KR930009690B1 - 광자기 기록 매체의 제조방법 - Google Patents

광자기 기록 매체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

광자기 기록 매체의 제조방법
제 1 도는 본 발명의 광자기 기록 매체를 제조하는 스퍼터링(Sputtering) 장치의 개략도.
제 2 도는 본 발명의 실시예 1과 비교예 1에서 아르곤가스를 일정량 유입시키는 경우 질소가스의 유입량에 따른 실리콘 질화물의 굴절률 변화와, 질소가스를 일정량 유입시키는 경우 아르곤가스의 유입량에 따른 실리콘 질화물의 굴절률 변화를 비교하여 나타낸 그래프.
제 3 도는 본 발명의 실시예 2와 비교예 2에서 아르곤가스를 일정량 유입시키는 경우 질소가스의 유입량에 따른 실리콘 질화물의 굴절률 변화와, 질소가스를 일정량 유입시키는 경우 아르곤가스의 유입량에 따른 실리콘 질화물의 굴절률 변화를 비교하여 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판고정장치 2 : 실리콘 웨이퍼(wafer)기판
3 : 진공조 4 : 실리콘 타게트
5 : 외부교류전원 6 : 외부직류전원
7 : 배기구 8 : 배기구진공 밸브
9 : 아르곤가스 유입구 10 : 아르곤가스 밸브
11 : 질소가스 유입구 12 : 질소 가스 밸브
본 발명은 광자기 기록매체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광자기 기록매체에서 기록층에 대한 보호층으로 사용되는 실리콘 질화물 박막을 형성시킴에 있어서, 스퍼터링 장치내로 유입되는 아르곤가스의 량을 변화시키므로써 가스량의 변화에 민감하지 않도록 보호층을 형성하여 기록 및 재생특성이 개선되도록 한 광자기 기록매체의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광자기 기록매체는 투명기판과 기록층, 보호층 및 반사층으로 구성되어 있어서, 광을 이용하여 정보를 기록층에 기록한 다음 재생 및 소거하도록 되어 있는데, 이때 기록층에 대한 보호층은 그 굴절율에 따라 기록층에 기록되는 정보의 기록 및 재생감도등에 영향을 주기 때문에 보호층의 굴절율을 조절하는 것은 매우 중요하다.
즉 이러한 광자기 기록매체에서의 보호층으로서 갖추어야 할 광학적 특성중 특히 중요한 것은 굴절율이며, 광자기 기록매체는 보호층의 굴절율에 따라 기록 및 재생감도, 신호대 잡음비(C/N)와 파형의 순간적 흔들림인 지터(Jitter)등의 기록 및 재생특성이 영향을 받게 된다.
일반적으로 종래에 광자기 기록매체의 보호층으로 이용되는 비정질 박막으로는 SiO, SiO2, Si3N4, SiNx, ZnS, AlN 등이 있는바, 이와 같은 보호층 재료 중에서 특히 화학적 안전성이 가장 우수한 실리콘 질화물이 많이 사용되고 있다.
그러나, 종래기술에 있어서는 상기와 같은 실리콘 질화물 박막을 보호층으로 형성할 때 굴절률이 변하기 쉬운 공정 조건하에서 광자기 기록매체의 보호층을 제조하였기 때문에 보호층의 굴절률 조절이 곤란하여 광자기 디스크의 연속 생산시 각 디스크 별로 열자기 기록특성, 광학특성 및 내식성 등이 불량하게 되는 원인이 되었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 제문제점을 해결하기 위하여 광자기 기록매체에서 보호층으로 사용되는 실리콘 질화물 박막을 스퍼터링(Sputtering) 방법으로 형성함에 있어서, 질소가스의 유입량을 일정하게 유지하면서 아르곤가스의 유입량을 변화시켜서 유입되는 가스량에 민감하지 않도록 보호층을 형성함으로써 기록 및 재생특성이 개선되도록 한 광기록 매체의 새로운 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 투명기판상에 보호층을 형성하고 그 위에 기록층, 보호층 및 반사층을 차례로 형성하여 구성되는 광자기 기록매체 중에서 기록층 형성 전후 과정에 형성되어서 기록층을 보호하는 실리콘 질화물 박막의 보호층을 형성하기 위해, 통상의 스퍼터링 장치내에서 실리콘 타게트에 대해 교류(RF) 또는 직류(CD) 전원을 가동시키고 아르곤가스와 질소가스를 함께 유입시키면서 반응 스퍼터링(Reactive Sputtering) 방법으로 실리콘 질화물 박막을 형성시켜서 광자기 기록매체를 제조함에 있어서, 상기 기록층 형성의 전후 과정에서 각각 형성되는 보호층인 실리콘 질화물 박막의 형성시에 스퍼터링 장치의 진공조 내부로 유입되는 질소 가스 유입량을 3~10SCCM 범위에서 일정하게 유지시킴과 동시에 아르곤가스의 유입량은 0~100SCCM 범위내에서 변화시키면서 스퍼터링시켜서 실리콘 질화물의 굴절율을 조절하여서 실리콘 질화물 박막의 보호층을 형성하는 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 광자기 기록매체를 구성하는 보호층은 반응 스퍼터링 법으로 기록층의 형성 전후에 각각 같은 방식으로 형성하여 기록층을 양쪽면에서 보호하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 보호층 형성시 공정 변수로는 전력, 내부압력, 아르곤가스 유입량, 질소가스 유입량 등이 있다.
