專利名稱：光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及既有ROM(只讀存儲(chǔ)器)功能又有RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)功能的光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置，ROM功能通過在基板上形成的光學(xué)相位凹坑實(shí)現(xiàn)，RAM功能通過光可讀記錄膜實(shí)現(xiàn)，尤其涉及用于良好地再生ROM和RAM的光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置。
背景技術(shù)：
光記錄介質(zhì)的發(fā)展迅速，而且除了使用例如CD-ROM和DVD-ROM等ROM(只讀存儲(chǔ)器)之外，還使用例如CD-RW、DVD-RW和MO(光磁盤)等RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。
圖18是描述符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)光磁盤的平面圖，圖19是描述其用戶區(qū)的放大圖，圖20是其截面圖，以及圖21是描述其相位凹坑和MO信號(hào)的相關(guān)圖。如圖18所示，光磁盤70由導(dǎo)入?yún)^(qū)71、導(dǎo)出區(qū)72和用戶區(qū)73組成。導(dǎo)入?yún)^(qū)71和導(dǎo)出區(qū)72是ROM區(qū)，該ROM區(qū)由沖擊聚碳酸酯基板形成的相位凹坑組成。ROM區(qū)相位凹坑的深度的設(shè)置應(yīng)使得在再生期間的光強(qiáng)調(diào)制最大。導(dǎo)入?yún)^(qū)71和導(dǎo)出區(qū)72之間的區(qū)是用戶區(qū)73，用戶區(qū)73是用戶可以自由記錄信息的RAM區(qū)。
正如圖19中的用戶區(qū)73放大圖所示，凹槽74之間作為跟蹤導(dǎo)引的槽脊75具有作為標(biāo)題區(qū)76的相位凹坑78和用戶數(shù)據(jù)區(qū)77。用戶數(shù)據(jù)區(qū)77是凹槽74之間平的槽脊75，而且記錄為光磁信號(hào)。
為了讀取光磁信號(hào)，當(dāng)發(fā)射弱激光束時(shí)，由于極性柯爾效應(yīng)(polarKerr effect)，激光束的偏振面隨著記錄層的磁化方向變化，而且這時(shí)通過反射光偏振成分的強(qiáng)度判斷信號(hào)的存在。這樣可以讀取RAM信息。
對(duì)利用該光磁盤存儲(chǔ)器的這種特性的研發(fā)一直在進(jìn)行。例如，特開平6-202820號(hào)公報(bào)公開了可以同時(shí)再生ROM和RAM的并行(concurrent)ROM-RAM光盤。
可以同時(shí)再生ROM和RAM的這種光磁記錄介質(zhì)74在半徑方向上具有圖20所示的橫截面結(jié)構(gòu)，該光磁記錄介質(zhì)74由例如聚碳酸酯等的基板74A、介電膜74B、TbFeCo等的光磁記錄膜74C、介電膜74D、Al膜74E和作為保護(hù)層的UV(紫外)固化膜74F層疊而成。
在具有這種結(jié)構(gòu)的光磁記錄介質(zhì)中，如圖20和21所示，通過基板74A上的相位凹坑PP固定地記錄ROM信息，而RAM信息OMM通過光磁記錄而記錄在相位凹坑PP串上。圖21半徑方向上的A-B線的截面圖與圖20一致。在圖21所示的例子中，相位凹坑PP變?yōu)楦檶?dǎo)引，因此不設(shè)置圖19所示的凹槽74。
在同一記錄表面上同時(shí)具有ROM信息和RAM信息的這種光信息記錄介質(zhì)不局限于光磁記錄介質(zhì)，具有利用了相變的記錄層的光記錄介質(zhì)也是適用的。在這種光記錄介質(zhì)中，同時(shí)再生由相位凹坑PP組成的ROM信息和由光磁記錄OMM組成的RAM信息存在很多的問題。
第一，為了與ROM信息同時(shí)穩(wěn)定地再生RAM信息，在讀出ROM信息時(shí)發(fā)生的光強(qiáng)度調(diào)制成為再生RAM信息時(shí)產(chǎn)生噪音的原因。因此，本申請(qǐng)人在PCT/JP02/00159(國(guó)際申請(qǐng)日為2002年1月11日)中提出，通過使讀取ROM信息時(shí)產(chǎn)生的光強(qiáng)度調(diào)制信號(hào)向用于讀取驅(qū)動(dòng)的激光負(fù)反饋，來降低光強(qiáng)度調(diào)制噪音。但是，如果ROM信息的光強(qiáng)度調(diào)制程度較高，僅僅通過這個(gè)方法，噪音降低效果不足。
第二，存在難以高速對(duì)激光強(qiáng)度進(jìn)行反饋控制的問題。
為了解決這些問題，本發(fā)明人提出一種方法，通過相位凹坑形狀和相位凹坑調(diào)制程度，來減少ROM上的MO信號(hào)的抖動(dòng)(PCT/JP02/08774，國(guó)際申請(qǐng)日為2002年8月30日)。
通過在基板上形成相位凹坑的壓模的制造步驟中調(diào)整抗蝕劑膜厚度，或者通過對(duì)壓模和基板的DUV(深紫外線)照射處理等步驟的處理?xiàng)l件，可以調(diào)整相位凹坑的深度和傾斜角。但是，事實(shí)上不可能總是制造出具有預(yù)定形狀的相位凹坑。
