JPH07153126A

JPH07153126A - 光磁気記録用媒体及びその製造方法並びに光磁気記録装置

Info

Publication number: JPH07153126A
Application number: JP29856093A
Authority: JP
Inventors: Keikichi Ando; 圭吉安藤; Jiichi Miyamoto; 治一宮本; Yumiko Anzai; 由美子安齋; Junko Nakamura; 純子中村
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】光スポット径よりも小さな記録磁区を安定に
形成できるようにして、光磁気記録媒体の高記録密度化
を実現する。【構成】光磁気記録媒体は基板１上に直接又は誘電体
層２を介して形成された磁性膜３を有し、基板表面上に
は平坦部の領域と微細な凹凸部の領域とが交互に隣接し
て形成されている。基板の平坦部の領域上に形成された
磁性膜の領域６を情報記録領域として用いる。【効果】微細な凹凸部上に形成された磁性層の領域７
は保磁力が大きく、平坦部上に形成された領域は保磁力
が小さい。そのため、記録膜に入射するレーザ光のスポ
ット径を小さくすることなく、上記微細な凹凸部の領域
で幅を制限された平坦部の領域に微小な記録点を形成で
き記録密度を大幅に向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光、電子線等の
記録用エネルギービームによって、映像や音声等のアナ
ログ信号をＦＭ変調した情報や、電子計算機のデータ、
ファクシミリ信号、ディジタルオーディオ信号等のディ
ジタル情報をリアルタイムで記録することが可能な光磁
気記録媒体において、光スポット径よりも小さな磁区を
安定に形成できる高密度光磁気記録媒体とその製造方
法、及び光磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光磁気記録媒体の断面構造を図２
に示す。トラッキング用の案内溝を設けたガラスなどの
透明基板４０の表面に、窒化珪素などの誘電体層４１を
約９０ｎｍ、ＴｂＦｅＣｏなどの磁性層４２を約１００
ｎｍ、窒化珪素などの保護層４３を約２００ｎｍの膜厚
に順次積層して記録媒体４４としている。誘電体層４１
は、レンズ４７によって収束されて基板４０側から入射
したレーザ光４８をその内部で多重反射させ、磁性層４
２で生じる偏光面の回転（カー回転）を増大させる作用
をする。保護層４３は、磁性層４２を酸化などの腐食か
ら保護する作用をする。

【０００３】このような光磁気記録媒体の記録再生の原
理について説明する。磁性層４２の保磁力は、室温では
大きく、キュリー温度付近で小さくなる。そこで記録媒
体に記録磁界を印加しながら、レーザ光４８を収束して
照射し、記録媒体の温度を上昇させると、記録温度に達
したときに保磁力Ｈｃは記録磁界と等しくなるため、記
録温度に達した部分の磁性層４２の磁化は記録磁界の方
向に向き記録磁区が形成される。再生時には、記録磁区
に読み出し用の収束光を照射し、偏光面の回転を検出す
ることにより記録磁区の有無、形状や大きさを検出す
る。この光磁気記録方法の詳細については、例えば、特
開昭５９−２１０５４３号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、光
の強度を制御することによって小さな磁区を記録しよう
とすると、記録温度に達した部分の大きさを制御するの
が困難で、実質的に光スポット径（約１．６μｍ、波長
８３０ｎｍ）の１／２よりも小さな磁区を記録すること
ができない。このため、高密度な記録を行なうのが困難
であった。本発明の第１の目的は、上記問題を解決し、
光スポット径の１／２よりも小さな磁区を安定に形成し
て高密度記録を行なうことの可能な光磁気記録媒体を提
供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、光スポット径の１
／２よりも小さな磁区を安定に形成して高密度記録を行
なうことの可能な前記光磁気記録媒体の製造方法を提供
することにある。本発明の第３の目的は、光スポット径
の１／２よりも小さな磁区を安定に形成して高密度記録
を行なうことの可能な光磁気記録装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、磁性
膜内に相対的に保磁力が大きな領域と相対的に保磁力が
小さな領域を交互に隣接して設けた光磁気記録媒体を用
い、相対的に保磁力の小さな領域にのみ微小な記録磁区
を形成できるようにすることにより、前記第１の目的を
達成する。

【０００７】保磁力が相対的に小さな領域の幅又は長さ
の少なくともいずれかを、情報記録単位の幅又は長さの
いずれかよりも小さくすると、記録磁区の幅又は長さを
正確に制御して記録することができる。相対的に保磁力
の小さな領域と相対的に保磁力の大きな領域を同心円状
又は螺旋状に形成すると、記録領域がトラック状に配置
されるため高速アクセスが可能となる。また、同心円状
又は螺旋状に形成された相対的に保磁力が小さな領域の
幅を０．６μｍよりも小さくすると、０．６μｍよりも
幅の狭い記録磁区を形成することが容易になり、高密度
記録が可能になる。

【０００８】相対的に保磁力の大きな領域と相対的に保
磁力の小さな領域は、磁性膜を形成する基板又は保護層
の表面に微細な凹凸部の領域と平坦な領域を交互に隣接
して形成することによって設けることができる。このと
き、微細な凹凸部の凹部の深さ又は凸部の高さの半値幅
の平均値は２〜４０ｎｍの範囲が好ましく、２〜３０ｎ
ｍの範囲がより好ましい。微細な凹凸の凹部又は凸部の
各々の間隔の平均値は４〜８０ｎｍの範囲が好ましく、
４〜６０ｎｍの範囲がより好ましい。微細な凹凸部の凹
部の深さ又は凸部の高さの半値幅の平均値が２ｎｍ未満
では、微細な凹凸部の領域と平坦部の領域の保磁力の差
を大きくすることができない。また、この半値幅が４０
ｎｍを超えると、読み出し時のノイズが大きくなりＳ／
Ｎ比を大きくすることができないので実用上好ましくな
い。

