(57)【要約】【課題】磁壁移動型光磁気記録媒体において、磁性層の分断を目的としたアニール処理を改善する。磁性層のアニールによる変質領域を、膜厚方向に等厚（均一）にする。【解決手段】１）両面側からアニールする。２）片面２度アニールする。（赤アニール後、青アニール）【選択図】　　　　図１
2004047012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用光ビームを照射するとともに印加磁界を変調することにより記録再生領域に情報を記録し、前記記録再生領域に再生用光ビームを照射し、記録マークの磁壁を移動させて前記再生用光ビームの反射光が有する偏向面の変化を検出することにより記録情報を再生する為の、少なくとも磁壁移動層、スイッチング層、記録保持層を積層して成る磁壁移動型光磁気記録媒体において、
その磁性層を、予め、光ビームを照射してアニ−ル処理を行なうことにより、該磁性層を磁気的に分断している光磁気記録媒体において、
前記アニ−ル処理による磁性層の変質領域が、膜厚方向に等厚であることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
前記アニール処理を、光磁気記録媒体の両面側から行なうことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記アニール処理を、光磁気記録媒体の両面側から行なうことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の製造装置。
【請求項４】
前記アニール処理を、光磁気記録媒体の片面側から２回行なうことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記アニール処理を、光磁気記録媒体の片面側から２回行なうことを特徴とする請求項１に記載の光磁気記録媒体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光磁気記録媒体及びそれを用いた情報記録再生装置、及び該光磁気記録媒体の製造方法と製造装置に関し、特に記録された情報信号を磁壁移動型再生方式により再生することが出来る光磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能な高密度記録方式として、半導体レーザーの熱エネルギーを用いて、磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてその情報を読み出す光磁気記録媒体があり、近年その記録密度を更に高めて大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００３】
光磁気記録媒体等の光ディスクの線記録密度は、再生光学系のレーザー波長及び対物レンズの開口数に大きく依存する。しかしながら、レーザー波長や対物レンズの開口数の改善にも限度があり、このため、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫し、記録密度を向上させる技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特開平０６−２９０４９６号公報では、磁気的に結合している磁壁移動層と記録保持層とを有してなる多層膜の、記録保持層に信号を記録し、光ビームの照射による温度勾配を利用して、記録保持層の記録データを変化させることなく、磁壁移動層の記録マークの磁壁を移動させ、すなわち、光ビームスポット内の大部分の領域が同一磁化になるように磁壁移動層を磁化変化させ、該光ビーム反射光の偏向面の変化を検出し、光の回折限界以下の記録マークを再生する信号再生方法（いわゆる磁壁移動型光磁気記録とその再生方法）、及び装置が提案されている。この方法によれば、光の回折限界以下の大きさの記録マークの再生が可能となることから、記録密度及び転送速度を大幅に向上させた光磁気記録媒体とその再生方法が提供される。
【０００５】
なお、上記特開平０６−２９０４９６号公報においては、記録マークの磁壁の移動を起こりやすくさせる目的で、情報記録トラックを挟む両隣接溝部（あるいは、突起部）に、予め高パワーのレーザー光を照射して磁性層を変質させる『アニール処理』が施されている。該『アニール処理』によって、情報記録トラック上に記録されたマーク（記録磁区）を形成する磁壁が開放され、閉じた磁区とならない（分断された線となる）ことから、磁壁抗磁力の作用が軽減され、磁壁が動きやすくなり、エネルギー的に小さい方に磁壁が移動する、いわゆる『磁壁の移動現象』が発現する。すなわち、該『アニール処理』により、良好な磁壁移動再生信号を得ることが可能となる。