即使制造條件恒定，完成的壓模的凹坑形狀總是由于制造步驟中產(chǎn)生的各種波動(dòng)因素而分散。如果壓模的相位凹坑形狀分散，使用該壓模進(jìn)行模壓的基板的相位凹坑形狀也總是分散，而且調(diào)制程度波動(dòng)。
而且，壓模還較為昂貴，因不規(guī)則而導(dǎo)致的廢棄引起大量損失。修正壓模的相位凹坑形狀的方法是在模壓了相位凹坑的模壓基板上照射DUV。通過在基板上照射DUV，可以處理相位凹坑形狀，而且可以調(diào)整調(diào)制程度。
但是使用這種制造方法，需要新的DUV處理裝置，而且處理時(shí)間變長(zhǎng)，所以ROM-RAM光記錄介質(zhì)的生產(chǎn)率大幅下降。結(jié)果，ROM-RAM光記錄介質(zhì)的制造成本上升，這會(huì)阻礙這種ROM-RAM光記錄介質(zhì)的普及。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置，其可以提高光記錄介質(zhì)的生產(chǎn)率，該光記錄介質(zhì)可同時(shí)穩(wěn)定地再生由相位凹坑組成的ROM信息和由光記錄層組成的RAM信息。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置，其可以降低光記錄介質(zhì)的制造成本，該光記錄介質(zhì)可以將ROM信息和RAM信息的再生信號(hào)的抖動(dòng)抑制在規(guī)定范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種光記錄介質(zhì)的制造方法及其制造裝置，其可以廉價(jià)地提供一種光記錄介質(zhì)，該光記錄介質(zhì)將ROM信息和RAM信息的再生信號(hào)的抖動(dòng)抑制在規(guī)定范圍內(nèi)，不產(chǎn)生裂縫，具有足夠的重復(fù)記錄耐久性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的光記錄介質(zhì)制造方法是這樣一種光記錄介質(zhì)制造方法，其中，在形成于基板上的光學(xué)相位凹坑上形成記錄膜，使得所述光學(xué)相位凹坑信號(hào)和所述記錄膜信號(hào)都可以通過光再生。本方法包括以下步驟在腔室內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體，通過濺射在形成有光學(xué)相位凹坑的基板上形成所述記錄膜的步驟；和在所述形成了記錄膜的基板上，通過濺射形成反射層的步驟，當(dāng)通過濺射形成所述記錄膜時(shí)，通過改變所述腔室內(nèi)所述惰性氣體的壓力來調(diào)整所述相位凹坑的光調(diào)制程度。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)通過濺射形成記錄膜時(shí)，通過惰性氣體的壓力來調(diào)整相位凹坑的光調(diào)制程度，所以可以提高光記錄介質(zhì)的生產(chǎn)率，而且可以降低生產(chǎn)成本，該光記錄介質(zhì)可同時(shí)穩(wěn)定地再生由相位凹坑組成的ROM信息和由光記錄層組成的RAM信息。
根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射形成記錄膜的步驟優(yōu)選包括通過改變所述腔室內(nèi)所述惰性氣體的壓力，在所述基板上通過濺射形成所述記錄膜的底層，從而改變所述相位凹坑的光調(diào)制程度的步驟；和在形成了所述底層的所述基板上通過濺射形成所述記錄膜的步驟。
由于在底層的濺射步驟中改變惰性氣體的壓力，所以無須改變記錄膜的濺射條件即可獲得穩(wěn)定的記錄膜。
根據(jù)本發(fā)明，通過所述濺射形成的所述記錄膜底層優(yōu)選是介電層。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，通過所述濺射形成的所述記錄膜底層優(yōu)選是SiN。
而且，根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射形成底層的步驟優(yōu)選是在所述腔室內(nèi)至少導(dǎo)入Ar氣和氮?dú)鈦硗ㄟ^濺射形成所述底層。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射形成底層的步驟優(yōu)選是在所述腔室內(nèi)的氣壓為0.5Pa到2.0Pa范圍內(nèi)，通過濺射形成所述底層。
根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射形成記錄膜的步驟優(yōu)選是通過濺射形成光磁記錄膜。
而且，本發(fā)明優(yōu)選進(jìn)一步包括在所述記錄膜上通過濺射形成外層的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射形成底層的步驟是在以下濺射條件下通過濺射形成底層，該濺射條件滿足344X-8.12≥Y且Y≥286X-10.70.080≤X≤0.124且16≤Y≤30其中X(λ)是在所述基板上形成的相位凹坑的光學(xué)深度，Y(％)是當(dāng)用偏振方向垂直于所述光記錄介質(zhì)軌道(track)的光束照射時(shí)，所述相位凹坑的調(diào)制程度。