【０００９】相対的に保磁力の大きな領域と相対的に保
磁力の小さな領域は、平坦な基板表面に凹状領域又は凸
状領域を離散的に設けることによっても形成することが
できる。このとき、基板表面の凹状領域の深さ又は凸状
領域の高さの平均値は１０〜５０ｎｍの範囲、凹状領域
の深さ又は凸状領域の高さの半値幅の平均値は１００〜
５００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは６０〜３
００ｎｍの範囲である。また、凹状領域又は凸状領域の
各々の間隔の平均値は２００〜１０００ｎｍの範囲が好
ましく、より好ましくは２００〜６００ｎｍの範囲であ
る。

【００１０】平坦部と微細な凹凸部の領域を有する基板
は、フォトレジスト又は電子線レジスト等、電磁波に対
して感度を有する感光性樹脂の層を形成し、レジストに
所望の平坦部と微細な凹凸部の領域のパターンを有する
マスクを介して光又は電子線を照射し、現像によりレジ
ストの表面に微細な凹凸部を形成して原盤を作製し、こ
の原盤からスタンパを作製し、スタンパから光硬化又は
熱硬化樹脂を用いて複製する、いわゆる露光法及びレプ
リカ作製方法により作製することができる。

【００１１】これにより、所望のパターンの平坦部と微
細な凹凸部を有する基板を多数枚再現性よく作製でき
る。こうして作製された基板上に従来例と同様に、誘電
体層、磁性膜及び保護層を形成することにより、平坦部
と微細な凹凸部を隣接して交互に有する光磁気記録媒体
が得られる。それにより、保磁力が異なる領域が得られ
る。

【００１２】平坦部と微細な凹凸部を有する誘電体層
は、誘電体層の表面にフォトレジスト又は電子線レジス
ト等の電磁波に対して感度を有する感光性樹脂を形成
し、所望のパターンを有するマスクを介して光又は電子
線を照射した後、現像によつてレジストの表面に所望の
形状の微細な凹凸部を形成してマスクを作製し、該マス
クを介してイオンエッチングして、誘電体層の表面に微
細な凹凸部を形成することにより作製される。

【００１３】又は、表面全体に微細な凹凸部を有するフ
オトレジスト、電子線レジストを形成し、所望のパター
ンを有するマスクを介して光を照射して該レジストを熱
的に変形させて平坦部を形成する。その後、該レジスト
を原盤にして、前記スタンパ作製工程と同様にスタンパ
を作製し、所望のパターンの微細な凹凸を有するレプリ
カ基板を作製する、又は該レジストをマスクにしてイオ
ンエッチングし、上記と同様の表面に所望の形状の微細
な凹凸部を有する誘電体層を作製することができる。

【００１４】これにより、所望のパターンの平坦部と微
細な凹凸部を表面に有する誘電体層を形成できる。さら
に、従来例と同様に、該誘電体層の表面に、磁性膜及び
保護層を形成することにより、平坦部と微細な凹凸部を
隣接して交互に有する光磁気記録媒体が得られる。それ
により、光磁気記録媒体上に保磁力が異なる領域が得ら
れる。したがって、保磁力の小さな領域にのみ微小な記
録磁区を形成することが容易になる。すなわち高密度記
録が可能になる。

【００１５】なお、上記フォトレジストに光又は電子線
を照射する工程は、光又は電子線を所望のパターンで直
接照射して微細な凹凸部を形成してもよいし、光又は電
子線の照射量を変調して所望のパターンの微細な凹凸部
を形成してもよい。保磁力が他の部分と異なる領域の形
成は、基板表面に高エネルギービームを照射して基板表
面を凹状又は凸状に形状変化させた領域を非照射領域と
交互に隣接して膜の面内方向に配置することによっても
よい。これにより、照射領域の凹状又は凸状と非照射領
域の平坦部の保磁力が異なる領域が得られる。

【００１６】本発明の光磁気記録装置は、磁性膜の温度
を上昇させるための光を照射する光ヘッドと、磁性膜上
に磁界を印加するための磁界印加手段と、所望の記録磁
区を形成するために光の強度又は磁界の強度もしくは向
きを変化させるための変調手段と、光を記録媒体上の所
望の位置に照射するための自動位置制御手段を少なくと
も有し、前記した相対的に保磁力他大きな領域と相対的
に保磁力が小さな領域との境界部に磁壁が位置するよう
に記録磁区を形成するための記録制御手段を有する。前
記記録制御手段は、光又は磁化の強度変化のタイミング
を制御するタイミング制御部を有していて、記録磁区の
幅又は長さを正確に制御して高密度、かつ、信号品質の
よい記録を行うことができる。

【００１７】

【作用】本発明の光磁気記録媒体は、磁性膜内に相対的
に保磁力が大きな領域と相対的に保磁力が小さな領域と
を備えている。このため、保磁力が小さな領域のみを高
感度（低い温度で記録できる）にすることができ、適当
な強度の（少し弱い）光を媒体に照射して記録を行なえ
ば、上記高感度の領域にのみ記録磁区を形成することが
でき、その他の領域に磁区が広がることはない。したが
って、保磁力が小さな領域と同程度の大きさの微小な記
録磁区を形成することができる。

