜の堆積速度が遅い。従来の
プラズマCVD法はプラズマ密度を上げる事が困難であ
り、誘電体保護膜の膜堆積速度が遅く生産性に問題があ
った。また、従来のスパッタ法で膜の体積速度をあげる
ためにはターゲット投入パワーを大幅にあげる必要があ
り、それによってターゲットが割れてしまうという問題
があった。また、次のに示すように、膜堆積速度を上
げようとすると基板の温度も上昇し、基板の機械的特性
を十分満たすものが得られないため成膜速度を上げるこ
とが出来なかった。
【0013】基板温度の上昇。スパッタリング法で
は、堆積速度を早めるためターゲット投入パワーを上げ
ると膜堆積時に温度が上昇し、樹脂基板の変形やその表
面が損傷するといったトラブルが発生していた。
【0014】膜フクレ、膜剥がれが発生する。従来の
プラズマCVD法やスパッタ法では表面に存在する不純
物を充分に除去、脱離できず、基板と誘電体保護膜の密
着性が不十分で、膜フクレや膜剥がれといった欠陥が発
生しやすかった。
【0015】誘電体保護膜の屈折率があげられない。
従来のプラズマCVD法は膜の堆積速度は従来のスパッ
タ法よりは早くすることはできるが、プラズマ生成段階
および膜形成段階において水素が取り込まれてしまうた
め誘電体の屈折率を上げる事が困難であり、光学的エン
ハンス効果の大きな誘電体保護膜の形成法として大きな
問題があった。
【0016】本発明者らは、上記問題を解決するために
鋭意検討を行った結果、光アシストプラズマCVD法を
利用した化学的気相堆積法(CVD)を用いることによ
り、堆積速度が早い、堆積時に基板温度が上昇しない、
基板表面の不純物の脱離性がよく密着性が高い、しかも
水素脱離効果により屈折率が高いという特徴を有する保
護層を形成することができることを見いだした。本発明
は、この様な保護層を有する光情報記録媒体、その製造
方法及びその製造装置を提供することを目的とするもの
である。
【0017】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、基板上
に、少なくとも保護層と記録層を有する光情報記録媒体
において、前記保護層が光アシストプラズマCVD法に
より形成されたことを特徴とする光情報記録媒体であ
る。
【0018】また、本発明は、基板上に、少なくとも保
護層と記録層を有する光情報記録媒体の製造方法におい
て、前記保護層を光アシストプラズマCVD法により形
成することを特徴とする光情報記録媒体の製造方法であ
る。
【0019】さらに、本発明は、基板上に、少なくとも
保護層と記録層を有する光情報記録媒体の製造装置にお
いて、プラズマを発生させるプラズマ発生領域と、発生
したプラズマを導入して光アシストプラズマCVD法に
より保護層を形成する成膜領域を具備することを特徴と
する光情報記録媒体の製造装置である。
【0020】以下、本発明を詳細に説明する。図3は本
発明の光情報記録媒体の代表的な膜構成を示す概略図で
ある。同図に示す様に、本発明の光情報記録媒体は、基
板31上に、保護層32と記録層33および保護層32
を順次積層して設け、前記保護層31が光アシストプラ
ズマCVD法により形成された層からなることを特徴と
する。
【0021】すなわち、本発明の光情報記録媒体は、光
アシストプラズマCVD法を利用した化学的気相堆積法
(CVD)を用いることにより、堆積速度が早い、堆積
時に基板温度が上昇しない、基板表面の不純物の脱離性
がよく密着性が高い、しかも水素脱離効果により屈折率
が高い保護層を形成することに特徴を有する。
【0022】本発明における光アシストプラズマCVD
法には、例えば特願平4−319223号公報に示すよ
うなスロット付き無終端環状マイクロ波プラズマCVD
装置を用いることができる。
【0023】本発明の光情報記録媒体の製造装置は、プ
ラズマチャンバからなるプラズマ発生領域と、発生した
プラズマを導入して光アシストプラズマCVD法により
保護層を形成する成膜チャンバからなる成膜領域を有す
る。まず、誘電体保護層形成用基板を成膜チャンバ内に
設置し、排気系によりプラズマチャンバおよび成膜チャ
ンバ内を真空排気する。プラズマ発生用の第1の反応ガ
ス(例えばN2 ガス)を第1のガス導入手段によりプラ
ズマチャンバ内に導入するとともに、第2の原料ガス
(例えばSiH4 ガス)を第2のガス導入手段により成
膜チャンバ内に導入する。
【0024】次いで、排気系に設けられたコンダクタン
スバルブを調整し、プラズマチャンバおよび成膜チャン
バ内を所望の圧力に調整する。プラズマ生成手段として
は、例えば次の様なマイクロ波を利用することが可能で
ある。成膜装置の外部に設けられたマイクロ波電源より
所望の電力をプラズマチャンバを取り巻くマイクロ波導
波管に供給する。マイクロ波導波管に最適配置されたス
リットを設け、該スリットからマイクロ波エネルギを成
膜チャンバ内に導入することによって、前記第1の反応
ガスを励起、分解し、プラズマチャンバ内に高密度なプ
ラズマを発生させ、該高密度プラズマを成膜チャンバ内
に引き込むことによって、成膜チャンバに導入された第