同樣，根據(jù)本發(fā)明，所述通過濺射來形成底層的步驟優(yōu)選是在以下濺射條件下通過濺射來形成底層的步驟，該濺射條件是，所述光磁記錄介質(zhì)除了滿足上述條件外，還滿足19≤Y≤26的條件。


圖1是描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)的橫截面圖；圖2是說明圖1的光磁記錄介質(zhì)中ROM信息和RAM信息的記錄情況的透視圖；圖3是制造圖1的光磁記錄介質(zhì)的濺射裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的Ar流速和腔室內(nèi)壓力之間的關(guān)系圖；圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的濺射成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖6是作為本發(fā)明光磁記錄介質(zhì)的評(píng)價(jià)對(duì)象的相位凹坑調(diào)制程度的說明圖；圖7是作為本發(fā)明光磁記錄介質(zhì)的評(píng)價(jià)對(duì)象的信號(hào)抖動(dòng)的說明圖；圖8是本發(fā)明的Ar壓與調(diào)制程度之間的關(guān)系圖；圖9是本發(fā)明的調(diào)制程度與ROM信號(hào)與RAM信號(hào)的抖動(dòng)之間關(guān)系的曲線圖；圖10是本發(fā)明的Ar壓與信號(hào)抖動(dòng)之間的關(guān)系圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明熱沖擊試驗(yàn)得到的裂縫觀察結(jié)果的關(guān)系圖；圖12是本發(fā)明的光學(xué)相位凹坑深度與調(diào)制程度的關(guān)系圖；圖13是本發(fā)明的光學(xué)相位凹坑深度與調(diào)制程度的設(shè)置范圍的關(guān)系圖；圖14是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的濺射成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖15是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)的截面圖；圖16是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)的截面圖；圖17是本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)的截面圖；圖18是傳統(tǒng)光磁記錄介質(zhì)的平面圖；圖19是圖18的用戶區(qū)的說明圖；圖20是圖19所示ROM-RAM光磁盤存儲(chǔ)器的截面圖；和圖21是在具有圖20的結(jié)構(gòu)的光磁記錄介質(zhì)中，說明ROM信息和RAM信息記錄狀態(tài)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將按照ROM-RAM光記錄介質(zhì)、光記錄介質(zhì)的制造方法和其它實(shí)施方案的順序介紹本發(fā)明的實(shí)施方案。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的并行光記錄介質(zhì)的截面圖，圖2是圖1的ROM信息和RAM信息的關(guān)系圖。在圖1中，作為光記錄介質(zhì)的例子介紹光磁記錄介質(zhì)。
如圖1所示，為了在用戶區(qū)內(nèi)提供ROM和RAM功能，光磁盤4的構(gòu)造為，在形成有相位凹坑1的聚碳酸酯基板4A上，形成第一介電層4B、兩層光磁記錄層4C和4D、第二介電層4F、反射層4G和保護(hù)涂層，其中所述第一介電層4B由氮化硅(SiN)或氧化鉭等材料形成，兩層光磁記錄層4C和4D的主要成分是稀土元素(Tb、Dy、Gd)和過渡金屬(FeCo)的非晶合金，例如TbFeCo和GdFeCo，第二介電層4F由與第一介電層4B相同或者不同的材料形成，反射層4G由例如Al和Au等金屬形成，保護(hù)層使用紫外線固化型樹脂。
如圖1和2所示，在盤4上沖擊產(chǎn)生的相位凹坑1提供ROM功能，光磁記錄層4C和4D提供RAM功能。為了在光磁記錄層4C和4D上進(jìn)行記錄，在光磁記錄層4C和4D上施加激光束，從而幫助磁化反轉(zhuǎn)，通過相應(yīng)于信號(hào)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)磁化方向來記錄光磁(MO)信號(hào)2。這樣，可以記錄RAM信息。
為了讀取光磁記錄層4C和4D的記錄信息，在記錄層4C和4D上施加弱激光束，從而通過極性柯爾效應(yīng)，根據(jù)光磁記錄層4C和4D的磁化方向改變激光束的偏振面，而且同時(shí)通過反射光偏振成分的強(qiáng)度來判斷信號(hào)的存在。這樣，可以讀取RAM信息。在這種讀取中，通過構(gòu)成ROM的相位凹坑PP來調(diào)制反射光，因此可以同時(shí)讀取ROM信息。
換句話說，通過一個(gè)光拾取就可以同時(shí)再生ROM和RAM，而且，當(dāng)采用磁場(chǎng)調(diào)制型光磁記錄時(shí)，可以同時(shí)進(jìn)行向RAM的寫入和再生ROM。
