(57)【要約】【課題】アニール処理を施さずして磁壁の分離独立が可能で、トラックピッチの狭くなった基板を用いても良好で安定した再生記録特性が得られる磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法。【解決手段】記録トラックの両側に、該記録トラック面に対して非平行な面を有する傾斜部が設けられた基板上に、少なくとも誘電体層、再生層、遮断層、メモリー層を含む複数の層を有する磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法において、指向性を有する原子状粒子を照射することにより、前記記録トラックの両側に存在する前記誘電体層を除去した後、前記再生層以降の各層形成を行う。【選択図】        図１
2004319043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録トラックの両側に、該記録トラック面に対して非平行な面を有する傾斜部が設けられた基板上に、少なくとも誘電体層、再生層、遮断層、メモリー層を含む複数の層を有する磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法において、
指向性を有する原子状粒子を照射することにより、前記記録トラックの両側に存在する前記誘電体層を除去した後、前記再生層以降の各層形成を行うことを特徴とする磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生時に磁壁の移動を利用した超高密度記録に適した磁壁移動型光磁気記録媒体に関するものである。特に、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ記録方式において記録再生特性に優れた磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能な記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザ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この情報を読み出す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体として期待されている。
【０００３】
近年、動画像のデジタル化の動きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高めてさらに大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００４】
一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生光学系のレーザ波長及び対物レンズの開口数ＮＡに大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まるとビームウェストの径が決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波数は２ＮＡ／λ程度が限界となってしまう。したがって、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、再生光学系のレーザ波長を短くするか、対物レンズの開口数を大きくする必要がある。しかしながら、レーザ波長を短くするのは素子の効率、発熱等の問題で容易ではなく、また、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点深度が浅くなる等して機械的精度に対する要求が厳しくなるという問題が生じる。
【０００５】
このため、レーザ波長や対物レンズの開口数を変えずに、記録媒体の構成や再生方法を工夫して記録密度を改善する高密度化技術が種々開発されている。
【０００６】
例えば、特開平６−２９０４９６号公報においては、記録マークの境界部に存在する磁壁を温度勾配によって高温側に移動させ、この磁壁移動を検出することにより、再生信号振幅を低下させることなく、光学系の分解能を超えた記録密度の信号を再生することが可能な光磁気記録媒体及びその再生方法が提案されている。
【０００７】
この再生方法は、ＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）再生方式と呼ばれており、その媒体構成、および、再生方法は図４に示すように、磁壁抗磁力の小さな第一磁性層４００１と、キュリー温度の低い第二磁性層４００２と、磁壁抗磁力の大きな第三磁性層４００３からなる。文献Ｊ．  Ｍａｇｎ．  Ｓｏｃ．  Ｊｐｎ．，  ２２，ｓｕｐｐｌ．  Ｎｏ．  Ｓ２，  ｐｐ．  ４７−５０  （１９９８）  にあるように、第一磁性層４００１は再生時に磁壁移動が起こる磁壁移動層（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）として機能し、第二磁性層４００２は磁壁移動の開始位置を制御する遮断層（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）  として機能し、第三磁性層４００３は情報を保持するメモリ層（ｍｅｍｏｒｙ  ｌａｙｅｒ）として機能する。