본 발명에서는 이러한 공정변수 중에서 전력과 내부압력은 일정하게 유지한 상태에서 아르곤가스와 질소가스를 동시에 진공조내에 유입시키되, 질소가스의 유입량은 3~10SCCM 범위에서 일정하게 고정하고 아르곤가스의 유입량은 상기 질소가스 유입량에 대해 얻고자 하는 굴절률 값에 따라 0~100SCCM 범위내에서 조절함으로써 유입되는 가스량의 변화에 민감하지 않게 보호층의 굴절율을 조절하면서 보호층을 형성한다. 이때 일정하게 유입되는 질소가스의 양은 아르곤가스를 적은 양 유입시킬시에도 성막된 실리콘 질화물 내에서 포화되지 않을 만큼의 충분히 적은 양이어야 하며, 이에 따라, 만일 유입되는 질소가스의 양이 10SCCM보다 많으면 실리콘 질화물 질소로 포화되어 아르곤가스 주입량 변화에 의한 굴절율 조절이 불가능하게 될 우려가 있고, 2SCCM 보다 적으면 실리콘 질화물내의 질소가 부족하여 역시 아르곤가스 주입량 변화에 의한 굴절율 조절이 불가능하게 되는 문제가 있다.
이러한 가스 유입량을 유지하는 경우 전력은 2KW의 범위에서, 내부압력 2×10-3토르(Torr)의 범위에서 일정하게 유지시켜 준다.
본 발명에서 상기 전력 및 내부압력을 일정하게 유지시키는 것은 각각 성막속도 변화로 인한 수율상의 문제 및 내부압력의 조절범위가 한정되어 있어 굴절율을 조절하는데 한계가 있기 때문이며, 그렇게 함으로써 아르곤 및 질소가스 유입량 조절에 의해 보다 쉽게 굴절률이 조절될 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 보호층인 실리콘 질화물 박막의 형성방법을 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1 도에 도시한 스퍼터링 장치를 이용하여 광자기 기록매체의 보호층을 형성시킴에 있어서, 먼저 기판고정장치(1)에 굴절율 측정을 위한 실리콘 웨이퍼(wafer)기판(2)을 고정시키고 진공조(3) 내부에 압력이 2×10-7Torr가 될 때까지 배기구(7)를 통하여 배기시킨다.
배기 후 아르곤가스 유입구(9)와 질소가스 유입구(11)를 통하여 진공조(4) 내부로 아르곤가스와 질소가스를 각각 일정량을 함께 유입시킴과 동시에 배기구 진공 밸브(8)를 조절함으로써 진공조(3)의 내부압력을 2×10-7Torr로 유지한다.
그런 다음, 실리콘 타게트(4)에 연결된 외부직류(6) 혹은 교류(5) 전원을 2KW의 전력으로 가동시킴으로써 실리콘 타게트(4)를 스퍼터링하여 보호층을 실리콘 웨이퍼(wafer)기판(2)위에 성막시킨다. 이때 실리콘 질화물의 박막 두께가 일정하지 않으면 실리콘 질화물의 굴절율이 변화하기 쉬우므로 두깨를 1,000Å으로 일정하게 성막한다.
도면중 미설명 부호(10)과 (12)는 각각 아르곤가스 밸브와 질소가스 밸브이다.
상기와 같은 방법으로 제조한 실리콘 질화물 보호층의 굴절율은 실리콘 질화물내의 실리콘 함량이 증가함에 따라 커지며, 질소함량이 증가함에 따라 작아진다.
본 발명에서는 고체내의 기체원소의 고용은 한계가 있으므로, 실리콘 질화물내의 질소함량은 어떤 임계값을 넘지 못하기 때문에 굴절율은 실제공정에 있어서 아르곤 유입량 변화 또는 질소유입량 변화에 따라 각각 다른 변화양상을 나타낸다.
상술한 바와 같이 본 발명의 제조방법에 의하면 반응 스퍼터링법에 의해 실리콘 질화물 박막으로 이루어진 보호층을 형성시킬 때 가스 유입량을 적절히 조절하므로써 공정조건 변화에 민감하지 않게 굴절율을 조절하여 기록 및 재생특성이 우수하고 연속생산시 안정적인 광자기 기록매체를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.