圖3是用于制造圖1中并行光磁記錄介質(zhì)的濺射裝置的說明圖，圖4是該裝置的Ar流速與腔室內(nèi)壓力的關(guān)系圖，圖5是使用圖3的濺射裝置的濺射成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。
首先，介紹具有圖1所示截面結(jié)構(gòu)的光磁盤的制造步驟。在圖2中，制備5個(gè)具有不同凹槽深度(光學(xué)凹坑深度)Pd的聚碳酸酯基板4A，所形成的該基板4A具有軌道間距Tp＝1.6μm、凹坑寬度Pw＝0.40μm和最短凹坑長(zhǎng)度＝0.832μm的EFM調(diào)制。
換句話說，制備其光學(xué)相位凹坑深度Pd(λ)是0.070、0.080、0.105、0.124和0.136的5個(gè)聚碳酸酯基板4A。這里，在基板4A上形成相位凹坑用的壓模的壓模制造過程中，通過改變抗蝕劑涂覆膜厚度來改變凹坑深度。
圖5是用于制造具有上述膜結(jié)構(gòu)的光磁介質(zhì)的濺射成膜裝置的完整結(jié)構(gòu)圖，其中串聯(lián)5個(gè)濺射裝置(腔室)50-1到50-5。這5個(gè)濺射裝置(腔室)可以排列成弧形。
使搭載在載體上的基板4A從圖5的左邊進(jìn)入，而且在5個(gè)濺射裝置50-1到50-5中，通過濺射在基板4A上按順序形成第一介電層4B、兩層光磁記錄層4C和4D、第二介電層4F和反射層4G，如圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中，第一介電層4B由氮化硅(SiN)或者氧化鉭等材料形成，兩層光磁記錄層4C和4D的主要成分是稀土元素(Tb、Dy、Gd)和過渡金屬(FeCo)的非晶合金，例如TbFeCo和GdFeCo，第二介電層4F由與第一介電層4B相同或者不同的材料形成，反射層4G由例如Al和Au等金屬形成，然后，具有圖1的結(jié)構(gòu)的光磁記錄介質(zhì)4從右方排出。
參考圖3來說明圖5中的每個(gè)濺射裝置。如圖3所示，使用低溫泵等真空泵51，將濺射裝置的濺射腔室50內(nèi)部抽真空到例如大約5×e-5(Pa)。然后打開基板傳送門54和55，從相鄰的腔室插入基板4A。通過Ar氣管53和N2氣管52，將惰性氣體Ar氣和N2氣導(dǎo)入濺射腔室50。這時(shí)，通過改變Ar氣的流速來調(diào)整濺射腔室50內(nèi)的氣壓。
如圖4所示，Ar氣流速和壓力之間的關(guān)系根據(jù)濺射腔室50的大小和形狀而不同，但是其關(guān)系大致成比例。對(duì)于例如Si等靶56，從DC電源提供電力，該DC電源未示出。通過提供的電力和Ar氣產(chǎn)生等離子體，從Si靶56散射Si，而且Si在與N2氣反應(yīng)的同時(shí)附著在基板4A上，結(jié)果在基板4A上形成SiN層4B。
以下將參考圖5介紹圖1中光磁介質(zhì)4的制造步驟。
將具有相位凹坑的聚碳酸酯基板4A在80℃下烘烤5小時(shí)以除去水汽后，插入在第一腔室50-1中，該第一腔室50-1已達(dá)到小于或等于5×e-5(Pa)的真空度。在設(shè)置了Si靶56-1的第一腔室50-1中導(dǎo)入Ar氣和N2氣，然后，提供3千瓦的DC電力，通過反應(yīng)性濺射放電來形成底層(UC)SiN層4B。
此時(shí)，通過改變Ar氣的流速，調(diào)整濺射腔50內(nèi)的氣壓。對(duì)于Si靶56-1，從沒有示出的DC電源提供電力。通過提供的電力和Ar氣，產(chǎn)生等離子體，從Si靶56-1散射Si，Si在與N2氣反應(yīng)的同時(shí)附著在基板4A上，結(jié)果在基板4A上形成SiN層4B。
此時(shí)，通過改變Ar氣流速而改變腔室50內(nèi)的氣壓，從而產(chǎn)生具有SiN底層的多個(gè)樣品(如下所述，總共7種氣壓的42個(gè)樣品)。在30sccm(每分鐘流過的量)到200sccm的范圍內(nèi)改變氣體流速。調(diào)整薄膜形成時(shí)間，使得底層SiN層4B的厚度變成80nm。
然后，將基板4A移動(dòng)到第二腔室50-2，第二腔50-2中導(dǎo)入了Ar氣，而且施加的電力為1Kw，Ar氣壓設(shè)定為0.5Pa，使由TbFeCo形成的合金靶56-2放電，形成由Tb22(Fe88Co12)78形成的30nm厚的記錄層4C。
然后，將基板4A移動(dòng)到第三腔室50-3，第三腔50-3中導(dǎo)入了Ar氣，而且施加的電力為0.5Kw，Ar氣壓設(shè)定為0.5Pa，使由Gd19(Fe80Co20)81形成的合金靶56-3放電，將膜厚4nm的Gd19(Fe80Co20)81記錄輔助層4D如圖1所示添加到膜厚30nm的Tb22(Fe88Co12)78記錄層4C上。
然后，將基板4A移動(dòng)到第四腔室50-4，正如第一腔室50-1的情況一樣，第四腔室50-4中導(dǎo)入了Ar氣和N2氣，施加3Kw的DC電力，通過反應(yīng)性濺射放電來形成5nm厚的外層SiN層4E。外層的膜形成條件是，Ar流速為75sccm，N2氣流速為33sccm。
然后，將基板4A移動(dòng)到第五腔室50-5，第五腔室50-5中導(dǎo)入了Ar氣，施加的DC電力為0.5Kw，Ar氣壓設(shè)定為0.5Pa，使Al靶56-5放電，結(jié)果形成50nm的Al層4G。
形成Al層后，從濺射成膜裝置50-5中取出基板4A，在其上旋轉(zhuǎn)涂覆紫外線固化樹脂，以形成保護(hù)膜，從而制得了圖1所示的光磁記錄介質(zhì)4。
