(57)【要約】【課題】  トラックピッチが０．３μｍ以下の狭トラックにおいても、実用上問題のない再生信号が得られる光磁気記録媒体とその製造方法を提供する。【解決手段】  平坦な基板上に磁性層形成後、反応性イオンエッチング法で磁性層の一部を除去し、かつその上に誘電体層を形成する。【選択図】  図１
2005285173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な基板上に少なくとも磁性層を積層形成する光磁気記録媒体において、磁性層形成後に反応性イオンエッチング法で磁性層の一部を除去し、かつその上に誘電体層を形成することを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】
平坦な基板上に少なくとも磁性層を積層形成する光磁気記録媒体の製造方法において、磁性層形成後に反応性イオンエッチング法で磁性層の一部を除去し、かつその上に誘電体層を形成することを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の書き込み・消去の可能な光磁気記録媒体の中でも、特に、再生光学系の解像能力を遥かに超えた信号の検出が可能な『磁壁移動検出型の光磁気記録媒体』（以下、ＤＷＤＤ媒体と称す。Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎの略。特開平０６−２９０４９６号）の更なる高密度化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスク型の情報記録媒体の大容量化（高記録密度化）は、線記録密度（円周方向）とトラック密度（半径方向）の双方でそれぞれ改善・向上がなされている。
【０００３】
その中でも、光磁気記録媒体では、昨今、光のスポット径以下の微細な高密度記録パターンの記録方式（超解像）と、光学系の分解能を越えた高密度記録信号の再生を実現する再生方式（ＤＷＤＤ、ＭＡＭＭＯＳ等）が提案され、線記録密度としては、０．１μｍ以下のマークの記録と再生が可能となっている。一方、トラック密度は、トラックピッチを決める基板の成型技術（転写性）と記録／再生信号の干渉（クロストークやクロスイレース等）がその数値限界を決めている。現状技術では、光磁気ディスクでのトラックピッチは、０．３μｍ程度が限界である。これ以下のトラックピッチでは、基板成形時の転写性に問題があり、かつ、再生信号のクロストーク及びクロスイレースが大きく、実用レベルには達していない。
【特許文献１】特開平０６−２９０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の線記録密度の大きなＤＷＤＤ媒体においても同様に、トラックピッチが０．３μｍ程度以下になると、隣接トラックからのクロストークあるいはクロスイレースの問題が避けられない。
【０００５】
また、ＤＷＤＤ媒体の必須要件となっている磁性層を分断する方法も、従来から提案しているトラック間アニール（特開平０６−２９０４９６号）やイオンミリング（特開平１０−２７５３６９号）等の手法では、記録に寄与しない『分断部分』の面積が、情報記録部と比較して同等程度存在し、有効面積が減少することにより、再生信号が極めて小さくなる傾向にあり、実用上問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、トラックピッチが０．３μｍ以下の狭トラックにおいても、実用上問題のない再生信号が得られる光磁気記録媒体とその製造方法を提供するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、平坦な（溝とかピットとかを形成していない）基板上にＤＷＤＤ構成の積層薄膜（磁性層を含む）を形成し後、電子線（ＥＢ）リソグラフィー技術とＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を駆使して、磁性層を所望のサイズに加工することにより、狭トラックピッチ化を達成したものである。なお、情報の記録は、残存する磁性層部分で行なう。また、この情報記録部（凸部）は、ディスクの中心に対して、同心円状あるいはスパイラル状に形成し、磁壁の移動をトラック方向（円周方向、線記録密度方向）に生じさせることで、再生信号の増大（ＤＷＤＤ再生）を実現している。
