KR950006417B1 - 광자기 기록매체 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광자기 기록매체 제조방법

제1도는 종래 기술의 광자기 기록매체 제조방법을 나타낸 공정순서도.

제2도는 종래의 오우버 라이트 방식도.

제3도는 본 발명의 실시예를 나타낸 공정순서도.

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,10 : 기판 2,4,11,13 : 유전체막

3,12 : 기록막 5,14 : 반사막

6,15 : 보호막

본 발명은 광자기 기록매체 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크 고밀도, 대용량, 등속호출(random Access)등을 특징으로 하며 형태에 따라 세가지로 분류되는데 이에대해 기술하면 CD(compact disc)나 VD(video disc)등과 같이 사용자가 정보의 재생만 가능한 재생전용형, 사용자가 원하는 정보를 한번만 기록할 수 있고 그것을 여러번 계속해서 재생이 가능한 추가기록형, 사용자가 원하는대로 정보의 기록과 재생이 가능한 소거 가능형이 있으며, 특히 소거 가능형은 광자기, 상변화, 다이폴리머(Dye Polymer)형이 있다.

현재 상품화되고 있는 소거가능형 광자기 디스크는 유리 또는 플라스틱계 기판을 사용하여 스퍼터링(sputtering)방법에 의해 통상 4층막으로 제작하는데 제1도를 참조하여 그에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판(1)상에 Si₃N₄, SiO₂, AIN등의 재료를 이용하여 500~2000Å의 유전체막(2)을 형성하는데 이때 케르(kerr)효과를 높이기 위해 무반사코팅(antireflection Coating)을 실행한다.

상기 유전체막(2)상에 희토류 금속인 Tb,Gd, Dy, Nd와 천이 금속이 Fe, Co등의 원소로 3원계 또는 4원계로 200~500Å정도의 자성막을 형성하여 기록막(3)을 형성하고 상기 기록막(3)상에 Si₃N₄, SiO₂, AIN등으로 200~600Å의 유전체막(4)을 형성하여 패러데이(Faraday)효과에 의한 케르회전각을 최대로 할수 있도록 한다.

또한 Al에 Cr,Ti,Cu,Mn중 하나이상의 원소를 첨가하여 상기 유전체막(4)상에 600Å정도의 반사막(5)을 형성하고 스핀코터(Spin Coater)로 자외선 경화 수지막을 10㎛정도 형성하고 노광하여 보호막(6)을 형성하였다.

상기와 같이 형성된 광자기 디스크는 오우버라이트(over write)가 되지 않은 제1세대 광자기 디스크로써, 제1세대 광자기 디스크에서는 1트랙(track)분의 정보를 기록하기 위하여 먼저 트랙에 억세스(access)한후 1트랙을 소거하고 기록을 해야하기 때문에 HDD(Hard Disc Drive)에 비하여 속도가 느린 단점이 있다.

따라서 상기 단점을 극복하기 위하여 오우버 라이트 방식이 제안되었는데, 오우버 라이트 방식은 크게 레이저의 파워 및 폭을 변조하는 광변조방식과, 일정파워의 레이저를 가한 상태에서 외부자장을 스위칭(switching)하는 자계변조방식으로 나눌수 있으며 제2도를 참조하여 그에 대해 설명하면 다음과 같다.

광 변조방식은 2비임온(beam on) 2트랙(제2a도), 2층 기록막 구조(제2b도), 반자계기록(제2c도)방식이 있으며 2비임온 2트랙방식은 2개의 레이저를 이용하여 기록/재생용과 소거용 광스폿(spot)을 인접하는 랜드(land)부에 위치시키고, 소거용, 광스폿이 기록/재생용 광스폿보다 1트랙먼저 선행하며 1회전마다 외부자장을 스위칭함으로써 정보를 기록하는 방식으로 양면기록은 가능한 반면 복수스폿의 위치 조정이 문제가 된다.

또한 2층 또는 다층 기록막 구조는 자성막으로 보자력이 크고 큐리어(curie)온도가 낮은 기록막과 보자력이 작고 큐리어 온도가 높은 보조막을 사용하여 기록시에는 먼저 선행보조자계에 의해 보조막만 소거방향과 일치시키고 레이져 조사부에는 선행 보조자계와 역방향으로 보조자장을 인가하여 조사되는 레이져 광이 고출력이면 보조막과 기록막의 양쪽자화가 반전되어 기록이 되고 저출력레이져 광이 조사되면 보조막의 자화가 반전되지 않아 기록막의 자화방향이 보조막의 자화방향과 같게 되어 소거된다.

그러나 2층 또는 다층기록막구조는 양면기록 및 고속오우버 라이트가 가능한 반면 자성막의 특성제어가 문제시 된다.

그리고 반자계 기록방식은 보상온도가 실온이상의 재료를 사용하여 외부자장을 가하지 않고 반자장에 의해 기록하는 방식으로 자성막의 특정제어가 문제가 된다. 자계변조방식은 레이져를 조사함과 아울러 자기헤드(head) 또는 코일(coil)에 의해 외부자장을 인가하여 기록을 행하는 방식으로 고정전자 코일방식(제2d도), 부상형 자기헤드 방식(제2e도), 공진전자 코일방식(제2f도)이 있으며 제1세대 광자기 디스크 구조로 오우버 라이트가 가능한 반면 양면기록이 곤란하다.