測(cè)定這種結(jié)構(gòu)的42個(gè)樣品(在具有6種光學(xué)凹坑深度的基板上利用7種不同氣壓形成的光磁盤)的ROM再生時(shí)作為評(píng)價(jià)對(duì)象的調(diào)制程度和抖動(dòng)。
這些樣品放置在一種記錄/再生裝置(MO檢測(cè)儀由Shibasoku制造的LM530C)中，以4.8m/s的線速度旋轉(zhuǎn)，該記錄/再生裝置具有1.08μm(1/e2)的束直徑，650nm的波長(zhǎng)和0.55的NA(數(shù)值孔徑)。
在這些樣品的ROM部分42上形成用于EFM調(diào)制的相位凹坑(和只讀光盤相同的圖案)，該EFM調(diào)制的最短標(biāo)記是0.832μm。如圖5所示，通過在以下記錄條件下記錄并在以下再生條件下再生來測(cè)量調(diào)制程度。采用記錄激光功率Pw＝6.5mW的DC發(fā)射，在ROM部分42上通過磁場(chǎng)調(diào)制以最短標(biāo)記長(zhǎng)度為0.832μm來記錄EFM隨機(jī)圖案。
再生光的再生功率Pr＝1.5mW，沒有再生磁場(chǎng)，而且偏振方向垂直于光盤的軌道。通過示波器測(cè)量ROM再生波形，在圖2所示介質(zhì)的軌道上，測(cè)量當(dāng)在不存在相位凹坑1的部分(間隔部分)上施加再生束時(shí)的反射值(在圖6中的間隔部分反射值)，以及當(dāng)在存在相位凹坑1的部分(標(biāo)記部分)上施加再生束時(shí)ROM信號(hào)的再生輸出值(在圖6中的標(biāo)記部分反射值)。如圖6所示，調(diào)制程度定義為100×b/a(％)。
至于抖動(dòng)，測(cè)量相位凹坑引起的ROM抖動(dòng)和在ROM上的MO再生抖動(dòng)。通過時(shí)間間隔分析儀測(cè)量“數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)(data to data)”時(shí)間，從而測(cè)量圖7所示的抖動(dòng)。抖動(dòng)是檢測(cè)到的標(biāo)記長(zhǎng)度相對(duì)于目標(biāo)標(biāo)記長(zhǎng)度的錯(cuò)誤大小，如果抖動(dòng)大，就不可能修正錯(cuò)誤，于是發(fā)生再生錯(cuò)誤。
圖8示出相位凹坑長(zhǎng)度不同的各個(gè)基板(5種基板)的調(diào)制程度對(duì)形成SiN底層時(shí)的Ar壓力的依賴關(guān)系。如圖8所示，通過從低的一側(cè)提高形成SiN底層時(shí)的Ar壓力，可以在低Ar壓力側(cè)調(diào)高調(diào)制程度，而在高Ar壓力側(cè)調(diào)低調(diào)制程度。
當(dāng)Ar壓力高于或等于1.5Pa時(shí)，調(diào)制程度幾乎不變，變穩(wěn)定了。這樣，通過改變SiN底層的Ar壓力設(shè)置，可以調(diào)整調(diào)制程度。這種改變的趨勢(shì)大致相同，而與基板相位凹坑的光學(xué)深度無關(guān)。這里，在模壓基板后通過AFM(原子力顯微鏡)測(cè)量裝置來測(cè)量相位凹坑的光學(xué)深度。
據(jù)推測(cè)，光磁盤相位凹坑的調(diào)制程度根據(jù)SiN底層的Ar壓力而變化的原因在于，基板的相位凹坑用Ar濺射來處理。通過改變Ar壓力的設(shè)置值，膜形成腔內(nèi)的等離子體狀態(tài)改變，而且因此，基板表面相位凹坑的處理?xiàng)l件改變。結(jié)果，可以調(diào)整調(diào)制程度。換句話說，實(shí)質(zhì)上可以在膜形成步驟中處理相位凹坑的形狀。
圖9是在前述測(cè)定圖8中的調(diào)制程度為10(％)到37(％)的7個(gè)光磁盤介質(zhì)樣品的ROM抖動(dòng)和ROM上的MO(RAM)信號(hào)抖動(dòng)的情況下，調(diào)制程度和抖動(dòng)的關(guān)系圖。
隨著調(diào)制程度提高，ROM上的MO(RAM)信號(hào)抖動(dòng)增加，而隨著調(diào)制程度下降，ROM抖動(dòng)下降。在電路中，在誤差修正限度內(nèi)的抖動(dòng)是小于或等于15％，但是如果考慮到由于各種波動(dòng)因素而使抖動(dòng)加劇，例如盤旋轉(zhuǎn)波動(dòng)等，那么必須使抖動(dòng)小于或等于10％。
根據(jù)圖9的曲線圖，必須將調(diào)制程度設(shè)定在16％到30％之間，以便使ROM和ROM上的MO(RAM)信號(hào)的抖動(dòng)都小于或等于10％。優(yōu)選將調(diào)制程度設(shè)定在19％到26％之間，以便使抖動(dòng)小于或等于8％。
圖10是描述ROM上的MO(RAM)信號(hào)的抖動(dòng)與形成底層時(shí)Ar壓之間的關(guān)系圖。對(duì)于抖動(dòng)，測(cè)量初始抖動(dòng)和進(jìn)行10萬次連續(xù)記錄測(cè)試之后的抖動(dòng)。
如圖10所示，如果Ar壓下降(調(diào)制程度提高)，隨著ROM再生信號(hào)的調(diào)制程度提高，ROM上的MO(RAM)信號(hào)抖動(dòng)急劇加大，同時(shí)連續(xù)記錄后的抖動(dòng)也加大。如前述圖9所示，Ar壓必須設(shè)定在大于或等于0.5Pa，以使連續(xù)記錄后的抖動(dòng)小于或等于10％。
