KR20040049302A - 광디스크의 막형성방법 - Google Patents

광디스크의 막형성방법 Download PDF

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KR20040049302A
KR20040049302A KR10-2004-7000661A KR20047000661A KR20040049302A KR 20040049302 A KR20040049302 A KR 20040049302A KR 20047000661 A KR20047000661 A KR 20047000661A KR 20040049302 A KR20040049302 A KR 20040049302A
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vacuum
optical disk
recording
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KR10-2004-7000661A
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Inventor
무라카미모토요시
비루카와마사히로
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 광디스크의 막형성방법은 광디스크 기판을 진공실 내에 반입하는 (a)단계와, 진공실 내에 설치된 막형성용 재료를 포함하는 타겟에 광디스크 기판을 대향배치시키는 (b)단계와, 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해 고정된 또는 자전 혹은 공전하는 광디스크 기판 상에 소정의 막을 형성하는 (c)단계를 구비하며, 타겟의 반경을 a, 광디스크 기판의 반경을 D로 한 경우, a > 2D의 관계를 만족한다. 이 구성에 의해 고밀도화에 대응한 균질한 광디스크의 막형성이 가능해진다.

Description

광디스크의 막형성방법{METHOD OF FORMING FILM ON OPTICAL DISK}
스퍼터링법에 의한 성막방법은 진공분위기 중에 스퍼터링 가스를 도입하고, 타겟에 고전압을 인가함으로써 그 스퍼터링 가스의 플라즈마를 발생시켜 타겟을 스퍼터링하여 박막을 성막하는 기술이고, 성막속도가 빠르며, 양질의 박막을 얻을 수 있기 때문에, 광기록매체, 반도체소자의 제조나 액정표시장치의 제조 등, 광범위한 용도로 이용되고 있다.
또, 타겟 근방에 영구자석 또는 전자석을 배치한 마그네트론 스퍼터링법에서는 스퍼터링 가스의 플라즈마 밀도를 증가시킬 수 있기 때문에, 성막속도를 증대시키는 것이 가능하다.
또, 본 명세서에서 광기록매체라는 용어는 (1) 광디스크 기판에 각종 층이 적층된 완성품으로서의 광디스크를 의미하는 것 외에, (2) 광디스크에 형성되는 기록막 자체를 의미하는 경우나, (3) 그 기록막에 사용하는 막 재료를 의미하는 경우 등도 있다.
이러한 스퍼터링법에는 인가전압의 종류에 따라 고주파전원을 이용한 RF 스퍼터링법과 직류전원을 이용한 DC 스퍼터링법으로 크게 나눌 수 있는데, 저렴한 전원을 사용할 수 있고 성막속도가 빠른 점이나, 기판의 온도상승이 적다는 점 때문에 도전성이 있는 재료의 스퍼터링에서는 DC 스퍼터링법이 주목받고 있다.
또, DC 스퍼터링에서는 스퍼터링 가스와 동시에, 반응성 가스를 진공성막실 내에 도입하여 성막하는 반응성 스퍼터링법도 행해지고 있다.
광기록매체를 구성하는 각 박막의 성막방법으로서는 타겟의 정면에 광디스크 기판을 고정하여 배치하는 정지 대향한 구성, 또는 광디스크 기판을 자전시키면서 타겟에 대향한 위치에 배치한 구성의 스퍼터링장치가 주로 이용되고 있다.
종래의 광기록매체의 박막의 성막장치의 일례를 도 27에 나타낸다(선행기술문헌으로서, 예를 들어, 일본 특허공개 2000-353343호 공보를 참조).
도 27에서는, 진공성막실(801)은 스퍼터링 가스도입구(802)와 진공펌프(813)의 진공배기구(812)를 구비하고 있다.
또, 진공성막실(801) 내에 스퍼터링 캐소드(804)와, 이 스퍼터링 캐소드(804)에 대향하여 기판홀더(806)가 배치되고, 기판홀더(806)는 배면의 반송기구(805)에 지지되어 있으며, 반송기구(805)를 이용하여 다른 진공성막실 또는 진공성막실의 실외의 대기 중으로 반송할 수 있는 구성으로 되어 있다.
스퍼터링 캐소드(804)에는 광기록매체를 성막하기 위한 타겟(807)이 장착되어 있고, 그 타겟(807)의 이면에는 자석(803)이 타겟(807)의 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다. 또, 타겟에 대향한 기판홀더(806) 상에는 광기록매체가 성막되기 위한 광디스크 기판(808)이 장착되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(804)는 진공성막실(801)의 외측의 직류전원(816)에 접속되고, 직류전력이 공급됨으로써, 마그네트론 스퍼터링을 할 수 있도록 구성되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(804)에 부착된 타겟(807)과 기판홀더(806) 사이에는 셔터(811)가 배치되어 있고, 광디스크 기판(808)에 광기록매체의 기록막을 성막하지 않을 때에는 타겟(807)과 광디스크 기판(808) 사이가 차폐되며, 광기록매체 성막시에만 셔터(811)가 이동하여 성막이 가능한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 진공성막실(801) 내에 스퍼터링 가스도입구(802)를 통해 아르곤 가스 등의 스퍼터링 가스를 도입하고, 진공배기구(812)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(801) 내의 압력은 0.1Pa대로부터 1Pa대의 임의의 값으로 유지된다.
이렇게 하여 진공성막실(801) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 직류전원(816)으로부터 스퍼터링 캐소드(804)에 장착된 타겟(807)으로 직류전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다. 이 상태에서, 셔터(811)가 이동한다. 그 결과, 셔터(811)가 광디스크 기판(808)과 타겟(807)을 차폐하고 있던 위치로부터 떨어진다. 그리고, 타겟재료의 광기록매체 박막이 광디스크 기판 상에 성막된다.
이 공정에서는 기판홀더(806)에 장착 유지하는 마스크 이외의 부분의 절연체의 플라스틱 기판(808) 상에는 광기록매체 박막이 성막된다.
이 공정이 종료되고, 스퍼터링에 의한 방전이 정지되거나, 또는 셔터(811)가닫혀 방전전력이 작은 상태로 유지된 후에, 기판홀더(806)는 반송기구(805)에 의해 타겟대향한 위치로부터 떨어지고, 진공성막실(801)과 연결되어 있는 반송용 진공실(814)을 통해 다른 진공성막실로 반송된다.
그러나, 상기 구성의 종래의 스퍼터링장치는 1매씩 또는 복수매씩을 단시간에 반송하여 성막하는 것이며, 고밀도의 기록막을 형성할 수 있는 구성으로 되어 있지는 않다. 즉, 고밀도의 기록막을 성막하고자 하면, 충분한 진공도의 확보가 필요하게 되지만, 가령 이러한 종래의 장치를 이용한 경우에는 진공배기에 충분한 시간을 들일 수 없어, 고밀도의 기록막을 성막할 수 없다는 과제가 있었다.
한편, 충분한 진공배기시간을 확보하기 위해, 로드 ·언로드실에 접속하여 탈가스실을 설치한 구성이 알려져 있다. 그러나, 이러한 구성에서는 외기의 침입에 의한 막의 산화를 방지하기 위해, 로드기구와 언로드기구가 복잡하게 되어, 반송시간이 증대되고, 그 때문에 광디스크 기판을 짧은 택트(tact)시간으로 생산할 수 없다는 과제가 있었다(제 1 과제).
또, 광기록매체의 고밀도화를 위해서는 다층의 기록막을 이용한 자기적 초해상기술을 이용한 고밀도화 기술이 필수적이다. 그것을 위해서는 다층의 기록막 사이에서의 계면산화에 의한 자기특성의 변화를 방지하고, 더구나 디스크 내에서의 기록막의 균일한 성능을 확보하는 것이 중요하지만, 종래의 상기 장치에서는 고밀도화에 필요한 기록막의 균일화는 행할 수 없었다(제 2 과제).
본 발명은 예를 들어, 진공 중에 플라즈마를 발생시켜 스퍼터링을 행하는 스퍼터링장치에 의한 광디스크의 박막형성방법에 관한 것이다.
도 1은 본원 발명의 광기록매체의 디스크구성을 나타내는 단면도.
도 2의 (a)는 DWDD 방식의 재생원리를 나타내는 광기록매체의 디스크 단면도.
도 2의 (b)는 재생동작 중의 광기록매체의 위치에 대한 매체 내부에서의 온도분포를 나타내는 특성도.
도 2의 (c)는 재생층의 자벽(磁壁) 에너지밀도를 나타내는 특성도.
도 2의 (d)는 재생층의 자벽을 이동시키고자 하는 힘을 나타내는 특성도.
도 3은 본원 발명의 제 1, 제 2 실시예의 스퍼터링장치의 구성블록도.
도 4는 본원 발명의 실시예의 스퍼터링장치의 진공성막실의 구성단면도.
도 5는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 마크길이에 대한 캐리어레벨의 의존성을 나타내는 특성도.
도 6은 본원 발명의 제 3, 제 5 실시예의 스퍼터링장치의 구성블록도.
도 7은 본원 발명의 실시예의 스퍼터링장치의 이온 건(ion gun)을 구비한 에칭용 진공성막실의 구성단면도.
도 8의 (a)는 본원 발명의 실시예의 광디스크 기판의 홈형상의 구조단면도.
도 8의 (b)는 종래의 광디스크 기판의 홈형상의 구조단면도.
도 9는 본원 발명의 제 4, 제 7, 제 8 실시예의 스퍼터링장치의 구성블록도.
도 10은 본원 발명의 제 4 실시예의 광기록매체의 디스크구성을 나타내는 단면도.
도 11은 본원 발명의 제 5, 제 6, 제 8 실시예의 광기록매체의 디스크구성을 나타내는 단면도.
도 12는 본원 발명의 제 5 실시예의 스퍼터링장치의 진공성막실의 구성단면도.
도 13의 (a)는 본원 발명의 실시예의 스퍼터링장치의 진공성막실의 단면구성도.
도 13의 (b)는 본원 발명의 실시예의 스퍼터링장치의 진공성막실의 평면구성도.
도 14의 (a)는 본원 발명의 실시예의 스퍼터링장치의 성막시의 스퍼터링 입자의 형태를 나타내는 도면.
도 14의 (b)는 종래의 스퍼터링장치의 성막시의 스퍼터링입자의 형태를 나타내는 도면.
도 15는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 재생파워에 대한 CNR의 의존성을 나타내는 특성도.
도 16은 본원 발명의 제 6 실시예의 스퍼터링장치의 구성블록도.
도 17의 (a)는 본원 발명의 제 6 실시예의 스퍼터링장치의 진공성막실의 단면구성도.
도 17의 (b)는 본원 발명의 제 6 실시예의 스퍼터링장치의 타겟과 광디스크 기판의 구성을 나타내는 도면.
도 18은 본원 발명의 제 6 실시예의 광기록매체의 기록막의 자화(磁化)의 상태를 나타내는 단면모식도.
도 19는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 기록파워에 대한 CNR의 의존성을 나타내는 특성도.
도 20의 (a)는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 둘레방향(회전방향)에서의 캐리어레벨의 분포를 나타내는 도면.
도 20의 (b)는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 반경방향에서의 캐리어레벨의 분포를 나타내는 특성도.
도 21은 본원 발명의 제 7 실시예의 광기록매체의 디스크구성을 나타내는 단면도.
도 22는 본원 발명의 광자기 기록매체의 자벽 이동을 이용하여 고밀도 기록재생한 경우의 광디스크의 변조기록 자계강도에 대한 CNR의 의존성을 나타내는 특성도.
도 23은 MAMMOS 방식의 재생원리를 나타내는 광기록매체의 디스크 단면도.
도 24는 광디스크의 반경방향에서의 지터(jitter)의 분포를 나타내는 특성도.
도 25는 타겟직경/디스크직경과, 타겟과 기판 사이의 거리를 변화시킨 경우의 디스크 내에서의 지터의 변화량을 나타내는 특성도.
도 26은 본원 발명의 제 6 실시예의 스퍼터링장치의 성막시의 스퍼터링입자의 형태를 나타내는 도면.
도 27은 종래의 스퍼터링장치의 진공성막실의 단면구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1, 41, 101 : 탈가스실 2, 42, 102 : 밀봉실
3, 43, 103 : 성막 스퍼터링실 4, 44, 104 : 로드실
5, 45, 105 : 언로드실 7, 107 : 기판가열기구
10, 50, 110 : 로드 ·언로드실
11∼17, 51∼59, 111∼123 : 진공성막실
20, 60, 130 : 진공반송실 21 : 스퍼터링 가스도입구
22, 33 : 진공펌프 23 : 자석
24 : 배기구 25 : 캐소드전극
26 : 기판홀더 27, 607 : 타겟
28, 201, 301, 401, 608 : 광디스크 기판
29 : 직류전원 31 : 셔터
135 : 이온 건
202, 208, 302, 309, 402, 409 : 유전체층
203, 303, 403 : 재생층 304, 404 : 제 2 재생층
204, 305, 405 : 제어층 205, 306, 406 : 중간층
206, 307, 407 : 기록층 207, 308, 408 : 기록보조층
209, 310, 410 : 오버코트층 411 : 슬라이딩 코트층
412 : 열흡수층 611 : 차폐판
본원 발명은 상술한 종래의 스퍼터링장치의 상기 제 2 과제를 고려하여, 종래에 비해 한층 더 기록막의 균일화가 도모되는 광디스크의 막형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제 1 발명은, 광디스크 기판(예를 들어, 부호 508)을 진공실 내(예를 들어, 부호 51)에 반입하는 (a)단계와,
상기 진공실 내에 설치된 막형성용 재료를 포함하는 타겟(예를 들어, 부호 507)에 상기 광디스크 기판(예를 들어, 부호 508)을 대향배치시키는 (b)단계와,
상기 타겟(예를 들어, 부호 507)을 이용한 스퍼터링법에 의해, 고정된 또는 자전 또는 공전하는 상기 광디스크 기판 상에 소정의 막을 형성하는 (c)단계를 구비하며, 상기 타겟의 반경을 a, 상기 광디스크 기판의 반경을 D로 한 경우, a > 2D의 관계를 만족하는 광디스크의 막형성방법이다.
제 2 발명은, 상기 타겟(예를 들어, 부호 507)과 상기 광디스크 기판(예를 들어, 부호 508) 사이의 거리를 h로 한 경우, a < D + h의 관계를 만족하는 상기 제 1 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 3 발명은, 상기 타겟과 상기 광디스크 기판 사이의 거리를 h로 한 경우, h > 30mm의 관계를 만족하는 상기 제 1 또는 제 2 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 4 발명은, 상기 (c)단계에서는 상기 광디스크의 기록층(예를 들어, 부호 407)을 형성하기 위해, 상기 소정의 막을 미세 층형상 구조가 되도록 적층하는 상기 제 1 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
이러한 구성에 의해, 정지대향 또는 자전대향한 구성의 스퍼터링장치를 이용한 제조방법이더라도, 다층막 구성의 기록막을 이용하여 기록막의 고밀도화가 가능하여, 고품질이고 균일성이 높은 광기록매체의 기록막의 제조방법을 실현할 수 있다.
제 5 발명은, 상기 미세 층형상 구조로 적층하는 각 층의 두께가 자벽폭(磁壁幅) 이하 또는 단원자 정도인 상기 제 4 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 6 발명은, 상기 (c)단계에서는 직류전원을 이용하여 상기 타겟으로의 통전상태와 비통전상태를 교대로 반복함으로써, 상기 기록층의 막구조를 상기 미세 층형상 구조로 형성하는 상기 제 4 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 7 발명은, 상기 (c)단계에서는 상기 광디스크 기판을 공전 또는 자전시키면서 상기 막을 형성하는 것이며, 상기 광디스크 기판과 상기 타겟 사이에 배치된 차폐부재(예를 들어, 부호 611)를 이용하여 상기 광디스크 기판의 막형성영역의 전부 또는 일부를 상기 공전 또는 자전의 회전주기에 동기하여 차폐하는 상기 제 4 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 8 발명은, 상기 차폐부재는 금속제의 차폐판이고, 상기 타겟을 접속하는 캐소드전극에는 직류의 음의 전압을 인가하는 상기 제 7 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
이러한 구성에 의해, 정지대향 또는 자전대향한 구성의 스퍼터링장치를 이용한 제조방법이더라도, 다층막구성의 기록막을 이용하여, 고밀도기록을 위한 미세자기영역을 기록할 수 있는 기록막의 형성이 가능해지는 기록막의 제조방법을 실현할 수 있다.
제 9 발명은, 상기 차폐판이 상기 광디스크 기판의 막형성영역의 50% 이상을 차폐하는 상기 제 8 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 10 발명은, 상기 공전 또는 자전하는 상기 광디스크 기판의 회전수가 100rpm 이상인 상기 제 7 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 11 발명은, 상기 진공실이 복수 설치되어 있고(예를 들어, 부호 51∼59), 상기 각 진공실 사이에서 상기 광디스크를 반송하는 (d)단계를 구비하며,
상기 광디스크를 상기 각 진공실의 전부 또는 일부의 진공실을 차례로 통과시키는 동안에 상기 미세 층형상 구조로 적층되는 자성층을 상기 (c)단계에서 형성하는 상기 제 4 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 12 발명은, 상기 복수의 진공실에 배치하는 타겟이 동일한 재료 또는 동일한 조성인 상기 제 11 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
제 13 발명은, 상기 복수의 진공실에 배치하는 타겟이 다른 조성을 조합한 타겟재료인 상기 제 11 발명의 광디스크의 막형성방법이다.
이상의 구성에 의해, 예를 들어, 기록막 성막시의 택트타임을 고속화한 경우에도 상기 광기록매체의 다층구성의 기록막을 안정적으로 형성할 수 있어, 고품질의 광기록매체를 실현할 수 있는 구성이고, 막면의 면내 방향으로 균질한 특성의 기록막을 실현할 수 있다. 또, 광디스크 기판으로부터의 탈가스시간을 단축하여, 기록막의 제조를 고속화하는 경우에도 성막, 반송시간을 늘리지 않고, 기록막 내에 혼입하는 산소량을 저감할 수 있으며, 스퍼터링에 의해 막을 안정적으로 성장시킬 수 있어, 균질한 광기록매체 및 그 제조방법이 가능하게 된다.
