JP2004178668A

JP2004178668A - 磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JP2004178668A
Application number: JP2002342519A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Hozumi; 靖穂積
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】レーザアニール処理法を用いて光磁気記録媒体を製造する場合、媒体上に形成する非記録トラック全周に渡ってレーザアニール処理を１トラックずつ行わなければならないため、多くの処理時間を必要とする。
【解決手段】情報記録領域と非記録領域が互いに隣接して交互に形成された光磁気記録媒体を製造するに当たり、レーザ光を照射することにより磁気的性質を変質させて非記録領域を形成するためのレーザアニール処理と同時に欠陥検査を行う。よって、１工程を削減できるため、生産性を向上できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁壁の移動を利用し、記録磁区を拡大して再生する磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報の書き換え可能な大容量メモリの一つとして、レーザ光を用いて再生、記録を行う光磁気記録媒体が注目されている。この記録媒体では、再生光学系のレーザ波長λと対物レンズの開口数ＮＡによりビームウェスト径２Ｗ_０（２Ｗ_０＝Ｋ・λ／ＮＡ）が決まるので、光磁気記録媒体は信号再生時の空間周波数が２ＮＡ／λ程度まで検出可能である。しかしながら、光磁気記録媒体の更なる大容量化への要求は高まる一方である。この要求を満たす目的で、即ち、光磁気記録媒体の記録密度を波長λと開口数ＮＡで決まる回折限界を超える密度にまで高めるため、記録媒体の構成や読み取り方法を工夫し、記録密度を改善する技術が開発されている。
【０００３】
以下、光学的な回折限界を超えた微小記録磁区長まで記録密度を上げた光磁気記録媒体の例を説明する。
【０００４】
例えば、特開平３−９３０５８号公報、特開平６−１２４５００号公報においては、磁気的に結合される再生層と記録層とを有してなる多層膜の記録層に信号記録を行うと共に、再生層の磁化の向きを一方向に揃えた後（特開平６−１２４５００号公報の磁化方向は面内）、レーザ光を照射して加熱し、再生層の昇温領域に記録層に記録された信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案されている。
【０００５】
この方法によれば、再生用のレーザのスポット径に対して、信号を検出する領域（アパーチャー）を十分に小さくできるため、再生時の符号間干渉を減少でき、光学的な検出限界λ／２ＮＡ以下のピット周期の信号が再生可能となる。以上の再生方法はＭＳＲ（ａｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｓｕｐｅｒ−ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅａｄｏｕｔｍｅｔｈｏｄ）再生方式と呼ばれている。
【０００６】
また、別の例として、上記ＭＳＲ再生方式の欠点を補った構成が特開平６−２９０４９６号公報において提案されている。ＭＳＲ再生方式では、再生用レーザのスポット径に対して有効に使用できる信号検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が大幅に低下し十分な再生出力が得られない欠点を有している。
【０００７】
次に、特開平６−２９０４９６号公報に開示された再生方法を図６を参照して説明する。図６（ａ）は記録媒体の層構成と磁化の様子、図６（ｂ）は記録媒体の温度分布を示す。図６（ａ）において、６３１は第一の磁性層、６３２は第二の磁性層、６３３は第三の磁性層である。また、６１は原子スピン、６２は磁壁、６４は再生光スポットを示す。原子スピンの矢印の方向は磁化の方向を表す。
なお、図６では磁性層が３層の場合の例を示す。
【０００８】
同公報の構成では、再生信号振幅を低下させることなく光学的な検出限界以下の周期の信号が高速で再生可能となり、記録密度並びに転送速度を大幅に向上できる。即ち、図６（ｂ）に示すように媒体上に温度分布を持たせ、この温度分布と磁壁エネルギーの温度依存性とにより、記録マークの磁壁に再生光スポット６４内へ移動する圧力を誘発させる。
【０００９】
図６（ａ）に示す第二の磁性層６３２のキュリー温度近傍まで磁性層が昇温されると、第一の磁性層６３１と他の磁性層との交換結合が切断され、記録トラックの両サイドの磁気的結合分断領域の存在により、第一の磁性層６３１の磁壁６２が瞬間的に再生光スポット６４内へ移動する。そして、その結果、再生光スポット６４内の原子スピン６１の向きが反転して全て一方向に揃い、記録マークが拡大する。