2の原料ガス(例えばSiH4 ガス)を効率よく分解、
反応させることにより、気相反応および基板表面での反
応で誘電体保護層(例えばSiN膜)を該成膜チャンバ
内に配置された基板上に形成する。このとき、基板表面
に可視紫外光を照射する照明系より可視紫外光を照射す
る。
【0025】本発明において、保護層を形成する際のプ
ラズマ発生手段としてマイクロ波または高周波を用いる
ことができる。また、基板はポリカーボネート、ポリオ
レフィンまたはポリメチルメタクリレートの高分子樹脂
材料からなるものが好ましい。
【0026】保護層はSi、Al、Ta、Ti、Znの
金属類の窒化物、炭化物、酸化物、硫化物およびアモル
ファスSiより選ばれる少なくとも1つの誘電体よりな
るものが好ましい。
【0027】また、本発明の光情報記録媒体は、保護層
は主として誘電体層より成り、記録層は磁性層より成る
光磁気記録媒体が好ましい例として挙げられる。その誘
電体層の屈折率が1.7〜3.7、好ましくは2.1〜
2.3で、膜厚が30〜120nm、好ましくは70〜
90nmで、残留応力が±30Kg/mm2 (但し、符
号はプラスが引っ張り応力でマイナスは圧縮応力であ
る)以下、好ましくは−10〜−20Kg/mm2 であ
るのが望ましい。
【0028】また、本発明の光情報記録媒体の製造方法
において、誘電体層の堆積速度が650nm/min以
上、好ましくは700〜900nm/minで、誘電体
層を成膜する場合、基板温度が65℃以下、好ましくは
45〜55℃であるのが望ましい。
【0029】以下に図面に基づいて本発明を具体的に説
明する。図1に本発明の第1の実施態様である無終端環
状導波管を用いた光アシストプラズマCVD装置の概略
図を示す。
【0030】同図1において、1は基板表面に可視紫外
光を照射する照明系で、光源と光源からの光を集光する
ためのリフレクトミラーと、光をミキシングし均一化す
るコリメートレンズで構成されている。2はプラズマを
発生させるプラズマチャンバ、3は成膜チャンバ、4は
照明系1からの可視紫外光をプラズマチャンバ2を通し
て成膜チャンバ3へ導入する光導入窓、5は基板、6は
基板支持台、7は第1のガス導入手段、8は第2のガス
導入手段、9はマイクロ波電源(図示せず)により所望
の電力をプラズマチャンバ内に導入する環状マイクロ波
導波管、10はプラズマ隔離板である。
【0031】図2に本発明の第2の実施態様である有磁
場ヘリカルコイルを用いた光アシストプラズマCVD装
置の概略図を示す。同図2において、1aは基板表面に
可視紫外光を照射する照明系で、光源と光源からの光を
集光するためのリフレクトミラー、11はベルジャー、
12はアンテナ、13は成膜チャンバー、14は基板、
15は基板ホルダー、16はマッチングボックス、17
はRF電源、18はコイル、19はマグネットである。
【0032】本実施態様ではプラズマ発生手段として、
環状マイクロ波導波管および有磁場ヘリカルコイルを用
いたものを示したが、その他のものでも基板から隔離可
能でイオン入射の少ないプラズマを発生できる手段なら
適用可能である。例えば、直結型矩形導波管、アプリケ
ータ、リジターノコイル、ヘリカルアンテナ等の他のマ
イクロ波導入手段や、誘導コイル、二電極容量結合、円
筒マグネトロン電極等の高周波導入手段等が適用可能で
ある。
【0033】ここで述べているマイクロ波とは周波数約
300MHzから300GHzの範囲の電磁波を指し、
その中でも特に汎用的に用いられる2.45GHzの電
磁波が好適である。また、ここで述べている高周波とは
約1MHzから300MHzの電磁波を指し、その中で
も特に汎用的に用いられる13.56MHzの電磁波が
好適である。
【0034】次に、本発明の製造方法について説明す
る。 製造方法例1 上記第1の実施態様である無終端環状導波管を用いた光
アシストプラズマCVD装置を用いて、誘電体保護層を
形成するには、誘電体形成用基板5を成膜チャンバ3内
に設置し、排気系によりプラズマチャンバ2および成膜
チャンバ3内を10-6Torr程度に真空排気する。プ
ラズマ発生用の第1の反応ガス(例えばN2 ガス)を第
1のガス導入手段7によりプラズマチャンバ2内に導入
するとともに、第2の原料ガス(例えばSiH4 ガス)
を第2のガス導入手段8により成膜チャンバ3内に導入
する。
【0035】次いで、排気系に設けられたコンダクタン
スバルブを調整し、プラズマチャンバ2および成膜チャ
ンバ3内を10mTorr程度に調整する。マイクロ波
電源より1500W程度の電力をプラズマチャンバ2を
取り巻くマイクロ波導波管9に供給する。マイクロ波導
波管9のスリットからマイクロ波エネルギをプラズマチ
ャンバ2内に導入することによって、前記第1の反応ガ
スを励起、分解し、プラズマチャンバ2内に高密度なプ
ラズマを発生させ、該高密度プラズマを成膜チャンバ3
内に引き込むことによって、成膜チャンバに導入された
第2の原料ガス(例えばSiH4 ガス)を効率良く分
解、反応させることにより、気相反応および基板表面で
の反応でSiN膜を該成膜チャンバ3内に配置された基