이하, 상기 제 1 과제 및/또는 제 2 과제를 해결하는 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1 실시예)
본 발명의 일실시예인 광기록매체(광디스크)의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 제 1 실시예에서의 광기록매체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판(201) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(202)을 개재하여 기록막이 형성된다. 여기서, 기록막은 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층(203), TbFeCo로 이루어지는 제어층(204), TbFeCr의 중간층(205), TbFeCoCr로 이루어지는 기록층(206), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(207)으로 구성되어 있고, 4층의 자성박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다. 그리고, 기록층에 기록된 신호가 중간층, 제어층을 개재하여 재생층으로 전사되는 구성으로 되어 있다.
또, 기록막 상에는 SiN의 유전체층(208)이 적층되어 있고, 또 그 위에는 오버코트층(209)이 형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCoCr 기록층의 기록자기영역이 중간층을 개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사되고, 또 재생용 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하며, 큐리온도 이상의 온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력(磁壁抗磁力)이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다.
이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능해진다.
이러한, 본 실시예의 광기록매체의 구성은 재생자성막(203)인 GdFeCoCr, 제어층의 TbFeCo(204), TbFeCr의 중간층(205), 기록자성막 TbFeCoCr(206), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(207)이 차례로 적층되어 있고, 성막시에는 도 3에 나타내는 바와 같은 각각 별개의 진공성막실(11 내지 17)에서 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하며, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하여 자전하면서 차례로 성막된다.
이렇게 하여 형성된 본 발명의 제 1 실시예의 구성의 광자기 기록매체는 재생용 광빔에 도달한 자벽을 차례로 이동시키고 이 자벽의 이동을 검출함으로써, 재생광의 파장과 대물렌즈의 개구수로 결정되는 검출한계를 넘어 초해상 재생이 가능해지는 광자기 기록매체에 적용할 수 있다.
또, 상술한 구성으로 적층한 기록막은 자벽의 이동을 이용하여 재생신호의 진폭을 크게 하는 방법인 자벽 이동에 의한 자기영역 확대방식(Domain Wall Displacement Detection, 이하 DWDD 방식)의 일례이다. 따라서, 예를 들어 일본 특허공개 평6-290496호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 큰 계면포화 보자력을 갖는 자성층을 기록층으로 하고, 작은 계면포화 보자력을 갖는 자성층을 자벽 이동하는 재생층으로 하며, 비교적 낮은 큐리온도를 갖는 자성층을 전환층으로서 이용하고, DWDD 방식을 가능하게 하는 자성막을 이용하고 있으면 된다. 따라서, 이러한 막 구성으로 한정되는 것은 아니다.
이하, DWDD 방식에 의한 광자기 기록매체의 재생원리에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 2의 (a)는 DWDD 방식에 의한 광자기 기록매체의 재생원리를 나타내기 위한 광자기 기록매체의 구성단면도이다.
도 2의 (a)의 A방향으로 회전하고 있는 디스크의 기록막의 단면에 나타내는 바와 같이, 이 매체는 기판(201)(도 1 참조), 유전체층(202) 상에 재생층(702), 중간층(703), 기록층(704)의 3층 구성의 기록막으로 구성되고, 또 보호층, 자외선 경화수지의 보호코트층이 형성되어 있다. 또, 도 2의 (a)에서 레이저 빔의 이동방향에 부호 B를 붙였다.
재생층으로서는 자벽 항자력이 작은 자성막재료를 이용하고 있고, 중간층은 큐리온도가 낮은 자성막, 기록층은 작은 도메인직경이라도 기록자기영역을 유지할 수 있는 자성막을 이용하고 있다.
여기서, 광자기 기록매체의 기록트랙 사이의 재생층은 가드밴드 등을 형성함으로써 닫혀있지 않은 자벽을 포함하는 자기영역구조를 형성하고 있었다.
도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 정보신호는 기록층에 열자기 기록된 기록자기영역(704a)으로서 형성되어 있다. 레이저광스폿(706)이 조사되지 않은 실온에서의 기록막은 기록층(704), 중간층(703), 재생층(702)이 각각 강하게 교환결합되어 있기 때문에, 기록층의 기록자기영역(704a)은 그대로 재생층(702)에 전사 형성된다.
도 2의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 기록신호의 재생시에는 디스크가 회전하고(도 2), 트랙을 따라 레이저광에 의한 재생 빔 스폿이 조사된다.
이 때, 기록막은 광스폿의 거의 중심에 피크를 나타내는 온도분포를 나타내고(도 2의 (b) 참조), 중간층이 큐리온도 Tc 이상이 되는 온도영역 Ts가 존재하며, 재생층과 기록층의 교환결합이 차단된다.
또, 재생 빔이 조사되면 디스크 회전방향의 X축방향으로 자벽 에너지밀도의 구배가 존재하기 때문에(도 2의 (c) 참조), X축 상의 위치 X에서의 각 층의 자벽에 대하여 자벽(1701)을 구동시키는 힘 F가 작용한다. 도 2의 (a)에 나타내는 우측에서 좌측방향으로 향하는 화살표(도 2의 (a)에서는 부호 1702를 붙였다)는 힘 F가 마이너스방향으로 작용하고 있는 형태를 나타낸다.
이 기록막에 작용하는 힘 F는 자벽 에너지밀도가 낮은 쪽으로 자벽(1701)을 이동시키도록 작용한다(도 2의 (a), 도 2의 (d) 참조). 재생층은 자벽 항자력이 작고 자벽의 이동도가 크므로, 닫혀있지 않은 자벽을 갖는 경우의 재생층 단독에서는 이 힘 F에 의해 용이하게 자벽이 이동한다.
따라서, 재생층의 자벽(1701)은 점선으로 나타낸 바와 같이, 보다 온도가 높고 자벽 에너지밀도가 낮은 영역으로 순간적으로 이동한다. 그리고, 재생 빔 스폿 내를 자벽이 통과하면 스폿 내에서의 재생층의 자화는 광스폿이 넓은 영역에서 동일한 방향으로 균일하게 된다.
그 결과, 기록자기영역의 크기에 상관없이 재생신호 진폭은 항상 일정한 최대진폭이 된다.
그러나, 종래의 DWDD 방식으로 고밀도 기록재생하는 광자기 기록매체에서는 적층한 기록막 사이에서의 교환결합을 제어하면서, 디스크 내에서 균일성이 높은 고품질 재생층, 중간층, 기록층을 형성할 수 없었다.
다음에, 본 발명의 다른 발명의 일실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치에 대하여 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 다른 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 탈가스실(1), 비활성가스의 진공밀봉실(2), 성막 스퍼터링실(3)로 구성되어 있다.
탈가스실은 광디스크 기판의 로드실(4), 언로드실(5)에 의해 기판을 탈가스실(1)에 투입하고 반출하는 구성으로 되어 있고, 성막 스퍼터링실(3)은 로드 ·언로드실(10), 복수의 진공성막실(11∼17), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(20)로 구성되어 있다.
여기서, 탈가스실(1)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(3)의 로드 ·언로드실(10)은 비활성가스의 질소가스를 충전한 밀봉실(2)로 접속된 구성으로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 광기록매체(광디스크)의 제조방법에서의 스퍼터링장치의 일실시예의 제조공정에 대하여 설명한다.
또, 여기서는 광디스크반경 D와 타겟반경 a의 크기의 관계나, 쌍방의 배치거리의 관계에 대해서는 특별히 제한하지는 않는다.
그러나, 이들의 관계에 대하여 후술하는 조건(예를 들어, 제 5, 제 6 실시예등)을 만족함으로써, 보다 균일한 막 특성을 얻을 수 있게 된다.
우선 최초로, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 탈가스실(1)의 투입구의 로드실(4)로부터 투입하고, 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 탈가스를 행한다. 탈가스를 행한 광디스크 기판은 탈가스실의 언로드실(5)로부터 비활성가스 밀봉실(2)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(10)로부터 성막 스퍼터링실(3)로 반입 이동한다.
또, 종래의 스퍼터링장치에서는 비활성가스 밀봉실(2)이 설치되어 있지 않았다. 그 때문에, 막의 산화를 방지하기 위해, 로드 ·언로드실이 복잡하게 구성되어 있다는 것은 이미 설명한 바와 같다.
본원 발명에서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 밀봉실(2)을 설치함으로써, 막의 산화를 방지할 수 있고, 또 택트타임을 단축할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.
특히, 다층막 구성의 고밀도 광디스크에서는 기록막으로의 산소혼입에 의한 산화가 큰 과제이다.
그러나, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이, 비활성가스를 이용한 밀봉실(2)을 설치함으로써, 대기 중으로부터 기록막으로 산소가 혼입되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
이것에 의해, 기록막 특성이 뛰어난 광디스크를 실현할 수 있다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판이 로드 ·언로드실(10)로부터 진공배기한 진공반송실(20)을 통해 진공성막실(11)로 이동함으로써 행해진다(본 발명의 (a)단계의 일례임).
이 때, 로드 ·언로드실(10)은 대기압으로부터 배기한 후, 광디스크 기판을 이동시키기 때문에 진공도가 낮고, 반송용 진공반송실(20)은 로드 ·언로드실로부터 광디스크 기판이 이동하는 경우는 로드 ·언로드실의 영향으로 진공도가 일시적으로 저하된다.
그러나, 광디스크 기판이 이동하고 있는 동안에 반송실(20)이 터보분자펌프에 의해 추가로 진공배기된 후에, 더욱 높은 진공도로 유지되어 있는 진공성막실(11∼17)로 광디스크 기판이 이동된다(본 발명의 (d)단계의 일례임).
여기서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링장치의 진공성막실은 스퍼터링 가스도입구(21)와 터보분자펌프(22)와 오일회전 진공펌프(33)에 의해 진공배기하는 진공배기구(24)를 구비한다.
또, 진공성막실(11∼17) 내에 스퍼터링 캐소드(25)와, 이 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치되어 있다(본 발명의 (b)단계의 일례임). 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 가진 구성으로 지지되어 있고, 반송기구(32)를 이용하여 진공배기 반송실(20)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다(본 발명의 (d)단계의 일례임).
또, 광디스크 기판에 기록막을 성막한 후에 광디스크를 장치 내에서 인출하는 경우에는 다음과 같은 동작이 된다. 즉, 진공반송실(20)을 통해 로드 ·언로드실(10)에 광디스크 기판을 이동하고, 로드 ·언로드실(10)에 질소가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하고, 성막장치로부터 인출하여기록막의 성막공정(본 발명의 (c)단계의 일례임)을 종료하고, 다음 공정으로 이동한다.
진공성막실(11, 17)에는 스퍼터링 캐소드(25)에 유전체막을 성막하기 위한 Si 타겟(27)이 장착되어 있고, 그 타겟(27)의 이면에는 자석(23)이 타겟(27) 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다.
마찬가지로, 진공성막실(12∼16)의 스퍼터링 캐소드(24)에 기록막을 성막하기 위한 기록막 타겟(28)이 장착되어 있고, 그 타겟(28)의 이면의 자석(23)이 타겟(28) 표면에 자계를 발생하도록 배치되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)는 진공성막실(11∼17)의 외부의 직류전원(29)과 접속하고, 직류전력이 캐소드(25)에 공급되도록 구성되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)에 부착된 타겟(27)과 기판홀더(26) 사이에는 셔터(31)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 광디스크 기판(28)에 광기록매체를 성막하지 않을 때에는 필요에 따라 타겟(27)과 광디스크 기판(28) 사이가 차폐되고, 광기록매체를 성막할 때에만 셔터(31)가 이동하여 성막할 수 있는 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 진공성막실(11) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(11) 내의 압력은 0.2Pa의 압력으로 유지된다.
이와 같이 하여 진공성막실(11) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(24)에 장착된 Si 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다.
다음에, 진공반송실(20)을 통해 광디스크 기판이 이동하고, 진공성막실(12) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(12) 내의 압력은 0.4Pa의 압력으로 유지된다.
이와 같이 하여 진공성막실(12) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 기록막 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다.
이 상태에서, 셔터(31)를 이용한 구성에서는 셔터가 이동하여 광디스크 기판(28)과 타겟(27)을 차폐한 위치를 개방함으로써, 타겟재료의 광기록매체 박막이 광디스크 기판 상에 SiN막을 개재하여 성막된다. 이 공정에서는 기판홀더(26)에 장착 유지하는 마스크 이외의 부분의 플라스틱 기판(28) 상에는 광기록매체 박막이 성막된다.
이 공정이 종료하고, 스퍼터링에 의한 방전이 정지하거나, 또는 셔터(31)가 닫혀 방전전력이 낮은 상태로 유지된 후에 기판홀더(26)는 반송기구(32)에 의해 타겟대향한 위치로부터 이동하여, 진공성막실(12)과 연결되어 있는 진공반송실(20)을 통해 다음의 진공성막실(13)로 반송된다.
이와 같이, 진공성막실(11∼17)의 타겟에 대향한 위치에, 기판홀더(26)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(28)이 장착 유지되고, 차례로 진공성막실을 이동하여 유전체막 및 기록막이 성막된다.
이와 같이 하여, 본 실시예의 광기록매체의 제조장치를 이용하여 광기록매체가 제조된다.
이 때, 기록층의 각각의 자성막은 6초의 반송시간으로 반송 이동하고, 3초의 성막시간으로 차례로 기록층을 성막하여 제작하도록 스퍼터링 성막속도를 조절함으로써, 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조할 수 있게 된다.
종래, 자기적 초해상을 이용하여, 기록막의 신호를 재생자성막으로 전사하여 재생하는 방법에서는, 재생자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는 특히 다층구조로 적층한 기록막의 계면의 특성에 의해 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 진공배기시간을 길게 하여 기록자성막 계면의 안정화를 도모하면, 디스크 1매당 성막시간을 단축할 수 없었다.
또, 탈가스를 위한 탈가스실과 성막 스퍼터링실을 직접 접속하면, 탈가스를 위한 시간은 단축할 수 있지만, 디스크를 장치 내에서 인출하기 위한 언로드기구가 복잡하게 되거나, 또는 디스크 인출에 시간이 걸린다는 과제가 있어, 어떤 경우에도 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하여 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(1)로부터 비활성가스 밀봉실(2)을 통해 성막 스퍼터링실(3)로 반송 이동되어 장치 내에 투입된다. 이것에 의해, 탈가스나 성막시간을 길게 하지 않고, 광디스크 1매마다 기록막 제조가 가능해진다. 이 때문에, 적층된 기록자성막 사이가 안정된 계면특성을 가짐으로써 뛰어난 광기록매체를 실현할 수 있다.
실제로, 이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체를 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록재생한 경우의 마크길이에 대한 재생신호의 캐리어레벨의 의존성을 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 마크길이 0.2㎛ 이하의 마크길이이더라도 캐리어레벨이 거의 일정한 재생신호를 얻을 수 있어, 고밀도에서의 기록재생이 가능한 것을 알 수 있다.
또, 이 때의 비트에러레이트(bit error rate)의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 160oe 이하의 기록자계에서도 CNR43dB, 비트에러레이트가 1 ×10-4이하를 실현할 수 있고, 또 기록자계에 대한 특성이 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 성막 스퍼터링실로 반입하고, 마그네트론 스퍼터링에 의해, 성막택트가 고속이고 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 성막시간은 3초, 반송시간은 6초, 성막대기시간은 1초로 설정하고, 탈가스실에는 35매의 광디스크 기판이 배송되어 성막 스퍼터링실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 350초의 탈가스실 대기시간으로 설정하였다. 이 구성에 의해, 탈가스실에서의 대기시간을 300초 이상 설정하면 동등 이상의 효과를 얻을 수 있고, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
(제 2 실시예)
다음에, 제 2 실시예에서의 광자기 기록매체와 그 제조방법에 대하여 설명한다.
제 2 실시예의 광자기 기록매체도 도 1과 동일한 구성이고, 광디스크 기판 상에는 유전체층을 개재하여 복수의 기록막이 형성되며, 또 기록막 상에는 유전체층이 차례로 적층되어 있으며, 또 그 위에는 오버코트층이 형성되어 있다.
또, 제 2 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치의 구성도 제 1 실시예와 마찬가지로, 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 다른 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 제 1 실시예와 마찬가지로, 탈가스실(1), 비활성가스 밀봉실(2), 성막 스퍼터링실(3)로 구성되어 있다.
여기서, 본 실시예의 탈가스실(1)은 광디스크 기판을 탈가스실(1)로 투입, 반출하는 로드실(4), 언로드실(5) 외에 탈가스실(1)에서의 진공탈가스를 촉진하기 위한, 적외선 램프에 의한 기판의 가열기구(7)가 설치되어 있어, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 탈가스가 가능해진다.
또, 성막 스퍼터링실(3)은 로드 ·언로드실(10), 복수의 진공성막실(11∼17), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(20)로 구성되어 있다. 여기서, 탈가스실(1)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(3)의 로드·언로드실(10)은 비활성가스에 Ar 가스를 충전한 밀봉실(2)로 접속된 구성으로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치에서의 제조공정에 대하여 설명한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 탈가스실(1)의 투입구의 로드실(4)로부터 투입하고, 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 탈가스를 행한다.
여기서, 탈가스실(1) 내를 이동하고 있는 도중에, 기판가열기구(7)가 장착되어 있어, 적외선 램프를 1kW에서 4초간 조사함으로써, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여, 기판으로부터의 가스의 방출을 가속한다. 탈가스실의 언로드실(5)로부터 비활성가스 밀봉실(2)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(10)로부터 성막 스퍼터링실(3)로 반입 이동한다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 로드 ·언로드실(10)로부터 진공배기한 진공반송실(20)을 통해 광디스크 기판을 진공성막실(11)로 이동시킴으로써 행해진다.
이 때, 로드 ·언로드실은 대기압으로부터 배기한 후 광디스크 기판을 이동시키기 때문에, 진공도가 낮고, 반송용 진공반송실(20)은 로드 ·언로드실로부터 광디스크 기판이 이동하는 경우는 로드 ·언로드실의 영향으로 진공도가 일시적으로 저하된다.
그러나, 광디스크 기판이 이동하고 있는 동안에 반송실(20)이 터보분자펌프에 의해 추가로 진공배기되고, 다음에, 더욱 높은 진공도로 유지되어 있는 진공성막실(11∼17)로 광디스크 기판이 이동한다.