【００１８】その際、記録される磁区の形状や大きさ
は、あらかじめ形成した保磁力が小さな微小領域の形状
や大きさによって決まるため、記録時にレーザ光強度が
変化したとしても、一定の形状や大きさの磁区を安定に
形成することができ、高Ｓ／Ｎな（低ノイズの）記録が
可能となる。また、本発明による光磁気記録装置は、光
を記録媒体上の所望の位置に照射するための自動位置制
御手段と、光又は磁化の強度変化のタイミングを制御す
るタイミング制御部を備えており、あらかじめ形成した
保磁力が小さな微小領域と一致して記録磁区を形成する
ことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。〔実施例１〕図１に、本発明の光磁気記録媒体の一実施
例の概念図を示す。本実施例の光磁気記録媒体は、所望
のパターンで平坦部と微細な凹凸部を有するディスク状
の基板１上に少なくとも１層の磁性層３を備えて成る。
平坦部の領域の幅は０．４μｍとし、微細な凹凸部の幅
は０．３μｍとした。磁性層３としては膜厚８０ｎｍの
ＴｂＦｅＣｏなどの光磁気記録媒体を用いる。ＴｂＦｅ
Ｃｏなどの光磁気記録媒体を用いる場合、光磁気効果の
増大と耐酸化性の向上のために、窒化珪素などを誘電体
層２（膜厚６０ｎｍ）や保護層４（膜厚６０ｎｍ）とし
て設け、磁性層３を挟んだ構成の記録媒体５とするのが
好ましい。もちろん必要に応じて熱拡散層や反射層など
の金属層を設けてもよい。

【００２０】磁性膜３上には、平坦部に対応して相対的
に保磁力が低い領域６が形成され、微細な凹凸部に対応
して相対的に保磁力が高い領域７が形成される。この相
対的に保磁力の低い領域６は、ディスク上でいろいろな
形状に配置することが可能であるが、図５に示した同心
円状又は螺旋状に配置することによりトラックを兼ねる
ことができ、アクセスが容易になるため、本実施例では
螺旋状に配置した。相対的に保磁力が低い領域６と相対
的に保磁力が高い領域７を隣接して螺旋上に設けるため
には、基板又は誘電体層の表面に、同様のパターンで平
坦部と微細な凹凸部を設ければよい。

【００２１】上記平坦部の領域と微細な凹凸部の領域の
幅は１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲が好ましい。
また、上記微細な凹凸部の平均高さは上記平坦部と同一
面上でもよいし、上位又は下位に位置していてもよい。
上記平坦部の領域の幅を狭くした場合は、例えばＴｂＦ
ｅＣｏ磁性膜の組成を変えて保磁力を小さくしたり、膜
厚を薄くする、あるいは記録レーザ光の波長を短くする
ことが好ましい。それにより高密度記録が可能となる。

【００２２】以下、この媒体が高記録密度化に有効であ
ることを説明する。図４に示したように同じバイアス磁
界で記録するとき、保磁力の低い領域は、保磁力の高い
領域と比べて低い温度で記録できる。したがって、適当
な強度で光を照射し媒体を昇温させることにより、図１
に示したように媒体中の記録感度の高い領域すなわち保
磁力の低い領域６にのみ記録磁区を形成することが可能
となる。つまり、記録磁区の幅は記録レーザ光のスポッ
ト径によらず、保磁力の低い領域の幅（０．４μｍ）に
限定される。こうして高密度（挟トラック）記録が実現
できる。

【００２３】この例では０．７μｍピッチの挟トラック
記録が実現されるため、記録ビットピッチ（線記録密
度）を０．３μｍとすれば一平方インチあたり３ＧＢの
記録密度が達成できる。また、保磁力の低い領域の幅を
０．１μｍにし、保磁力の低い領域の幅の間隔を０．２
μｍにし、記録ビットピッチ（線記録密度）を０．３μ
ｍとすれば、一平方インチあたり１０ＧＢの記録密度が
達成できる。この場合は磁性膜の膜厚を薄くする及び／
又は保磁力を小さくする、あるいは記録レーザ光の波長
を短くするなどして、記録に必要なレーザ光のパワーを
低減し、実効的なスポット径を小さくすることにより記
録磁区を小さくすればよい。

【００２４】〔実施例２〕次に、相対的に保磁力が高い
領域と相対的に保磁力が低い領域を有する光磁気記録用
媒体の製造方法について説明する。図６に、本発明によ
る光磁気記録用媒体の基板の製造工程の一実施例を示
す。まず、厚さ１０ｍｍの透明なガラス板１０の表面に
フォトレジスト又は電子線レジスト等の電磁波に対して
感度を有する樹脂１１を塗布し、所望の平坦部と微細な
凹凸部を形成するための領域のパターンを有するマスク
１２を介して光又は電子線１３を照射する（ａ）。マス
ク１２を除去して、現像液のシャワー又は液中に浸漬し
て現像２３することによって、光又は電子線に照射され
た領域のフォトレジスト又は電子線レジスト１１の表面
に微細な凹凸部の領域１４を形成して原盤１５を作製す
る（ｂ）。次に、原盤１５上に膜厚２０ｎｍのＡｌ−Ｔ
ｉ合金からなる剥離層２２を形成し（ｃ）、原盤１５か
ら光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂ａ１６を用いてレジン
樹脂基板１７に転写して、スタンパ１８を作製する
（ｃ，ｄ）。さらに、スタンパ１８から光硬化型樹脂又
は熱硬化樹脂ｂ１９を用いて透明なガラス円板２０に複
製し（ｅ）、平坦部２４と微細な凹凸部の領域１４を有
する基板２１を作製する（ｆ）。

