KR100451160B1 - 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래 근접장용 광자기 기록 매체는 반사막의 조도가 높으며, 그 반사막의 단차에 의해 기록막의 보자력이 불균일해지고, 자계변조로 기록하기에 그 기록막의 자계기록감도가 저하되어 기록하는 데이터에 오류가 발생하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 기판측으로 부터 확산되는 습기를 차단하며, 그 기판과의 접착력을 증대시키는 제1 및 제2중간막과; 상기 제2중간막 상에 위치하며 그 상부면이 RF식각되어 표면조도가 상대적으로 낮은 반사막과; 상기 반사막의 상부에 순차적층된 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막, 다이아몬드 라이크 카본막 및 윤활막으로 구성되어, 기판상에 기판의 수분확산을 방지하는 중간막을 두고, 그 중간막 상에 반사막을 형성한 후, 그 반사막의 표면을 RF식각함으로써, 표면조도를 저하시켜 노이즈의 발생을 방지하는 효과와 아울러 내식성을 향상시켜 그 근접장용 광자기 기록 매체의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법{NEAR FIELD MAGNETO-OPTICAL STORAGE MEDIA AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 반사막 구조를 다층구조로 형성하여 자계감도를 향상시킬 수 있는 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 광자기 기록매체는 대용량, 고밀도 기록이 가능한 기록 매체로서, 최근 멀티미디어화에 따라 컴퓨터의 대용량 파일 보존이나 동영상을 기록하기 위한 매체로 그 수요가 급증하고 있다.

종래의 광자기 기록 매체는 플라스틱 등의 기판에 기록막을 포함한 다층막을 형성하고, 플라스틱 기판쪽으로 부터 레이저를 조사하여 기록, 재생, 소거 동작을 행한다.

이와는 달리 근접장용 광자기 기록 매체는 광학 헤드를 기록막에 근접시켜 재생하는 방식으로, 그 고밀도화를 더욱 심화시킬 수 있다.

이와 같은 기록 방식은 SIL(SOLID IMMERSION LENS)헤드를 사용하여 레이저 빔 스폿 사이즈를 축소함으로써 광원의 레이저 파장에 의해 결정되는 종래의 기록한계보다도 짧은 마크의 재생이 가능하며, 초고밀도의 기록, 재생이 가능하다.

근접장 광자기 기록 매체는 광학헤드를 기록 매체에 가깝게 해야 하기 때문에 기판을 통한 레이저 빔의 조사가 아닌 기판을 통하지 않는 방향에서 기록막에 직접 레이저 빔을 조사하여, 기록 및 재생하게 되며, 이와 같은 종래 근접장용 광자기 기록 매체를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 근접장 광자기 기록 매체의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)과; 상기 기판(1)의 상부에 위치하는 반사막(2)과; 상기 반사막(2) 상에 위치하는 제1유전체막(3)과; 상기 제1유전체막(3) 상에 위치하며, 데이터를 저장하는 기록막(4)과; 상기 기록막(4)의 상부전면에 위치하는 제2유전체막(5)과; 상기 제2유전체막(5) 상에서 보호막의 역할을 하는 다이아몬드 라이크 카본(DIAMOND LIKE CARBON 이하 DLC라 지칭함)막(6)과; 상기 DLC막(6)의 상부측에서 헤드의 주행성을 향상시키는 윤활막(7)으로 구성된다.

이하, 상기와 같은 종래 근접장용 광자기 기록 매체의 구조 및 그 제조방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 플라스틱 기판(1)의 상부에 AlTi을 50nm의 두께로 성막하여, 반사막(2)을 형성한다.

상기 반사막(2)은 기판(1)에 직접접하게 되며, 그 기판(1)으로 부터 수분이 확산될 수 있다. 이러한 수분의 확산은 반사막(2)의 표면 조도(ROUGHNESS)를 증가시키게 되며, 성막시 자연적으로 발생하는 표면의 단차에 의해 레이저광의 조사시 노이즈가 발생하게 된다.

이는 반사막(2)의 요철때문에 이후에 형성하는 기록막(4)의 보자력이 불균일해 지기도하고, 자계변조에 의한 기록시 자계기록감도가 충분하지 않아 데이터에 오류가 발생하는 경우도 있다.

그 다음, 상기 반사막(2)의 상부에 제1유전체막(3)을 20nm의 두께로 성막하고, 그 상부에 TbFeCo박막을 25nm의 두께로 성막하여 데이터를 기록할 수 있는 기록막(4)을 형성한다.

그 다음, 상기 기록막(4) 상에 제2유전체막(5)을 30nm의 두께로 형성한다.

근접장용 광자기 기록 매체는 레이저빔을 조사하여 상기 기록막(4)을 큐리 온도 이상으로 올려, 슬라이더 헤드에 형성된 박막 코일등에 의해 자계를 변조시키면서 기록을 하는 방식으로 그 헤드에 의해 매체가 손상되는 것을 방지하는 수단이 있어야 한다.