여기서, 스퍼터링 진공성막실에서의 성막공정은 제 1 실시예와 동일한 방법이고, 상세한 설명은 생략한다. 진공성막실에서의 기록막을 성막한 후에는 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 이용하여 진공반송실(20)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다.
또, 광디스크 기판에 기록막을 성막한 후에 광디스크를 장치 내로부터 인출하는 경우에는 진공반송실(20)을 통해 로드 ·언로드실(10)로 광디스크 기판을 이동하고, 로드 ·언로드실(10)에 Ar 가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하고 성막장치로부터 인출하여 기록막의 성막공정을 종료하고 다음 공정으로 이동한다.
이 공정에서, 스퍼터링장치의 진공성막실(11)에서는 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통한 진공배기펌프의 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(11) 내의 압력은 0.3Pa의 압력으로 유지된다.
이와 같이 하여 진공성막실(11) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 Si 타겟(27)으로 전력이 공급되며, 이것에 의해 DC 방전이 발생되고, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다.
다음에, 진공성막실(12∼16)에는 스퍼터링 캐소드에 광기록매체를 성막하기 위한 타겟(27)이 장착되어 있고, 반송실(20)을 통해 광디스크 기판이 각각의 진공실을 차례로 이동하여 성막된다.
진공성막실(12) 내는 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 진공펌프에 의해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(12) 내의 압력은 0.6Pa의 압력으로 유지된다.
이와 같이 하여 진공성막실(12) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 기록막 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다.
그 결과, 타겟재료의 광기록매체의 박막이 광디스크 기판 상에 SiN막을 개재하여 성막된다. 이 공정에 의해, 기판홀더(26)에 장착 유지하는 마스크 이외의 부분의 플라스틱 광디스크 기판(28) 상에는 광기록매체의 박막이 차례로 성막된다.
또, 진공성막실(17)에서는 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공성막실(11) 내의 압력은 0.3Pa의 압력으로 유지한 후, 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 Si 타겟(27)에 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다.
이와 같이, 진공성막실(11∼17)의 타겟에 대향한 위치에, 기판홀더(26)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(28)이 장착 유지되고, 차례로 진공성막실을 이동하여 유전체막 및 기록막이 성막된다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조되는 광자기 기록매체는 본 발명의 제 1 실시예와 마찬가지로, 도 1에 나타내는 광자기 기록매체의 구성단면도를 갖는다.
여기서, 본 실시예의 광기록매체는 광디스크 기판(201) 상에는 SiN으로 이루어지는 50nm 두께의 유전체층(202)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막에서는 GdFeCoCr로 이루어지는 30nm 두께의 재생층(203), TbFeCoCr로 이루어지는 20nm 두께의 제어층(204), TbFe로 이루어지는 10nm 두께의 중간층(205), TbFeCo로 이루어지는 80nm 두께의 기록층(206), GdFeCoCr로 이루어지는 20nm 두께의 기록보조층(207)으로 구성되어 있고, 5층의 자성박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다.
그리고, 기록층에 기록된 신호가 중간층, 제어층을 통해 재생층으로 전사되는 구성으로 되어 있다. 또, 기록막 상에는 SiN의 유전체층(208)이 60nm 적층된 구성으로 스퍼터링장치에 의해 제작된다. SiN 유전체층 상에는 오버코트층(209)이 스핀코트에 의해 도포되고, 자외선 경화수지에 의해 경화형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCo 기록층의 기록자기영역이 중간층을 개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사하고, 또 재생용 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하고, 큐리온도 이상의 온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다.
이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능해진다.
이 때, 기록막의 각각의 자성박막은 5초의 반송시간으로 반송이동하고, 3.5초의 성막시간으로 차례로 기록층을 성막하여 제작하도록 스퍼터링 성막속도를 조절함으로써, 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조 가능해진다.
종래, 자기적 초해상을 이용하여 기록막의 신호를 재생자성막으로 전사하여 재생하는 방법에서는 재생자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는, 특히 다층구조로 적층한 기록막의 계면의 특성에 의해 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 진공배기시간을 길게 하여, 기록자성막 계면의 안정화를 도모하면, 디스크 매당 성막시간을 단축할 수 없었다.
또, 탈가스를 위한 탈가스실과 성막 스퍼터링실을 직접 접속하면, 탈가스를 위한 시간은 단축할 수 있지만, 디스크를 장치 내에서 인출하기 위한 언로드기구가 복잡하게 되거나, 또는 디스크 인출에 시간이 걸린다는 과제가 있고, 어떤 경우에도 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하여 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(1)로부터 비활성가스로 Ar 가스를 밀봉한 밀봉실(2)을 통해 성막 스퍼터링실(3)로 반송 이동되어 장치 내로 투입된다. 그 때, 탈가스실에서 광디스크 기판을 가열함으로써 탈가스나 성막시간을 길게 하지 않고, 광디스크 1매마다 기록막을 제조할 수 있게 된다.
그리고, 적층된 기록자성막 사이가 안정된 계면특성과 그 분포를 가짐으로써 우수한 광기록매체를 실현할 수 있다.
실제로, 이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체를 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록한 경우, 기록재생 신호특성과 비트에러레이트의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 180oe 이하의 기록자계에서도 CNR44dB, 비트에러레이트가 1 ×10-4이하를 실현할 수 있고, 또 기록자계에 대한 특성이 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 진공성막실로 반입하고, 마그네트론 스퍼터링에 의해, 성막택트가 고속이고 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 성막시간은 3.5초, 반송시간은 5초, 성막대기시간은 1초로 설정하고 있지만, 탈가스실에는 기판가열기구를 설치함으로써, 기판의 탈가스효과를 촉진할 수 있다. 그리고, 25매의 광디스크 기판이 배송되어 진공성막실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 250초의 탈가스실 대기시간이더라도 충분히 광디스크 기판의 탈가스 배기가 가능해져, 이 구성에 의해 대기시간을 200초 이상 설정하면 동등 이상의 효과를 얻을 수 있어, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 종래의 재생자성막에 전사된 자기영역의 확대에 자벽 이동을 이용하고 있는 방법에서는, 전사된 신호가 자벽 이동하면서 재생되기 때문에, 재생자성막의 특성의 분포와 자성막 계면의 특성의 변화에 의해, 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
이에 대하여, 본 실시예에서는 기록층의 재생자성막인 GdFeCoCr, 중간자성막TbFe, 기록자성막 TbFeCo의 성막시에는 각각 별개의 진공성막실(12∼16)에서 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하고, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하며, 자전하면서 차례로 성막되고, 광디스크 기판으로의 흡착가스도 충분히 탈가스 가능하다.
이 때문에, 본원 발명의 제 2 실시예의 광기록매체에서는 미세한 기록도메인을 자벽 이동에 의해 재생자성막으로 전사하여 재생하는 경우에도, 자벽 이동하는 막의 특성이 균일하기 때문에, 기록자성막으로부터의 신호가 안정되게 전사, 재생된다.
이 결과, 본원 발명의 제 2 실시예의 광기록매체에서, 재생신호의 디스크 내에서의 캐리어레벨의 분포도 기록마크길이 0.4㎛의 작은 기록도메인이더라도 디스크 1주기에서의 신호진폭의 변동이 0.5dB 이하, 반경방향에서의 변동이 1dB 이하인 뛰어난 특성을 얻을 수 있다.
(제 3 실시예)
제 3 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 6에는 본 발명의 다른 발명의 제 3 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 다른 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 탈가스실(41), 비활성가스 밀봉실(42), 성막 스퍼터링실(43)로 구성되어 있다.
탈가스실은 도 6에 나타내는 바와 같이, 원형의 진공탈가스실에 의해 점유면적을 작게 한 구성을 하고 있고, 광디스크 기판의 로드실(44), 언로드실(45)에 의해 기판을 탈가스실(41)로 투입, 반출하는 구성으로 되어 있다.
또, 성막 스퍼터링실(43)은 로드 ·언로드실(50), 복수의 스퍼터링 진공성막실(51∼59), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(60)에 의해 구성되어 있으며, 제 1 진공성막실(51)은 스퍼터링용 캐소드 대신에 이온 건을 설치한 구성으로 되어 있다.
본 실시예와 상기 실시예의 주요 상위점은 진공 탈가스실의 형상이 원형인 점과, 제 1 진공성막실(51)을 새롭게 설치한 점이다. 또, 스퍼터링 진공성막실(52∼59)은 도 4에 나타내는 진공성막실과 동일한 구성이다.
여기서, 탈가스실(41)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(43)의 로드 ·언로드실(60)은 비활성가스의 질소가스를 충전한 밀봉실(42)로 접속된 구성으로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 광기록매체의 제조방법에서의 스퍼터링장치의 일실시예의 제조공정에 대하여 설명한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 탈가스실(41)의 투입구의 로드실(44)로부터 투입하고, 원형의 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 가스의 탈가스를 행한다. 탈가스를 행한 광디스크 기판은 탈가스실의 언로드실(45)로부터 비활성가스 밀봉실(42)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(60)로부터 성막 스퍼터링실(43)로 반입 이동한다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판을 로드 ·언로드실(50)로부터진공배기한 반송실(60)을 통해 진공성막실(51)로 이동시킴으로써 행해진다.
이 때, 로드 ·언로드실은 대기압으로부터 배기한 후 광디스크 기판을 이동시키기 때문에, 진공도가 낮고, 반송용의 진공반송실(60)은 로드 ·언로드실로부터 광디스크 기판이 이동하는 경우는 로드 ·언로드실의 영향으로 진공도가 일시적으로 저하된다.
그러나, 광디스크 기판의 로드 ·언로드실로부터 반송실로 이동을 시작하는 타이밍은 스퍼터링을 행하는 진공성막실로부터 반송실로 이동을 시작하는 타이밍과는 다른 설정으로 하고 있고, 광디스크 기판은 로드 ·언로드실로부터 반송실로의 이동을 먼저 행하는 구성으로 되어 있다.
본 실시예에서는 광디스크 기판이 로드 ·언로드실로부터 진공반송실로의 이동을 시작하고 2초 후에 진공성막실로부터 진공반송실로 이동하는 구성이다.
그 결과, 광디스크 기판이 로드 ·언로드실로부터 반송실로 이동하고 있는 동안은 일시적으로 진공도가 저하되어, 피크의 압력을 나타내지만, 곧 반송실(60)의 터보분자펌프에 의해 진공배기되고, 더욱 높은 진공도로 유지되어 있는 진공성막실(51∼59)로 광디스크 기판이 이동하게 된다.
여기서, 진공성막실(51∼59) 중의 진공성막실(51)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 이온 에칭용 멀티소스 이온 건(135)을 구비한 구성이다.
또, 스퍼터링 가스도입구(131)와 터보분자펌프(132)와 오일회전 진공펌프(133)에 의해 진공배기하는 진공배기구(134)를 구비한다.
또, 이온 건(135)에 대향하여 기판홀더(26)에 광디스크 기판이 장착 배치되고, 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 이용하여 진공반송실(60)을 통해 다른 진공성막실로 이동한다.
또, 진공성막실(52∼59)은 도 4와 동일한 진공성막실의 구성을 갖고, 스퍼터링 가스도입구(21)와 터보분자펌프(22)와 오일회전 진공펌프(33)에 의해 진공배기하는 진공배기구(24)를 구비한다.
또, 진공성막실(52∼59) 내에 스퍼터링 캐소드(25)와, 이 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치되고, 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 가진 구성으로 지지되어 있으며, 반송기구(32)를 이용하여 진공반송실(60)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다.
또, 광디스크 기판의 언로드의 경우에는 반송용 진공반송실(60)을 통해 로드 ·언로드실(50)로 광디스크 기판을 이동하고, 로드 ·언로드실(50)에 질소가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하여, 성막장치로부터 인출하여 기록막의 성막공정을 종료하고, 다음 공정으로 이동한다.
진공성막실(53∼57)에는 스퍼터링 캐소드(25)에 광기록매체를 성막하기 위한 기록막용 합금타겟(27)이 장착되어 있고, 그 타겟(27)의 이면에는 자석(23)이 타겟(27) 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다.
마찬가지로, 진공성막실(52, 58, 59)의 스퍼터링 캐소드(25)에 유전체막을 성막하기 위한 Si 타겟(27)이 장착되어 있고, 그 타겟(27)의 이면의 자석(23)이 타겟(27) 표면에 자계를 발생하도록 배치되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)는 진공성막실(52∼59)의 외부의 직류전원(29)과 접속하여, 직류전력이 캐소드(25)에 공급되도록 구성되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)에 부착된 타겟(27)과 기판홀더(26) 사이에는 셔터(31)가 배치되어 있고, 광디스크 기판(28)에 광기록매체의 박막을 성막하지 않을 때에는 필요에 따라 타겟(27)과 광디스크 기판(28) 사이가 차폐되어, 광기록매체 성막시에만 셔터(31)가 이동하여 성막 가능한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 우선, 진공성막실(51) 내에 스퍼터링 가스도입구(131)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(134)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(51) 내의 압력은 0.1Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(51) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 이온 건에 1500V의 전압으로 300W의 전력을 공급하고, 그것에 의해 멀티소스 이온 건으로부터 Ar 이온이 생성되고 가속되어 광디스크 기판에 조사되며, 폴리카보네이트의 광디스크 기판 표면이 이온 에칭된다.
다음에, 진공성막실(52) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써 진공성막실(52) 내의 압력은 0.2Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(52) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 Si 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다.
또, 다음의 진공성막실(53)로 진공반송실(60)을 통해 광디스크 기판이 이동하며, 진공성막실(53) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써 진공성막실(53) 내의 압력은 0.6Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(53) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 기록막 타겟(27)에 전력이 공급되며, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다.
이 상태에서, 셔터(31)를 이용한 구성에서는 셔터가 이동하여, 광디스크 기판(28)과 타겟(27)을 차폐한 위치를 개방함으로써, 타겟재료의 광기록매체 박막이 광디스크 기판 상에 SiN막을 개재하여 성막된다. 이 공정에서는 기판홀더(26)에 장착 유지하는 마스크 이외의 부분의 플라스틱 기판(28) 상에는 광기록매체 박막이 성막된다.
이 공정이 종료되고, 스퍼터링에 의한 방전이 정지하거나, 또는 셔터(31)가 닫혀 방전전력이 낮은 상태로 유지된 후에 기판홀더(26)는 반송기구(32)에 의해 타겟(27)에 대향한 위치로부터 이동하여, 진공성막실(53)과 연결되어 있는 반송용 진공실(60)을 통해 다음의 진공성막실(53)로 반송된다.
이와 같이, 진공성막실(51)에서 이온 건에 의해 Ar 이온을 광디스크 기판에 조사한 후, 진공성막실(52∼59)의 타겟에 대향한 위치에, 기판홀더(26)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(28)이 장착 유지되고, 차례로 진공성막실을 이동하여 유전체막 및 기록막이 성막된다.
또, 상기의 성막공정에서는 타겟과 대향한 바로 위에 광디스크 기판을 배치한 구성으로 되어 있기 때문에, 광디스크 기판을 유지하는 기판홀더는 냉각수에 의한 냉각기구가 설치되어 있다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조하는 광자기 기록매체의 구성에 대하여 설명한다.
본 실시예의 광기록매체는 도 1과 마찬가지로, 광디스크 기판(201) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(202)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막에서는 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층, TbFeCoCr로 이루어지는 제어층, TbFeCr의 중간층, TbFeCoCr로 이루어지는 기록층, GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층으로 구성되어 있고, 5층의 자성 박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다. 그리고, 기록층에 기록된 신호가 중간층, 제어층을 통해 재생층에 전사되는 구성으로 되어 있다.
또, 기록막 상에는 SiN의 유전체층(208)이 적층되어 있고, 그 위에는 오버코트층(209)이 추가로 형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCoCr 기록층의 기록자기영역이 중간층을 개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사하고, 또 재생용 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하고, 큐리온도 이상의 온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다.
이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능해진다.
또, 여기서, 본 발명의 제 3 실시예에서의 광자기 기록매체의 광디스크 기판은 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같은 광디스크 기판의 구성단면도를 나타낸다.
기록층의 신호를 재생자성층에 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 광디스크 기판의 홈형상의 영향을 받는다. 도 8의 (b)의 종래의 광디스크 기판(225)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 홈(228)의 오목부 또는 볼록부의 에지(226, 227)가 요철을 갖는 구성을 하고 있기 때문에, 재생자성층의 자벽 이동이 불안정하다는 특성이 있었다.
이에 대하여, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광디스크 기판(211)의 홈형상에서는 Ar 이온에 의한 에칭에 의해, 홈(223)의 에지부분(221, 222)이 둥글게 되어 요철이 없는 형상을 하고 있다. 그 때문에, 기록층의 신호를 재생층에 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 안정된 자벽 이동에 의한 재생자기영역을 형성할 수 있기 때문에, 재생시의 신호량을 안정화할 수 있는 구성으로 된다.
이러한, 본 실시예의 광기록매체의 구성은 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 이온 건에 의한 Ar 이온을 조사한 구성을 갖는 광디스크 기판(211) 상에 SiN막을 개재하여 재생자성층(203)인 GdFeCoCr, 제어층(204)인 TbFeCoCr, 중간자성층(205)인 TbFeCr, 기록자성층(206)인 TbFeCoCr, 기록보조층(207)인 GdFeCoCr이 차례로 적층된 구성이다. 그리고, 성막시에는 각각 별개의진공성막실(53∼57)에서 각각의 기록막의 조성에 대응한 타겟을 설치하며, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하여 자전하면서 차례로 성막된다.
이 때, 기록층의 각각의 자성막은 3.5초의 반송시간으로 반송 이동하고, 5초의 성막시간으로 차례로 기록층을 성막하여 제작하도록 스퍼터링 성막속도를 조절하며, 또한 이 때, 이온 건에 의한 에칭의 Ar 이온조사시간도 6초간으로 조정함으로써 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조 가능해진다.
종래, 자기적 초해상을 이용하여, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는, 특히 다층구조로 적층한 기록막의 계면의 특성에 의해, 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 진공배기시간을 길게 하여, 기록자성막 계면의 안정화를 도모하면, 디스크 매당 성막시간을 단축할 수 없었다.