然后，如圖1所示，在樣品上進(jìn)行熱沖擊實(shí)驗(yàn)，該樣品中包括SiN底層的每一層都設(shè)置在基板4A上，然后觀察介質(zhì)的裂紋產(chǎn)生。換句話說，如圖11所示，通過用于形成SiN底層的多種Ar壓來形成樣品，而且將樣品從室溫移動(dòng)到100℃的環(huán)境，保持1小時(shí)，然后返回到室溫環(huán)境，觀察裂紋產(chǎn)生。如圖11所示，在SiN底層中不產(chǎn)生裂紋的范圍是Ar壓小于或等于2.0Pa。
如圖9、10和11的結(jié)果所示，為了使ROM信號(hào)和RAM(ROM上的MO)信號(hào)都獲得好的信號(hào)質(zhì)量，不產(chǎn)生裂紋，必須滿足圖8中框內(nèi)的條件。
例如，在0.124λ光學(xué)凹坑深度的基板的情況下，Ar壓設(shè)定在0.7到2.0(Pa)之間。在0.080λ光學(xué)凹坑深度的基板的情況下，Ar壓設(shè)定在0.5到1.5(Pa)之間。在0.070λ到0.136λ光學(xué)凹坑深度的基板的情況下，即使Ar壓設(shè)定在0.5到2.0(Pa)之間，調(diào)制程度也不能設(shè)定在16％到30％之間。
在0.105λ光學(xué)凹坑深度的基板的情況下，無論Ar壓是0.5到2.0(Pa)的任何值，調(diào)制程度都變?yōu)閺?6％到30％的范圍。ROM信號(hào)和RAM信號(hào)的抖動(dòng)都變?yōu)樽顑?yōu)化的條件是調(diào)制程度為23％，而且對(duì)于這種基板，通過將Ar壓設(shè)定在0.6Pa到1.0Pa之間，甚至還可以實(shí)現(xiàn)更高的質(zhì)量。
圖12示出了對(duì)于形成底層SiN時(shí)的每種Ar壓，所繪制出的調(diào)制程度相對(duì)光學(xué)相位凹坑深度的變化結(jié)果，這與圖8相反。在圖12中，當(dāng)模壓基板時(shí)光學(xué)相位凹坑深度是0.080λ時(shí)，通過在0.5到0.9(Pa)的范圍內(nèi)調(diào)整Ar壓，可以在16％到30％的范圍內(nèi)調(diào)整調(diào)制程度。優(yōu)選通過將Ar壓設(shè)定為0.5(Pa)，從而將調(diào)制程度調(diào)整到大約19％。
然而，當(dāng)光學(xué)凹坑深度是更深的0.124λ時(shí)，通過將形成底層SiN膜時(shí)的Ar壓設(shè)定在0.9到2.0(Pa)的范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)制程度在16％到30％的范圍內(nèi)。優(yōu)選通過將Ar壓設(shè)定為2.0(Pa)，從而將調(diào)制程度調(diào)整到大約26％。
當(dāng)光學(xué)凹坑深度是中間水平的值0.105λ時(shí)，在0.5到2.0(Pa)的Ar壓范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)16％到30％的調(diào)制程度。優(yōu)選通過將Ar壓設(shè)定在0.65到1.5(Pa)的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)19％～26％的調(diào)制程度。
當(dāng)光學(xué)相位凹坑深度變淺到小于或等于0.080λ時(shí)，調(diào)制程度的可調(diào)整范圍變窄，不能實(shí)現(xiàn)19％到30％的調(diào)制程度。同樣對(duì)于0.124λ或者更深的相位凹坑，調(diào)制程度的可調(diào)整范圍變窄，不能實(shí)現(xiàn)19％到30％的調(diào)制程度。
圖13是圖12中考慮到上述圖10中的重復(fù)記錄特性和圖11中的裂紋產(chǎn)生情況的特性圖。換句話說，圖13示出相位凹坑深度和調(diào)制程度的設(shè)置范圍，在此范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)這樣一種光磁介質(zhì)，該光磁介質(zhì)可以同時(shí)再生ROM和RAM，ROM和RAM信號(hào)同時(shí)得到小于或等于10％的好的抖動(dòng)，而不產(chǎn)生裂紋，并具有足夠的反復(fù)記錄耐用性。
在圖13中，從圖10中的重復(fù)特性確定直線1，通過圖11中的熱沖擊實(shí)驗(yàn)的裂紋觀察結(jié)果確定直線2。因此，如圖13所示，上述設(shè)置范圍限定在以下兩根直線1和2之間的范圍內(nèi)，而且相位凹坑的光學(xué)深度是從0.080λ到0.124λ，調(diào)制程度在16％到30％的范圍內(nèi)，優(yōu)選在19％到26％的范圍內(nèi)。
直線1Y＝344X-8.12直線2Y＝286X-10.7在本實(shí)施例中，作為例子介紹了使用SiN的濺射成膜步驟，但是可以使用其它材料，只要是可以調(diào)整調(diào)制程度的材料就行。例如，可以使用SiO2、AlN、SiAlO、SiAlON和TaO等。
圖14是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的濺射成膜裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖14中，和圖5相同的元件用相同的附圖標(biāo)記表示。在該實(shí)施方案中，膜厚度較厚的底層SiN層4B會(huì)降低生產(chǎn)率，因此，第六腔室50-6安裝在第一腔室50-1上，而且為這兩個(gè)腔室安裝Si靶56-1，從而以兩個(gè)步驟形成SiN底層4B。在這種情況下，第一腔室50-1和第六腔室50-6的Ar壓可以不同。