【０００８】
これら磁性膜面上に図４（ｂ）に示すような温度分布を形成すると、これに伴って図４（ｃ）に示すように磁壁エネルギー密度の分布が形成され、同図に示すように磁壁をエネルギーの低い高温側へ移動させようとする磁壁駆動力が発生する。しかし、遮断層のキュリー温度より低温の領域では、各磁性層はお互いに交換結合しているため、前述の磁壁駆動力が作用しても、メモリ層の大きな磁壁抗磁力に妨げられて磁壁移動は起こらない。ところが、遮断層のキュリー温度近傍の温度Ｔｓになる位置では交換結合力が弱まるため、磁壁抗磁力の小さな移動層中の磁壁だけが単独で高温側に磁壁移動する。
【０００９】
この磁壁移動は、媒体を温度分布に対して相対的に移動させると、磁壁の空間的間隔に対応した時間間隔で発生することになる。したがって、磁壁移動の発生を検出することで、光学系の分解能とは無関係に信号を再生することが可能になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＤＷＤＤ再生方式に用いられる媒体においては、再生時の磁壁移動がスムースに行われるよう、記録トラックの両側部において磁性層の膜厚方向の交換相互作用による結合を切断もしくは低減することにより、記録マークの前方境界部の磁壁と後方境界部の磁壁とを分離独立して形成することが必要である。
【００１１】
しかし、従来のトラッキングサーボ用の案内溝が付いた基板上に記録膜を成膜すると、図５に示すように案内溝も含めて基板面上には概ね一様な記録膜が形成されるため、記録トラックにおいて前後の磁壁が完全に分離しているような記録マークを形成することは困難であった。
【００１２】
このため従来、記録膜の成膜後に記録トラックの両側（案内溝）を高出力のレーザービームでアニールするなどしてトラック側部の磁性膜を変質もしくは消失させる処理を行い、この処理部に跨るように記録マークを形成することにより前後の磁壁を分離させるようにしていた。
【００１３】
しかし、高密度化に向けてトラックピッチが狭くなってくると、記録トラック両側の案内溝における記録膜のアニール処理は非常に困難となり安定性に欠けるものとなってきた。
【００１４】
一方、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ基板においては、特開平９−１６１３２１号公報に開示されているように溝深さを深くする構成をとることで、ある程度の分断的な成膜が可能となるため、アニールを施す必要性が無くなる可能性を有する旨が開示されている。しかし、この方法では図６に示すようにＧｒｏｏｖｅ部への膜の付着量が少なくなってしまいＬａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ部に同等な特性を有する記録膜を形成できないと言った別の問題が生じてしまう。
【００１５】
また、コリメートスパッタやイオンビームスパッタ等のように指向性の強い成膜手段を用いることで、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ部と側壁部とを分断することも考えられるが、現状ではあまり効果的な指向性成膜の方法は見出されていない。
【００１６】
一方、基板においては、ＲＩＥやＥＢ描画を用いることでスタンパとしてはかなり側壁が切り立ったものが得られるようになってきたが、後工程であるインジェクションや２Ｐ成型において、樹脂の収縮特性の影響を受けてしまい、結局基板としては側壁テーパ角が寝てしまい、所望なものは得られていない。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【００１８】
記録トラックの両側に、該記録トラック面に対して非平行な面を有する傾斜部が設けられた基板上に、少なくとも誘電体層、再生層、遮断層、メモリー層を含む複数の層を有する磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法において、指向性を有する原子状粒子を照射することにより、前記記録トラックの両側に存在する前記誘電体層を除去した後、前記再生層以降の各層形成を行うことを特徴とする磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法。
【００１９】
（作用）
本発明者は鋭意検討の結果、ＳｉＮ等の無機誘電体膜に対して指向性を有する原子状粒子を照射した場合、無機誘電体膜が除去されるレートに非常に強い入射角度依存性が有ることを見出し本発明に至った。
【００２０】
そのため、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ基板上にＳｉＮ等から成る無機誘電体膜を形成した後、指向性を有する原子状粒子の照射手段として、例えばイオンミリング処理を施すと、垂直入射となるＬａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ平坦部に対して、鋭角入射となる側壁部のみが選択的に削られるため、Ｌａｎｄ部には側部の切り立った矩形形状の誘電体膜が得られる。
【００２１】
これにより磁性膜以降の成膜においては、側部への膜付着率が極端に低減されるため、アニール処理を施すことなく膜厚方向の交換相互作用による結合を切断もしくは低減することが可能となる。