板5上に形成する。このとき、基板表面に可視紫外光
(例えばXeランプ)を照射する照明系より可視紫外光
を照射する。
【0036】製造方法例2 本発明の第2の実施態様である有磁場ヘリカルコイルを
用いた光アシストプラズマCVD装置を用いて、誘電体
保護層を形成するには、誘電体形成用基板14を成膜チ
ャンバ13内に設置し、排気系によりプラズマチャンバ
および成膜チャンバ13内を10-6Torr程度に真空
排気する。プラズマ発生用の第1の反応ガス(例えばN
2 ガス)を第1のガス導入手段によりプラズマチャンバ
内に導入するとともに、第2の原料ガス(例えばSiH
4 ガス)を第2のガス導入手段により成膜チャンバ13
内に導入する。次いで排気系に設けられたコンダクタン
スバルブを調整し、プラズマチャンバおよび成膜チャン
バ内を10mTorr程度に調整する。
【0037】高周波電源より2500W程度の電力をベ
ルジャー11を取り巻くアンテナ12に導入し、該アン
テナ12から導入されるヘリコン波によって、前記第1
の反応ガスを励起、分解し、プラズマチャンバ内に高密
度なプラズマを発生させ、該高密度プラズマを成膜チャ
ンバ13内に引き込むことによって、成膜チャンバ13
に導入された第2の原料ガス(例えばSiH4 ガス)を
効率良く分解、反応させることにより、気相反応および
基板表面での反応でSiN膜を該成膜チャンバ13内に
配置された基板上に形成する。このとき、基板表面に可
視紫外光(例えばXeランプ)を照射する照明系より可
視紫外光を照射する。
【0038】上記の実施態様に示した本発明の光アシス
トプラズマCVD装置を用いて形成できる好適な誘電体
層の材料としては、Si34 、SiC、SiO、Si
2、アモルファスSi、AlN、Al23 、TiO2
、Ta25 、ZnSなどである。
【0039】また、本発明におけるa−Si、SiCな
どのSi系半導体膜を形成する場合の第2のガス導入手
段から導入するSiを含有する原料ガスとしてはSiH
4 、SiH6 などの無機シラン類、テトラエチルシラン
(TES)、テトラメチルシラン(TMS)、ジメチル
シラン(DMS)などの有機シラン類、SiF4 、Si
26 、SiHF3 、SiH22 、SiCl4 、Si
2 Cl6 、SiHCl3 、SiH2 Cl2 、SiH3
l、SiCl22 等のハロシラン類、など常温常圧で
ガス状態であるものまたは容易にガス化するものが挙げ
られる。
【0040】SiN、SiO2 などのSi化合物系薄膜
を形成する場合の第2のガス導入手段より導入するSi
原子を含有する原料ガスとしてはSiH4 、SiH6
どの無機シラン類、テトラエトキシシラン(TEO
S)、テトラメトキシシラン(TMOS)、オクタメチ
ルシクロテトラシラン(OMCTS)などの有機シラン
類、SiF4 、Si26 、SiHF3 、SiH2
2 、SiCl4 、Si2 Cl6 、SiHCl3 、SiH
2 Cl2 、SiH3 Cl、SiCl22 等のハロシラ
ン類、など常温常圧でガス状態であるものまたは容易に
ガス化するものが挙げられる。またこの場合の第1のガ
ス導入手段より導入する反応ガスとしてはN2、NH
3 、N24 、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、
2 、O3 、H2O、NO、N2 O、NO2 などが挙げ
られる。
【0041】AlN、Al23 、TiO2 、Ta2
5 などの金属化合物薄膜を形成する第2のガス導入手段
より導入する金属原子を含有する原料ガスとしてはトリ
メチルアルミニウム(TMAl)、トリエチルアルミニ
ウム(TEAl)、トリイソブチルアルミニウム(TI
BAl)、ジメチルアルミニウムハイドライド(DMA
lH)などの有機金属、AlCl3 、TiCl3 、Ta
Cl5 などのハロゲン化金属などが挙げられる。この場
合の第1のガス導入手段より導入する反応ガスとしては
2 、O3 、H2 O、NO、N2 O、NO2 、N2 、N
3 、N24、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)
などが挙げられる。
【0042】
【作用】本発明の光アシストプラズマCVD法は次のよ
うな作用がある。 (1)本発明の光アシストプラズマCVD装置を用いる
事により、プラズマを局在化させ、プラズマ発生領域と
は離隔して配置された基板に膜を堆積させるため基板へ
のダメージが実質的にない状態で均一にして効率的に膜
形成が可能である。
【0043】(2)本発明の光アシストプラズマCVD
装置は基板表面に可視紫外光を照射することにより基板
表面に存在する不純物を除去、離脱し、基板表面を活性
化させる作用がある。 (3)本発明の光アシストプラズマCVD装置は基板表
面に可視紫外光を照射することにより基板表面に堆積す
る誘電体膜中の水素を離脱する作用がある。
【0044】
【実施例】以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に
説明する。