[실시예 1]
실리콘 웨이퍼(wafer)기판을 스퍼터링 장치내에 장착하고 진공조 내부의 압력이 2×10-7Torr가 될 때까지 배기구를 통해 배기시킨 후 아르곤가스와 질소가스를 각각 15SCCM, 7SCCM으로 일정량씩 유입한다.
배기구 밸브를 조절하여 내부압력이 2×10-7Torr 가 되도록 한 후, 외부교류(RF) 전원으로부터 2KW의 전력을 실리콘 타켓에 공급하여 실리콘 질화물을 실리콘 웨이퍼기판 상에 두께 1000Å으로 형성시켰다.
상기와 같은 방법으로 동일전력(2KW), 동일 내부압력(2×10-7Torr), 동일 질소가스 유입량의 조건에서 아르곤가스 유입량을 28, 55, 81, 91, 100SCCM으로 변화시켜 모두 7종류의 실리콘 질화물 박막을 형성하였다.
[실시예 2]
티켓에 공급되는 전원이 직류(DC)이고, 아르곤 가스 유입량이 7, 21, 45, 61, 76, 87, 92SCCM인 것외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 같은 방법으로 동일 전력(2KW), 동일 내부압력(2×10-3Torr)의 조건에서 실시하되 아르곤가스 유입량을 75SCCM으로 일정하게 하고 질소가스 유입량을 13, 14, 15, 17, 22, 27, 32SCCM으로 변화시키면서 모두 7종류의 실리콘 질화물 박막을 실리콘 웨이퍼 기판상에 모두 1,000Å의 두께로 형성시켰다. 이때 유입되는 아르곤가스의 양은, 실리콘 질화물의 질소가스 포화량을 가급적 크게 하기 위해 충분히 많은 양 75SCCM으로 하였다.
[비교예 2]
타게트에 공급되는 전원이 직류(DC)이고 질소가스 유입량이 26, 27, 28, 30, 35, 40, 45SCCM인 것외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 기술된 방법으로 제작된 실리콘 질화물의 굴절율을 엘립소미터(Ellipsometer)를 이용해 6328Å의 파장에서 측정하였고, 그 결과를 제 2 도와 제 3 도에 각각 비교하여 나타내었다.
제 2 도는 상기 실시예 1 과 비교예 1에서 제조된 실리콘 질화물의 굴절율을 비교하여 나타낸 그래프로서, 이 그래프로부터 질소가스 유입량을 일정하게 하고 아르곤가스 유입량을 변화시킨 경우(실시예 1)의 굴절율 변화 정도가, 아르곤가스 유입량을 일정하게 하고 질소가스 유입량을 변화시킨 경우(비교예 1)의 굴절율 변화 정도보다 민감하지 않음이 확인되었다.
또한 제 3 도는 상기 실시예 2와 비교예 2에서 제조된 실리콘 질화물의 굴절율을 비교하여 나타낸 그래프로서, 공급되는 전원이 교류에서 직류로 바뀜에 따라 실리콘 원자의 스퍼터링 속도가 증가되어서 같은 굴절율을 얻기 위해 필요한 가스량이 변하게 되고 따라서 굴절율 그래프는, 유입되는 가스량을 나타내는 축상에서, 실시예 2의 경우 유입되는 가스량이 많은 쪽으로 이동되었으며, 제 2 도에서와 마찬가지로 실시예 2의 굴절율 변화 정도가 비교예 2의 굴절율 변화정도 보다 민감하지 않음이 확인되었다.

Claims (1)

  1. 투명기판상에 보호층을 형성하고 그 위에 기록층, 보호층 및 반사층을 차례로 형성하여 구성되는 광자기 기록매체 중에서 기록층 형성 전후 과정에 형성되어서 기록층을 보호하는 실리콘 질화물 박막의 보호층을 형성하기 위해, 통상의 스퍼터링 장치내에서 실리콘 타케트에 대해 교류(RF) 또는 직류(CD) 전원을 가동시키고 아르곤가스의 질소가스를 함께 유입시키면서 반응 스퍼터링 방법으로 실리콘 질화물 박막을 형성시켜서 광자기 기록매체를 제조함에 있어서, 상기 기록층 형성의 전후 과정에서 각각 형성되는 보호층인 실리콘 질화물 박막의 형성시에 스퍼터링 장치의 진공조내로 유입되는 질소가스 유입량을 3~10SCCM 범위에서 일정하게 유지시킴과 동시에 아르곤가스의 유입량은 0~100SCCM 범위내에서 변화시키면서 스퍼터링시켜서 실리콘 질화물의 굴절율을 조절하여 실리콘 질화물 박막의 보호층을 형성하는 것을 특징으로 하는 광자기 기록매체의 제조방법.
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