【０００８】
また、本発明は、ＤＷＤＤ膜に必須要件である「磁性層の分断」も同時に達成出来ている。
【０００９】
ここで、ＲＩＥ法の利点について説明する。
【００１０】
ＲＩＥ法とは、化学的反応を利用しつつイオン入射も併用することで、イオン入射方向（縦方向）へのエッチング速度が、そうでない方向（横方向）へのエッチング速度より圧倒的に速い状態を作り出し、異方性エッチングを実現するものである。従って、磁性層の不要な部分を膜厚方向に垂直に削る手法として大変適している（高選択比；テ−パ角約７５°）。
【００１１】
この技術を利用して、本発明では、磁性層の中でも記録しない部分を積極的に除去し（例えば、アニールしていた部分に相当する）、記録する部分のみを残存させている。トラックピッチやは、ＲＩＥの加工精度に依存し、現状でも０．３μｍ以下は十分可能で、０．１μｍ以下も可能である。このサイズは、従来の基板の射出成形法では実現できない微細な形状である。
【００１２】
また、本発明では、磁性層をＲＩＥ加工する際に、Ｔｉをマスク層として使うこと、Ｃｏ＋ＮＨ３混合ガスをエッチングガスとして用いることで、比較的高速な、生産性のあるエッチングレート（１３０ｎｍ／ｍｉｎ）を実現している。
【００１３】
また、光磁気記録媒体の磁性層は、希土類等、化学的に不安定な材料であることから、磁性層とＴｉマスク層間には、磁性層の保護（耐腐食性）の目的で、誘電体層（ＳｉＮ）を若干膜厚形成した。なお、磁性層の不要部分の除去（エッチング）が終了した後に、残存する磁性層（情報記録部）を保護する目的で、媒体表面全体に、誘電体層（ＳｉＮ）を追加形成した。
【００１４】
なお、光磁気ディスクに必要なアドレスピット等も前記ＲＩＥ法で同時に作製することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように、本発明によると、磁性層を記録（例えばランド）部分のみ残す媒体の加工方法（製造方法）が提供されることで、ＤＷＤＤ媒体の狭トラック化を可能とし、すなわち、ＤＷＤＤ媒体の高トラック密度化を可能とした。
【００１６】
また、本発明は、汎用のＥＢリソグラフィー技術および汎用のＲＩＥ法を用いることで（特殊な製造技術を必要としないことから）、媒体の製造コストアップを抑制している。
【００１７】
また、本発明の媒体は、ＤＷＤＤ磁性層の分断処理（アニール等）を必要としないことから、媒体のコスト低減に効果がある。
【００１８】
なお、本発明の媒体の製造方法では、基板に溝やピットの形成が不要であることから、高密度媒体における高度な基板作製技術の様々な課題をすべて排除することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に実施例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例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１に、本発明の光磁気ディスクの製法を示した媒体断面概念図を示す。
【００２１】
本光磁気記録媒体は、いわゆるＤＷＤＤ媒体で、積層薄膜の最終構成は、図３に示した通りである。図３を用いて媒体構成を詳細に説明する。
【００２２】
まず、平坦な（溝やピットの無い）厚み０．５ｍｍのポリカーボネート基板３１上に、下地誘電体層３２（ＳｉＮ、３０ｎｍ）、移動層３３（ＧｄＦｅＣｏＣｒ、３６ｎｍ）、スイッチング層３４（ＴｂＦｅＣｒ、８ｎｍ）、メモリ層３５（ＴｂＦｅＣｏＣｒ、４０ｎｍ）をこの順にスパッタリング形成する。さらに、上地誘電体層３６（ＳｉＮ）を最終膜厚の約半分である２５ｎｍ形成した。ここまでが、図１の（ａ）に相当する。
【００２３】
次に、図１の（ｂ）に示した様に、マスク層としてＴｉを５０ｎｍ形成した。
【００２４】
次に、図１の（ｃ）に示した様に、レジスト層を１００ｎｍ塗布形成（スピンコート）した。
【００２５】