【０００６】
次に、磁壁移動型光磁気ディスクの再生動作について簡単に説明する。
【０００７】
ここでは、記録マークの保存に寄与する『記録保持層』、磁壁が移動して再生信号に直接寄与する『磁壁移動層』、記録保持層と磁壁移動層の結合状態をスイッチする『スイッチング層』の３層構造の場合について説明する。
【０００８】
ランド・グルーブ基板を用い、グルーブ部を情報記録面とした場合について説明する。
【０００９】
情報記録トラックをはさむ両隣接ランド部は、前述したように、予め高パワーのレーザー光を照射し、ランド上の磁性層を変質させる『アニール処理』が施されている。再生時には、光ビーム照射により、磁壁移動層の磁壁が移動を開始するＴｓ温度（スイッチング層のキュリー温度）付近まで加熱される。
【００１０】
スイッチング層のキュリー温度（Ｔｓ）より低い温度領域では、スイッチング層は交換結合により、記録保持層及び磁壁移動層の両方と結合した状態となっている。光磁気記録媒体が光ビームの照射によりＴｓ温度以上に加熱されると、スイッチング層はキュリー点に達し、磁壁移動層と記録保持層との結合が切れた状態となる。このＴｓ温度付近において、磁壁移動層の磁壁は、磁壁移動層内の温度勾配に対してエネルギー的に低い場所、すなわち、光ビーム照射による媒体到達温度が最高となっている点（位置）に磁壁が瞬時に移動する。すなわち、再生するマークの大きさが見かけ上一方向に拡大する為、従来の光ビーム再生においては再生が不可能であった微小な記録マークであっても、再生信号を得ることが可能となる。
【００１１】
次に、従来の『アニール処理』について述べる。
【００１２】
特開平６−２９０４９６号公報では、ディスクの情報記録トラックを挟む案内溝の部分に（記録／再生時のレーザー出力よりも）高出力のレーザー光を照射し、ディスクの案内溝部全面をアニール処理した手法を開示している。
【００１３】
また、特願２００１−１２０９０９では、分断する目的であるランド部分に、高出力のレーザー光を照射している。アニール用の半導体レーザーは、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６〜０．９であった。また、この時のアニールパワーは、記録／再生時のパワーの１２０％〜２００％（１．２倍〜２倍）であった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記アニール処理を施した光磁気記録媒体では、その記録再生特性がアニール条件に大きく依存し、例えば、媒体の基板形状や厚み、磁性層の組成・厚み等が変化しても、該アニール条件の最適値が変化するという問題があった。また、書き換え耐久特性も、アニール条件に依存していた。すなわち、現状のアニール処理工程では、アニールの条件出し（最適化）が複雑であるという問題があった。
【００１５】
また、アニール処理は、通常、媒体の基板側に光ヘッド（記録／再生用光ヘッドと兼用）を配置して、すなわち、レーザー光は基板を通過して磁性層をアニールしていたが、その逆の配置でも可能である。すなわち、基板と反対側（磁性層側）に光ヘッド（記録／再生用光ヘッドとは別）を配置して磁性層をアニールする場合もある。ところが、１つの媒体で、前記アニール方法の前者と後者とでは、媒体の記録再生特性が異なるという問題が生じていた。
【００１６】
また、現状のアニールパワーは、媒体の記録／再生パワーより大きいが、製造コスト的には、低パワーである方が好ましい。
【００１７】
また、アニール部分は実質的に非記録領域となることから、高記録密度化を達成する上では、アニール領域の幅（実際には体積）は狭いほど好ましい。ところが現状では、磁性層の分断を十分に達成する目的で、高出力でアニールしていることから，アニール領域（体積）はトラックピッチの１／２〜１／６とかなり大きい範囲となってしまっているという問題があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑みて鋭意検討した結果得られたものであり、再現性の良いかつ効率的なアニ−ル処理方法を提供するものである。
【００１９】
すなわち、本発明は、磁性層のアニール領域が膜厚方向に等幅となる磁壁移動型の光磁気記録媒体とその製造方法、製造装置を提供するものである。
【００２０】
具体的な手法としては、媒体の両面側（基板側と磁性層側）にアニール用の光ヘッドを配置し、アニール照射を媒体の両面側から行なうものである。アニール処理工程としては、両面同時でも、あるいは別々に行なっても良い。
【００２１】