【００１０】
従って、再生信号振幅は記録されている磁壁の間隔（即ち、記録マーク長）によらず、常に一定且つ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形干渉等の問題から完全に解放されるのである。以上の再生方法はＤＷＤＤ（ｄｏｍａｉｎｗａｌｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）再生方式と呼ばれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＤＷＤＤ再生方式の再生原理である第一の磁性層（磁壁移動層）の磁壁を再生光スポット内へ移動させ、第三の磁性層（記録層）からの転写磁区を拡大するには、記録トラックの両サイドに非記録トラックとして磁気的結合分断領域の形成が必要とされる。この磁気的結合分断領域は少なくとも磁壁移動層上に形成されていなければならない。
【００１２】
また、この磁気的結合分断領域は、非磁性或いは面内磁化膜である必要がある。こうすることにより、磁区の拡大に際し、磁気的結合分断領域には磁壁が存在せず、或いは存在してもエネルギーの小さい磁壁が形成されるのみであるため、スムーズな磁壁の移動を可能にし、情報記録媒体として利用できる特性を示すようになるのである。
【００１３】
この磁気的結合分断領域を形成する方法としては、記録トラックの両サイドの磁性膜を高いパワーでレーザ光を照射することによりその磁性膜の磁気的性質を変質させて行う方法、所謂レーザアニール処理法がある。しかし、トラック分断処理は記録トラック間に位置する非記録トラックに対してだけ行う必要があり、また、従来のレーザアニール処理法では光スポットを非記録トラック１トラックのみに集光して行うため、媒体上に形成する非記録トラックに対し１トラックずつレーザアニール処理を施す必要がある。
【００１４】
従って、以上の従来からのレーザアニール処理法を用いて磁壁移動型光磁気記録媒体を製造する場合には、媒体上に形成する非記録トラック全周に渡ってレーザアニール処理を１トラックずつ行わなければならないため、多くの処理時間を必要とし、生産タクト上大きな問題となっていた。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、レーザアニール処理と同時に欠陥検査を行うことにより、全体の処理時間を短縮できると共に、検査の信頼性を向上することが可能な磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、情報記録領域と非記録領域が互いに隣接して交互に形成された光磁気記録媒体を製造する製造方法において、レーザ光を照射することにより磁気的性質を変質させて前記非記録領域を形成するためのレーザアニール処理を行い、且つ、前記レーザアニール処理と同時に欠陥検査を行うことを特徴とする。
【００１７】
光磁気記録媒体の製造において基板上に記録膜を成膜し、保護コートを塗布した後に、その媒体に傷やピンホール等の反射率異常による欠陥が生じていないかを検査する欠陥検査工程を実施している。この工程により、情報記録媒体としての品質が確保できる。
【００１８】
一方、磁壁移動型光磁気記録媒体の製造においては、全ての媒体、及び、各媒体上の全ての非記録トラックに対しトラック分断処理、即ち、レーザアニール処理を施すことが必須である。
【００１９】
以上の二つの工程に着目し、鋭意検討の結果、レーザアニール処理工程の最中に、欠陥検査工程を同時に行うことの可能性を見出し、本発明をなし得るに至ったのである。
【００２０】
レーザアニール処理は非記録トラックにレーザ光を照射し走査して行うため、本発明では非記録トラック上の反射率異常による欠陥のみに対し検出することになる。従って、本発明を用いたとしても記録トラックに対する欠陥を直接検出できるわけではない。しかし、実際に使用されている光記録媒体を考えた場合には、記録トラックのピッチとしてはせいぜい数ミクロン以下であり、記録トラック上の通常の欠陥であれば、その記録トラックに隣接する非記録トラック上にも欠陥として存在する可能性は極めて高い。
【００２１】
従って、本発明において非記録トラックの欠陥を検出することにより、記録トラック上の欠陥も極めて高い確率で検出することができるのである。そして、以上のような発想をもとに検討を重ねた結果、実現可能性を確認し、本発明の提案に至ったのである。
【００２２】