【００２２】
よって本発明では、上記構成により、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ基板において側壁部にアニール処理を施す必要なく再生時にスムースな磁壁の移動が行われる媒体の提供が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明による磁壁移動型光磁気記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。この態様においては、基板１００９上に、第一の誘電体層１００７、再生層１００１、再生補助層１００２、制御層１００３、遮断層１００４、メモリー層１００５、記録補助層１００６、及び第二の誘電体層１００８が順次積層されている。
【００２５】
基板１００９としては、例えば、ポリカーボネート、アクリル、ガラス等を用いることができる。第一の誘電体層１００７としては、例えば、ＳｉＮ，ＳｉＯ，ＳｉＣ，ＳｉＡｌＯＮ等のＳｉ系の材料が、また、第二の誘電体層１００８としては、先の例に加えてＡｉＮ，ＺｎＳ，ＭｇＦ，ＴａＯ等の材料も使用できる。また、磁壁の移動を光学的に検出するのでなければ、必ずしも透光性材料である必要はない。
【００２６】
第一の誘電体膜１００７形成後に施すイオンミリングは、図２に模式図を示すイオンミリング装置によって行われる。まず、使用するイオン種に対応したガスをイオン化室に導入し、グリッドにイオン引き出し用の負電位を印加してイオンを基板に向かって照射する。グリッドは、一般にイオン引き出し用グリッドとイオンを閉じ込め用グリッドの２枚から構成されている。また、イオンが平行に照射されるように工夫されている。照射するイオンのエネルギー、電流密度は、基板温度上昇を考慮して選択される。エネルギーとしては、４００〜１０００ｅＶが望ましい。基板はイオンが記録トラック面に垂直に入射するように対抗する位置に置かれるが、ミリングの均一性を考慮して回転させた方がよい。また、基板の温度上昇を抑えるため、水冷された基板ホルダーを使用することが望ましい。この時、記録トラック面を保護するマスク層として、真空を破らないで炭素ターゲットを用い、炭素膜を形成してもよい。
【００２７】
本実施態様では、再生特性向上の観点から再生補助層１００２を設けた例を示してあるが、これ以外に膜厚方向に組成勾配を設ける、或いは、更に多層化した構成を用いても良い。また、制御層１００３は、再生ビームスポット内後方端部での余計な磁壁移動（ゴースト信号）を抑制するものであり、ＴｂＦｅＣｏ，ＴｂＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性層などを用いることができる。また、記録補助層１００６は、記録時の変調磁界に対する感度を高める調整を行うものであり、ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ系から成る磁性膜を用いることができる。更には、この構成に、Ａｌ，ＡｌＴａ，ＡｌＴｉ，ＡｌＣｒ，ＡｌＳｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ａｕ等からなる金属層を付加して、熱的な特性を調整してもよい。（図示せず）また、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせてもよい。また、磁性層以外の層は必須のものではなく、磁性層の積層順序を逆にしてもよい。
【００２８】
これら各層は、例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等によって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破ることなく連続成膜されることで、お互いに交換結合をしている。
【００２９】
上記媒体において、各磁性層１００１〜１００６は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体に一般的に用いられている材料の他、磁気バブル材料や反強磁性材料等、種々の磁性材料によって構成することが考えられる。例えば、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ等の希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１０〜４０ａｔ．％と、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が９０〜６０ａｔ．％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成し得る。また、耐食性向上等のために、これらの合金にＣｒ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ｉｎ等の元素を少量添加してもよい。また、Ｐｔ／Ｃｏ，Ｐｄ／Ｃｏ等の白金族−鉄族周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Ｃｏ−Ｎｉ−ＯやＦｅ−Ｒｈ系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネット等の材料も使用可能である。