【0045】実施例1 本発明の第1の実施態様である無終端環状導波管タイプ
の光アシストプラズマCVD装置を用いて、第1及び第
2の誘電体層としてアモルファスシリコン膜(a−S
i:H)を用いた場合の本発明の第1の実施例を示す。
【0046】光磁気ディスク基板としてはポリカーボネ
ート樹脂を用いて射出成形法によって作成したものを用
いた。ポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学社製:ユー
ピロンH4000を用いて、射出成形機は住友重機社
製:DISK5M3成形機を用いてプリグールプの付い
た、直径86mm、板厚1.2mmのものを作成した。
【0047】該基板上に前記光アシストプラズマCVD
装置を用いて第1の誘電体層を72nmの厚さで形成
し、その上にマグネトロンスパッタ法により書き込み用
磁性層としてGdFeCoを10nm、記録用磁性層と
してTbFeCoを20nmの厚さで形成し、さらにそ
の上に再度前記光アシストプラズマCVD装置で第2の
誘電体層を30nmの厚さで形成し、最後にマグネトロ
ンスパッタ法により反射層としてAl膜(厚さ60n
m)を順次真空を破る事なく連続して形成した。
【0048】光アシストプラズマCVDによる誘電体層
の製膜条件は次の通りである。 (1)ガス種類 SiH4 Ar (2)真空排気圧 10-6 Torr (3)ガス圧力 3×10-2 Torr (4)流量 SiH4 200 sccm Ar 500 sccm (5)投入パワー 1.5kw (6)Xeランプ照度 0.6W/cm2
【0049】結果 (1)堆積速度は700nm/min (2)基板温度は60℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.7% (4)誘電体膜の応力は−3.0kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は3.0 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
46dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0050】実施例2 下地誘電体層の膜厚を57nm、記録・再生用磁性層と
してTbFeCoの膜厚を30nmとした以外は実施例
1と同様の材料構成の光磁気ディスクを作成した。
【0051】但し、誘電体層の製膜条件のうち、ガス流
量は実施例1と異なる下記の流量とした。 (1)流量 SiH4 200 sccm Ar 200 sccm
【0052】結果 (1)堆積速度は700nm/min (2)基板温度は60℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.7% (4)誘電体膜の応力は−3.0kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は3.7 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
46dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0053】実施例3 本発明の第1の実施態様である無終端環状導波管タイプ
の光アシストプラズマCVD装置を用いて、第1及び第
2の誘電体層としてSi34 を用いた場合の本発明の
第3の実施例を示す。
【0054】光磁気ディスク基板としてはポリカーボネ
ート樹脂を用いて射出成形法によって作成したものを用
いた。ポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学社製:ユー
ピロンH4000を用いて、射出成形機は住友重機社
製:DISK5M3成形機を用いてプリグールプの付い
た、直径86mm、板厚1.2mmのものを作成した。
【0055】該基板上に前記光アシストプラズマCVD
装置を用いて誘電体層を95nmの厚さで形成し、その
上にマグネトロンスパッタ法により書き込み用磁性層と
してGdFeCoを10nm、記録用磁性層としてTb
FeCoを20nmの厚さで形成し、さらにその上に再
度前記光アシストプラズマCVD装置で誘電体層を30
nmの厚さで形成し、最後にマグネトロンスパッタ法に
より反射層としてAl膜(厚さ60nm)を順次真空を
破る事なく連続して形成した。
【0056】光アシストプラズマCVD装置の製膜条件
は次の通りである。 (1)ガス種類 SiH42 (2)真空排気圧 10-6 Torr (3)ガス圧力 3×10-2〜10×10-2 Torr (4)流量 SiH4 200 sccm N2 500 sccm (5)投入パワー 1.5kw (6)Xeランプ照度 0.6W/cm2
【0057】結果 (1)堆積速度は730nm/min (2)基板温度は60℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.5% (4)誘電体膜の応力は−1.0kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は2.0 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
48dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0058】実施例4 下地誘電体層の膜厚を110nm、記録・再生用磁性層
としてTbFeCoの膜厚を20nmとした以外は実施
例3と同様の材料構成の光磁気ディスクを作成した。
【0059】但し、誘電体層の製膜条件のうち、ガス流
量は実施例3と異なる下記の流量とした。 (1)流量 SiH4 200 sccm N2 800 sccm
【0060】結果 (1)堆積速度は730nm/min (2)基板温度は60℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.5% (4)誘電体膜の応力は−1.0kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は1.8 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
48dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0061】実施例5 本発明の第1の実施態様である無終端環状導波管タイプ
の光アシストプラズマCVD装置を用いて、第1及び第
2の誘電体層としてSiO2 を用いた場合の本発明の第
5の実施例を示す。
【0062】光磁気ディスク基板としてはポリカーボネ
ート樹脂を用いて射出成形法によって作成したものを用
いた。ポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学社製:ユー
ピロンH4000を用いて、射出成形機は住友重機社
製:DISK5M3成形機を用いてプリグールプの付い
た、直径86mm、板厚1.2mmのものを作成した。
【0063】該基板上に前記光アシストプラズマCVD
装置を用いて誘電体層を95nmの厚さで形成し、その
上にマグネトロンスパッタ法により書き込み用磁性層と
してGdFeCoを10nm、記録用磁性層としてTb
FeCoを20nmの厚さで形成し、さらにその上に再
度前記光アシストプラズマCVD装置で誘電体層を30
nmの厚さで形成し、最後にマグネトロンスパッタ法に
より反射層としてAl膜(厚さ60nm)を順次真空を
破る事なく連続して形成した。
【0064】光アシストプラズマCVD装置の製膜条件
は次の通りである。 (1)ガス種類 SiH42 (2)真空排気圧 10-6 Torr (3)ガス圧力 3×10-2〜10×10-2 Torr (4)流量 SiH4 200 sccm O2 500 sccm (5)投入パワー 1.5kw (6)Xeランプ照度 0.6W/cm2
【0065】結果 (1)堆積速度は750nm/min (2)基板温度は55℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.5% (4)誘電体膜の応力は−0.5kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は2.0 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
48dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0066】実施例6 下地誘電体層の膜厚を110nm、記録・再生用磁性層
としてTbFeCoの膜厚を20nmとした以外は実施
例5と同様の材料構成の光磁気ディスクを作成した。
【0067】但し、誘電体層の製膜条件のうち、ガス流
量は実施例5と異なる下記の流量とした。 (1)流量 SiH4 200 sccm O2 700 sccm
【0068】結果 (1)堆積速度は750nm/min (2)基板温度は55℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.5% (4)誘電体膜の応力は−0.5kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は1.7 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
48dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0069】実施例7 本発明の第1の実施態様である無終端環状導波管タイプ
の光アシストプラズマCVD装置を用いて、第1及び第
2の誘電体層としてSiCを用いた場合の本発明の第7
の実施例を示す。
【0070】光磁気ディスク基板としてはポリカーボネ
ート樹脂を用いて射出成形法によって作成したものを用
いた。ポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学社製:ユー
ピロンH4000を用いて、射出成形機は住友重機社
製:DISK5M3成形機を用いてプリグールプの付い