【００２５】これにより、所望のパターンの平坦部と微
細な凹凸部を有する基板を多数枚再現性よく作製でき
る。また、上記の原盤表面にＮｉメッキを施してＮｉス
タンパを作製し、射出成型法あるいはキャスティング法
により透明基板を作製してもよい。上記微細な凹凸部の
領域の凹凸の大きさは、光又は電子線の照射量及び現像
時間を変化させることにより容易に調整することがで
き、微細な凹凸部の領域の幅及び長さを所望のパターン
に形成するには、光又は電子線の照射する時間に間隔を
設ければよい。また、微細な凹凸部を形成後、アルゴン
イオンによるイオンエッチングなどを行うことにより微
細な凹凸部の凹凸形状を顕著にできる。

【００２６】なお、上記（ａ）の工程で、透明なガラス
板１０にフォトレジスト又は電子線レジスト１１を塗布
後、マスクを介することなく直接光又は電子線を所望の
パターンで照射して、微細な凹凸部を形成してもよい。
上記基板２１上に従来例と同様の構造で記録媒体５を形
成した。斜視図を図１２に示す。本実施例により、図３
に示すような温度特性の保磁力が低い領域６と保磁力が
高い領域７を有する光磁気記録媒体が得られた。ここで
保磁力が低い領域は前記基板の平坦部の領域２４に対応
し、保磁力が高い領域は前記基板の微細な凹凸部の領域
１４に対応する。

【００２７】記録磁区の幅は記録レーザ光のスポット径
（例えば８３０ｎｍで約１．６μｍ）によらず、保磁力
の低い領域の幅に限定されるので、保磁力の小さな領域
にのみ微小な記録磁区を形成することが容易になった。
この保磁力の低い領域２４はディスク上にいろいろな形
状で配置することが可能であるが、図５に示した同心円
状又は螺旋状に配置することによりトラックを兼ねるこ
とができ、アクセスが容易になるため、本実施例では螺
旋状に配置した。この時の保磁力の低い領域の幅は０．
４μｍであり、この保磁力の低い領域６間の距離は０．
３μｍとした。

【００２８】また、上記レプリカ基板を走査型電子顕微
鏡で観察した結果、上記の微細な凹凸部の半値幅及び／
又は長さの平均値は２０ｎｍであった。また、上記原盤
１５を作製後、これを基板として従来と同様の構造で記
録媒体５を形成してもよい。この場合は、図６に示す透
明なガラス板１０はあらかじめ基板１を用いて、表面に
フォトレジスト又は電子線レジスト１１を塗布し、所望
の平坦部と微細な凹凸部を形成するための領域のパター
ンを有するマスク１２を介して光又は電子線１３を照射
する。それを現像２３することによって光又は電子線に
照射された領域のフォトレジスト又は電子線レジスト１
１の表面に微細な凹凸部の領域１４を形成し、これを基
板とする。また、上記フォトレジスト又は電子線レジス
ト１１を塗布後、上記マスク１２を介することなく、光
又は電子線１３を照射し、現像２３することによって光
又は電子線に照射された領域のフォトレジスト又は電子
線レジスト１１の表面に微細な凹凸部の領域１４を形成
し、これを基板としてもよい。

【００２９】本実施例では、平坦部の領域を螺旋状に配
置したが、図１３の斜視図に示すように幅及び長さを規
制した平坦部の領域を形成してもよい。この場合は、所
望の位置に記録磁区を形成するために、オートフォーカ
スやトラッキング等の位置制御手段によって情報を記録
すべき位置に光ヘッドを位置決めし、クロック発生回路
によって発生されたクロックに従って、タイミング制御
部で光や磁界の照射タイミングを制御する。

【００３０】上記のレプリカ基板を製造する工程の剥離
を確実に行うための剥離層としては、Ａｌ−Ｔｉ合金の
他にもＡｌ，Ｔｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｔ
ａ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｚｒ及びＳｉから選ばれ
る少なくとも一種を用いることができる。さらに、必要
により剥離剤（例えばシリコンオイル、カルコゲン化合
物、すなわちＴｅ，Ｓｅ，Ｓのうち少なくとも一者を含
む混合物又は化合物など）蒸着等の方法でコーティング
しても同様の効果がある。また、スタンパ用のプラスチ
ック基板の表面に剥離層として誘電体を用いるとよい。
誘電体としてはＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄などの窒化物、酸化
物などが好ましい。

【００３１】〔実施例３〕表面に平坦部と微細な凹凸部
を有する誘電体層の製造工程の他の実施例を図７に示
す。本実施例では、誘電体層上にフォトレジスト又は電
子線レジスト等の電磁波に対して感光性を有する樹脂を
形成し、パターン照射及び現像によつてレジストの表面
に所望の形状の微細な凹凸部を形成する。次に、レジス
トをマスクとしてイオンエッチングして、誘電体層の表
面に微細な凹凸部を形成する。