이와 같은 기능의 실현을 위하여 상기 제2유전체막(5)의 상부에 DLC막(6)을 형성한다.

상기 DLC막(6)은 비결정질로서 sp³구조를 가지는 다이아몬드와 sp²구조를 가지는 graphite 성분을 함께가지고 있으며, sp³성분을 약 40%이상 가지고 있는 박막이다.

이는 매체의 손상을 방지하기 위해 높은 경도특성을 가지며, 광투과율이 상대적으로 우수한 박막이다.

그 다음, 상기 DLC막(6)의 상부에 디핑(DIPPING) 또는 스핀코팅(SPIN COATING) 등의 방법을 사용하여 윤활막(7)을 형성한다.

상기한 바와 같이 종래 근접장용 광자기 기록 매체는 반사막의 조도가 높으며, 그 반사막의 단차에 의해 기록막의 보자력이 불균일해지고, 자계변조로 기록하기에 그 기록막의 자계기록감도가 저하되어 기록하는 데이터에 오류가 발생하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 보다 표면 조도가 낮은 반사막을 획득할 수 있는 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법을 제공함에 목적이 있다.

도1은 종래 근접장용 광자기 기록 매체의 단면도.

도2는 본 발명 근접장용 광자기 기록 매체의 단면도.

도3은 종래와 본 발명의 식각 전력변화에 따른 표면조도 변화를 보인 그래프도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1:기판 2:반사막

3:제1유전체막 4:기록막

5:제2유전체막 6:다이아몬드 라이크 카본막

7:윤활막 8:제1중간막

9:제2중간막

상기와 같은 목적은 기판과 반사막의 사이에 기판측으로 부터 확산되는 습기를 차단하는 수단을 구비하고, 그 반사막의 상부표면을 그 표면조도가 낮아지도록 적당한 전력을 인가하여 식각함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 근접장용 광자기 기록 매체의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 순차적으로 위치하여 기판(1)으로 부터의 수분의 확산을 방지하고 기판(1)과의 접착력을 향상시키는 제1중간막(8) 및 제2중간막(9)과; 상기 제2중간막(9)의 상부에 위치하는 반사막(2)과; 상기 반사막(2)의 상부에 위치하는 제1유전체막(3)과; 상기 제1유전체막(3)의 상부에 위치하는 기록막(4)과; 상기 기록막(4)의 상부에 위치하는 제2유전체막(5)과; 상기 제2유전체막(5)의 상부에 위치하는 보호층인 DLC막(6)과; 상기 DLC막(6)의 상부에서 헤드의 주행성을 향상시키는 윤활막(7)으로 구성된다.

이하, 상기와 같은 본 발명 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 기판(1)의 상부에 AlTi를 타겟을 사용하여 질소를 첨가한 반응성 가스스퍼터링공정을 이용하여 제1중간막(8)과 제2중간막(9)을 형성한다.

상기 제1중간막(8)과 제2중간막(9)은 AlTiN이며, 제2중간막(9)의 질소함량비가 제1중간막(8)에 비하여 더 낮도록 함으로써, 제1중간막(8)의 투명도가 더 높고 표면조도가 더 낮은 특성을 나타내도록 한다.

이는 제1중간막(8)의 제조공정조건을 공정압력 3mTorr, Ar을 10sccm, N₂를 1~10sccm, 직류전압 500W의 공정조건으로 제조하며, 제2중간막(9)을 제조할때 그 질소의 유량을 제1중간막(8)의 제조시에 비해 반으로 감소시킴으로써 용이하게 제조할 수 있다.

상기 제1중간막(8)과 제2중간막(9)은 각각 그 두께를 15nm의 두께로 형성하며, 상기 제1중간막(8)의 특성은 굴절율이 1.7~2.1정도가 되도록 하며, 광투과도가 80% 정도가 되도록 한다.

또한, 그 제1중간막(8)은 질소의 함량이 낮아 그 박막의 그레인(GRAIN)이 더 미세하게 형성되며, 이에 따라 상기 기판(1)과의 접착력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 제2중간막(9)은 굴절율이 2정도되며, 투과도는 85%정도가 되도록 하며 제1중간막(8)에 비하여 박막의 그레인이 더 크며, 이에 따라 표면조도는 약간 증가하게 된다.

상기 제1중간막(8)과 제2중간막(9)을 형성하는 공정은 연속적인 공정의 진행이 가능하며, 그 질소의 유량을 반정도로 감소시킴으로써 용이하게 형성할 수 있다.

그 다음, 상기 제2중간막(9)의 상부에 반사막(2)을 성막한다.

이때의 반사막(2)은 Al계 합금으로서 공정압력이 3mTorr, Ar 10sccm의 조건으로 20nm의 두께로 성막한다.

상기 성막된 반사막(2)의 표면조도는 결정입계에 의해 1nm 이상이 된다.

이러한 반사막 표면의 표면조도를 감소시키기위해 그 형성된 반사막(2)의 상부를 RF식각한다.