【００３０】
重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御することが可能である。補償組成にすれば、室温での飽和磁化を０ｅｍｕ／ｃｃにできる。キュリー温度も、組成比により制御することが可能である。飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。すなわち、Ｆｅ元素１ａｔ．％をＣｏで置換することにより、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添加量を調整する。Ｃｒ，Ｔｉ，Ａｌ等の非磁性元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能である。また、二種類以上の希土類元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリー温度を制御できる。膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御できる。
【００３１】
本発明の磁性記録媒体へのデータ信号の記録は、磁気記録もしくは熱磁気記録によって、メモリー層の磁化配向状態をデータ信号に対応させることによって行う。熱磁気記録には、媒体を移動させながら、メモリー層がキュリー温度以上になるようなパワーのレーザー光を照射しながら外部磁界を変調する方式と、一定方向の磁界を印加しながらレーザーパワーを変調する方式とがある。
【００３２】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
直流マグネトロンスパッタリング装置に、ＢドープしたＳｉ，及びＧｄ，Ｔｂ，ＦｅＣｒ，ＣｏＣｒの各ターゲットを取り付け、トラッキング用のサーボピットの形成されたトラックピッチ０．５４μｍ、溝深さ６０ｎｍ、側壁テーパ角６０ｄｅｇのＬａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅポリカーボネート基板を基板ホルダーに固定した後、２×１０−５Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気した。その後、真空排気したまま所望のスパッタプロセスガスをチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ターゲットを多元同時スパッタして各層を成膜した。磁性膜の成膜時にＮ２ガスが混入していると窒化などを起こし磁気特性に影響を与えるため、誘電体層とその他の磁性層は別のチャンバーにて成膜を行った。
【００３４】
まず初に、ＡｒガスとＮ２ガスをチャンバー内に流しコンダクタンス調整により圧力を所望の値とし、直流反応性スパッタにより第一の誘電体層としてＳｉＮ層を３５ｎｍ成膜した。その後、スパッタプロセスガスをＡｒのみに切り替え、マスク層としてカーボン膜を１０ｎｍ成膜した。
【００３５】
その後、ミリング処理を施すために基板を別のチャンバーに移し、Ｘｅガスを導入しコンダクタンスの調整により所望の圧力とし、イオンミリング処理を行った。
【００３６】
イオン引き出し開口部の大きさはΦ１２０ｍｍ、イオンビーム電圧６００Ｖ、ビーム電流８０ｍＡで５０ｓｅｃの間Ｘｅイオンでミリングを行った。
【００３７】
その後、基板を別のチャンバーに搬送しＡｒガスを導入し、コンダクタンス調整により所望の圧力とし、移動層以降の磁性膜の形成を行った。具体的には、移動層及び移動補助層として組成比の異なるＧｄＦｅＣｏＣｒ層を各々膜厚１８ｎｍ成膜した。次いで、同様にＡｒガスを用い、コンダクタンス調整により所望の圧力とし、制御層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚１８ｎｍ、遮断層としてＴｂＦｅＣｒ層を膜厚１０ｎｍ、メモリー層としてＴｂＦｅＣｏＣｒを膜厚６０ｎｍ形成した。次いで、記録補助層としてＧｄＦｅＣｏＣｒ層を膜厚２０ｎｍ形成した。
【００３８】
そして最後に、第二の誘電体層としてＳｉＮ層を５０ｎｍ、第一の誘電体層形成時と同様直流反応性スパッタにより成膜した。
【００３９】
各磁性層は、Ｇｄ，Ｔｂ，ＦｅＣｒ，ＣｏＣｒの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成比を制御した。各磁性層における組成比は、なるべく補償組成近傍の組成になるように調整した。厳密には、再生温度となる遮断層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄族元素とが補償されるように、室温で希土類元素優勢になるように調整した。
【００４０】
具体的には、再生層のキュリー温度は２９０℃程度となるように調整し、再生補助層のキュリー温度は２５０℃程度、制御層のキュリー温度は１７０℃程度、遮断層のキュリー温度は１６０℃程度、メモリー層のキュリー温度は３３０℃、記録補助層のキュリー温度は３８０℃程度となるように調整した。
【００４１】