圖15是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的并行光磁記錄介質(zhì)的截面圖。
如圖15所示，為了在用戶區(qū)內(nèi)提供ROM和RAM的功能，光磁盤4的構(gòu)造為，在形成有相位凹坑1的聚碳酸酯基板4A上，形成第一介電層4B、一層光磁記錄層4C、第二介電層4F、反射層4G和保護(hù)層，其中該第一介電層4B由氮化硅(SiN)或者氧化鉭等材料形成，光磁記錄層4C由稀土元素(Tb、Dy、Gd)的非晶合金形成，例如TbFeCo和GdFeCo等，第二介電層4F由與第一介電層4B相同的材料形成，反射層4G由例如Al和Au等金屬形成，保護(hù)層使用紫外線固化型樹脂。
換句話說，光磁記錄層是單層。同樣在這個(gè)例子中，可以在濺射成膜步驟中調(diào)整相位凹坑的調(diào)制程度。
圖16是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)4的截面圖，而且示出用于MSR(超高分辨率記錄)的介質(zhì)。在基板4A上的第一介電層4B上形成的光磁記錄層由GdFeCo層(面內(nèi))4D、介電層4E和垂直記錄層(TbFeCo)4C組成。
在具有這種結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)中，也可以通過濺射成膜步驟調(diào)整相位凹坑的調(diào)制程度。可以使用圖8中后來所述的相位凹坑光學(xué)深度和調(diào)制程度等的條件。在MSR的情況下，因?yàn)橛涗浢芏雀?，即使光?qiáng)度調(diào)制信號(hào)負(fù)反饋回發(fā)光激光器，也不能降低噪音，所以本發(fā)明的效果明顯。
圖17是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的光磁記錄介質(zhì)4的截面圖，而且示出相變介質(zhì)。在相變介質(zhì)上設(shè)置有底層4I(ZnS-SiO2)，并且該底層4I位于形成有相位凹坑的基板4A上，該相變介質(zhì)由相變層GdSbTe層4J、外層4K(ZnS-SiO2)和Al層4G組成。
在具有這種結(jié)構(gòu)的該記錄介質(zhì)中，也可以在濺射成膜步驟中調(diào)整相位凹坑的調(diào)制程度?？梢允褂脠D8中后來所述的相位凹坑的光學(xué)深度和調(diào)制程度等的條件。
盡管采用實(shí)施方案說明了本發(fā)明，但是在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特點(diǎn)的范圍內(nèi)，可以不同的形式調(diào)整本發(fā)明，而且這些調(diào)整不能排除在本發(fā)明的技術(shù)范圍之外。例如，相位凹坑的大小不局限于上述數(shù)值，而是可以為其它值。對(duì)于光磁記錄膜，可以使用其它光磁記錄材料。同樣，光磁記錄介質(zhì)不局限于盤狀，可以使用例如卡片的形狀。而且，惰性氣體不局限于Ar，可以使用Xe和Kr等。同樣，本發(fā)明還可以應(yīng)用于其RAM層和ROM層的區(qū)域由盤面分開的ROM-RAM記錄介質(zhì)。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以通過介質(zhì)的構(gòu)成簡(jiǎn)便而穩(wěn)定地實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種光記錄介質(zhì)的制造方法，在所述光記錄介質(zhì)中，在形成于基板上的光學(xué)相位凹坑上形成記錄膜，所述光學(xué)相位凹坑信號(hào)和所述記錄膜的信號(hào)都可以通過光來再生，所述方法的特征在于包括以下步驟在腔室內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體，通過濺射在形成有所述光學(xué)相位凹坑的基板上形成所述記錄膜的步驟；和在所述形成了記錄膜的基板上，通過濺射形成反射層的步驟，當(dāng)通過濺射形成所述記錄膜時(shí)，通過改變所述腔室內(nèi)所述惰性氣體的壓力來調(diào)整所述相位凹坑的光調(diào)制程度。
2.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射來形成所述記錄膜的步驟進(jìn)一步包括以下步驟通過改變所述腔室內(nèi)所述惰性氣體的壓力，在所述基板上通過濺射形成所述記錄膜的底層，從而改變所述相位凹坑的光調(diào)制程度；和在形成了所述底層的所述基板上通過濺射形成所述記錄膜的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，通過所述濺射而形成的所述記錄膜的底層是介電層。
4.如權(quán)利要求3所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射而形成的所述記錄膜的底層是SiN。