상기 식각조건은 RF전력을 150W로 하는 식각을 15분정도 실시한다.

상기 반사막(2)의 성막은 상기 제1중간막(8)과 제2중간막(9)의 성막과 연속적인 공정으로 수행이 가능하다.

그 다음, 상기 반사막(2)의 상부에 제1유전체막(3)을 성막한다.

상기 제1유전체막(3)은 실리콘 질화물을 반응성 가스 스퍼터링을 통해 성막하며 공정압력이 7mTorr, Ar과 N₂을 각각 10:1 sccm이며, RF전력을 500W로 인가하여 20nm의 두께로 형성한다.

그 다음, 상기 제1유전체막(3)의 상부에 TbFeCo를 3mTorr, Ar 10sccm의 분위기에서 25nm의 두께로 성막하여 기록막(4)을 형성한다.

그 다음, 상기 기록막(4)의 상부에 제2유전체막(5)을 40nm의 두께로 성막한다. 이때 제2유전체막(5)은 반사방지(antireflection) 코팅으로 형성한다.

그 다음, 상기 제2유전체막(5)의 상부에 Ar과 CH₄의 혼합가스 분위기 또는 Ar과 H₂의 혼합분위기에서 탄소타겟(CARBON TARGET)을 이용한 스퍼터링법으로 그 두께가 10nm가 되도록 DLC막(6)을 형성한다.

성막된 DLC막(6)의 굴절율은 1.7~2.1정도가 되도록한다. 굴절율이 너무작으면 경도가 높아 헤드가 파손되는 문제가 있고, 너무 크면 막의 투명도가 저하된다.

또한 레이저 광이 반사되는 것을 방지하기 위해서도 DLC막(6)과 제2유전체막(5)의 굴절율차가 0.5이내가 되도록 한다.

그 다음, 상기 DLC막(6)의 상부에 헤드의 주행성을 향상시키는 윤활막(7)을 스핀코팅 또는 디핑법으로 5nm의 두께로 형성한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 서로다른 질소함량비를 가지는 두 중간막을 사용하여 기판(1)으로 부터 확산되는 습기를 막아 매체의 내식성을 향상시킬 수 있으며, 그 중간막의 상부에 형성한 반사막의 상부표면을 식각처리함으로써, 그 표면조도를 저하시킬 수 있게 된다.

도3은 RF식각 전력에 따른 종래의 반사막과 본 발명의 반사막의 표면조도 변화 그래프로서, 이에 도시한 바와 같이 RF전력이 150W일때 본 발명의 반사막의 표면조도는 0.88nm정도이며, 이는 종래 기판상에 직접형성한 반사막의 경우와 비교할때 0.1nm이상 조도가 낮아진 것을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명 근접장용 광자기 기록 매체 및 그 제조방법은 기판상에 기판의 수분확산을 방지하는 중간막을 두고, 그 중간막 상에 반사막을 형성한 후, 그 반사막의 표면을 RF식각함으로써, 표면조도를 저하시켜 노이즈의 발생을 방지하는 효과와 아울러 내식성을 향상시켜 그 근접장용 광자기 기록 매체의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 기판과; 상기 기판의 상부에 질소함량이 서로 다르게 순차 형성된 제1,제2중간막과; 상기 제2중간막의 상부에 형성되어 상부측이 RF식각된 반사막과; 상기 반사막의 상부에 순차적층된 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막, 다이아몬드 라이크 카본막 및 윤활막으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1중간막은 질소함량비가 상대적으로 큰 AlTiN막이고, 상기 제2중간막은 상기 제1중간막에 비하여 질소함량비가 낮은 AlTiN막인 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1중간막은 굴절율이 1.7~2.1의 범위내이고, 투과도가 80% 정도이며, 제2중간막은 굴절율이 2%정도이고, 투과도가 85% 정도인 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체.
4. 제 2항에 있어서, 상기 반사막은 그의 표면조도가 1nm정도인 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체.
5. 기판의 상부에 제1중간막을 형성하고, 그 제1중간막 형성과정에서 질소의 유량을 변경하는 연속공정으로 제2중간막을 형성하는 단계와; 상기 제2중간막의 상부에 반사막을 형성하고, 그 반사막의 표면을 RF식각 처리하는 단계와; 상기 반사막의 상부에 제1유전체막, 기록막, 제2유전체막 및 다이아몬드 라이크 카본막을 순차적으로 형성한 후, 그 다이아몬드 라이크 카본막의 상부에 윤활막을 성막하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제1중간막은 공정압력이 3mTorr, Ar이 10sccm의 분위기에서 질소의 유량을 1~10sccm의 사이로 인가하여 성막하고, 그 질소의 유량을 반으로 줄여 제2중간막을 형성하는 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체 제조방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 반사막을 형성한 후, 그 반사막의 표면을 RF식각하는 공정은 RF 전력을 150W로 인가하는 상태에서 15분 정도 식각하는 것을 특징으로 하는 근접장용 광자기 기록 매체 제조방법.