또, 탈가스를 위한 탈가스실과 진공성막실을 직접 접속하면, 탈가스를 위한 시간은 단축할 수 있지만, 디스크를 인출하기 위한 언로드기구가 복잡하게 되거나, 또는 디스크 인출에 시간이 걸린다는 과제가 있어, 어떤 경우에도 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하고, 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(41)로부터 비활성가스 밀봉실(42)을 통해 성막 스퍼터링실(43)로 반송 이동되어 장치 내로 투입된다.
그 때, 제 1 진공성막실(51)에서 이온 건에 의해 광디스크 기판을 표면처리함으로써, 기판으로부터의 탈가스의 변동에 의한 불균일을 억제할 수 있기 때문에,탈가스나 성막시간을 길게 하지 않고, 자성막의 자기특성을 안정화시킬 수 있다.
그 결과, 광디스크 1매마다 기록막의 제조가 가능하게 되어, 적층한 기록자성막 사이가 안정된 계면특성을 가짐으로써 우수한 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 기록막의 신호를 재생자성층에 전사하고 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 재생층의 자벽 이동을 안정되게 하는 데에는 광디스크 기판의 홈형상의 에지가 요철의 영향을 받는다. 그러나, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광디스크 기판의 홈형상에서는 홈의 에지부분이 둥글게 되어 요철이 작거나 또는 없는 형상을 갖고 있다. 그 때문에, 기록층의 신호를 재생자성층으로 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 안정된 자벽 이동에 의한 재생자기영역을 형성할 수 있기 때문에, 재생시의 신호량을 안정화할 수 있고, 더구나 디스크 1매당 성막시간을 단축할 수 있으며, 생산성도 확보할 수 있는 것이다.
실제로, 이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체를 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록한 경우, 기록재생 신호특성과 비트에러레이트의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 170oe 이하의 기록자계에서도 CNR 44.5dB, 비트에러레이트가 1 ×10-4이하를 실현할 수 있고, 또한 기록자계에 대한 특성이 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 진공성막실로 반입하고, 광디스크 기판표면을 이온 에칭한 후에 마그네트론 스퍼터링에 의해 성막함으로써, 성막택트를 고속화할 수 있고, 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 이온에칭시간을 6초, 성막시간은 5초, 반송시간은 3초, 성막대기시간은 1초로 설정하고, 탈가스실에는 20매의 광디스크 기판이 배송되어 진공성막실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 200초의 탈가스실 대기시간으로 설정하였지만, 이 구성에 의해 대기시간을 200초 이상 설정하면 동등 이상의 효과를 얻을 수 있어, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
(제 4 실시예)
다음에, 본 발명의 제 4 실시예의 광기록매체의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 탈가스실(101), 비활성가스 밀봉실(102), 성막 스퍼터링실(103)로 구성되어 있다.
탈가스실은 도 9에 나타내는 바와 같이, 원형의 진공 탈가스실에 의해 점유면적을 작게 한 구성을 하고 있고, 광디스크 기판의 로드실(104), 언로드실(105)에 의해 기판을 탈가스실(101)에 투입, 반출하는 구성으로 되어 있으며, 그 밖에, 탈가스실(1)에서의 진공 탈가스를 위한 적외선램프에 의한 가열기구(107)가 설치되어 있어, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 탈가스가 가능해진다.
또, 성막 스퍼터링실(103)은 로드 ·언로드실(110), 복수의 스퍼터링 진공성막실(111∼123), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(130)로 구성되어 있고, 제 4 진공성막실(114)은 스퍼터링용 캐소드 대신에 이온 건을 설치한 구성으로 되어 있다.
여기서, 탈가스실(101)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 비활성가스를 충전한 밀봉실(102)로 접속된 구성으로 되어 있다.
또, 탈가스실(101)의 로드실(104)은 디스크 공급장치(106)와 접속되어 있고, 성막 전의 광디스크 기판은 디스크 공급장치(106)로부터 저장하고 있는 광디스크 기판을 탈가스실(101)의 로드실(104)에 반송한다.
또, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 디스크 저장장치(108)에 접속되어 있고, 성막된 광자기 기록매체는 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)로부터 반출된 후, 디스크 저장장치(108)로 이동하여, 디스크의 조건별로 분류하여 저장된다.
다음에, 본 발명의 제 4 실시예의 광기록매체의 제조방법에서의 스퍼터링장치에 의한 제조공정에 대하여 설명한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 디스크 공급장치(106)로부터 탈가스실(101)의 투입구의 로드실(104)로부터 투입하고, 원형의 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 탈가스를 행한다.
여기서, 탈가스실(101) 내를 이동하고 있는 도중에, 기판가열기구(107)가 장착되어 있어, 적외선램프를 0.8kW 6초간 조사함으로써 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여, 기판으로부터의 가스의 방출을 가속한다. 탈가스실의 언로드실(105)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(110)로부터 성막 스퍼터링실(103)로 반입 이동한다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판을 로드 ·언로드실(110)로부터 진공배기한 반송실(130)을 통해 진공성막실(111)로 이동시킴으로써 행해진다.
이 때, 로드 ·언로드실은 대기압으로부터 배기한 후 광디스크 기판을 이동시키기 때문에 진공도가 낮고, 반송용 진공반송실(130)은 로드 ·언로드실로부터 광디스크 기판이 이동하는 경우는 로드 ·언로드실의 영향으로 진공도가 일시적으로 저하된다.
그러나, 광디스크 기판이 이동하고 있는 동안에 반송실(130)이 터보분자펌프에 의해 추가로 진공배기되고, 다음에, 더욱 높은 진공도로 유지되어 있는 진공성막실(111∼123)로 광디스크 기판이 이동된다.
여기서, 진공성막실(114)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 이온에칭용 이온 건(135)과, 스퍼터링 가스도입구(131)와 터보분자펌프(132)와 오일회전 진공펌프(133)에 의해 진공배기하는 진공배기구(134)를 구비한다.
또, 이온 건에 대향하여 기판홀더(26)에 광디스크 기판(28)이 장착배치되고, 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 이용하여 진공배기 반송실(130)을 통해 다른 진공성막실로 이동한다.
또, 그 밖의 진공성막실(111∼113 및 115∼123)은 스퍼터링 가스도입구(21)와 터보분자펌프(22)와 오일회전 진공펌프(33)에 의해 진공배기하는 진공배기구(24)를 구비한다.
또, 진공성막실 내에 스퍼터링 캐소드(25)와, 이 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치되고, 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(32)를 갖는 구성으로 지지되어 있으며, 반송기구(32)를 이용하여 진공배기 반송실(130)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다.
또, 광디스크 기판에 기록막을 성막한 후, 광디스크를 장치 내에서 인출하는 경우에는 진공반송실(130)을 통해 로드 ·언로드실(110)에 광디스크 기판을 이동하고, 로드 ·언로드실(110)에 질소가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실에 반출하고 성막장치로부터 인출하여 기록막의 성막공정을 종료하고 다음 공정으로 이동한다.
진공성막실(115∼121)에는 스퍼터링 캐소드(25)에 광기록매체를 성막하기 위한 타겟(27)이 장착되어 있고, 그 타겟(27)의 이면에는 자석(23)이 타겟(27) 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다.
마찬가지로, 진공성막실(111, 112, 113, 122, 123)의 스퍼터링 캐소드(25)에 유전체막을 성막하기 위한 Si 타겟(27)이 장착되어 있고, 그 Si 타겟의 이면에도 마찬가지로 자석(23)이 타겟(27) 표면에 자계를 발생하도록 배치되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)는 진공성막실의 외부의 직류전원(29)과 접속하여, 직류전력이 캐소드(25)에 공급되도록 구성되어 있다. 또, 스퍼터링 캐소드(25)에 부착된 타겟(27)과 기판홀더(26) 사이에는 셔터(31)가 배치되어 있고, 광디스크 기판(28)에 광기록매체를 성막하지 않을 때에는 필요에 따라 타겟(27)과 광디스크기판(28) 사이가 차폐되어, 광기록매체 성막시에만 셔터(31)가 이동 개방하여 성막가능한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 우선, 진공성막실(111) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(111) 내의 압력은 0.4Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(111) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 Si 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다. 진공성막실(112, 113)도 SiN의 성막시간을 단축하기 위해, 동일한 조건으로 SiN막을 성막한다.
다음의 진공성막실(114)은 반송실(130)을 통해 이동한다. 진공성막실(114) 내에 스퍼터링 가스도입구(131)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(134)를 통해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(114) 내의 압력은 0.08Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(114) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 이온 건에 250W의 전력을 공급하고, 그 결과 이온 건에 의해 Ar 이온이 생성되고 가속되어 광디스크 기판에 조사되며, 폴리카보네이트의 광디스크 기판 상의 SiN막이 이온 에칭된다.
또, 반송실(130)을 통해 광디스크 기판이 다음의 진공성막실(115)로 이동하며, 진공성막실(115) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(115) 내의 압력은 1.2Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(115) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 기록막 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다.
이 상태에서, 셔터(31)를 이용한 구성에서는 셔터가 이동 개방하여 광디스크 기판(28)과 타겟(27)을 차폐한 위치를 개방함으로써, 광디스크 기판 상의 SiN막이 이온 에칭처리된 후에 타겟재료의 광기록매체 박막이 성막된다.
이 공정에서는 기판홀더(26)에 장착 유지되는 마스크 이외의 부분의 플라스틱제의 광디스크 기판(28) 상에는 광기록매체 박막이 성막된다.
이 공정이 종료되고, 스퍼터링에 의한 방전이 정지되거나 또는 셔터(31)가 닫혀 방전전력이 낮은 상태로 유지된 후에, 기판홀더(26)는 반송기구(32)에 의해 타겟대향한 위치로부터 이동하여 진공성막실(115)과 연결되어 있는 반송용 진공실(130)을 통해 다음의 진공성막실(116)로 반송된다.
이와 같이, 진공성막실(111, 112, 113)에서 SiN의 유전체막이 성막된 후, 진공성막실(114)에서 이온 건에 의해 Ar 이온을 광디스크 기판 상의 SiN막에 조사한 후, 진공성막실(115∼121)의 타겟에 대향한 위치에, 기판홀더(26)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(28)이 장착 유지되고 차례로 진공성막실로 이동하여 기록막이 성막된다.
또, 진공성막실(122, 123)에서는 반응성 스퍼터링에 의해 유전체막인 SiN이성막된다.
또, 상기의 성막공정에서는 타겟과 대향한 바로 위에 광디스크 기판을 배치한 구성으로 되어 있기 때문에, 광디스크 기판을 유지하는 기판홀더는 냉각수에 의한 냉각기구가 설치되어 있다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조하는 광자기 기록매체의 구성에 대하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 실시예에서의 광자기 기록매체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판(301) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(302)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막은 GdFeCoAl로 이루어지는 재생층(303), GdFeAl로 이루어지는 제 2 재생층(304), TbFeCoAl의 제어층(305), TbFeCoAl의 중간층(306), TbFeCo로 이루어지는 기록층(307), GdFeCoAl로 이루어지는 기록보조층(308)으로 구성되어 있고, 6층의 자성 박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다. 그리고, 기록층에 기록된 신호가 중간층, 제어층을 통해 재생층으로 전사되는 구성으로 되어 있다.
또, 기록막 상에는 SiN의 유전체막(309)이 적층되어 있고, 그 위에는 오버코트층(310)이 추가로 형성되어 있다.
이 때, SiN으로 이루어지는 유전체층(302)의 재생층(303)측의 계면에는 에칭면이 형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCo 기록층의 기록자기영역이 중간층을개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사되고, 또 재생용 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하며, 큐리온도 이상의 온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다. 이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능하게 된다.
이 때, 본 실시예의 광기록매체는 SiN으로 이루어지는 유전체층(302)의 재생층(303)측의 계면에는 에칭면이 형성되어 있고, 표면의 요철이 작기 때문에 자벽의 이동이 안정되어 뛰어난 재생신호특성을 얻을 수 있다.
이러한, 본 실시예의 광기록매체의 구성은 광디스크 기판 상에 이온 건에 의한 Ar 이온을 조사한 후, SiN막을 개재하여 GdFeCoAl의 재생자성층(303), GdFeAl의 제 2 재생자성층(304), TbFeCoAl의 제어층(305), TbFeCoAl의 중간자성층(306), TbFeCo의 기록자성층(307), GdFeCoAl의 기록보조층(308)이 차례로 적층되어 있다. 그리고, 성막시에는 각각 별개의 진공성막실(115∼121)에서 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하고, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하여, 자전하면서 차례로 성막된다.
이 때, 기록층의 각각의 자성막은 4초의 반송시간으로 반송 이동하며, 4.5초의 성막시간으로 차례로 기록층을 성막하여 제작하도록 스퍼터링 성막속도를 조절하고, 또 이 때, 이온 건에 의한 이온전류를 조정함으로써, Ar 이온 에칭의 시간도 5초로 설정함으로써, 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조 가능하게 된다.
종래, 자기적 초해상을 이용하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대재생하는 방법에서는, 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는, 특히 다층구조로 적층한 기록막의 계면의 특성에 의해, 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 진공배기시간을 길게 하여, 기록자성막 계면의 안정화를 도모하면, 디스크 매당 성막시간을 단축할 수 없었다.
또, 탈가스를 위한 탈가스실과 성막 스퍼터링실을 직접 접속하면, 탈가스를 위한 시간은 단축할 수 있지만, 디스크를 인출하기 위한 언로드기구가 복잡하게 되거나, 또는 광디스크 인출에 시간이 걸린다는 과제가 있고, 어떤 경우에도 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하여, 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(101)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 성막 스퍼터링실(103)로 반송 이동되어 장치 내로 투입된다.
그 때, 광디스크 기판에 SiN막을 성막한 후, 진공성막실(114)에서 광디스크 기판의 SiN막의 표면처리를 함으로써, 기판으로부터의 탈가스 등의 변동에 의한 불균일을 억제하고, 표면성을 개선할 수 있기 때문에, 탈가스나 성막시간을 길게 하지 않고, 자성막의 자기특성을 안정화시킬 수 있다.
그 결과, 광디스크 1매마다 기록막의 제조가 가능하게 되어, 적층한 기록자성막 사이가 안정된 계면특성을 가짐으로써, 우수한 광기록매체를 실현할 수 있게 된다.
또, 기록막의 신호를 재생자성막에 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 재생층 성막시의 표면상태의 영향을 받기 때문에, 재생자성막의 자벽 이동이 불안정하다는 특성을 갖고 있었다.
이에 대하여, 도 10에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광기록매체에서는 SiN의 유전체를 성막한 후, 이온 에칭함으로써, 기록막을 성막하기 전의 상태를 균일하게 할 수 있고, 기록막의 신호를 재생자성막에 전사하여, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 안정된 자벽 이동에 의한 재생자기영역을 형성할 수 있기 때문에, 재생시의 신호량을 안정화할 수 있다. 더구나, 디스크 1매당 성막시간을 단축할 수 있고 생산성도 확보할 수 있는 것이다.
실제로, 이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체에 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록한 경우, 기록재생 신호특성과 비트에러레이트의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 150oe 이하의 기록자계에서도 CNR 44.5dB, 비트에러레이트가 9 ×10-5이하를 실현할 수 있고, 또 기록자계에 대한 특성이 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 진공성막실에 반입하고, 광디스크 기판의 SiN막의 성막 표면을 이온 에칭한 후, 마그네트론 스퍼터링에 의해 성막함으로써, 성막택트를 고속화할 수 있고, 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 이온에칭시간을 5초, 성막시간은 4.5초, 반송시간은 4초, 성막대기시간은 1초로 설정하고, 탈가스실에는 25매의 광디스크 기판이 배송되어 진공성막실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 250초의 탈가스실 대기시간으로 설정하였지만, 이 구성에 의해 대기시간을 200초 이상 설정하면 동등 이상의 효과를 얻을 수 있고, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 광디스크 기판만의 에칭 또는 SiN막 표면만의 에칭에 대하여 설명하였지만, 양쪽을 조합하여 각각의 에칭조건을 조정한 방법이어도 된다.
또, 상기 실시예는 광디스크 기판(28)에 대향한 타겟(27)이 1매인 경우에 대하여 설명하였지만, 동일한 조성 혹은 재료, 또는 조성이 다른 타겟을 복수매 광디스크 기판에 대향하여 배치한 구성이더라도, 적어도 탈가스실과 성막 스퍼터링실이 비활성가스를 밀봉한 밀봉실에 의해 접속된 구성이고, 또한 진공성막실에 이온 건을 배치한 구성에 의한 광기록매체의 제조방법이라면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
(제 5 실시예)
다음에, 본 발명의 제 5 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에서의 광자기 기록매체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판(401) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(402)을 개재하여 광자기 기록매체 재료인 GdFeCo로 이루어지는 재생층(403), GdFeCoCr로 이루어지는 제 2 재생층(404), TbFeCoCr로 이루어지는 제어층(405), TbFeCr로 이루어지는 중간층(406)이 차례로 형성되어 있다.
또, TbFeCoCr로 이루어지는 기록층(407), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(408)이 형성되고, 그 위에는, SiN의 중간유전체층(409)이 차례로 적층되어 있으며, 중간유전체층(409) 상에는 오버코트층(410)이 추가로 형성되어 있다. 또, 오버코트층(410) 상에는 슬라이딩 코트층(411)이 도포 형성되어 있다.
이렇게 하여 형성된 광자기 기록매체는 제 1 실시예와 마찬가지로, 자벽 이동에 의한 자기영역 확대방식에 의해 재생신호를 증대시켜 재생하는 방식을 이용한 구성으로 된다.
다음에, 본 발명의 광기록매체의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 도 6에 나타내는 제 3 실시예와 마찬가지로 9개의 진공성막실이 설치되어 있는 구성이다. 본 발명의 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치의 진공성막실은 도 12에 나타내는 구성을 하고 있고, 기록막용 타겟과 기판의 관계는 도 13의 (a)의 단면구성도, 도 13의 (b)의 평면구성도에 각각 나타낸다.
도 12, 도 13에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링장치의 진공성막실(51)은 스퍼터링 가스도입구와 진공펌프에 의해 진공배기하는 진공배기구를 구비한다.