次に、図１の（ｄ）に示した様に、ＥＢマスタリング法で、カッティング→露光→現像し、トラックピッチ０．３μｍ（ランド幅０．２μｍ、グルーブ幅０．１μｍ）の同心円状の表面凹凸形状を形成した。ここで、グルーブ（溝）表面には、下地のＴｉマスク層が露出していた。
【００２６】
次に、図１の（ｅ）に示した様に、パターニングされたレジスト上から、Ｔｉマスク層をＡｒガス中でイオンミリング（又は、Ａｒエッチング）した。
【００２７】
次に、図２の（ｆ）に示した様に、レジスト層を溶剤で削除した。（この時、磁性層等は、上地ＳｉＮ層３６で保護されているので、溶剤に溶け出すことはなかった）。
【００２８】
次に、図２の（ｇ）に示した様に、Ｔｉマスク層の上から、ＣＯ−ＮＨ３混合ガス雰囲気中で、磁性層をＲＩＥ加工した（エッチングレート；１３０ｎｍ／ｍｉｎ）。この時、Ｔｉマスク層の下に位置する磁性層は、エッチングされずにそのまま残った。
【００２９】
次に、図２の（ｈ）に示した様に、Ｔｉマスク層をＳＦ６ガス雰囲気中でエッチングした。
【００３０】
最後に、図２の（ｉ）に示した様に、上地誘電体層３６（ＳｉＮ）を２５ｎｍ形成した。
【００３１】
続いて、保護コート層３７として紫外線硬化樹脂層を２μｍ塗布形成した。
【００３２】
このようにして得られた光磁気ディスクの磁性層表面の凹凸形状は、トラックピッチ０．３μｍ、ランド幅（磁性層が残っている部分）０．２μｍ、グルーブ幅（磁性層が無い部分）０．１μｍ、ランド高さは、０．１４μｍ（積層膜厚にほぼ等しい）であった。
【００３３】
このようにして得られた光磁気ディスクを用いて、記録再生実験を行なった。
【００３４】
波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６のレーザ−を用いて、媒体のランド部分に、ビット長０．０８μｍの（１、７）ＲＬＬ変調ランダム信号パターンのマークエッジ記録を行い、ＤＷＤＤ再生を行った。なお、線速度は２．７ｍ／ｓｅｃ、記録パワーは５．０ｍＷ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３．７ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは１．４×１０−５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全く問題無いレベルであった。
【００３５】
以上の結果から、電子線（ＥＢ）を用いたリソグラフィー法およびＲＩＥ法を利用した本発明のＤＷＤＤ媒体は、狭トラックピッチ（０．３μｍ）下でも実用上十分な再生信号が得られ、ＤＷＤＤ媒体の高トラック密度化が達成できた。
【実施例２】
【００３６】
図１（ｃ）に示した、レジスト１００ｎｍをスピンコートするまでは、実施例１と同じとした。
【００３７】
次に、図１（ｄ）に示した通り、ＥＢリソグラフィーで作製したＴｐ０．１μｍ（ランド０．０７μｍ、グルーブ０．０３μｍ）の原盤（マスターディスク）をレジスト面に圧着し（通称；ナノインプリント）、溝構造を形成した。その後は、実施例１と同様に、図１（ｅ）と図２（ｆ）〜（Ｊ）に示した順の手順で媒体を形成した。
【００３８】
このようにして得られた光磁気ディスクの磁性層の凹凸形状は、トラックピッチ０．１μｍ、ランド幅（磁性層が残っている部分）０．０７μｍ、グルーブ幅（磁性層無し）０．０３μｍ、ランド高さは０．１４μｍ（積層膜厚にほぼ等しい）であった。
【００３９】
このようにして得られた光磁気ディスクを実施例１と同様に記録再生実験を行なった。
【００４０】
波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６のレーザ−を用いて、媒体のランド部分に、ビット長０．０８μｍの（１、７）ＲＬＬ変調ランダム信号パターンのマークエッジ記録を行い、ＤＷＤＤ再生を行った。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３．７ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは１．６×１０−５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全く問題無いレベルであった。