また、他の手法として、１つの光ヘッド（記録／再生用と兼用可）を用いて、基板側あるいは磁性層側のいずれか一方をアニールした後、ディスクをひっくり返して設置し、その反対面をアニールしても良い。
【００２２】
また、別の手法として、磁性層の厚みを従来より薄くすることで、磁性層全体の見かけ上の熱伝導度を上げ、アニール領域を膜厚方向で等幅とすることも可能である。
【００２３】
また、他の手法として、２つの光ヘッド、例えば赤レーザーと青レーザーをこの順で併用することも可能である。すなわち、まず赤のレーザー光で、スポット径の大きな状態（デフォーカス気味。アニールする溝あるいは突起の斜面部分まで十分包括する程度の面積。）でアニールした後、続いて青のレーザー光で幅細くアニールすることによって、実効的なアニール部分の面積をより小さくすることが出来る。また、１回目のアニールによって、磁性層の分断効果が向上している。
【００２４】
なお、アニール領域が磁性層の膜厚方向に等厚であることの確認は、断面ＳＥＭ観察や断面ＴＥＭ観察で行なった。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に実施形態を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。
【００２６】
（実施形態１）
図１の（Ａ）は、本発明のアニール方法を示す概念図である。
【００２７】
光磁気記録媒体１１を挟んで、アニール用の光ヘッド１４（基板面側）と光ヘッド１５（膜面側）が両側に配置している。光磁気記録媒体１１は、基板１２と積層薄膜１３から構成される。
【００２８】
図１の（Ｂ）は、該アニ−ル処理後の媒体を、媒体上面から見た時のアニ−ル部分１６と非アニ−ル部分１７を示したものである。非アニ−ル部分１７が、光磁気記録媒体として情報を記録再生する部分となる。
【００２９】
次に、図２を用いて、本発明の光磁気記録媒体に使用する基板形状を説明する。
【００３０】
ポリカーボネート基板２１は、ランド幅２２が０．１０μｍ、グルーブ幅２３が０．４４μｍ、溝深さ２４が３５ｎｍ、斜面傾斜部２５の角度が約３０°のランド・グルーブ基板である。
【００３１】
次に、積層薄膜１３について、図３を用いて説明する。
【００３２】
該ポリカーボネート基板３１上に干渉層（第１の誘電体層）３２としてＳｉＮ層を３５ｎｍ形成し、次に磁壁移動層（第１の磁性層）３３としてＧｄＦｅＣｏＣｒ層を３６ｎｍ、スイッチング層（第２の磁性層）３４としてＴｂＦｅＣｒ層を１０ｎｍ、記録保持層（第３の磁性層）３５としてＴｂＦｅＣｏＣｒ層を８０ｎｍ、保護層（第２の誘電体層）３６としてＳｉＮ層を５０ｎｍ形成した。
【００３３】
この様にして得られた光磁気記録媒体のランド部分２２を、図１の（Ａ）に示した様に、まず基板面側１４から、続いて磁性層側１５から、アニール処理を施した。両面同時にアニールすることも可能であるが、本実施形態では、ディスクの表と裏でアニールする時間的タイミングを故意にずらし、媒体（特に基板）がレーザーの熱で高温に達するのを防いだ。光ヘッド１４（基板越しアニール）は、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、アニールパワーは３．５ｍＷ、媒体の線速度は、１．５ｍ／ｓｅｃとした。また、光ヘッド１５（膜面アニール）は、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５、アニールパワーは３．５ｍＷ、媒体の線速度は、３．０ｍ／ｓｅｃとした。
【００３４】
アニール処理を施した媒体を再び真空装置内に装着し、図３の媒体構成に示した様に、保護層（第２の誘電体層）３６上に、放熱層３７としてＡｌ層を３０ｎｍ形成し、続いて大気中で保護コート層３８として紫外線硬化樹脂層を２μｍスピンコート法で形成した。アニール処理後に形成した理由は、放熱層３７を形成した媒体では、レーザー光１５（膜面アニール時）の反射が大きくなる為、磁性層の膜面からのアニール処理が十分に出来ない為である。
【００３５】
該光磁気記録媒体のグルーブ面２３に、通常の光磁気記録再生評価装置を用いて、磁界変調方式で記録し、続いて磁壁移動再生を行なった。使用した光ヘッド１４は、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６０、記録パワーは５．０ｍＷ、記録マーク長は０．１μｍ、媒体の線速度は２．４ｍ／ｓｅｃであった。再生パワーを２．４ｍＷとした時に最もジッタ−σが良くなり、σは２．７ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは１．５０×１０−５であり、十分実用レベルであった。また、クロスライト特性、及びクロストーク特性も実用上問題の無いレベルであった。さらに、記録耐久特性、環境保存特性も実用上問題の無いレベルであった。