た、直径86mm、板厚1.2mmのものを作成した。
【0071】該基板上に前記光アシストプラズマCVD
装置を用いて誘電体層を85nmの厚さで形成し、その
上にマグネトロンスパッタ法により書き込み用磁性層と
してGdFeCoを10nm、記録用磁性層としてTb
FeCoを20nmの厚さで形成し、さらにその上に再
度前記光アシストプラズマCVD装置で誘電体層を30
nmの厚さで形成し、最後にマグネトロンスパッタ法に
より反射層としてAl膜(厚さ60nm)を順次真空を
破る事なく連続して形成した。
【0072】光アシストプラズマCVD装置の製膜条件
は次の通りである。 (1)ガス種類 SiH422 (2)真空排気圧 10-6 Torr (3)ガス圧力 3×10-2〜10×10-2 Torr (4)流量 SiH4 200 sccm C22 200 sccm (5)投入パワー 1.5kw (6)Xeランプ照度 0.6W/cm2
【0073】結果 (1)堆積速度は850nm/min (2)基板温度は65℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.8% (4)誘電体膜の応力は−1.5kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は1.9 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
47dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0074】実施例8 下地誘電体層の膜厚を110nm、記録・再生用磁性層
としてTbFeCoの膜厚を20nmとした以外は実施
例7と同様の材料構成の光磁気ディスクを作成した。
【0075】但し、誘電体層の製膜条件のうち、ガス流
量は実施例7と異なる下記の流量とした。 (1)流量 SiH4 200 sccm O2 400 sccm
【0076】結果 (1)堆積速度は800nm/min (2)基板温度は60℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.8% (4)誘電体膜の応力は−1.5kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は1.7 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
47dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0077】実施例9 本発明の第1の実施態様である無終端環状導波管タイプ
の光アシストプラズマCVD装置を用いて、第9の実施
例として第1の誘電体層としてSi34 (厚さ70n
m)を形成し、記録層としてSe−Te系膜(厚さ30
nm)をスパッタリングで形成した。
【0078】さらに、第2の誘電体層としてSi34
(厚さ70nm)を再び本発明の前記光アシストプラズ
マCVD装置を用いて形成し、その上に金属反射層(厚
さ200nm)をスパッタリングで形成して、その上を
有機保護コート剤で封止した相変化型光ディスクを作成
した。
【0079】その特性は、第1及び第2の誘電体層をス
パッタリングで形成したものとほとんど有意差のないも
のが、誘電体層の堆積速度が730nm/minの高速
でかつ基板温度が65℃以下で作成できた。
【0080】実施例10 本発明の第2の実施態様である有磁場ヘリカルコイルタ
イプの光アシストプラズマCVD装置を用いて、第1及
び第2の誘電体層としてSi34 を用いた場合の本発
明の第10の実施例を示す。
【0081】光磁気ディスク基板としてはポリカーボネ
ート樹脂を用いて射出成形法によって作成したものを用
いた。ポリカーボネート樹脂は三菱瓦斯化学社製:ユー
ピロンH4000を用い、射出成形機は住友重機社製:
DISK5M3成形機を用いてプリグールプの付いた、
直径86mm、板厚1.2mmのものを作成した。
【0082】該基板上に前記光アシストプラズマCVD
装置を用いて誘電体層を95nmの厚さで形成し、その
上にマグネトロンスパッタ法により書き込み用磁性層と
してGdFeCoを10nm、記録用磁性層としてTb
FeCoを20nmの厚さで形成し、さらにその上に再
度前記光アシストプラズマCVD装置で誘電体層を30
nmの厚さで形成し、最後にマグネトロンスパッタ法に
より反射層としてAl膜(厚さ60nm)を順次真空を
破る事なく連続して形成した。
【0083】光アシストプラズマCVD装置の製膜条件
は次の通りである。 (1)ガス種類 SiH42 (2)真空排気圧 10-6 Torr (3)ガス圧力 3×10-2〜5×10-2 Torr (4)流量 SiH4 300 sccm N2 220 sccm (5)投入パワー 2.8kw (6)Xeランプ照度 0.6W/cm2
【0084】結果 (1)堆積速度は850nm/min (2)基板温度は55℃ (3)膜厚分布は、有効領域半径(R24〜R40m