こうして作製した実施例１におけるサンプルの動特性評価を、従来から一般的に使用されている磁界変調記録用の磁気ヘッドの搭載されているレーザー波長６５０ｎｍ、対物レンズのＮ．Ａ．０．６０の光磁気ディスク評価装置を用いて評価した。記録は、レーザーを直流照射しメモリー層のキュリー温度以上に加熱した後の冷却過程で、磁界の変調に対応した上向き磁化領域と下向き磁化領域とのパターンを、記録補助層から転写することで行った。また、本実施例においては、変調磁界強度は３００Ｏｅとした。
【００４２】
Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅそれぞれにおける最適な記録パワーの選択は、線速２．４ｍ／ｓｅｃで媒体を回転させながら集光されたレーザービームのパワーを約２〜８ｍＷの範囲で可変し選択した。再生も同様にレーザーパワーを約１〜４ｍＷまで可変し、最適値を選択した。
【００４３】
その結果、Ｌａｎｄにおける最適値は夫々、記録パワーが４．８ｍＷ、再生パワーが２．５ｍＷであった。そこで、これらの最適条件を用い、線記録密度０．０８μｍ／ｂｉｔでのランダムパターン信号においてジッタ特性を調べた結果、３．９８ｎｓと非常に良好な値であった。
【００４４】
また、Ｇｒｏｏｖｅにおける最適値は夫々、記録パワーが４．６ｍＷ、再生パワーが２．４ｍＷであった。そこで、Ｌａｎｄと同様にしてジッタ特性を調べた結果、３．７２ｎｓと非常に良好な値であった。また、クロスライトのパワーマージンもＬａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅそれぞれ約１５％と実用上十分な値であった。
【００４５】
このように本実施例の磁壁移動型光磁気記録媒体においては、ＬａｎｄとＧｒｏｏｖｅとの間で特性がほぼ揃った良好な記録再生特性が得られることが分かった。
【００４６】
（比較例１）
比較例として、前記マスク層の形成ならびに前記第一の誘電体層へのイオンミリング処理を除いた以外は実施例１と同様にサンプルの作製、並びに、記録再生特性の評価を行った。なお、本比較例における基板上への膜の付着形状は図３に示す通りである。
【００４７】
その結果、Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ共に０．０８μｍ／ｂｉｔの線記録密度では、まともな記録再生特性を得ることが出来なかった。そこで、線記録密度を０．１０μｍ／ｂｉｔまで下げたところ、ようやくジッタ特性を評価出来るレベルとなったが、クロスライトの影響が非常に大きく、クロスライトのパワーマージンが全く得られない状況であった。すなわち、ジッタ特性が底値となる以前にクロスライトの影響を受けてしまうため、ジッタ特性において実用的な値を得ることが出来なかった。
【００４８】
以上、本発明における実施例、及び、比較例を述べたが、これ以外に、本発明の磁壁移動型光磁気記録媒体は、磁気光学効果による偏光面の変化に限らず、磁壁の移動によって生ずる別の変化を検出して再生してもよい。更には、各磁性層の界面は必ずしも明瞭急峻である必要はなく、膜厚方向に徐々に特性の変化している構成であってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、磁性層以降の形成に先立ち、基板上に無機誘電体膜を形成した後、指向性を有する原子状粒子の照射、例えばイオンミリング処理を施すことで、矩形形状で側部の切り立った誘電体膜が得られることにより、磁性層以降における側部への膜の付着率が大幅に低減され、膜厚方向の交換相互作用による結合を切断もしくは低減することが可能となった。その結果、アニール処理を施さずして磁壁の分離独立が可能となるため、トラックピッチの狭くなった基板を用いても良好で安定した再生記録特性が得られる。よって、狭トラックピッチ化されたＬａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ基板を用いた場合においても、良好な記録再生特性が得られるため、従来よりも面記録密度が向上された記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁壁移動型光磁気記録媒体の一実施態様を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に用いた、イオンミリング装置の模式図である。
【図３】従来の磁壁移動型光磁気記録媒体を示す模式的断面図である。
【図４】ＤＷＤＤ再生方式の概念を模式的に示した図である。
【図５】従来の磁壁移動型光磁気記録媒体の案内溝付き基板への膜付着形状を示す模式的断面図である。
【図６】従来の磁壁移動型光磁気記録媒体の深溝基板への膜付着形状を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１００１  再生層
１００２  再生補助層
１００３  制御層
１００４  遮断層
１００５  メモリー層
１００６  記録補助層
１００７  第一の誘電体層
１００８  第二の誘電体層
１００９  基板
４００１  第一磁性層、移動層
４００２  第二磁性層、遮断層
４００３  第三磁性層、メモリー層
【図１】
2004319043.tif 000003
【図２】
2004319043.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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