【００３２】図７に示すように、透明基板１上に、スパ
ッタリング法などにより窒化珪素等の誘電体層３０を、
例えば膜厚６０ｎｍに形成する。次に、誘電体層３０の
表面にフォトレジスト又は電子線レジスト１１を塗布
し、所望の平坦部と微細な凹凸部を形成するための領域
を有するパターンのマスク１２を介して光又は電子線１
３を照射し（ａ）、現像２３することによって光又は電
子線に照射された領域のフォトレジスト又は電子線レジ
スト１１の一部を除去し微細な凹凸部を有するレジスト
マスクａ３１を形成する（ｂ）。次に、レジストマスク
ａ３１をマスクとしてイオンエッチング３２して
（ｃ）、誘電体層３０の表面に微細な凹凸部３６及び平
坦部３３を形成する（ｄ）。

【００３３】こうして、所望のパターンの平坦部と微細
な凹凸部を表面に有する誘電体層を形成できる。上記誘
電体層に従来例と同様の方法で膜厚８０ｎｍの磁性層３
を形成し、さらに、保護層４を形成して光磁気記録媒体
５を作製した。これにより、光磁気記録媒体上に保磁力
が異なる領域が得られる。したがって、保磁力の小さな
領域にのみ微小な記録磁区を形成することが容易にな
り、高密度記録が可能になる。前記微細な凹凸部を有す
るレジストマスクａ３１は、フォトレジスト又は電子線
レジスト１１を塗布後、マスク１２を介することなく直
接光又は電子線を所望のパターンで照射し後、現像２３
することによって形成してもよい。

【００３４】〔実施例４〕表面に平坦部と微細な凹凸部
を有する誘電体層の製造工程の他の実施例を図８に示
す。本実施例では、基板上にスパッタリング法等によっ
て表面全体に微細な凹凸部を有する誘電体層を形成す
る。その上にフォトレジスト又は電子線レジスト等の電
磁波に対して感度を有する感光性樹脂を形成し、パター
ン照射及び現像によつて所望パターンでレジストを除去
し、レジストをマスクとしてイオンエッチングすること
により誘電体層の表面に微細な凹凸部を形成する。

【００３５】図８に示すように、透明基板１上にスパッ
タリング法などにより表面に微細な凹凸を有する窒化珪
素等の誘電体層３４を、例えば膜厚６０ｎｍに形成す
る。次に、誘電体層３４の表面にフォトレジスト又は電
子線レジスト１１を塗布し、所望の平坦部と微細な凹凸
部を形成するための領域を有するパターンのマスク１２
を介して光又は電子線１３を照射し（ａ）、現像２３す
ることによって光に照射された領域のフォトレジスト又
は電子線レジスト１１を除去してレジストマスクｂ３５
を形成する（ｂ）。このレジストマスクｂ３５をマスク
としてイオンエッチング３２して（ｃ）、上記誘電体層
３４の表面に平坦部３３と微細な凹凸部３６を有する誘
電体層を形成する（ｄ）。

【００３６】これにより、所望のパターンの平坦部と微
細な凹凸部を表面に有する誘電体層３４を形成できる。
上記誘電体層に従来例と同様の構造で膜厚８０ｎｍの磁
性層３を形成し、さらに、保護層４を形成して光磁気記
録媒体５を作製した。これにより、光磁気記録媒体上に
保磁力が異なる領域が得られる。したがって、保磁力の
小さな領域にのみ微小な記録磁区を形成することが容易
になり、高密度記録が可能となる。前記微細な凹凸部を
有するレジストマスクｂ３５は、フォトレジスト又は電
子線レジスト１１を塗布後、マスク１２を介することな
く直接光又は電子線を所望のパターンで照射し後、現像
２３することによって形成してもよい。

【００３７】〔実施例５〕表面に平坦部と微細な凹凸部
を有する誘電体層の製造工程の他の実施例を図９に示
す。本実施例では、基板上に熱によって形状変化する無
機材料や有機材料の薄膜を形成し、その上に金属材料の
薄膜を形成する。金属材料の薄膜の表面全体をイオンエ
ッチングして、上記熱によって形状変化する薄膜の表面
に微細な凹凸を形成する。その後、熱によって形状変化
する薄膜の表面に光又は電子線を照射して所望の形状の
平坦部の領域を形成するものである。

【００３８】図９に示すように、透明基板１上にスパッ
タリング法などにより、熱的に形状変化する薄膜６１と
して、例えばＧｅＳｂＴｅ膜を膜厚１００ｎｍに形成
し、その上にマスク材６２として粒状の金属薄膜、例え
ばＴｉ薄膜を膜厚２０ｎｍに形成する（ａ）。次に、上
記マスク材６２の表面をイオンエッチング６３して、マ
スク材６２の表面全体を順次除去することにより、上記
薄膜６１の表面に上記マスク材６２の金属薄膜の粒状に
対応した微細な凹凸を形成する（ｂ）。次に、上記微細
な凹凸を有する薄膜６１の表面に光を収束したレーザ光
を照射して、照射部分を熱的に融解して形状変化させて
平坦にし（ｃ）、所望のパターンの平坦部の領域６５と
微細な凹凸部の領域６６を形成し原盤とする（ｄ）。以
後、前記実施例１に示したスタンパ作製工程と基板作製
工程により基板を作製する。

【００３９】こうして、所望のパターンの平坦部と微細
な凹凸部を表面に有する基板を形成できる。基板上に保
護層を形成し、その上に従来例と同様に膜厚８０ｎｍの
磁性層３を形成し、さらに、保護層４を形成して光磁気
記録媒体５を作製した。これにより、光磁気記録媒体上
に保磁力が異なる領域が得られる。したがって、保磁力
の小さな領域にのみ微小な記録磁区を形成することが容
易になり、高密度記録が可能になる。