m)内で±2.3% (4)誘電体膜の応力は−5.2kg/mm2 (圧縮応
力状態) (5)屈折率は2.1 (6)光磁気ディスクの記録再生特性は飽和C/N比で
48dB (7)テープテストの結果、従来のプラズマCVD法で
形成した保護層と比較すると数段密着性の高い膜が形成
されていた。
【0085】比較例1 本発明の比較例として第1及び第2の誘電体層を従来の
マグネトロンスパッタ法によりSi34 膜を成膜した
場合について説明する。
【0086】図4は本比較例におけるマグネトロンスパ
ッタ装置の概略を示したものである。
【0087】光磁ディスク基板としては第一の実施例と
同じく三菱瓦斯化学社製:ユーピロンH4000を用
い、プリグループ付きの直径86mm、板厚1.2mm
のものを住友重機社製:DISK5M3形成機を用いて
作成した。
【0088】基板上にSiターゲットとN2 ガスを用い
た反応製スパッタ法を用いて誘電体層を95nmの厚さ
で成形し、その上にマグネトロンスパッタ法により再生
用磁性層としてGdFeCoを10nm、記録用磁性層
としてTbFeCoを20nmの厚さで形成し、反応性
スパッタ法により誘電体層を30nmの厚さで形成し、
最後にマグネトロンスパッタ法により反射層としてAl
膜(厚さ60nm)を順次真空を破る事なく連続して形
成した。
【0089】SiターゲットとN2 ガスを用いた反応性
スパッタ法は実績のある成膜法であり、膜特性としては
ほとんど問題のないレベルのものが作成できたが、誘電
体層の堆積速度が6〜10nm/minで生産性の点で
本発明に比べ1ケタ以上劣っている。堆積速度を向上さ
せる為、ターゲット投入パワーを10/W/cm2 以上
入れようとしたが、ターゲットが割れてしまうといった
トラブルのため実現できなかった。また、堆積速度にほ
ぼ比例して基板の温度が上昇し、10nm/min以上
の堆積速度では、基板が200μm以上にそってしまっ
て光磁気ディスクとしての機械特性を満足できないもの
となってしまった。
【0090】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光アシス
トプラズマCVD法により、下記の効果が得られた。 誘電体の堆積速度が速い 本発明の光アシストプラズマCVD法は、低温で高屈折
率の誘電体膜を容易に形成できるので、1011オーダー
の高密度のプラズマCVDを比較的容易に形成し得るマ
イクロ波プラズマCVD装置を誘電体膜形成装置として
用いることが可能となり、通常のプラズマCVDでは得
られることのできない高屈折率の誘電体膜をスパッタリ
ング法の10倍以上の堆積速度で形成する事が可能とな
った。
【0091】基板温度が65℃以下と低温である。
【0092】本発明の光アシストCVD法ではプラズマ
発生領域を局在化させ、該プラズマ発生領域とは隔離し
て配置された基板に膜を堆積させるため、基板へのダメ
ージが実質的にない状態で均一にして効率的な膜形成が
可能であり、しかもスパッタ法のようなエネルギの高い
2次電子の放出や大きなエネルギを伴うイオン衝撃がな
いため、基板の損傷が少なく、膜の堆積時の基板温度が
65℃以下という低温状態で誘電体膜を形成できるよう
になった。
【0093】膜フクレ、膜剥がれのない良質な膜が形
成できる。
【0094】本発明の光アシストプラズマCVD法では
基板表面に可視紫外光を照射することにより、基板表面
に存在する不純物を除去、脱離でき、基板表面を活性化
させられるので基板と誘電体保護層の密着性が向上し、
膜フクレや膜剥がれといった欠陥の発生しない光情報記
録媒体を形成し得る。
【0095】誘電体保護層の屈折率が上げられる。
【0096】本発明の光アシストプラズマCVD装置は
基板表面に可視紫外光を照射することにより、基板表面
に堆積する誘電体膜中の水素を離脱する作用があり、従
来のプラズマCVD法のようにプラズマ生成段階及び膜
形成段階において水素が取り込まれてしまうため誘電体
の屈折率を上げる事ができないといった問題が解決され
た。
【0097】このように本発明の光アシストプラズマC
VD法によって成膜時間の律速となっていた保護層の低
温高速成膜が可能となり、トータルスループットが大幅
に改善され、従来のスパッタリング法、RFプラズマC
VD法では得られない高生産性が実現できた。
【0098】さらに、本発明の光アシストプラズマCV
D法による保護層は、その膜形成時に基板表面に可視紫
外光を照射することにより基板表面に存在する不純物を
除去、脱離でき、基板表面を活性化させられるので、基
板と保護層の密着性が向上し、膜フクレや膜剥がれとい
った欠陥の発生しない光情報記録媒体を実現できるよう
になった。しかも、従来のプラズマCVDの屈折率が高
くできないといった問題を光アシストという手法によっ
て膜中の水素脱離が可能となり、高屈折率の誘電体膜が
得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施態様である無終端環状導波
管を用いた光アシストプラズマCVD装置を示す概略図
である。
【図2】本発明の第2の実施態様である有磁場ヘリカル