【００３６】
（実施形態２）
用いた光磁気記録媒体の膜構成は、実施形態１と同じであるが、放熱層（Ａｌ）３７と保護コート層（紫外線硬化樹脂）３８の形成を、実施形態１と異なり、アニール処理前に行なった。
【００３７】
次に、本実施形態のアニール処理について説明する。
【００３８】
該光磁気記録媒体の基板面側から（図１において光ヘッド１４の位置に該当する）、まず波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６の光ヘッドを用いて、スポット径約１μｍ（多少デフォーカス状態）でアニールした後、同じ基板面側から、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６０の光ヘッドでアニール処理を行なった。レーザーパワーは前者で３．０ｍＷ、後者で３．５ｍＷであり、媒体の線速度は、いずれも３．５ｍ／ｓｅｃであった。
【００３９】
この様にして得られた光磁気記録媒体を、そのグルーブ面に、通常の光磁気記録再生評価装置を用いて、磁界変調方式で記録し、続いて磁壁移動再生を行なった。使用した光ヘッド１４は、実施形態１と同様、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６０であり、記録パワーは４．７ｍＷ、記録マーク長は０．１μｍ、媒体の線速度は２．４ｍ／ｓｅｃであった。再生パワーを２．１ｍＷとした時に最もジッタ−σが良くなり、σは２．９ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは１．７×１０−５であり、十分実用レベルであった。また、クロスライト特性、及びクロストーク特性も実用上問題の無いレベルであった。さらに、記録耐久特性、環境保存特性も実用上問題の無いレベルであった。
【００４０】
（比較例１）
用いた光磁気記録媒体の膜構成は、実施形態２と同じとした。すなわち、放熱層３７と保護コート層３８は、アニール処理前に形成した。
【００４１】
該光磁気記録媒体の基板側からアニール処理を１回行なった。この時の光ヘッド１４は、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、アニールパワーは５．４ｍＷ、媒体の線速度は、１．５ｍ／ｓｅｃであった。
【００４２】
この様にして得られた光磁気記録媒体を、そのグルーブ面に、通常の光磁気記録再生評価装置を用いて、磁界変調方式で記録し、続いて磁壁移動再生を行なった。使用した光ヘッド１４は、実施形態１と同様、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６であり、記録パワーは４．２ｍＷ、記録マーク長は０．１μｍ、媒体の線速度は２．４ｍ／ｓｅｃであった。再生パワーを２．２ｍＷとした時に最もジッタ−σが良くなり、σは３．６ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは２．８×１０−５であり、実用レベルであった。また、クロスライト特性、及びクロストーク特性も実用上問題の無いレベルであった。ただし、記録耐久特性については、耐久約１０，０００回でジッターσが約５％劣化した。また、環境保存耐久性については、８５℃ドライ環境において、約１００時間後、σが約１割劣化し、実用上問題であった。
【００４３】
（比較例２）
媒体構成は、実施形態１と同じとし、アニール処理をする光ヘッドは、膜面側（図１において光ヘッド１５の位置に該当する）に配置し、膜面アニールを１回行なった。アニールは、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５、レーザーパワーは６．２ｍＷ、媒体の線速度は３．０ｍ／ｓｅｃであった。
【００４４】
この様にして得られた光磁気記録媒体を、そのグルーブ面に、通常の光磁気記録再生装置を用いて、磁界変調方式で記録し、続いて磁壁移動再生を行なった。使用した光ヘッド１４は、実施形態１と同様、波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６であり、記録パワーは４．４ｍＷ、記録マーク長は０．１μｍ、媒体の線速度は２．４ｍ／ｓｅｃであった。再生パワーを２．５ｍＷとした時に最もジッタ−σが良くなり、σは４．５ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは３．０×１０−５であり、実用レベルであった。また、クロスライト特性、及びクロストーク特性も実用上問題の無いレベルであった。しかし、記録耐久特性は約１０，０００回でジッターσが約５％劣化した。また、環境保存耐久性については、８５℃ドライ環境において、約８０時間後、σが約１割劣化し、実用上問題であった。