광디스크 기판(508)은 진공실(51)에 반입된다(본 발명의 (a)단계의 일례임). 또, 진공성막실(51) 내에 스퍼터링 캐소드(504)와, 이 스퍼터링 캐소드(504)에 대향하여 기판홀더(506)가 배치되어 있다(본 발명의 (b)단계의 일례임).
기판홀더(506)는 배면의 반송기구(505)를 갖는 구성으로 지지되어 있고, 다른 진공성막실로 반송하는 경우에는 반송기구를 이용하여 행해지며, 진공성막실(51)과 연결되어 있는 진공반송실(514)을 통해 다른 진공성막실로 반송된다(본 발명의 (d)단계의 일례임).
성막된 광디스크 기판은 진공반송실(514)로부터 로드 ·언로드실로 이동하여 대기 중에 인출된다.
스퍼터링 캐소드(504)에는 광자기 기록매체 재료로 이루어지는 타겟(507)이 장착되어 있고, 그 타겟(507)의 이면에는 자석(503)이 타겟(507) 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다.
또, 타겟에 대향한 기판홀더(506) 상에는 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(508)이 장착되어 있다.
여기서, 타겟(507)의 반경 a는 63mm, 광디스크 기판(508)의 반경 D는 28mm로서, a > 2D의 관계로 되어 있고, 또 타겟과 기판 사이의 거리는 40mm의 구성으로 되어 있다.
진공성막실에서는 스퍼터링 캐소드(504)에 부착된 타겟(507)과 기판홀더(506) 사이에는 셔터(511)가 배치되어 있고, 광디스크 기판(508)에 광기록매체를 성막하지 않을 때에는 타겟(507)과 광디스크 기판(508) 사이가 차폐되어, 광기록매체 성막시에만 셔터(511)가 이동 개방하여 성막 가능한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 진공성막실(51) 내에 스퍼터링 가스도입구(502)를 통해 아르곤가스 등의 스퍼터링가스를 도입하고, 진공배기구(512)를 통해 배기되며, 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(51) 내의 압력은 0.1Pa대로부터 10Pa대의 임의의 값으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(51) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(509)으로부터 스퍼터링 캐소드(504)에 장착된 타겟(507)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다(본 발명의 (c)단계의 일례임). 스퍼터링 캐소드(504)는 진공성막실(51) 외측의 직류전원(509)과 접속되어 있고, 직류전력의 캐소드(504)로의 공급은 제어용 컴퓨터에 의해 설정할 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 실시예에서의 광자기 기록매체에서는 도 11에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판 상에 유전체층을 개재하여 재생층, 제 2 재생층, 제어층, 중간층, 기록층, 기록보조층이 형성되고, 또 기록막 상에는 유전체층이 차례로 적층되어 있으며, 또 그 위에는 오버코트층과 슬라이딩 코트층이 형성되어 있다.
이 구성에 의해, 기록층에서 재생층으로 전사된 신호는 제어층, 중간층이 큐리온도 이상으로 되어 있는 영역까지 전사자기영역을 확대하여 신호를 재생하기 때문에, 기록자성층에서는 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능하게 된다.
그러나, 종래, 재생층에 전사된 자기영역의 확대에 자벽 이동을 이용하고 있는 방법에서는, 재생자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는 전사된 신호가 자벽 이동하면서 재생되기 때문에, 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
본 실시예의 광기록매체의 제조방법에서는 타겟의 반경 a와 광디스크 기판의 반경 D는 a > 2D의 관계로 되어 있고, 이 때문에, 광디스크 기판의 면적에 대하여,타겟면적이 충분히 크기 때문에, 광디스크 기판 내에서는 기록막의 각 층이 균일한 자기특성을 갖고 있다.
또, 본 실시예에서는 GdFeCo로 이루어지는 재생층(403), GdFeCoCr로 이루어지는 제 2 재생층(404), TbFeCoCr로 이루어지는 제어층(405), TbFeCr로 이루어지는 중간층(406), TbFeCoCr로 이루어지는 기록층(407), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(408)이 각각 별개의 진공성막실에서 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하고, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하여 자전하면서 차례로 성막된다.
이 때, 스퍼터링방전의 온-오프를 반복하면서, 중간층(406), 막두께 5nm의 자성막이 적층형상으로 20nm, 기록층(407)은 막두께 5nm의 자성막이 적층형상으로 80nm 스퍼터링 성막된다.
여기서, 종래의 성막방식과 비교하면서 설명한다. 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 종래의 통과방식의 스퍼터링장치에서는 도 14의 (b) 중에 화살표로 나타내는 바와 같이, 타겟(760)으로부터 여러 각도의 스퍼터링 입자를 광디스크 기판(751) 상, 또는 유전체층(752)을 개재하여 추가로 형성해간다. 그 때문에, 홈의 내부는 그 경사부분까지 저부와 동등한 특성의 자성막이 형성된다.
이 때, 광디스크 기판이 자공전하는(즉, 자전하면서 공전한다) 경우에는 동일한 타겟 상을 여러번 통과하는 것에 의해 적층상태가 되고, 기록막의 자기이방성이 향상되는 경향이 있다.
그러나, 종래의 이와 같은 구성에서는 광디스크를 공전 이동시키는 구성이기때문에, 생산성이 나빠진다는 문제점이 있다.
한편, 본 실시예의 성막장치는 타겟(507)과 대향한 위치에 광디스크 기판(401)을 배치하고, 상술한 바와 같이, D > 2a의 관계를 갖고 있으므로, 균일한 자기특성을 갖는 막의 형성이 가능해지고, 더구나 생산성이 뛰어난 막형성이 가능해진다.
그러나, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 막의 바로 위의 한방향으로 형성되기 때문에, 막의 내부응력이 크고, 막면에 수직인 자기이방성이 저하되는 경향을 갖고 있다. 여기서, 광디스크 기판(401)에는 기록트랙마다 그루브(groove)(431a, 431b), 랜드(land)(432a, 432b)가 형성되어 있다.
그래서, 상기의 경향을 개선하기 위해, 본원 발명은 상술한 구성에 덧붙여, 직류전원을 이용하여 상기 타겟으로의 통전상태와 비통전상태를 교대로 반복함으로써, 적어도 상기 기록층의 막구조를 미세 층형상 구조로 형성하는 구성으로 하였다.
이것에 의해, 광디스크 기판 상에는 기록층이 미세층형상으로 적층성막된다. 이 층형상으로 형성하는 중간층, 기록층에 의해 타겟대향의 성막방식이더라도 고밀도에서의 기록재생에 충분한 자기특성을 얻을 수 있다.
한편, 막구조를 미세 층형상 구조로 형성하는 다른 방법을 추가로 후술한다(도 17의 (a), 도 17의 (b), 도 26 참조).
이 방법에 의해, 기록막의 막면 수직방향의 자기이방성이 증대되어 고밀도에서의 기록이 가능해진다. 또, 막의 내부응력도 저감되어 뛰어난 신호품질과 신뢰성을 얻을 수 있다.
실제로, 본 실시예에서의 광자기 기록매체는 중간층(406), 기록층(407) 제작시에 5nm의 적층형상으로 DC 스퍼터링에 의해 성막하였다. 이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체의 재생 파워를 변화시킨 경우의 신호재생시의 캐리어의 특성을 도 15에 나타낸다. 도 15에 실선으로 나타내는 바와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체에서는 마크길이 0.2㎛의 신호에서는 43dB의 CNR이 얻어지고, 재생파워마진도 ±10% 이상의 범위에서 재생신호가 저하되지 않는 것을 알 수 있다. 또, 점선으로 나타내는 0.1㎛의 마크길이이더라도 39dB의 CNR이 얻어지고, 뛰어난 기록재생 신호특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.
이것은, 본 실시예의 제조방법에 의한 중간층(406), 기록층(407)에서는 미세구조로 주기성을 갖게 하여 적층하고 있기 때문에, 기록막의 자기영역구조의 불균일에 의한 자벽 피닝(pinning) 등이 쉽게 생기지 않고, 신호의 기록시에는 작은 기록자기영역이더라도 안정된 기록도메인을 형성하며, 신호재생시에는 안정되게 기록층(407)으로부터 재생층(403)으로 전사할 수 있기 때문이라고 생각된다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 미세적층형상으로 주기적으로 적층한 기록막에 의해 우수한 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
(제 6 실시예)
다음에, 본 발명의 제 6 실시예에서의 광자기 기록매체와 그 제조방법에 대하여 설명한다.
제 6 실시예에서도 광기록매체는 도 11과 동일한 구성이며, 광디스크 기판(401) 상에는 유전체층(402)을 개재하여 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층(403), GdFeCr로 이루어지는 재생층(404), TbFeCoCr의 제어층(405), TbFeCr의 중간층(406), TbFeCoCr로 이루어지는 기록층(407), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(408)으로 구성되며, 그 위에는 ZnS의 중간유전체층(409), AlTi의 열흡수층(412)이 추가로 적층되어 있으며, 또 그 위에는 오버코트층(410)이 형성되어 있다.
이 구성에 의해, 본 실시예의 기록층에서는 기록층에 기록된 신호가 중간층, 제어층을 통해 재생에 전사되는 구성으로 되어 있고, 재생층의 자벽 이동을 이용한 DWDD 방식에 의한 기록재생이 가능하게 된다.
또, 본 발명의 제 6 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치의 구성을 도 16, 도 17의 (a), 도 17의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링 성막장치는 제 1 실시예와 마찬가지로, 탈가스실(151), 비활성가스 밀봉실(152), 성막 스퍼터링실(153)로 구성되어 있다.
여기서, 본 실시예의 탈가스실(151)은 탈가스실(151)로의 광디스크 기판의 투입, 반출을 행하는 로드실(154), 언로드실(155) 외에 탈가스실(151)에서의 진공탈가스를 위한 적외선램프에 의한 가열기구(157)가 설치되어 있어, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 탈가스가 가능해진다.
또, 성막 스퍼터링실(153)은 로드 ·언로드실(160), 복수의 진공성막실(161∼171), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(158)로 구성되어 있다.
여기서, 탈가스실(151)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(153)의 로드 ·언로드실(160)은 비활성가스로 Ar 가스를 충전한 밀봉실(152)로 접속된 구성으로 되어 있다.
다음에, 본 발명의 제 6 실시예의 광기록매체의 제조를 위한 스퍼터링장치에서의 제조공정에 대하여 설명한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 탈가스실(151)의 투입구의 로드실(154)로부터 투입하고, 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 탈가스를 행한다.
여기서, 탈가스실(151) 내를 이동하고 있는 도중에, 기판가열기구(157)가 장착되어 있어, 적외선 램프를 1kW로 4초간 조사함으로써, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여, 기판으로부터의 가스의 방출을 가속한다.
탈가스실의 언로드실(155)로부터 비활성가스 밀봉실(152)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(160)에서 성막 스퍼터링실(153)로 반입 이동한다(본 발명의 (a)단계의 일례임).
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판을 로드 ·언로드실(160)로부터 진공 배기한 반송실(158)을 통해 진공성막실(161)로 이동시킴으로서 행해진다.
이 때, 로드 ·언로드실은 대기압으로부터 배기한 후 광디스크 기판을 이동시키기 때문에 진공도가 낮고, 광디스크 기판 반송용 진공반송실(158)은 로드 ·언로드실로부터 광디스크기판이 이동하는 경우는 로드 ·언로드실의 영향으로 진공도가 일시적으로 저하된다.
그러나, 광디스크 기판의 로드 ·언로드실에서 진공반송실로 이동을 시작하기 직전인, 진공성막실에서 반송실로 이동을 시작하기 전에, 로드 ·언로드실과 반송실은 바이패스관을 통하여 동일한 압력의 진공도로 되는 구성으로 되어 있다.
그 결과, 본 실시예에서는 광디스크 기판이 로드 ·언로드실에서 반송실로의 이동을 시작하기 1.5초 전에 로드 ·언로드실과 진공반송실이 거의 동일한 압력이 된다.
그 결과, 광디스크 기판이 로드 ·언로드실에서 반송실로 이동하고 있는 동안에 일시적으로 진공도가 저하되는 피크의 압력을 작게 할 수 있고, 또, 평행하여 반송실(158)의 터보분자펌프에 의해 진공배기되기 때문에, 더욱 높은 진공도로 유지된 상태에서, 광디스크 기판을 진공성막실에서 진공반송실로 이동 반송하는 것이 가능하게 된다.
그 결과, 높은 진공도로 유지된 상태에서, 진공반송실을 이동하면서 진공성막실(161∼171) 사이를 광디스크 기판은 이동하고, 더욱 높은 진공도로 유지되어 있는 진공성막실(161∼171) 내에 광디스크 기판을 이동하여(본 발명의 (d)단계의 일례임) 성막하는 것이 가능해진다(본 발명의 (c)단계의 일례임).
여기서, 성막 스퍼터링실에서의 성막공정에 대하여 설명한다. 도 17의 (a)는 본 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링 성막장치의 진공성막실의 개략 단면구성도이다. 또, 도 17의 (b)는 차폐판(611) 및 타겟(607)과 광디스크 기판(608)의 형상과 위치관계를 나타낸 평면도이다.
도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링장치의 진공성막실(161)은 스퍼터링 가스도입구(602)와 진공펌프에 의해 진공배기하는 진공배기구(612)를 구비한다.
또, 진공성막실(161) 내에 스퍼터링 캐소드(604)와, 이 스퍼터링 캐소드(604)에 대향하여 기판홀더(606)가 배치되고(본 발명의 (b)단계의 일례임), 기판홀더(606)는 배면의 반송기구(605)를 갖는 구성으로 지지되어 있으며, 반송기구(605)를 이용하여 다른 진공성막실 또는 진공성막실 외의 대기 중으로 반송할 수 있는 구성으로 되어 있다.
또, 다른 진공성막실에 반송하는 경우에는 진공성막실(161)과 연결되어 있는 진공반송실을 통해 다른 진공성막실로 반송된다.
스퍼터링 캐소드(604)에는 광자기 기록매체 재료로 이루어지는 타겟(607)이 장착되어 있고, 그 타겟(607)의 이면에는 자석(603)이 타겟(607) 표면에 자계를 발생하는 구성으로 배치되어 있다.
또, 타겟에 대향한 기판홀더(606) 상에는 광기록매체가 성막되기 위한 광디스크 기판(608)이 장착되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(604)는 진공성막실(161) 외측의 직류전원(609)과 접속되어 있고, 직류전력의 캐소드(604)로의 공급은 제어용 컴퓨터에 의해 설정할 수 있도록 구성되어 있다.
진공성막실에서의 기록막 성막 후에는, 기판홀더(606)는 배면의 반송기구(605)를 이용하여 진공배기 반송실(158)을 통해 다른 진공성막실에 차례로이동한다.
또, 광디스크 기판에 기록막을 성막한 후에 광디스크를 장치 내에서 인출하는 경우에는 진공반송실(158)을 통해 로드 ·언로드실(160)로 광디스크 기판을 이동하고, 로드 ·언로드실(160)에 Ar 가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하고 성막장치로부터 인출하여, 기록막의 성막공정을 종료하고 다음 공정으로 이동한다.
이 공정에서, 스퍼터링장치의 진공성막실(161, 162)에서는 스퍼터링 가스도입구를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(612)를 통과한 진공배기펌프의 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(161) 내의 압력은 0.3Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(161) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(609)으로부터 스퍼터링 캐소드(604)에 장착된 Si 타겟(607)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되어, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다.
다음에, 진공성막실(163∼169)에는 스퍼터링 캐소드(604)에 광기록매체를 성막하기 위한 타겟(607)이 장착되어 있고, 반송실(158)을 통해 광디스크 기판이 각각의 진공실을 차례로 이동하여 성막된다.
진공성막실(163) 내에는 스퍼터링 가스도입구(602)를 통해 아르곤가스를 도입하고, 진공배기구(612)를 통해 진공펌프에 의해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(163) 내의 압력은 0.6Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(163) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(609)으로부터 스퍼터링 캐소드(604)에 장착된 기록막 타겟(607)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생된다.
그 결과, 타겟재료의 광기록매체 박막이 광디스크 기판 상에 SiN막을 개재하여 성막된다. 이 공정에 의해, 기판홀더(606)에 장착 유지하는 마스크 이외의 부분의 플라스틱 광디스크 기판(608) 상에는 광기록매체 박막이 차례로 성막된다.
또, 진공성막실(170)에서는 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공성막실 내의 압력은 0.3Pa의 압력으로 유지한 후, 직류전원(609)으로부터 스퍼터링 캐소드(604)에 장착된 Si 타겟(607)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다. 그리고, 진공성막실(171)에서는 Ar 압력 0.5Pa로 Ar 가스를 도입하고, AlTi막의 열흡수층을 40nm 성막한다.
이와 같이, 진공성막실(161∼171)의 타겟에 대향한 위치에, 기판홀더(606)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(608)이 장착 유지되고, 차례로 진공성막실을 이동하여 유전체층, 열흡수층 및 기록막이 성막된다.
또, 이 상태에서, 기록층의 진공성막실(168)은 광디스크 기판(608)과 타겟(607) 사이의 위치에 광디스크 기판의 일부를 차폐한 구성으로 차폐판(611)을 설치하고 있고, 타겟재료는 광디스크 기판의 일부에서만 성막된다(도 26 참조).
도 26은 차폐판(611)을 설치하고, 광디스크 기판(401)을 자전시키는 구성에 의해, 적층형상으로 기록막을 성막하는 구성을 나타내는 모식도이다. 여기서, 광디스크 기판(608)에는 기록트랙마다 그루브(431a, 431b), 랜드(432a, 432b)가 형성되어 있다.
여기서, 광디스크 기판을 유지한 기판홀더는 120rpm으로 설정되어 있고, 이 구성에 의해 간헐적인 광기록매체의 박막의 성장이 가능하게 된다.
이 공정에 의해, 기판홀더(606)에 장착 유지된 플라스틱 기판(608) 상에는 광기록매체의 박막이 미세층형상으로 적층 성막된다.
이 공정이 종료하고, 스퍼터링에 의한 방전이 정지되거나 또는 방전전력이 낮은 상태로 유지된 후에, 기판홀더(606)는 반송기구에 의해 타겟대향한 위치로부터 떨어져, 진공성막실(168)과 연결되어 있는 진공반송실을 통해 다른 진공성막실로 반송된다.