以上のような本発明によれば、製造時において一工程分のタクトを削減することができ、生産性を向上できる。また、レーザアニール処理は製造した全媒体に対し１トラックずつ必ず行わなければならない工程であるので、本発明による欠陥検査は必然的に全数検査になり、更に、媒体上の全トラックに対して隅々まで行うことになり、より信頼性を増した磁壁移動型光磁気記録媒体の製造が可能になるのである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態に係る磁壁移動型光磁気記録媒体の基本構成を示す断面図である。図５において、まず、基板５１はポリカーボネート（ＰＣ）を用いて射出成形により作製する。基板５１はトラックピッチ０．５５μｍ、グルーブ幅０．４２μｍ、溝深さ０．０３μｍのグルーブ記録用基板である。グルーブ幅は溝深さの半値幅で規定している。
【００２４】
また、溝を形成しているランドの延長線上にサーボ用のピットが形成されており、このサーボピットを利用してサンプルサーボによりトラッキング動作を行う。なお、射出成形基板にポリカーボネート（ＰＣ）を用いたが、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）等を成形材料として用いてもよい。また、紫外線硬化樹脂による、いわゆる２Ｐ成形基板を使用することもできる。
【００２５】
更に、グルーブ記録用基板を用いたが、当然、ランド記録用基板でも、ランド・グルーブ記録用基板でも使用可能である。更には、サンプルサーボ用等のピットのみが形成された溝なしの基板でも、磁気的結合分断領域である非記録トラックを形成するのであれば使用可能である。
【００２６】
このようにして作製した基板５１上に記録膜をスパッタ法により成膜する。記録膜として、基板５１上に第一の誘電体層（ＳｉＮ）５２、磁壁が移動する磁壁移動層としての第一の磁性層（ＧｄＦｅＣｏ、膜厚４０ｎｍ）５３１、ゴースト現象を抑制するための調整層としての第四の磁性層（ＴｂＦｅＣｏ、膜厚２０ｎｍ）５３４、第一の磁性層、第三の磁性層よりキュリー温度が低いスイッチング層としての第二の磁性層（ＴｂＦｅ、膜厚１０ｎｍ）５３２、記録磁区を蓄積するメモリ層としての第三の磁性層（ＴｂＦｅＣｏ、膜厚８０ｎｍ）５３３、第二の誘電体層（ＳｉＮ）５４を順次積層する。
【００２７】
各誘電体層としては、上記誘電体層の他に、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ_２等の透明誘電材料が使用できる。また、第一の磁性層５３１、第二の磁性層５３２、第三の磁性層５３３、第四の磁性層５３４としては、上記磁性材料を含む種々の磁性材料によって構成することが考えられるが、例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ等の希土類金属元素の一種類或いは二種類以上が１０〜４０ａｔ％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属の一種類あるいは二種類以上が６０〜９０ａｔ％で構成される希土類・遷移金属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、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎ等の元素を少量添加してもよい。なお、第一の磁性層には第三の磁性層より磁壁抗磁力の小さな磁性材料が用いられる。また、上記４つの磁性層のほかに付加的に他の磁性層を設けても良い。
【００２８】
次いで、このようにして作製した光磁気記録媒体のランドに対し、図１に示すレーザアニール処理装置を用いてアニール処理を施す。図１において、１０はディスク状の光磁気記録媒体、１１は欠陥検査装置を含むレーザアニール処理装置である。この欠陥検査装置に内臓された波長λ＝４０５ｎｍの光源から、ＮＡ＝０．８５の光学系を用いてレーザ光を光磁気記録媒体１０上のランドに照射してレーザアニール処理を施し、非記録トラックを形成する。ディスク状の光磁気記録媒体１０の回転速度は３．０ｍ／ｓ、アニールパワーはＰａ＝６．４ｍＷである。
【００２９】
この処理により、各ランドでランド中心に向かって垂直磁気異方性から膜面内磁気異方性へと磁気的性質が変質しており、アニールパワーが高いほどランド上の磁性は垂直磁気異方性が弱まる。なお、レーザアニ−ル処理はレーザ光を磁性膜が形成された膜面側から照射して行っているが、レーザ光を膜面とは反対の面である基板側から照射して行っても本発明の効果を得ることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、グルーブ記録用の媒体に対しランドをレーザアニール処理しているが、ランド記録用の媒体に対しグルーブをレーザアニール処理しても、或いはランド・グルーブ記録用の媒体に対しランド・グルーブ間の斜面をレーザアニール処理しても本発明の効果は得られる。即ち、レーザアニール処理により非記録トラックが形成されるのであれば、本発明の効果を得ることはできるのである。