【００４０】上記熱的に形状変化する薄膜としては、低
融点材料が好ましく、上記ＧｅＳｂＴｅの成分元素うち
の少なくとも一つを、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ａｓ，Ｓｅ，
Ａｇ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｂａ，Ａｕ，Ｔｌ，Ｐｂ及び
Ｂｉの少なくとも一者に置き換えた材料でもよいし、合
金又は化合物でもよい。また、上記マスク材のＴｉの一
部又は全部をＡｌ，Ｓｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
ｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｔ
ｅ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，
Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ又はＣに置き換えても同様の微小凹凸
を形成できる。この場合、融点の高い金属ほど微小凹凸
の間隔を小さくでき、融点の低い金属ほど微小凹凸の間
隔を大きくできる。

【００４１】上記所望のパターンの平坦部と微細な凹凸
部を有する基板を作製する工程において、上記マスク材
６２の表面をイオンエッチング６３して、マスク材６２
の表面全体を順次除去し、上記薄膜６１の表面に微細な
凹凸が形成後、所望のパターンの平坦部を形成するため
のマスクを介して、上記薄膜６１の照射部分を熱的に形
状変化させて平坦にし、所望のパターンの平坦部の領域
６５と微細な凹凸部の領域６６を形成し原盤としてもよ
い。また、上記薄膜６１の表面を熱的に形状変化させた
ものを基板として直接用いてもよい。

【００４２】〔実施例６〕表面に平坦部と微細な凹凸部
を有する誘電体層の製造工程の他の実施例を図１０に示
す。本実施例は、高いエネルギービームを照射して、照
射領域を凹状に形状変化させることにより磁性膜内に保
磁力の異なる領域を設けるものである。

【００４３】本実施例の光磁気記録媒体は、マグネトロ
ンスパッタリング装置及びレーザ光を用いて、以下のよ
うにして作製した。図１０に示すように、表面に光ヘッ
ド案内溝及びアドレスなどを表すビットやセクタマーク
又は記録情報などの凹凸パターンを有する透明なディス
ク状基板１上に、スパッタリング法により、窒素濃度１
０％のアルゴン窒素混合ガス中で、Ｓｉターゲットより
スパッタガス圧１０ｍＴｏｒｒにおいてＳｉを反応性ス
パッタし、誘電体層７１として窒化珪素を形成した
（ａ）。窒化珪素の膜厚は６５ｎｍである。

【００４４】ここで、ディスクをスパッタ装置内から取
り出し、波長４０７ｎｍのレーザを用い、ディスク回転
数９００ｒｐｍ、レーザパワー１０ｍＷ、周波数２．５
ＭＨｚ、デューティ比２５なる条件にてレーザ７４を照
射した。照射したレーザ７４のパルス幅は約２００ｎｓ
ｅｃである。本実施例では、窒化珪素の屈折率の波長依
存性を利用している。窒化珪素は波長４００ｎｍでは吸
収を持つが、記録再生を行う７８０ｎｍでは透明であ
る。したがって、波長４０７ｎｍのレーザを照射するこ
とにより、窒化珪素の熱吸収のため基板が熱変形を起こ
し、その形状に沿って誘電体層も変形し凹状領域７５が
形成される（ｂ）。上記凹状領域７５の表面形状を原子
間力顕微鏡により測定したところ、凹状領域の半値幅
（凹状領域の直径に相当）の平均値は１００ｎｍ、凹状
領域の間隔は８００ｎｍであった。

【００４５】スパッタ装置内に上記ディスク状基板１を
戻し、実施例１と同様に、ＴｂＦｅＣｏからなる膜厚３
０ｎｍの磁性層７２、窒化珪素からなる膜厚５０ｎｍの
保護層７３の順に積層して記録媒体５を形成した
（ｃ）。この記録媒体５に、波長７８０ｎｍのレーザ光
を用い、回転数１８００ｒｐｍ、レーザパワー４ｍＷ、
周波数５ＭＨｚ、デューティ比２５なる条件にて、タイ
ミングをとってレーザをパルス照射した。磁性膜の凹状
領域の保磁力は他の領域に比べ低くなっており、凹状領
域内に直径約２００ｎｍの微小な磁区を安定に記録する
ことができた。

【００４６】本実施例では、磁性層の積層前に凹凸を形
成するためのレーザ照射を行ったが、磁性層又は／及び
保護層積層後に同様の処理を行っても、本実施例と同様
の効果が得られる。また、ここでは、窒化珪素を熱吸収
層として用いたが、基板自身に熱吸収層の役割を持たせ
たときにも、本実施例と同様の効果が得られる。上記凹
状領域の深さ又は凸状領域の高さの平均値は１０〜５０
ｎｍの範囲、深さ又は高さの半値幅の平均値は１００〜
５００ｎｍの範囲が好ましく、凹状領域と凹状領域の間
隔又は凸状領域と凸状領域の間隔の平均値は２００〜１
０００ｎｍの範囲が好ましい。上記深さ又は高さの平均
値が１０ｎｍ未満満では保磁力の差が小さく、上記深さ
又は高さの平均値が５０ｎｍを超えるとノイズが増大す
る。上記深さ又は高さの半値幅の平均値が１００ｎｍ未
満では記録信号が小さくなり、５００ｎｍを超えると高
密度化が困難である。また、上記間隔の平均値が２００
ｎｍ未満では信号検出時に間隔の分離が困難であり、１
０００ｎｍを超えると高密度化が困難である。