5.如權(quán)利要求4所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射形成底層的步驟是，在所述腔室內(nèi)至少導(dǎo)入Ar氣和氮?dú)鈦硗ㄟ^濺射形成所述底層。
6.如權(quán)利要求5所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射形成底層的步驟是，在所述腔室內(nèi)的氣壓為0.5Pa到2.0Pa的范圍內(nèi)，通過濺射來形成所述底層。
7.如權(quán)利要求3所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射形成記錄膜的步驟是通過濺射形成光磁記錄膜。
8.如權(quán)利要求3所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在所述記錄膜上通過濺射形成外層的步驟。
9.如權(quán)利要求3所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射來形成底層的步驟是在以下濺射條件下通過濺射形成底層，該濺射條件滿足344X-8.12≥Y且Y≥286X-10.70.080≤X≤0.124且16≤Y≤30其中X(λ)是在所述基板上形成的相位凹坑的光學(xué)深度，Y(％)是當(dāng)用偏振方向垂直于所述光記錄介質(zhì)的軌道的光束照射時(shí)，所述相位凹坑的調(diào)制程度。
10.如權(quán)利要求9所述的光記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，所述通過濺射來形成底層的步驟是在以下濺射條件下通過濺射形成底層的步驟，該濺射條件是，所述光磁記錄介質(zhì)除了滿足上述條件外，還滿足19≤Y≤26的條件。
11.一種光記錄介質(zhì)的制造裝置，在所述光記錄介質(zhì)中，在形成于基板上的光學(xué)相位凹坑上形成記錄膜，所述光學(xué)相位凹坑信號(hào)和所述記錄膜的信號(hào)都可以通過光來再生，所述裝置的特征在于包括以下裝置第一濺射裝置，用于在腔室內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體通過濺射在形成有所述光學(xué)相位凹坑的基板上，形成所述記錄膜；和第二濺射裝置，用于在所述形成有記錄膜的基板上通過濺射形成反射層，所述第一濺射裝置通過改變所述腔室內(nèi)所述惰性氣體的壓力來調(diào)整所述相位凹坑的光調(diào)制程度
12.如權(quán)利要求11所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第一濺射裝置包括第三濺射裝置，用于改變所述腔室內(nèi)的所述惰性氣體的壓力，通過濺射在所述基板上形成所述記錄膜的底層，從而改變所述相位凹坑的光調(diào)制程度；和第四濺射裝置，用于在形成了所述底層的所述基板上通過濺射形成所述記錄膜。
13.如權(quán)利要求12所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第三濺射裝置通過濺射而形成由介電層形成的所述底層。
14.如權(quán)利要求13所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第三濺射裝置通過濺射而形成作為所述底層的SiN。
15.如權(quán)利要求14所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第三濺射裝置在所述腔室內(nèi)至少導(dǎo)入Ar氣和氮?dú)?，通過濺射來形成所述底層。
16.如權(quán)利要求15所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第三濺射裝置在所述腔室內(nèi)的氣壓為0.5Pa到2.0Pa的范圍內(nèi)，通過濺射來形成所述底層。
17.如權(quán)利要求13所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述第四濺射裝置通過濺射來形成光磁記錄膜。
18.如權(quán)利要求13所述的光記錄介質(zhì)的制造裝置，其特征在于，所述光記錄介質(zhì)的制造裝置進(jìn)一步包括第五濺射裝置，該第五濺射裝置用于通過濺射在所述記錄膜上形成外層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光磁記錄介質(zhì)的制造方法，在所述光磁記錄介質(zhì)中，在基板上形成有光學(xué)相位凹坑，在該光學(xué)相位凹坑上形成光記錄膜，該光磁記錄介質(zhì)可以同時(shí)再生相位凹坑信號(hào)和其上形成的記錄膜信號(hào)。當(dāng)通過濺射在所述基板上形成所述記錄膜時(shí)，通過改變氣壓來調(diào)整相位凹坑的調(diào)制程度。這樣，可以以低成本均勻地制造這樣一種光存儲(chǔ)介質(zhì)，其RAM信號(hào)和相位凹坑信號(hào)的抖動(dòng)被抑制到小于或等于目標(biāo)的10％。
文檔編號(hào)G11B7/26GK1689094SQ03824290
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者細(xì)川哲夫 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社