【００３１】
図２は欠陥検査装置を含むレーザアニール処理装置１１の一例を示す構成図である。本実施形態では図２に示すレーザアニール処理装置１１により磁壁移動型光磁気記録媒体１０の欠陥検査をレーザアニール処理と同時に行っている。具体的には、光源２１からの出射光は、偏光ビームスプリッタ２２を透過した後、対物レンズ２３で集光され、光磁気記録媒体１０の非記録トラックであるランドに照射される。
【００３２】
この光磁気記録媒体１０からの反射光は、偏光ビームスプリッタ２２により反射後、シリンドリカルレンズ２４を通過して受光素子２５で検出される。これにより、アンプ２６では反射光量の和が求められ、和信号（ＳＵＭ信号）が検出される。ここで、記録媒体１０上に欠陥２７が存在する場合には、欠陥信号として検出及び出力される。
【００３３】
また、レーザアニール処理時には、光磁気記録媒体１０を回転させ、通常のプッシュプル信号を用いたトラッキング法によりアニール用に設けられたランドに対しトラッキング制御を行い、図２に示す欠陥検出系を媒体の半径方向に移動させることにより、媒体全面を走査する。そして、その媒体１０上に欠陥２７が存在すると、回折及び散乱により反射光量は減少するため、アンプ２６の出力のＳＵＭ信号は図３（ａ）に示すような波形となり、検出されたＳＵＭ信号を演算処理、即ち、比較器を用いてＳＵＭ信号と所定のスライスレベルを比較して図３（ｂ）に示すような欠陥信号を生成し、欠陥２７を検出する。
【００３４】
また、記録媒体１０にはサーボ用のピットやアドレスピット等のＩＤ部が存在しているので、欠陥部とＩＤ部のピットとを区別する必要がある。図４（ａ）はＩＤ部のピットから発生するＳＵＭ信号、図４（ｂ）はデータ部のウィンドウ信号である。本実施形態では、図４（ｂ）のウィンドウ信号を用いて、図４（ａ）のＩＤ部の信号をインヒビットすることにより、欠陥２７とＩＤ部のピットとの識別を行い、図４（ｃ）に示すように確実に欠陥２７に相当する欠陥信号の検出を行っている。
【００３５】
以上のような欠陥検査方法により欠陥検査は非記録トラックであるランドへのレーザアニール処理と同時に行うことが可能である。従って、欠陥検査の際のレーザパワもレーザアニール処理におけるレーザパワーと同じＰａ＝６．４ｍＷで行っている。
【００３６】
本実施形態では、このような製造方法で媒体を作製することによりレーザアニール処理工程と欠陥検査工程の二工程のうち一工程分のタクトを削減でき、生産性を向上することができ、更に、その上、全数検査による磁壁移動型光磁気記録媒体を製造することができる。本発明の方法を用いて、生産出荷後の媒体に対し抜き取り検査を実施したところ、傷やピンホール等の反射率欠陥による不良品率は０％であった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レーザアニール処理を必要とする磁壁移動型光磁気記録媒体の製造方法において、レーザアニール処理工程と欠陥検査工程を同時に行うため、生産タクト上、１工程分を削減することができ、生産性を向上できる。また、製造した全媒体に対し、媒体上の全トラックで欠陥検査を行うため、より一層信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る欠陥検査装置を含むレーザアニール処理装置を用いてアニール処理を行う様子を示す斜視図である。
【図２】図１の欠陥検査装置を含むレーザアニール処理装置１１の一例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る欠陥検査装置の動作を説明するための信号波形図である。
【図４】本発明に係る欠陥検査装置で欠陥とＩＤ部のピットを区別する動作を説明するための信号波形図である。
【図５】本発明に係る光磁気記録媒体の基本構成を示す断面図である。
【図６】ＤＷＤＤ再生方式の原理を説明する図である。
【符号の説明】
１０光磁気記録媒体
１１欠陥検査装置を含むレーザニール処理装置
２１光源
２２偏光ビームスプリッタ
２３対物レンズ
２４シリンドリカルレンズ
２５受光素子
２６アンプ
２７欠陥
５１基板
５２第一の誘電体層
５３１第一の磁性層
５３２第二の磁性層
５３３第三の磁性層
５３４第四の磁性層
５４第二の誘電体層
６１原子スピン
６２磁壁
６３１第一の磁性層
６３２第二の磁性層
６３３第三の磁性層
６４再生光スポット

Claims

情報記録領域と非記録領域が互いに隣接して交互に形成された光磁気記録媒体を製造する製造方法において、レーザ光を照射することにより磁気的性質を変質させて前記非記録領域を形成するためのレーザアニール処理を行い、且つ、前記レーザアニール処理と同時に欠陥検査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。