【００４１】
以上の結果から、電子線（ＥＢ）を用いたリソグラフィー法およびＲＩＥ法を利用した本発明のＤＷＤＤ光磁気記録媒体は、狭トラックピッチ０．１μｍにおいても、実用上十分なＤＷＤＤ再生信号が得られ、ＤＷＤＤ媒体の更なる高トラック密度化が達成できた。
【００４２】
（比較例１）
実施例１と基板形状が等しくなるポリカーボネート基板を成形する為のスタンパを準備した。
【００４３】
すなわち、トラックピッチが０．３μｍ、ランド幅が０．２μｍ、グルーブ幅が０．１μｍ、溝深さが０．１４μｍのスタンパを用意して、ポリカーボネート基板を射出成形法で製造した。
【００４４】
ところが、出来上がった成形基板は、溝深さが約０．０７μｍであった。これは、トラックピッチが従来と比較して非常に狭くなっていることから、基板の樹脂が十分溝に入り込めず、溝深さが０．１４μｍ（いわゆる深溝）の場合の転写が困難であったと解釈される。
【００４５】
このポリカーボネート基板を用いて、実施例１と同様に積層薄膜１２を形成し、上地誘電体層３６（ＳｉＮ）を５０ｎｍ形成した後、保護コート層３７として紫外線硬化樹脂層を２μｍ塗布形成した。
【００４６】
このようにして得られた光磁気ディスクの磁性層表面の凹凸形状は、トラックピッチ０．３μｍ、ランド幅０．２μｍ、グルーブ幅０．１μｍ、ランド高さ（溝深さ）は０．０７μｍであった。積層薄膜１２の断面を観察したところ、積層薄膜１２は、ランド部からグルーブ部にかけて連続していた。また、アニール処理等の磁性層の分断は行なわなかった。
【００４７】
このようにして得られた光磁気ディスクを用いて、記録再生実験を行なった。
【００４８】
波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６のレーザ−を用いて、媒体のランド部分に、ビット長０．０８μｍの（１、７）ＲＬＬ変調ランダム信号パターンのマークエッジ記録を行い、ＤＷＤＤ再生を行った。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６．２ｎｓであった。また、この時のビットエラーレートは１．４×１０−３であり、いずれも実用レベルには達していなかった。また、クロスライト特性、及びクロストーク特性も実用レベルには達していなかった。
【００４９】
この様な結果となった理由として、射出成形法では、トラックピッチが０．３μｍ以下と小さくなった場合、溝深さは（深くとも）せいぜい０．０７μｍまでしか作製できず、深溝による磁性層の分断効果が不十分であり、前記断面観察の結果でも明らかなように、磁性層のランド部とグルーブ部が連続していたことから、良好な再生特性が得られなかったと予想される。
【００５０】
以上の結果から、０．３μｍ以下の狭トラックピッチ基板における０．１４μｍ以上の深溝の（ポリカーボネートの）射出成形は、技術的に困難であることがわかった。
【００５１】
また、溝深さ０．０７０μｍのポリカーボネート基板を用いて実施例１と同様の光磁気ディスクを形成したところ、深溝による磁性層の分断効果（アニール処理無しは極めて弱く、ＤＷＤＤ媒体として実用レベルのものは得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）〜（ｅ）本発明の光磁気記録媒体（実施例１、２）の媒体製造方法を説明する図。
【図２】（ｆ）〜（Ｊ）本発明の光磁気記録媒体（実施例１、２）の媒体製造方法を説明する図。
【図３】本発明の光磁気記録媒体の膜構成を説明する図。
【符号の説明】
【００５３】
１１、３１  基板
１２  積層薄膜（図３の３２、３３、３４、３５、３６全部に相当する）
１３  マスク層（Ｔｉ）
３２、３６  誘電体層（ＳｉＮ）
３３  移動層（第３の磁性層）
３４  スイッチング層（第２の磁性層）
３５  メモリ層（第１の磁性層）
３７  保護コート層
【図１】
2005285173.tif 000003
【図２】
2005285173.tif 000004
【図３】
2005285173.tif 000005