그러나 종래 기술의 광자기 기록매체는 4층구조 또는 3층구조의 막을 성막한 다음 자외선 경화수지막 형성시 오염이 되지 않도록 세심한 주의가 요구되며 자계변조 오우버라이트 광자기 디스크의 경우 보호막의 종류에 따라 자기헤드의 부상성 및 보호막이 손상하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 보호막을 DLC(Diamond Like Carbon)막으로 형성하여 제조공정을 단순화하고 품질을 향상시키며 수율이 향상될 수 있는 광자기 기록매체 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 실시예를 나타낸 공정순서도이고 제4도는 본 발명의 실시예에 의한 단면도로써 그에 대한 설명은 다음과 같다.

먼저, 폴리카보네이트(polycarbonate)기판(10)상에 Si타겔(target)을 이용하여 공정압력 7m 토르(torr), Ar : N₂=100 : 7sccm, RF파우어 1㎾의 조건에서 반응 스퍼터링을 하여 Si₃N₄막을 1,000Å정도 형성하여 유전체막(11)을 형성한다.

상기 유전체막(11)상에 TbFeCo합금타겟을 이용하여 공정압력 3m토르, Ar=100sccm, DC파우어 500W의 조건에서 기록막(12)을 200Å정도 형성한다.

상기 과정후 상기 유전체막(11)과 동일조건 및 재료를 사용하여 상기 기록막(12)상에 Si₃N₄의 유전체막(13)을 400Å정도로 형성하고 상기 유전체막(13)상에 Al₉₈Ti₂타겟을 이용하여 공정압력 3m토르, Ar=100sccm, DC파우어 600W의 조건에서 반사막(14)을 600Å정도 형성한다.

상기 과정후 반사막(14)상에 플라즈마법으로 0.1~1㎛의 DLC를 형성하여 보호막(15)을 형성한다.

이때 DLC막 공정시 사용되는 가스는 C₂H₂, CH₄, C₄H₈, C₃H₄등의 가스에 H₂가스를 첨가하여 사용하며, 실시하기 좋기로는 CH₄가스에 H₂가스를 첨가하여 사용한다.

또한 인가전압이 증가할수록, 챔버프로세스(chamber process)압력이 낮을수록 단단한 막이 형성되며 색깔은 노란색이 되고 수소함량이 많을수록 막의 강도가 증가하는 반면 옵티컬 밴드 갭(optical band gap)은 감소한다.

광자기 디스크에 있어서 보호막(15)으로 활용되는 DLC막은 전기적 특성과는 상관이 없고 오직 강도만이 제품의 특성을 좌우하게 되는데 높은 강도를 갖는 DLC막을 형성하기 위하여 실험계획법의 일종인 다구찌법으로 실험을 실행하였는바 CH₄가스 흐름률(flow rate)을 20sccm에서 100sccm까지 변화시키고, H₂가스 흐름률을 40sccm에서 100sccm 까지 변화시키며 챔버 압력은 APC(Auto-Pressure-Controller)를 이용하여 원하는 압력을 유지시켰는데 그 범위는 APC를 완전히 개방한 상태(가스의 유입량에 따라 압력이 다르지만 최소 10m토르)에서 300m토르이다.

한편 광자기 디스크의 기판(10)의 열에 약한 폴리카보네이트인 관계로 기판(10)에 냉각수를 순환시켜 온도를 -4℃로 한 상태에서 보호막(15)을 형성하며 플라즈마 형성을 위하여 RF파우어를 50와트에서 400와트까지 변화시키면서 실험을 실시한 결과 RF파우어가 높을수록 단단한 막 질의 DLC를 얻을수 있었다. 그 이유로는 RF파우어가 높을수록 CH₄및 H₂가스의 분해가 잘 이루어져 다아아몬드에 가까운 DLC를 형성하기 때문이다.

실험결과 CH₄흐름률 50sccm, H₂가스흐름률 90sccm, 챔버압력 100m토르, RF파우어 400와트에서 강도 높은 DLC가 형성되었으며 광디스크에 적용한 결과 아주 우수한 보호막으로써의 특성을 나타내었다.

상기한 바와 같이 본 발명은 반사막 성막공정 바로다음에 보호막 성막공정을 실행하기 때문에 디스크 전체 제조공정이 매우 간단해지고, 연속적으로 성막을 하기 때문에 고품질의 광자기 디스크 제조 및 수율이 향상되는 효과가 있다.

또한 보호막으로 사용되는 DLC막은 경도, 거칠기(roughness) 및 보호특성이 우수하기 때문에 일반적인 광디스크의 보호막은 물론 자기헤드를 사용하는 자계변조광디스크의 보호막으로서의 사용이 가능한다.

그리고 DLC막을 0.1~1㎛로 형성하여도 보호특성이 우수하여 자계변조방식의 경우 DLC막을 보호막으로 사용함에 의해 자기헤드에 의한 유효자장이 상대적으로 커져 기록특성이 놓아지며 DLC막 표면이 부드러워 자기헤드와 부상성이 좋게되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 기판(10)상에 반응 스퍼터링 방식으로 제1유전체막(11)을 형성하는 제1공정, 상기 제1유전체막(11)상에 기록막(12)과 제2유전체막(13)을 차례로 형성하는 제2공정, 상기 제2유전체막(13)상에 반사막(14)을 형성하고 반사막(14)상에 DLC를 증착하여 보호막(15)을 형성하는 제3공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 광자기 기록매체 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 보호막(15)형성은 플라즈마법으로 실행함을 특징으로 하는 광자기 기록매체 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 보호막(15)의 두께는 0.1~1㎛임을 특징으로 하는 광자기 기록매체 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 플라즈마법에 의한 보호막 형성조건을 CH₄흐름률 45~50sccm, H₂가스 흐름률 86~95sccm, 챔버압력 50~150m토르, RF파우어 300~500와트에서 실행함을 특징으로 하는 광자기 기록매체 제조방법.