【００４５】
以上の結果をまとめると、磁壁移動型の光磁気記録媒体において、磁性層を分断する目的のアニール処理は、従来は、基板越し（比較例１）あるいは膜面側（比較例２）のいずれか一方側から１回行なっていたが、その場合、アニールによる磁性層の分断が不十分となることが多く、記録耐久性や環境保存耐久性に問題があった。本発明によると、ディスクの両面側からアニール（実施形態１）、あるいは片面側から２回アニール（実施形態２）することにより、磁性層が膜厚方向に完全に分断されることから、記録再生特性の向上と、記録耐久特性及び環境保存特性が改善され、実用レベルの超高密度な光磁気記録媒体が提供された。
【００４６】
また、実施形態１では、アニールパワーを従来（比較例１）より小さくすることが可能であったことから、本発明は、媒体の製造コストの低減に効果がある。また、実施形態２においても、アニールパワーを従来（比較例１）より小さくすることが可能であったことから、本発明は、媒体の製造コストの低減に効果がある。
【００４７】
ここで、前記実施形態１、２及び比較例１、２のそれぞれの光磁気記録媒体に記録された磁区形状をＭＦＭ（磁気力顕微鏡）で観察したところ、比較例１の磁区形状はその境界が乱れて汚かったが、他の磁区形状は、大変きれいな矩形磁区であった。
【００４８】
次に、前記実施形態１、２及び比較例１、２のそれぞれの光磁気記録媒体の断面ＳＥＭ写真を撮って比較したところ、実施形態１と実施形態２では、アニール領域に相当する部分が膜厚方向に等幅であったのに対して、比較例１と比較例２では、アニール領域に相当する部分が膜厚方向に等幅ではなかった。すなわち、比較例１では、アニール用光ヘッド１４から一番遠い位置となる『記録保持層』のアニール部分が他より細く（狭く）、分断が不十分であったと推測される。このことは、ＭＦＭ像が不鮮明であったことと一致する。また、比較例２では、アニール用光ヘッド１５から一番遠い位置となる『磁壁移動層』のアニール部分が他より細く（狭く）、分断が不十分であったと推測される。
【００４９】
以上の結果から、本発明の手法により、アニールによる磁性層の変質領域を膜厚方向に等幅（均一）とすることにより、アニールによる分断が十分達成され、磁壁移動型の光磁気記録媒体の記録再生特性、記録耐久特性、環境耐久特性が向上したと推測される。
【００５０】
【発明の効果】
以上述べたように、レーザーを用いてアニ−ル処理することにより磁性層を磁気的に分断している磁壁移動型の光磁気記録媒体において、媒体の両面側からアニ−ルする、あるいは、同じ面を２度以上アニールする等の手法をとることによって、磁性層が十分分断され、記録再生特性、記録耐久特性、環境耐久特性等が改善され、超高密度な光磁気記録媒体を実用レベルで提供することが可能となった。
【００５１】
また、本発明のアニール工程では、アニールパワーの低減が可能となることから、アニール幅を狭くすることが可能となり、狭トラック化（高トラック密度化）を達成できる。
【００５２】
また、本発明のアニール工程では、アニールパワーの低減が可能となることから、本発明の超高密度な光磁気記録媒体を安価に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気記録媒体（実施形態１、２）のアニール方法を説明する概念図。
【図２】本発明の光磁気記録媒体に用いた基板の形状を示す概念図。
【図３】本発明の光磁気記録媒体の断面膜構成図。
【符号の説明】
１１　光磁気記録媒体
１２、２１、３１　基板
１３　積層薄膜
１４　基板側からレーザーアニール（光ヘッド）、または記録再生ヘッド
１５　膜面側からレーザーアニール（光ヘッド）
１６　アニ−ル部分
１７　非アニ−ル部分
２２　ランド幅（ランド部）
２３　グルーブ幅（グルーブ部）
２４　溝深さ
２５　斜面傾斜部
３２　第１の誘電体層
３３　第１の磁性層（磁壁移動層）
３４　第２の磁性層（スイッチング層）
３５　第３の磁性層（記録保持層）
３６　第２の誘電体層
３７　放熱層
３８　保護コート層
【図１】
2004047012.tif 000003
【図２】
2004047012.tif 000004
【図３】
2004047012.tif 000005