【００４７】〔実施例７〕図９に、本発明による光磁気
記録媒体を用いる光磁気記録装置の一実施例を示す。本
実施例の光磁気記録装置は、光磁気記録媒体５１の温度
を上昇させて記録したり、再生するための光を照射する
ための光ヘッドを有し、その光ヘッドはオートフォーカ
スやトラッキング等の位置制御手段によって、情報を記
録／再生すべき位置に位置決めされている。情報を記録
する際には、記録すべき情報に応じて光の強度や磁界の
強度を変調する手段を用いて変調する。その際、記録さ
れて形成される磁区が、図１１などに示した磁気特性の
変化した領域６と概ね一致するように、再生信号をもと
にクロック再生回路で作られたクロックに従って、タイ
ミング制御部によって光や磁界の照射時刻（タイミン
グ）を制御する。磁気特性の変化した領域が図７に示し
たように同心円あるいは螺旋状の形状を有する場合に
は、タイミング制御回路は不要である。

【００４８】本実施例では、図１１に示した構成の記録
媒体を用い、サンプルサーボ記録方式により、オートフ
ォーカスやトラッキング等の位置制御をし、情報を記録
する際には、記録すべき情報に応じて光の強度や磁界の
強度を変調手段を用いて変調する。その際、記録されて
形成される磁区が、図１１などに示した磁気特性の変化
した領域６と概ね一致するように、再生信号をもとにク
ロック生成回路で作られたクロックに従って、タイミン
グ制御部により光や磁界の照射時刻（タイミング）を制
御する。この方法で、１平方インチあたり３ギガバイト
以上の高密度な記録が可能であった。

【００４９】

【発明の効果】本発明によると、光スポット径よりも小
さな記録磁区を安定に形成することができるため、一平
方インチあたり３ギガバイト以上の高密度な記録が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気記録媒体の一例の概略断面
図。