여기서, 타겟의 반경 D는 55mm, 광디스크 기판의 반경 a는 26mm, 또 타겟과 기판간의 거리 h는 35mm의 구성으로서, D < a + h의 관계로 되어 있다. 이 타겟면적이 넓고 광디스크 기판과 타겟의 거리가 30mm 이상 떨어진 구성에 의해, DWDD 방식을 이용한 고밀도 기록한 경우에도 광디스크 기판 전면에서의 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 여기서, 본 실시예의 광자기 기록매체의 스퍼터링법에 의한 기록막의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 14의 (a)에 본 발명의 스퍼터링에 의한 성막시의 스퍼터입자의 이동 형태를 나타내고, 도 14의 (b)에 종래의 성막방식의 일례인 경우의 스퍼터입자의 형태를 각각 모식적으로 나타낸다.
도 14의 (b)의 종래의 제조방법의 일례에 나타내는 것은 기록막용 합금 타겟 상을 광디스크 기판이 자공전하면서 이동 통과하여 기록막을 성막하는 구성의 경우이다. 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 타겟의 바로 위를 통과할 때에는 도 14의 (a)의 본 발명의 실시예의 경우와 마찬가지로, 화살표로 나타내는 바와 같이, 경사방향으로 스퍼터링된 입자는 랜드부의 그림자가 되는 부분의 홈의 내부에는 부착되기 어렵고, 홈의 중심부분에 부착되기 쉬운 경향으로 된다.
그러나, 광디스크 기판이 이동하여 타겟의 경사위치가 된 경우에는 경사방향으로 스퍼터된 입자가 그루브 내부의, 특히 그루브와 랜드의 경계부근 또는 랜드의 경사부분에 부착하기 쉽게 된다.
그 결과, 종래예에서는 그루브부의 중심부분과, 그루브부와 랜드부의 경계에서의 막두께의 차는 거의 없고, 그루브 내에서 균일한 구성의 기록막이 형성되어 있었다.
이에 대하여, 도 14의 (a)에 나타내는 본원 발명의 실시예의 제조방법에서는, 기록막 조성에 대응한 조성의 합금타겟에 대하여, 바로 위의 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치하고, 자전 또는 정지시키면서 기록막을 형성하는 제조방법이다.
이 제조방법에서는 도 14의 (a)의 화살표로 나타내는 바와 같이, 스퍼터링된 입자는 재료원소에 의해 스퍼터링되는 각도와 그 분포는 변화하지만, 합금타겟의 바로 위에서 타겟면으로부터 수직방향으로 스퍼터링된 입자가 기판, 특히 그루브 내부에는 부착되기 쉬운 경향이 있고, 경사방향으로 스퍼터링된 입자는 랜드부에의해 차폐되므로, 홈의 중심부분에는 부착되지만, 그루브와 랜드의 경계는 랜드부의 그림자가 되기 때문에 막이 부착되기 어려워진다.
본 실시예에서는 타겟과 기판간의 거리는 35mm이지만, 타겟과 기판간의 거리가 긴 경우, 또 도 17의 (a)에 나타내는 바와 같이, 타겟과 기판 사이에 차폐판(611)을 설치한 구성에서는 보다 현저하게 된다.
타겟에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치한 구성의 성막장치를 이용하여, 광기록매체 재료를 형성하는 방법에서는, 안정되고 생산성이 뛰어난 막형성이 가능해지지만, 막이 바로 위에 형성되면 막의 내부응력이 커서, 자기이방성이 작아진다는 것이 과제로 되어 있었다.
그러나, 본원 발명은 차폐판에 타겟 표면이 마스크되어 있지 않은 영역에서는 성막을 반복하여 행하는 방법이 되어, 자전시키면서 단원자단위로 적층되는 기록막을 형성하는 것에 의해 기록층을 층형상으로 형성하는 것이 가능해진다.
즉, 본원 발명의 실시예에서는 기록층의 진공성막실(168)은 광디스크 기판(608)과 타겟(607) 사이의 위치에 광디스크 기판의 일부를 차폐한 구성으로 차폐판(611)을 설치하고, 광디스크 기판을 유지한 기판홀더를 고속 회전시키면서, 간헐적인 광기록매체의 박막을 성장시켜, 기록층을 층형상으로 형성하는 것이 가능하게 되고, 기록막의 자기특성도 뛰어난 박막의 형성이 가능하게 되어, 타겟대향의 성막방식이더라도 충분한 자기특성을 얻을 수 있다.
또, 상기 방법에서는 타겟에 대향한 광디스크 기판의 차폐영역을 광디스크 기판면적의 50% 이상으로 하고, 100rpm 이상의 고속으로 회전시키면서 박막을 적층형성함으로써, 고밀도에서의 기록재생이 가능한 자기특성을 갖는 뛰어난 기록막의 박막을 형성할 수 있게 된다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조하는 광자기 기록매체의 구성은 본 발명의 제 6 실시예의 광자기 기록매체의 구성단면도를 갖는다.
여기서, 본 실시예의 광기록매체는 도 11과 동일한 구성이고, 광디스크 기판(401) 상에는 SiN으로 이루어지는 50nm 두께의 유전체층(402)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막은 GdFeCoCr로 이루어지는 20nm 두께의 재생층(403), GdFeCr로 이루어지는 20nm 두께의 제 2 재생층(404), TbFeCoCr로 이루어지는 10nm 두께의 제어층(405), TbFeCr로 이루어지는 10nm 두께의 중간층(406), TbFeCoCr로 이루어지는 60nm 두께의 기록층(407), GdFeCoCr로 이루어지는 20nm 두께의 기록보조층(408)으로 구성되어 있고, 6층의 자성박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다.
그리고, 기록층에 기록된 신호가 중간층을 통해 2층 구성의 재생층으로 전사되는 구성으로 되어 있다. 또, 기록막 상에는 SiN의 유전체층(409)이 30nm, AlTi의 열흡수층(412)이 40nm 두께로 적층된 구성으로 스퍼터링장치에 의해 제작된다. AlTi층 상에는 오버코트층(410)이 스핀코트에 의해 도포되고, 자외선 경화수지에 의해 형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCo 기록층의 기록자기영역이 중간층을 개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사하고, 또 재생용의 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하며, 큐리온도 이상의온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다.
이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능해진다.
또, 도 14의 (a)에 설명한 바와 같이, 광디스크 기판(401)의 홈 내부에서는 홈의 중심부분(421)과 랜드부(422)의 경계부분에서 막두께 등의 특성 분포를 갖고 있고, 도 18의 기록층의 막 내에서의 자화의 형태는 화살표(424a, 424b)로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 홈의 중심부분(421)과, 홈과 랜드부의 경계부분(423)에서는 다르다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 홈의 중심부분(421)의 기록막의 자화방향(424a)은 막면 수직방향인데 대하여, 홈과 랜드의 경계부분(423)에서는 기록막의 자화방향(424b)은 면내방향으로 된다. 이것에 의해, 기록막의 막면 수직 자기이방성이 저하되는 경향의 기록막을 제작할 수 있게 된다.
그 결과, 도 19의 실선으로 나타내는 본원 발명의 실시예의 캐리어 레벨의 기록 파워에 대한 의존성으로 나타내는 바와 같이, 기록막의 자화가 수직방향(424a)과, 면내방향(424b)을 갖기 때문에, 기록파워가 작은 경우라도 점선으로 나타낸 종래의 광기록매체의 기록막에 비해 캐리어 레벨의 상승이 급격한 기록막을 실현할 수 있다.
그 결과, 기록파워가 작은 경우에도 기록자기영역이 홈의 폭방향으로 넓어지기 쉽고, 큰 재생신호진폭이 얻어지며, DWDD 방식 등의 고밀도 기록재생하는 경우라도 기록재생 파워마진을 확대할 수 있게 된다.
또, 종래의 광자기 기록매체에서는 비교적 입도(粒度)가 크고, 미세구조단위의 입자직경이 20∼50nm인데 대하여, 본원 발명에서는 3nm 이하의 미세구조단위의 입자직경이고, 더구나 크기가 일정하게 되어 있다.
그 결과, 본원 제 6 실시예의 광기록매체에서는 미세한 기록도메인을 자벽 이동에 의해 재생층에 전사하여 재생하는 경우에도 자벽 이동하는 막의 특성이 균일하기 때문에, 기록층으로부터의 신호가 안정되게 전사, 재생된다.
또, 그 결과, 본원 발명의 제 6 실시예의 광기록매체에서, 재생신호의 디스크 1주기 내에서의 캐리어 레벨의 분포를 도 20의 (a)에 나타내고, 디스크 반경방향에서의 캐리어 레벨의 분포를 도 20의 (b)에 나타낸다.
이 때의 기록마크길이는 0.3㎛이지만, 이러한 작은 기록도메인이더라도 디스크 1주기 내에서의 신호진폭의 변동이 0.3dB 이하, 디스크 반경방향에서의 신호진폭의 변동이 0.6dB 이하의 뛰어난 특성을 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는, 타겟과 기판 사이에 차폐판을 설치한 구성에 의해, 의사적이면서 간헐적으로 성막되도록 하였으므로, 미세한 적층구조로 되어, 안정된 특성을 갖는 광자기 기록매체를 실현할 수 있다.
(제 7 실시예)
다음에, 본 발명의 제 7 실시예에서의 광기록매체와 그 제조방법에 대하여 설명한다.
본 실시예는 도 9에 나타내는 본원 발명의 제 4 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치와 동일한 구성이다. 즉, 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 탈가스실(101), 비활성가스 밀봉실(102), 성막 스퍼터링실(103)로 구성되어 있다.
탈가스실은 도 9에 나타내는 바와 같이, 원형의 진공 탈가스실에 의해 점유면적을 작게 한 구성을 하고 있고, 광디스크 기판의 로드실(104), 언로드실(105)에 의해 기판을 탈가스실(101)에 투입, 반출하는 구성으로 되어 있으며, 그 밖에, 탈가스실(101)에서의 진공 탈가스를 위한 적외선 램프에 의한 가열기구(107)가 설치되어 있어, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 탈가스가 가능해진다.
또, 성막 스퍼터링실(103)은 로드 ·언로드실(110), 복수의 진공성막실(111∼123), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(130)로 구성되어 있다.
여기서, 탈가스실(101)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 비활성가스의 질소가스를 충전한 밀봉실(102)로 접속된 구성으로 되어 있다.
또, 탈가스실(101)의 로드실(104)은 디스크 공급장치(106)와 접속되어 있고, 성막 전의 광디스크 기판은 디스크 공급장치(106)에서 저장하고 있는 광디스크 기판을 탈가스실(101)의 로드실(104)로 반송한다.
또, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 디스크 저장장치(108)에 접속되어 있고, 성막된 광자기 기록매체는 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)로부터 반출된 후, 디스크 저장장치(108)로 이동하여, 디스크의 조건별로 분류하여 저장된다.
또, 본 실시예의 광기록매체의 제조방법에서의 스퍼터링장치에 의한 제조공정도 제 4 실시예와 동일하므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 디스크 공급장치(106)로부터 탈가스실(101)의 투입구의 로드실(104)로부터 투입하고, 원형의 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 가스의 탈가스를 행한다.
또, 탈가스실(101) 내를 이동하고 있는 도중에, 기판가열기구(107)가 장착되어 있어, 적외선램프를 1.0kW로 4초간 조사함으로써, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 기판으로부터의 가스의 방출을 가속한다.
탈가스실의 언로드실(105)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(110)로부터 성막 스퍼터링실(103)로 반입 이동한다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판이 로드 ·언로드실(110)로부터 진공배기한 반송실(130)을 통해 진공성막실(111)로 이동함으로써 행해진다.
광디스크 기판이 이동하고 있는 동안에 반송실(130)이 터보분자펌프에 의해 추가로 진공배기되고, 다음에, 진공성막실(111∼123)로 광디스크 기판이 이동한다.
여기서, 진공성막실(111∼113)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 스퍼터링 가스도입구(21)와 터보분자펌프(22)와 오일회전 진공펌프(33)에 의해 진공배기하는 진공배기구(24)를 구비한다.
또, 진공성막실 내에 스퍼터링 캐소드(25)와, 이 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치되고, 기판홀더(26)는 배면의 반송기구(25)를 갖는 구성으로 지지되어 있으며, 반송기구(25)를 이용하여 진공배기 반송실(130)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다.
또, 성막 후의 광디스크 기판은 로드 ·언로드실(110)에 질소가스를 도입하고, 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하여 기록막의 성막공정을 종료하고 다음 공정으로 이동한다.
진공성막실(113∼121)에는 스퍼터링 캐소드(25)에 광기록매체를 성막하기 위한 타겟(27)이 장착되어 있고, 마찬가지로 진공성막실(111, 112, 122, 123)의 스퍼터링 캐소드(25)에 유전체막을 성막하기 위한 Si 타겟이 장착되어 있다.
또, 스퍼터링 캐소드(25)에 부착된 타겟(27)과 기판홀더(26) 사이에는 차폐판(31)이 배치되어 있고, 광디스크 기판(28)에 광기록매체의 기록막을 성막하지 않을 때에는 필요에 따라 타겟(27)과 광디스크 기판(28) 사이가 차폐되어, 광기록매체 성막시에만 셔터(31)가 이동하고 개방하여 성막이 가능한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 우선, 진공성막실(111) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를 통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써, 진공성막실(111) 내의 압력은 0.4Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(111) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(24)에 장착된 Si 타겟으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다. 진공성막실(112)도 SiN의 성막시간을 단축하기 위해, 동일한 조건으로 SiN막을 성막한다.
다음의 진공성막실(113)로는 반송실(130)을 통해 이동한다. 그리고, 차례로, 진공성막실(113) 내의 압력은 0.3Pa∼5Pa의 압력으로 유지되고, 각각의 타겟에 의해 스퍼터링 성막된다.
이와 같이, 진공성막실(111, 112)에서 SiN의 유전체막이 성막된 후, 진공성막실(113∼121)의 타겟에 대향한 위치에 기판홀더(26)에 광기록매체를 성막하기 위한 광디스크 기판(28)이 장착 유지되고, 차례로 진공성막실을 이동하여 기록막이 성막된다.
또, 진공성막실(122, 123)에서는 반응성 스퍼터링에 의해 유전체막의 SiN이 성막된다.
또 여기서, 제 4 실시예와 마찬가지로, 진공성막실(112)에서 SiN막이 성막된 후, 이온 건에 의해 Ar 이온을 광디스크 기판 상의 SiN막에 조사한 후, 기록막을 차례로 적층하는 제조방법이어도 된다.
또, 상기의 성막공정에서는 타겟과 대향한 바로 위에 광디스크 기판을 배치한 구성으로 되어 있기 때문에, 광디스크 기판을 유지하는 기판홀더는 냉각수에 의한 냉각기구가 설치되어 있다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조하는 광자기 기록매체의 구성에 대하여 설명한다.
도 21은 본 발명의 실시예에서의 광자기 기록매체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 21에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판(451) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(452)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막에서는 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층(453), TbFeCo의 제어층(454), TbFe의 중간층(455), TbFeCoCr로 이루어지는 2층의 기록층(456, 457), Co 박막으로 이루어지는 계면층(458)으로 구성되어 있으며, 6층의 자성박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다.
또, 기록막 상에는 SiN의 유전체층(459)이 적층되어 있고, 또 그 위에는 오버코트층(460)이 도포되고 경화 형성되어 있다.
여기서, 기록막은 신호재생시에는 TbFeCoCr 기록층의 기록자기영역이 중간층을 개재하여 재생층과 자기적으로 결합 전사하고, 또 재생용 광스폿 내에서의 재생층은 기록막의 온도상승에 따라 중간층이 큐리온도에 도달하여, 큐리온도 이상의 온도영역에서는 재생층의 자벽 항자력이 작기 때문에, 자벽 이동에 의해 확대 재생된다. 이 때문에, 기록자성층에서는 광스폿의 한계 이하의 미세한 기록도메인이더라도 재생이 가능해진다.
이와 같은, 본 실시예의 광기록매체의 구성은 70nm 두께의 SiN막을 개재하여 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층(453), TbFeCo의 제어층(454), TbFe의 중간층(455), TbFeCoCr로 이루어지는 2층의 기록층(456, 457)이 차례로 적층되어 있고, 성막시에는 각각 별개의 진공성막실(113∼121)에서 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하며, 광디스크 기판은 그들 타겟에 대향한 위치에 배치하여 자전하면서 차례로 성막된다.
TbFeCoCr로 이루어지는 2층의 기록층(456, 457) 중, 제 1 기록층(456)은 진공성막실(117, 118)에서 각각 4nm의 적층형상으로 20nm씩의 막두께의 기록층으로 적층되고, 또 제 2 기록층(457)은 진공성막실(119)에서 5nm의 적층형상으로 40nm 두께로 차례로 적층된다.
Co 박막으로 이루어지는 계면층(458)은 진공성막실(119)에서 1.2Pa의 Ar 분위기 중에서 Co 박막을 0.5nm 성막하고, 진공성막실(120, 121)에서 합계 15초간 장치 내의 분위기에 노출됨으로써 Co 계면층이 형성되어 있다.
그 외의 기록층의 각각의 자성막은 3초의 반송시간으로 반송 이동하고, 5초의 성막시간으로 차례로 기록층을 성막함으로써, 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조가 가능해진다.
종래, 자기적 초해상을 이용하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 자성막의 특성이 분포되어 있는 경우에는, 특히 다층구조로 적층한 기록막의 계면의 특성에 의해 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 진공배기시간을 길게 하여 기록자성막 계면의 안정화를 도모하면 디스크의 1매당 성막시간을 단축할 수 없었다.
또, 탈가스를 위한 탈가스실과 진공성막실을 직접 접속하면 탈가스를 위한 시간은 단축할 수 있지만, 디스크 인출을 위한 언로드기구가 복잡하게 되거나, 또는 디스크 인출에 시간이 걸린다는 과제가 있고, 어떤 경우에도 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하여 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(101)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 성막 스퍼터링실(103)로 단시간에 반송 이동되어, 장치 내에 투입된다. 이것에 의해, 탈가스나 성막시간을 크게 하지 않고 자성막의 자기특성을 안정화시킬 수 있다.