コイルを用いた光アシストプラズマCVD装置を示す概
略図である。
【図3】本発明の光情報記録媒体の代表的な膜構成を示
す概略図である。
【図4】従来のマグネトロンスパッタ装置を示す概略図
である。
【符号の説明】
1 照明系 2 プラズマチャンバ 3 成膜チャンバ 4 光導入窓 5 基板 6 基板支持台 7 第1のガス導入手段 8 第2のガス導入手段 9 環状マイクロ波導波管 10 プラズマ隔離板 11 ベルジャー 12 アンテナ 13 成膜チャンバー 14 基板 15 基板ホルダー 16 マッチングボックス 17 RF電源 18 コイル 19 マグネット 31 基板 32 保護層 33 記録層 41 基板 42 基板ホルダー 43 回転軸 44 シャッター 45 ターゲット 46 バッキングプレート 47 高周波電源 48 真空ポンプ 49 内マスク 50 外マスク

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、少なくとも保護層と記録層を
    有する光情報記録媒体において、前記保護層が光アシス
    トプラズマCVD法により形成されたことを特徴とする
    光情報記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記保護層を形成する際のプラズマ発生
    手段としてマイクロ波を用いる請求項1記載の光情報記
    録媒体。
  3. 【請求項3】 前記保護層を形成する際のプラズマ発生
    手段として高周波を用いる請求項1記載の光情報記録媒
    体。
  4. 【請求項4】 基板がポリカーボネート、ポリオレフィ
    ンまたはポリメチルメタクリレートの高分子樹脂材料か
    らなる請求項1記載の光情報記録媒体。
  5. 【請求項5】 前記保護層はSi、Al、Ta、Ti、
    Znの金属類の窒化物、炭化物、酸化物、硫化物および
    アモルファスSiより選ばれる少なくとも1つの誘電体
    よりなる請求項1記載の光情報記録媒体。
  6. 【請求項6】 前記保護層は主として誘電体層より成
    り、記録層は磁性層より成る光磁気記録媒体である請求
    項1記載の光情報記録媒体。
  7. 【請求項7】 前記誘電体層の屈折率が1.7〜3.7
    である請求項6記載の光情報記録媒体。
  8. 【請求項8】 前記誘電体層の膜厚が30nm〜120
    nmである請求項6記載の光情報記録媒体。
  9. 【請求項9】 前記誘電体層の残留応力が±30Kg/
    mm2 (但し、符号はプラスが引っ張り応力でマイナス
    は圧縮応力である)以下である請求項6記載の光情報記
    録媒体。
  10. 【請求項10】 基板上に、少なくとも保護層と記録層
    を有する光情報記録媒体の製造方法において、前記保護
    層を光アシストプラズマCVD法により形成することを
    特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記保護層を形成する際のプラズマ発
    生手段としてマイクロ波を用いる請求項10記載の光情
    報記録媒体の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記保護層を形成する際のプラズマ発
    生手段として高周波を用いる請求項10記載の光情報記
    録媒体の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記保護層は主として誘電体層より成
    り、記録層は磁性層より成る光磁気記録媒体である請求
    項10記載の光情報記録媒体の製造方法。
  14. 【請求項14】 前記誘電体層の堆積速度が650nm
    /min以上である請求項13記載の光情報記録媒体の
    製造方法。
  15. 【請求項15】 前記誘電体層を成膜する場合、基板温
    度が65℃以下である請求項13記載の光情報記録媒体
    の製造方法。
  16. 【請求項16】 基板上に、少なくとも保護層と記録層
    を有する光情報記録媒体の製造装置において、プラズマ
    を発生させるプラズマ発生領域と、発生したプラズマを
    導入して光アシストプラズマCVD法により保護層を形
    成する成膜領域を具備することを特徴とする光情報記録
    媒体の製造装置。
  17. 【請求項17】 前記保護層を形成する際のプラズマ発
    生手段としてマイクロ波を用いる請求項16記載の光情
    報記録媒体の製造装置。
  18. 【請求項18】 前記保護層を形成する際のプラズマ発
    生手段として高周波を用いる請求項16記載の光情報記
    録媒体の製造装置。
  19. 【請求項19】 前記保護層は主として誘電体層より成
    り、記録層は磁性層より成る光磁気記録媒体である請求
    項16記載の光情報記録媒体の製造装置。
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