【図２】従来の光磁気記録媒体の断面図。

【図３】光磁気記録媒体の保磁力の高い部分と低い部分
の温度特性を示す図。

【図４】本発明による光磁気記録媒体の記録原理を示す
図。

【図５】光磁気記録媒体の一実施例を示す図。

【図６】光磁気記録媒体の基板の製造方法の一実施例を
示す図。

【図７】光磁気記録媒体の誘電体層の製造方法の一実施
例を示す図。

【図８】光磁気記録媒体の誘電体層の製造方法の他の実
施例を示す図。

【図９】光磁気記録媒体の誘電体層の製造方法の他の実
施例を示す図。

【図１０】光磁気記録媒体の製造方法の一実施例を示す
図。

【図１１】光磁気記録装置の一実施例を示す図。

【図１２】光磁気記録媒体の一実施例を示す斜視図。

【図１３】光磁気記録媒体の一実施例を示す斜視図。

【符号の説明】

１，４０…基板、２，３０，４１，７１…誘電体層、
３，４２，７２…磁性層、４，４３，７３…保護層、
５，４４…記録媒体、６…保磁力の低い領域、７…保磁
力の高い領域、８…ディスク状記録媒体、１０…透明な
ガラス板、１１…レジスト、１２…マスク、１３，６４
…光又は電子線、１４…微細な凹凸部の領域、１５…原
盤、１６…光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂ａ、１７…レ
ジン樹脂基板、１８…スタンパ、１９…光硬化型樹脂又
は熱硬化型樹脂ｂ、２０…透明なガラス円板、２１…平
坦部と微細な凹凸部を有する基板、２２…剥離層、２３
…現像、２４…平坦部、３１…レジストマスクａ、３
２，６３…イオンエッチング、３３…誘電体層の平坦
部、３６…誘電体層の微細な凹凸部、４７…レンズ、４
８…レーザ光、５１…光磁気記録媒体、５２…バイアス
磁石、５３…バイアス磁界の方向、６１…低融点材料、
６２…マスク材、６３…イオンエッチング、６５…平坦
部の領域、６６…微細な凹凸部の領域、７４…光変調レ
ーザ、７５…凹状領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安齋由美子東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者中村純子東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に直接又は誘電体層を介して形成
された磁性膜を有する光磁気記録媒体であって、磁性膜
内に相対的に保磁力の大きな領域と相対的に保磁力の小
さな領域を交互に隣接して設け、相対的に保磁力の小さ
な領域を情報記録領域として用いることを特徴とする光
磁気記録媒体。
【請求項２】基板上に直接又は誘電体層を介して形成
された磁性膜を有する光磁気記録媒体であって、基板表
面上には平坦部の領域と微細な凹凸部の領域とが交互に
隣接して形成されており、基板の平坦部の領域上に形成
された磁性膜の領域を情報記録領域として用いることを
特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項３】基板上に誘電体層を介して形成された磁
性膜を有する光磁気記録媒体であって、誘電体層の表面
上には平坦部の領域と微細な凹凸部の領域とが交互に隣
接して形成されており、誘電体層の平坦部の領域上に形
成された磁性膜の領域を情報記録領域として用いること
を特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項４】平坦部の領域と微細な凹凸部の領域とは
交互に隣接して螺旋状に配置されていることを特徴とす
る請求項２又は３記載の光磁気記録媒体。
【請求項５】平坦部の領域と微細な凹凸部の領域とは
交互に隣接して同心円状に配置されていることを特徴と
する請求項２又は３記載の光磁気記録媒体。
【請求項６】微細な凹凸部の領域中に平坦部の領域が
離散的に配置されていることを特徴とする請求項２又は
３記載の光磁気記録媒体。
【請求項７】微細な凹凸部の凹の深さ又は凸の高さの
半値幅の平均値は２〜３０ｎｍの範囲であり、微細な凹
と凹の間隔又は凸と凸の間隔の平均値は４〜６０ｎｍの
範囲であることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１
項記載の光磁気記録媒体。
【請求項８】平坦部の領域の幅は１００〜６００ｎｍ
の範囲であることを特徴とする請求項２〜７のいずれか
１項記載の光磁気記録媒体。
【請求項９】平坦部の領域の幅又は長さは１００〜６
００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項２〜７の
いずれか１項記載の光磁気記録媒体。
【請求項１０】基板上に直接又は誘電体層を介して形
成された磁性膜を有する光磁気記録媒体であって、平坦
な領域中に凹状領域又は凸状領域が離散的に面内方向に
配置され、該凹状領域又は凸状領域を情報記録領域とし
て用いることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項１１】凹状領域の深さ又は凸状領域の高さの
平均値は１０〜５０ｎｍの範囲、凹状領域の深さ又は凸
状領域の高さの半値幅の平均値は１００〜５００ｎｍの
範囲であり、凹状領域と凹状領域の間隔又は凸状領域と
凸状領域の間隔の平均値は２００〜１０００ｎｍの範囲
であることを特徴とする請求項１０記載の光磁気記録媒
体。
【請求項１２】請求項２〜９のいずれか１項に記載さ
れた光磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に電磁
波に対して感度を有する感光性樹脂膜を形成する工程
と、該感光性樹脂膜を所望のパターンで露光する工程
と、現像によつて該感光性樹脂膜の表面に平坦部の領域
と微細な凹凸部の領域を交互に隣接して形成して原盤を
作製する工程と、該原盤から光硬化型樹脂又は熱硬化型
樹脂を用いて転写して、もしくはＮｉメッキによってス
タンパを作製する工程と、該スタンパから光硬化型樹脂
又は熱硬化樹脂を用いて複製する工程とを含むことを特
徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】請求項２〜９のいずれか１項に記載さ
れた光磁気記録媒体の製造方法であって、透明基板上に
電磁波に対して感度を有する感光性樹脂膜を形成する工
程と、該感光性樹脂膜を所望のパターンで露光する工程
と、現像によつて該感光性樹脂膜の表面に平坦部の領域
と微細な凹凸部の領域を交互に隣接して形成する工程と
を含むことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】請求項２〜９のいずれか１項に記載さ
れた光磁気記録媒体の製造方法であって、透明基板上に
誘電体層を形成する工程と、該誘電体層上に電磁波に対
して感度を有する感光性樹脂膜を形成する工程と、該感
光性樹脂膜を所望のパターンで露光する工程と、現像に
よつて該感光性樹脂膜の表面に前記パターンの平坦部の
領域と微細な凹凸部の領域を交互に隣接して形成する工
程と、該感光性樹脂膜をマスクとしてイオンエッチング
して、前記誘電体層の表面に微細な凹凸部を形成する工
程とを含むことを特徴とする光磁気記録媒体の製造方
法。
【請求項１５】請求項２〜９のいずれか１項に記載さ
れた光磁気記録媒体の製造方法であって、透明基板上に
微細な凹凸を全面に有する誘電体層を形成する工程と、
該誘電体層上に電磁波に対して感度を有する感光性樹脂
膜を形成する工程と、該感光性樹脂膜を所望のパターン
で露光する工程と、現像によつて前記パターンを有する
感光性樹脂マスクを形成する工程と、該感光性樹脂マス
クを介してイオンエッチングして、前記誘電体層の表面
に微細な凹凸部を形成する工程とを含むことを特徴とす
る光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１６】請求項２〜９のいずれか１項に記載さ
れた光磁気記録媒体の製造方法であって、透明基板上に
誘電体層を形成する工程と、該誘電体層上に熱的に形状
変化する材料の薄膜を形成する工程と、該薄膜上に粒状
の金属薄膜をマスク材として形成する工程と、該マスク
材をイオンエッチングして除去することにより前記薄膜
表面に金属薄膜の粒状に対応した微細な凹凸を形成する
工程と、微細な凹凸が形成された前記薄膜表面に所望の
パターンのエネルギー線を照射して平坦部の領域を形成
する工程とを含むことを特徴とする光磁気記録媒体の製
造方法。
【請求項１７】請求項１０又は１１に記載された光磁
気記録媒体の製造方法であって、平坦な基板表面に高エ
ネルギービームを照射して該照射領域を凹状又は凸状に
形状変化させる工程を、基板表面に前記凹状又は凸状領
域が離散的に配置されるように反復することを特徴とす
る光磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１８】光磁気記録媒体中の磁性膜の温度を上
昇させるための光を照射する光ヘッドと、前記磁性膜に
磁界を印加するための磁界印加手段と、前記磁性膜に所
望の記録磁区を形成するために前記光の強度又は前記磁
界の強度もしくは向きを変化せる変調手段と、前記光を
記録媒体上の所望の位置に照射するための自動位置制御
手段を有し、光磁気記録媒体の相対的に保磁力が小さい
な領域に該領域と相対的に保磁力が大きな領域との境界
部に磁壁が位置するようして記録磁区を形成するための
記録制御手段とを備えることを特徴とする光磁気記録装
置。