그 결과, 광디스크 1매마다 기록막의 제조가 가능하게 되어, 적층한 기록자성막 사이의 계면특성이 안정됨으로써, 뛰어난 광기록매체를 실현할 수 있게 된다.
또, 기록층의 신호를 재생층으로 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는 재생층의 자벽 이동을 안정되게 행하는 데에는 기록층 성막시의 자기특성, 특히 막면 수직방향의 자기이방성의 영향을 받기 때문에, 재생층으로의 전사와 자벽 이동이 불안정하다는 특성을 갖고 있었다.
이에 대하여, 본 발명의 실시예의 광기록매체에서는 기록층을 적층형상으로 형성하며, 또 계면층을 부가한 구성에 의해 기록막의 신호를 재생자성막으로 전사하고, 재생층에서의 자벽 이동을 이용하여 확대 재생하는 방법에서는, 안정된 자벽 이동에 의한 재생자기영역을 형성할 수 있기 때문에, 재생시의 신호량을 안정화할 수 있다. 더구나, 디스크 1매당 성막시간이 단축되어, 생산성도 확보할 수 있는 것이다.
실제로, 본 실시예에서의 광자기 기록매체는 중간층(455), 기록층(456, 457) 제작시에 미세적층형상으로 DC 스퍼터링에 의해 성막을 행하였다.
이렇게 하여 제작한 광자기 기록매체의 기록자계의 크기를 변화시킨 경우의 신호재생시의 캐리어의 특성을 도 22에 나타낸다. 광기록매체에 레이저광을 조사하면서 기록자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록재생한 경우, 도 22에 점선으로 나타내는 바와 같이, 종래의 광자기 기록매체에서는 200oe 이상의 기록자계가 필요하였지만, 본원 발명의 광자기 기록매체에서는 110oe의 기록자계에서도 캐리어 레벨이 거의 포화하고 있어, 기록자계감도가 우수하다는 것을 알 수 있다.
이것은 본 실시예의 제조방법에 의한 중간층(455), 기록층(456, 457)에서는 미세구조로 주기성을 갖게 하여 적층하고, 또 기록계면층(458)을 형성하고 있기 때문에, 기록막의 자기영역구조의 불균일에 의한 자벽 피닝 등이 쉽게 발생되지 않고, 신호의 기록시에는 작은 기록자계라도 미세자기영역을 형성하기 쉽기 때문에, 안정된 기록도메인을 형성하여, 재생층(453)으로 전사 재생되기 때문이라고 생각된다.
이와 같이 하여 제작한 광자기 기록매체를 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록한 경우, 기록재생신호의 특성과 비트에러레이트의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 150oe 이하의 기록자계에서도 CNR 43.5dB, 비트에러레이트가 8 ×10-5이하를 실현할 수 있고, 기록자계에 대한 특성이 매우 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 진공성막실로 반입하고, 적층형상의 기록막을 마그네트론 스퍼터링에 의해 성막함으로써, 성막택트가 고속화되어 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 성막시간은 5초, 반송시간은 3초, 성막대기시간은 1초로 설정하고, 또 계면층의 대기시간을 2개의 진공실에서 15초로 설정함으로써, 탈가스실에는 20매의 광디스크 기판이 배송되어 진공성막실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 200초의 탈가스실 대기시간으로 설정하였다. 이 구성에 의해, 대기시간을 200초 이상 설정하면 동등 이상의 효과가 얻어지며, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 본 실시예의 Co 계면층은 Fe, Al, Si여도 된다. 또, Co 박막의 계면층의 표면을 이온 건을 이용하여 Ar 이온에 의해 에칭하는 방법이어도 된다.
또, 상기 실시예는 광디스크 기판(28)에 대향한 타겟(27)이 1매인 경우에 대하여 설명하였지만, 동일한 조성 혹은 재료, 또는 조성이 다른 타겟을 복수매 광디스크 기판에 대향하여 배치한 구성이더라도, 적어도 탈가스실과 성막 스퍼터링실이 비활성가스를 밀봉한 밀봉실에 의해 접속된 구성이고, 또 진공성막실에 이온 건을 배치한 구성에 의한 광기록매체의 제조방법이라면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
(제 8 실시예)
다음에, 본 발명의 제 8 실시예에서의 광기록매체와 그 제조방법에 대하여 설명한다.
본 실시예는 도 9에 나타내는 본원 발명의 제 4 실시예의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치와 동일한 구성이다. 즉, 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 광기록매체를 제조하기 위한 스퍼터링장치는 탈가스실(101), 비활성가스 밀봉실(102), 성막 스퍼터링실(103)로 구성되어 있다.
탈가스실은 도 9에 나타내는 바와 같이, 원형의 진공탈가스실에 의해 점유면적을 작게 한 구성을 하고 있고, 광디스크 기판의 로드실(104), 언로드실(105)에 의해 기판을 탈가스실(101)에 투입, 반출하는 구성으로 되어 있으며, 그 외에 탈가스실(1)에서의 진공탈가스를 위한 적외선 램프에 의한 가열기구(107)가 설치되어 있어, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여 탈가스가 가능해진다.
또, 성막 스퍼터링실(103)은 로드 ·언로드실(110), 13실의 진공성막실(111∼123), 진공성막실 사이를 반송하는 진공반송실(130)로 구성되어 있다.
여기서, 탈가스실(101)의 언로드실과, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 비활성가스를 충전한 밀봉실(102)로 접속된 구성으로 되어 있다.
또, 탈가스실(101)의 로드실(104)은 디스크 공급장치(106)와 접속되어 있고, 성막 전의 광디스크 기판은 저장하고 있는 광디스크 기판을 디스크 공급장치(106)로부터 탈가스실(101)의 로드실(104)로 반송한다.
또, 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)은 디스크 저장장치(108)에 접속되어 있고, 성막된 광자기 기록매체는 성막 스퍼터링실(103)의 로드 ·언로드실(110)로부터 반출된 후, 디스크 저장장치(108)로 이동하여, 디스크의 조건별로 분류하여 저장된다.
또, 본 실시예의 광기록매체의 제조방법에서의 스퍼터링장치에 의한 제조공정도 마찬가지이므로, 여기서는 상세한 설명은 생략한다.
우선 처음에, 프리피트 및 홈이 성형된 광디스크 기판을 디스크 공급장치(106)로부터, 탈가스실(101)의 투입구의 로드실(104)로부터 투입하고, 원형의 탈가스실 내를 이동하면서 광디스크 기판에 흡착되어 있는 가스의 탈가스를 행한다.
또, 탈가스실(101) 내를 이동하고 있는 도중에, 기판가열기구(107)가 장착되어 있어, 적외선램프를 1.2kW로 4초간 조사함으로써, 진공 중에서 광디스크 기판을 가열하여, 기판으로부터의 가스의 방출을 가속한다. 탈가스실의 언로드실(105)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 단시간에 이동하고, 로드 ·언로드실(110)로부터 성막 스퍼터링실(103)로 반입 이동한다.
다음에, 진공성막실로의 이동은 광디스크 기판을 로드 ·언로드실(110)로부터 진공 배기한 진공반송실(130)을 통해 진공성막실(111)로 이동시킴으로써 행해진다. 광디스크 기판이 이동하고 있는 동안에, 진공반송실(130)이 터보분자펌프에 의해 추가로 진공배기되고, 다음에, 진공성막실(111∼123)로 광디스크 기판이 이동한다.
여기서, 진공성막실(114∼121)에는, 스퍼터링 캐소드에는 광기록매체를 성막하기 위한 기록막용 타겟이 장착되어 있고, 마찬가지로 진공성막실(111, 112, 122)의 스퍼터링 캐소드에는 유전체막을 성막하기 위한 Si 타겟이 장착되어 있다.
우선, 도 4에 나타내는 구성과 마찬가지로, 진공성막실(111, 112)은 스퍼터링 가스도입구(21)와 터보분자펌프(22)와 오일회전 진공펌프(33)에 의해 진공배기하는 진공배기구(24)를 구비한다.
또, 진공성막실 내에 스퍼터링 캐소드(25)와 Si 타겟, 또 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치되고, 기판홀더(26)는 배면의반송기구(32)를 갖는 구성으로 지지되어 있으며, 반송기구(32)를 이용하여 진공반송실(130)을 통해 다른 진공성막실로 차례로 이동한다.
다음에, 진공성막실(113)에서는 도 7과 동일한 멀티소스의 이온 건(135)을 갖는 구성에 의해, Ar 이온을 생성하고 가속하여, 광디스크 기판 상의 SiN막에 조사한다.
또, 도 17에 나타내는 바와 같이, 기록막을 성막하는 진공성막실(114∼121)에서는 스퍼터링 캐소드(604)에 부착된 타겟(607)과 기판홀더(606) 사이에는 차폐판(611)이 배치되어 있고, 필요에 따라 타겟(607)과 광디스크 기판(608) 사이의 일부 영역이 차폐되어 있으며, 차폐되어 있지 않은 영역으로부터 광디스크 기판 상에 광기록매체가 성막되는 구성으로 되어 있다.
또, 진공성막실(122, 123)에서는 진공성막실 내에 스퍼터링 캐소드(25)와 타겟(27), 또 이 스퍼터링 캐소드(25)에 대향하여 기판홀더(26)가 배치된 구성에 의해, 반송기구(32)를 이용하여 진공성막실을 차례로 이동한다. 여기서, 진공성막실(122)에는 Si 타겟을 설치하고, 진공성막실(123)에는 AlCr 타겟을 설치한 구성으로 되어 있다.
또, 성막 후의 광디스크 기판은 로드 ·언로드실(110)에 질소가스를 도입하여 대기압으로 한 후, 광디스크 기판을 밀봉실로 반출하여 기록막의 성막공정을 종료하고, 다음 공정으로 이동한다.
이러한 구성의 스퍼터링장치의 동작에서는 우선, 진공성막실(111) 내에 스퍼터링 가스도입구(21)를 통해 아르곤가스, 질소가스를 도입하고, 진공배기구(24)를통해 배기되어 도입가스량과 배기속도를 제어함으로써 진공성막실(111) 내의 압력은 0.4Pa의 압력으로 유지된다.
이렇게 해서 진공성막실(111) 내를 소정의 압력으로 유지한 후, 접속된 직류전원(29)으로부터 스퍼터링 캐소드(25)에 장착된 Si 타겟(27)으로 전력이 공급되고, 그것에 의해 DC 방전이 발생되며, Si의 반응성 스퍼터링에 의해 광디스크 기판 상에 SiN막이 형성된다. 진공성막실(112)도 SiN의 성막시간을 단축하기 위해 동일한 조건으로 SiN막을 성막한다.
다음의 진공성막실(113)로는 반송실(130)을 통해 이동한다. 진공성막실(113)에서는 Ar 압력을 0.1Pa로 유지하고, SiN의 유전체막 상에 이온 건(135)에 의해 Ar 이온을 광디스크 기판 상의 SiN막 표면에 조사한다.
또, 차례로 진공성막실(114∼121) 내의 압력은 0.5Pa∼5Pa의 압력으로 유지되고, 각각의 타겟에 의해 스퍼터링 성막된다.
이 때, 기록층(407)은 4개의 진공성막실(117∼120)을 이용하여 적층형상으로 성막하고 있고, 각각의 진공실의 타겟은 TbFeCoCr과 동일한 조성의 타겟이 설치되어 있다. 그 결과, 80nm의 기록층은 20nm의 4층의 적층형상으로 형성된 구성으로 된다.
또, 진공성막실(122)에서는 진공성막실(111)과 동일한 조건으로 설정하여 반응성 스퍼터링에 의해 유전체막의 SiN이 성막된다.
그리고, 진공성막실(123)에서는 0.3Pa의 압력으로 유지되고, AlCr 타겟에 의해 열흡수층의 AlCr 박막이 스퍼터링 성막된다.
또, 상기의 성막공정에서는 타겟과 대향한 바로 위에 광디스크 기판을 배치한 구성으로 되어 있기 때문에, 광디스크 기판을 유지하는 기판홀더는 냉각수에 의한 냉각기구가 설치되어 있다.
이러한 광기록매체의 제조장치를 이용하여 제조하는 광자기 기록매체의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 실시예에서의 광자기 기록매체는 도 11과 동일한 구성단면이다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 광디스크 기판(401) 상에는 SiN으로 이루어지는 유전체층(402)을 개재하여 기록막이 형성된다.
여기서, 기록막은 GdFeCoCr 40nm로 이루어지는 재생층(403), GdFeCoCr 25nm로 이루어지는 제 2 재생층(404), AlTi 15nm의 제어층(405), SiN 20nm의 중간층(406), TbFeCoCr 70nm로 이루어지는 기록층(407), GdFeCoCr 30nm로 이루어지는 기록보조층(408)으로 구성되어 있고, 6층의 박막으로 이루어지는 기록막이 형성되어 있다. 또, 기록막 상에는 20nm의 SiN의 유전체층(409), 50nm의 AlCr의 열흡수층(412)이 차례로 적층되어 있고, AlCr층 상에는 오버코트층(410), 슬라이딩 코트층(411)이 형성되어 있다.
여기서, 상기 구성의 기록막은 신호재생시에 외부로부터의 교번자계를 인가하는 방법을 이용하여 자기영역확대 재생하는 MAMMOS 방식의 기록막 구성이다.
MAMMOS 방식의 재생원리를 도 23을 이용하여 설명한다. 도 23에 나타내는 바와 같이, 광스폿(715) 내에서는 TbFeCo 기록층(712)의 기록자기영역(713)은 자화가 온도상승과 함께 증가하고, 비자성의 중간층을 개재하여 재생층(711)과 자기적으로결합 전사된다.
이 때, 외부로부터의 교번자계를 인가하면, 재생용의 광스폿 내에서의 재생층에서는 외부로부터 교번하는 자계의 방향에 따라 전사한 자기영역이 확대자기영역(714)으로서 형성되어 재생신호로서 검출된다.
이 때문에, 기록층(712)에서는 광스폿(715)의 한계 이하의 미세한 기록자기영역(713)이더라도 전사 확대한 재생자기영역(714)으로서 재생이 가능해진다.
이러한 고밀도 기록재생이 가능한 MAMMOS 방식을 이용한 본 발명의 실시예의 광기록매체의 구성은 광디스크 기판 상에 SiN막을 개재하여 GdFeCoCr로 이루어지는 재생층(403), GdFeCoCr로 이루어지는 제 2 재생층(404), AlTi의 제어층(405), SiN의 중간층(406), TbFeCoCr로 이루어지는 기록층(407), GdFeCoCr로 이루어지는 기록보조층(408)으로 구성되어 있고, 6층의 박막으로 이루어지는 기록막을 차례로 적층하고 있다. 성막시에는 각각 별개의 진공성막실(114∼121)에서, 각각의 조성에 대응한 타겟을 설치하고, 광디스크 기판은 그들의 타겟에 대향한 위치에 배치하여 자전하면서 차례로 성막된다.
이 때, 광기록매체의 각각의 진공성막실에서 형성되는 박막은 3초의 반송시간으로 반송 이동하고, 5초의 성막시간으로 차례로 성막하여 제작하도록 스퍼터링 성막속도를 조절, 설정함으로써, 광기록매체 1매당 10초 이하로 제조가 가능하게 된다.
특히, MAMM0S 방식 등의, 보다 고밀도화에 대응한 자기적 초해상을 이용하여 자기영역을 확대재생하는 방법에서는, 재생층의 전사확대를 안정되게 행하는 데에는 자성막의 특성이 분포되어 있는 경우, 특히 다층구조로 적층한 상태에서의 특성의 분포가 있는 경우에는 재생시의 신호량이 불균일하게 된다는 과제가 있었다.
또, 기록자기영역도 미세한 기록도메인을 형성하기 위해, 막면 수직방향의 자기이방성을 크게 할 필요가 있고, 그와 같은 광기록매체를 더욱 안정되게 기록막의 성막시간을 단축하여 생산성을 높인다는 점에서는 큰 과제로 되어 있었다.
이에 대하여, 광디스크 기판은 본원 발명의 탈가스실(101)로부터 비활성가스 밀봉실(102)을 통해 성막 스퍼터링실(103)로 반송 이동되어 장치 내로 투입된다.
그 때, 진공성막실(113)에서 광디스크 기판 상의 SiN막의 표면처리를 행함으로써 기판으로부터의 탈가스, 자성막을 성막하기 전의 표면성의 변동에 의한 불균일을 억제할 수 있다.
또, 특히 기록자성층은 복수의 진공성막실에 의해 적층형상으로 구성함으로써, 자기특성, 특히 수직 자기이방성을 향상, 안정화시킬 수 있다.
그 결과, 적층한 기록자성막 사이가 안정되어 고밀도기록을 위한 미세자기영역의 형성이 가능한, 우수한 광기록매체를 실현할 수 있게 된다.
또, 추가로 광디스크 기판 상의 SiN의 유전체층 성막 후에 이온 에칭함으로써, 기록막 성막 전의 상태를 균일하게 할 수 있고, 기록막의 신호를 재생자성막으로 전사하여, 재생층에서의 자기영역 확대동작을 안정화시켜 재생하는 재생자기영역을 형성할 수 있기 때문에, 재생시의 신호량을 안정화할 수 있다. 더구나, 디스크 1매당 성막시간을 단축할 수 있어, 생산성도 확보할 수 있는 것이다.
실제로, 이렇게 하여 제작한 광자기 기록매체를 일정한 레이저광을 조사하면서 자계강도를 변조시킴으로써 신호를 기록한 경우, 기록재생 신호특성과 비트에러레이트의 특성을 조사하면, 본원 발명의 실시예의 광자기 기록매체에서는 마크길이 0.16㎛ 이하의 기록마크이더라도, 180oe 이하의 기록자계에서도 CNR 43.2dB, 비트에러레이트가 7 ×10-5이하를 실현할 수 있고, 또 기록자계에 대한 특성이 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 본원 발명의 광자기 기록매체 및 그 제조방법에서는 광디스크 기판을 탈가스실, 비활성가스 밀봉실을 통해 성막 스퍼터링실로 반입하고, 적어도 기록층을 복수의 진공성막실에서 마그네트론 스퍼터링에 의해 성막함으로써, 성막택트를 고속화할 수 있어, 신호품질이 뛰어난 광자기 기록매체를 실현할 수 있는 것이다.
여기서, 각 진공실에서의 성막시간은 5초 이하, 반송시간은 3초, 에칭시간은 6초 이하, 성막대기시간은 1초로 설정하고, 탈가스실에는 30매의 광디스크 기판이 배송되어 진공성막실로 이동하는 구성에 의해, 1매당 300초의 탈가스실 대기시간으로 설정하였지만, 이 구성에 의해 대기시간을 200초 이상 설정하면 동등 이상의 효과를 얻을 수 있어, 균질한 막 특성의 광기록매체를 실현할 수 있다.
또, 본 실시예에서는 기록층의 성막시에는 4개의 진공성막실을 이용하여 성막을 행하고 있었지만, 복수의 진공성막실을 이용하여 성막한 구성이라면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 추가로 제 5 실시예와 마찬가지로, 방전을 반복하는 구성에 의해 각각의진공실에서도 적층형상으로 성막하거나, 또는 차폐판을 이용한 진공실에서 고속으로 광디스크 기판을 회전시키면서 적층구조로 성막하는 방법의 어떤 방법과 조합시킨 제조방법이더라도 동등 또는 그 이상의 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에서는 동일 조성의 기록층용 타겟을 복수의 진공성막실에 이용하는 성막방법을 행하고 있었지만, 복수의 진공성막실의 각각의 진공실의 성막용 타겟을 조금씩 조성하여 시프트한 구성이더라도, 적층상태에서의 필요한 자기특성에 타겟조성을 조정하면 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에서는 광디스크 기판의 반경 D에 대하여, 타겟크기는 반경 a가 150mm 이하, 또는, 직사각형인 경우에는 적어도 한 변이 200mm 이하이면 타겟과 광디스크 기판의 거리 h를 30mm 내지 120mm 사이로 하고, 또, a > 2D, 또는, a < D + h의 관계를 만족하면, 본 실시예의 제조방법과 동등한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 비트에러레이트가 1 ×10-4이하를 실현할 수 있다.
여기서, 상술한 타겟의 반경 a와, 광디스크 기판의 반경 D 및 쌍방 사이의 거리 h의 관계가 지터에 미치는 영향에 대하여 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다.
작은 직경의 고밀도 광기록매체에서는 광디스크의 내주부와 외주부에서 기록막의 특성이 변화한 경우, 지터가 증가하는 경향이 있다. 특히, 도 24에 나타내는 바와 같이, 타겟반경 a를 a / D2의 관계가 성립하는 범위로 설정하면, 지터가 증가하는 경향이 현저하게 되어, 지터의 허용값을 넘는다. 여기서, 도 24에서 횡축은광디스크의 중심으로부터의 거리(mm), 종축은 지터(%)이다. 도 24는 a/D의 값이 1.6인 경우와 2.0인 경우에 대하여 광디스크 중심으로부터의 거리에 대한 지터의 변화를 나타내는 도면이다.
또, 도 25에 나타내는 바와 같이, 타겟과 광디스크 기판의 거리 h를 작게 한 경우에도 내주부와 외주부에서 지터의 증가경향은 커진다. 도 25는 거리 h가 다른 경우의 타겟반경 a와 디스크반경 D의 비율과, 지터와의 관계를 나타내는 도면이다.
따라서, 타겟반경 a / 디스크반경 D > 2.0이고, 또 거리 h > 30mm의 관계를 만족하는 장치의 구성이 바람직하다. 여기서, 거리 h가 지나치게 커지면 성막효율이 저하되어 생산성이 나빠진다. 따라서, 더욱 바람직하게는 디스크반경 D=25∼30mm인 경우에 타겟반경 a=60mm, 거리 h=40mm∼50mm로 설정함으로써, 막 특성이 균일하고, 신호 특성이 뛰어난 작은 직경의 디스크를 실현할 수 있다.
상기에 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 그루브 내의 랜드와의 경계부분에서의 자기이방성이 작은 구성, 랜드부와의 경계에서는 막면 수직방향의 자기이방성이 작은 구성에 대하여 설명하였지만, 기록막을 적층한 상태에서 기록층의 그루브 폭방향으로 수직 자기이방성의 분포를 갖게 하는 광기록매체의 구성 및 그 제조방법이면 된다.
또, 본 실시예의 구성에서, 기록재생용의 광스폿을 조사한 경우에도 그루브 내에서의 자기이방성의 분포에 의해 기록트랙과 인접트랙의 교차 소거, 크로스토크(cross talk)를 저감할 수 있다. 그 때문에, 기록트랙, 특히 그루브 내부에 기록자기영역을 형성하는 데에 적정한 온도분포를 형성하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 기록파워가 비교적 넓은 범위에서의 안정된 기록자기영역형성이 가능하게 되어, 고밀도로 기록한 경우의 신호특성도 우수한 광자기 기록매체를 실현할 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 DWDD 방식, 또는, MAMM0S 방식의 광자기 기록매체의 재생방법에 대하여 설명하였지만, 기록막재료로서는 그 이외의 고밀도로 기록하는 재료이더라도 스퍼터링법에 의해 제작되는 비정질기록막이면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에서는 기판 상에 재생층, 중간층, 기록층을 적층한 구성에 대하여 설명하였지만, 반대방향으로 적층한 구성이어도 된다. 즉, 기판 상에 기록층, 중간층, 재생층을 차례로 적층하고, 막면측으로부터 레이저 광스폿, 또는 GMR 헤드 등의 자기헤드를 이용하여 재생하는 방법이더라도 동등한 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 실시예는 광디스크 기판(28)에 대향한 타겟(27)이 1매인 경우에 대하여 설명하였지만, 동일한 조성 혹은 재료, 또는 조성이 다른 타겟을 복수매 광디스크 기판에 대향하여 배치한 구성이더라도, 적어도 그 어느 하나의 타겟을 고정한 캐소드에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치하고, 주기적으로 적층하는 구성의 스퍼터링에 의한 제조방법이면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시예에서는 광디스크 기판만의 에칭, 또는 SiN막 표면만의 에칭에 대하여 설명하였지만, 그 양쪽, 또는 추가로 기록자성막으로의 에칭을 조합한 방법, 또는 진공성막실에 이온 건을 배치한 구성에 의해 이온조사조건을 조정한 방법이면 된다.
또, 상기 실시예는 1매의 광디스크 기판(28)에 대향한 타겟(27)에 대하여 설명하였지만, 추가로 재료 또는 조성이 다른 타겟을 복수매의 광디스크 기판에 대향하여 배치한 구성이더라도, 적어도, 탈가스실과 진공성막실이 비활성가스를 밀봉한 밀봉실에 의해 접속된 구성이고, 또한 진공성막실에 이온 건을 배치한 구성에 의한 광기록매체의 제조방법이면 동등한 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본원 발명의 광기록매체와 그 제조방법에서는 동일한 조성 혹은 재료, 또는 조성이 다른 타겟을 광디스크 기판에 대향하여 배치하고, 광디스크 기판을 자전 또는 공전시키면서 성막하는 구성이더라도, 적어도 탈가스실과 진공성막실이 비활성가스를 밀봉한 밀봉실에 의해 접속된 구성이고, 또 타겟반경 D와 기판반경 a의 관계를 소정의 관계로 설정한 구성 및 진공성막실에 이온 건을 배치한 구성, 또는 대향방식의 성막방식이더라도 기록막을 적층형상으로 성막하는 구성에 의해, 고품질이고 생산성이 뛰어난 광기록매체와 그 제조방법을 실현할 수 있다.
이상 설명한 본원 발명자가 발명한 다른 본원 발명을 이하에 나타낸다.
다른 제 1 본원 발명은, 진공실 내에 광기록매체로 이루어지는 타겟과 상기 타겟에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치한 구성으로서, 고정 또는 자전한 상기 광디스크 기판 상에 상기 타겟에 직류전원을 이용하여 마그네트론 스퍼터링함으로써 광기록매체를 제작하는 스퍼터링장치에 있어서, 상기 스퍼터링장치에 상기 광디스크 기판을 투입, 인출하는 로드 ·언로드실에 접하여, 상기 광디스크를 이동하기 위한 비활성가스를 밀봉한 영역인 가스밀봉실을 설치한 것을 특징으로 하는 광기록매체의 제조방법이다.
또 다른 제 2 본원 발명은, 상기 비활성가스 밀봉실과 로드 ·언로드실에 접하고, 상기 광디스크 기판을 진공분위기로 유지하는 탈가스실을 추가로 설치한 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 1 본원 발명의 광기록매체의 제조방법이다.
상기 구성에 의해, 정지대향 또는 자전대향한 구성의 스퍼터링장치를 이용한 제조방법이더라도, 스퍼터링 성막시의 투입파워를 증대시켜 빠른 성막속도로 성막한 경우라도, (1) 진공배기에 관한 광디스크 기판 1매당 택트시간의 단축화와, (2) 간단한 구성으로 반송시간의 단축화를 도모하는 것에 의한 성막속도의 고속화에 의해 광기록매체의 생산성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또 다른 제 3 본원 발명은, 광디스크 기판을 탈가스실에서 진공 중에 유지하면서 통과한 후에 진공실 내로 반입하고, 진공실 내의 광기록매체로 이루어지는 타겟과 상기 타겟에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치한 구성으로서, 고정 또는 자전한 상기 광디스크 기판 상에 상기 타겟에 직류전원을 이용하여 마그네트론 스퍼터링함으로써 광기록매체를 제작하는 스퍼터링장치에 있어서, 상기 스퍼터링장치에 상기 광디스크 기판을 투입, 인출하는 로드 ·언로드실과, 상기 디스크기판을 투입시에 진공 중에서 유지하는 탈가스실에 접하여, 상기 광디스크를 이동하기 위한 비활성가스를 밀봉한 영역인 가스밀봉실을 설치한 것을 특징으로 하는 광기록매체의 제조장치이다.
상기 구성에 의해, 기록막 성막시의 택트타임을 고속화한 경우에도 안정되게 상기 광기록매체의 다층구성의 기록막을 형성할 수 있어, 고품질의 광기록매체를 실현할 수 있는 구성이고, 디스크 내에서 균질한 특성의 기록막을 실현할 수 있다.
또 다른 제 4 본원 발명은, 상기 비활성가스 밀봉실에 질소가스 또는 Ar 가스를 도입하는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 3 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 5 본원 발명은, 상기 비활성가스 밀봉실에 밀봉한 기체의 압력이 0.2kg/㎠ 이상, 1.5kg/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 4 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 6 본원 발명은, 진공실 내에 광기록매체로 이루어지는 타겟과 상기 타겟에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치한 구성으로서, 고정 또는 자전한 상기 광디스크 기판 상에 상기 타겟에 직류전원을 이용하여 마그네트론 스퍼터링함으로써, 복수의 성막실에 의해 복수의 기록막을 형성하는 광기록매체를 제작하는 스퍼터링장치에서, 복수의 성막실 사이를 이동하는 반송실이 추가로 설치되어 있고, 상기 로드 ·언로드실로부터 광디스크 기판을 반송실로 투입하는 이동을 시작하는 타이밍이 상기 스퍼터링을 행하는 성막실로부터 기판을 반송실로 이동을 시작하는 타이밍과 다른 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 3 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 7 본원 발명은, 진공실 내에 광기록매체로 이루어지는 타겟과 상기 타겟에 대향한 위치에 광디스크 기판을 배치한 구성으로서, 고정 또는 자전한 상기 광디스크 기판 상에 상기 타겟에 직류전원을 이용하여 마그네트론 스퍼터링함으로써 복수의 성막실에 의해 복수의 기록막을 형성하는 광기록매체를 제작하는 스퍼터링장치에서, 복수의 성막실 사이를 이동하는 반송실이 추가로 설치되어 있고,상기 로드 ·언로드실에 광디스크 기판을 투입한 후, 상기 로드 ·언로드실과 반송실의 분위기압력이 동일한 압력이 된 후에, 스퍼터링 성막을 행하는 성막실로부터 광디스크 기판의 반송을 시작하는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 3 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 8 본원 발명은, 상기 탈가스실에 기판가열기구를 설치한 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 3 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 9 본원 발명은, 상기 성막실 중 적어도 하나에 이온 건을 배치하고, 상기 광디스크 기판의 기록막을 성막하기 전에 표면처리를 행하는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 3 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 10 본원 발명은, 상기 성막실에 설치한 이온 건에 의한 이온조사를 유전체층 성막 후에 행하는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 9 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
또 다른 제 11 본원 발명은, 상기 성막실에 설치한 이온 건에 의한 이온조사를 기록층 성막 후에 행하는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 9 본원 발명의 광기록매체의 제조장치이다.
상기 구성에 의해, 정지대향 또는 자전대향한 구성의 스퍼터링장치에 있어서, 스퍼터링의 투입파워를 증대시켜 높은 전력에서의 스퍼터링에 의해 성막한 경우라도 진공배기에 관한 광디스크 1매당 택트시간의 단축화와, 간단한 구성으로 반송시간을 단축하여 성막속도의 고속화에 의해 광기록매체의 생산성을 향상시킬 수 있고, 더구나, 광기록매체의 기록막특성이 안정된 제조가 가능해진다.
또 다른 제 12 본원 발명은, 광디스크 기판이 로드 ·언로드실과 접하여 배치한 비활성가스를 밀봉한 영역을 이동한 후, 로드 ·언로드실을 통해 상기 광디스크 기판을 진공실에 투입하고, 진공실 내에서는 광기록매체로 이루어지는 타겟과 상기 타겟에 대향한 위치에 상기 광디스크 기판을 배치한 구성으로서, 고정 또는 자전한 상기 광디스크 기판 상에 상기 타겟으로 마그네트론 스퍼터링함으로써 광기록매체의 다층막을 차례로 적층함으로써 제조된 것을 특징으로 하는 광기록매체이다.
또 다른 제 13 본원 발명은, 광스폿에 의해 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광기록매체로서, 상기 광기록매체의 기록층이 깊이방향에서 미세 층형상 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광기록매체이다.
또 다른 제 14 본원 발명은, 기록층의 박막의 깊이방향으로 1Onm 이하의 미세구조단위의 주기성을 갖는 상기 다른 제 13 본원 발명의 광기록매체이다.
또 다른 제 15 본원 발명은, 기록층의 박막의 깊이방향의 미세자기영역 클러스터단위가 10nm 이하의 미세구조단위의 주기성을 갖는 상기 다른 제 13 본원 발명의 광기록매체이다.
또 다른 제 16 본원 발명은, 기록층에 적층되는 박막의 적어도 하나가 1nm 이하의 극박층인 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 13 본원 발명의 광기록매체이다.
또 다른 제 17 본원 발명은, 상기 광디스크 기판이 그루브를 갖는 구성으로서, 상기 광디스크 기판 상에 형성된 상기 광기록매체의 기록층이 적어도 그루브면내 방향에서 자기이방성이 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 상기 다른 제 13 본원 발명의 광기록매체이다.
상기 구성에 의해, 기록층은 그루브 폭방향으로 충분히 넓게 기록자기영역을 형성할 수 있어, 안정된 재생층으로의 기록자기영역의 전사가 가능해진다.
이상, 본 명세서 내에서 설명한 발명의 광기록매체의 제조방법 및 제조장치에 의해, 생산성이 뛰어나고 적층형상이 미세한 그레인구조를 갖는 광기록매체의 박막을 형성할 수 있게 된다.
이 때문에, 수직 자기이방성의 향상에 의해, 안정된 자기영역형성이 가능한 광자기 기록매체, 또 기록자계특성이 뛰어나고 또는 자벽 이동 등을 이용한 자기영역 확대한 신호재생이 안정된 구조를 실현할 수 있게 된다.
또, 비정질의 광기록매체 박막이라면 기록막의 박막의 응력완화를 할 수 있고, 더구나, 균질한 막형성이 가능해지는 광기록매체의 제조방법을 실현할 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 종래에 비해 한층 더 기록막의 균일화를 도모할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 광디스크 기판을 진공실 내에 반입하는 (a)단계와,
    상기 진공실 내에 설치된 막형성용 재료를 포함하는 타겟에 상기 광디스크 기판을 대향배치시키는 (b)단계와,
    상기 타겟을 이용한 스퍼터링법에 의해, 고정되거나 자전 혹은 공전하는 상기 광디스크 기판 상에 소정의 막을 형성하는 (c)단계를 구비하며,
    상기 타겟의 반경을 a, 상기 광디스크 기판의 반경을 D로 한 경우,
    a > 2D
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타겟과 상기 광디스크 기판 사이의 거리를 h로 한 경우,
    a < D + h
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 타겟과 상기 광디스크 기판 사이의 거리를 h로 한 경우,
    h > 30mm
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 상기 광디스크의 기록층을 형성하기 위해 상기 소정의 막을 미세 층형상 구조가 되도록 적층하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 미세 층형상 구조로 적층하는 각 층의 두께가 자벽폭 이하 또는 단원자 정도인 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 직류전원을 이용하여, 상기 타겟으로의 통전상태와 비통전상태를 교대로 반복함으로써 상기 기록층의 막구조를 상기 미세 층형상 구조로 형성하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 상기 광디스크 기판을 공전 또는 자전시키면서 상기 막을 형성하는 것이며, 상기 광디스크 기판과 상기 타겟 사이에 배치된 차폐부재를 이용하여, 상기 광디스크 기판의 막형성영역의 전부 또는 일부를 상기 공전 또는 자전의 회전주기에 동기하여 차폐하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차폐부재는 금속제의 차폐판이고, 상기 타겟을 접속하는 캐소드전극에는 직류의 음의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 차폐판이 상기 광디스크 기판의 막형성영역의 50% 이상을 차폐하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 공전 또는 자전하는 상기 광디스크 기판의 회전수가 100rpm 이상인 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 진공실이 복수 설치되어 있고, 상기 각 진공실 사이에서 상기 광디스크를 반송하는 (d)단계를 구비하며,
    상기 광디스크를 상기 각 진공실의 전부 또는 일부의 진공실을 차례로 통과시키는 동안에 상기 미세 층형상 구조로 적층되는 자성층을 상기 (c)단계에서 형성하는 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 진공실에 배치하는 타겟이 동일한 재료 또는 동일한 조성인 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 복수의 진공실에 배치하는 타겟이 다른 조성을 조합한 타겟재료인 것을 특징으로 하는 광디스크의 막형성방법.
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