WO2004059634A1

WO2004059634A1 - 光磁気記録媒体およびその製造方法

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Publication number: WO2004059634A1
Application number: PCT/JP2003/003896
Authority: WO
Inventors: Mineo Moribe; Takahiro Umada; Keiji Shono
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20050226136A1; AU2003220878A1; JPWO2004059634A1; TWI258138B; JP4087849B2; TW200411656A

Abstract

光磁気記録媒体（Ｄ１）は、基板（１）上に、軟磁性層（２）と光磁気記録層（３）とが順次積層され、複数のグルーブ（Ｇ）と複数のランド（Ｌ）とが設けられた構造を有している。軟磁性層（２）の飽和磁束密度とその厚みとの積は、各グルーブ（Ｇ）と各ランド（Ｌ）とでは相違している。このことにより、各グルーブ（Ｇ）および各ランド（Ｌ）のうち、軟磁性層（２）の飽和磁束密度とその厚みとの積が大である方の磁界集束効果を高め、小である方の磁界集束効果を弱めることができ、クロスライトの発生を抑制することが可能となる。

Description

糸田 ¾ 光磁気記録媒体およびその製造方法技術分野

本発明は、情報の書き換えが可能な光磁気記録媒体およびその製造方法に関する。背景技術

光磁気記録媒体に対する情報の記録方式の一例としては、磁界変調方式がある。この磁界変調方式によつて情報の記録を行なう場合には、光磁気記録媒体の記録対象部分にレーザ光を照射し、書き込み情報に対応した磁界を印加する。この方式においては、光磁気記録媒体が磁界を効率的に利用可能な構造を有していることが好ましい。

そこで、磁界変調方式に好適な光磁気記録媒体としては、軟磁性層を有するものがある。このような光磁気記録媒体は、たとえば特開平 0 3— 1 3 7 8 3 7号公報に記載されている。上記公報に記載の光磁気記録媒体は、基板上に、軟磁性層、光硬化性榭脂層、光磁気記録層、および保護層が順次積層された構造を有している。上記光硬化性樹脂層の表面は凹凸状であり、複数のグループと複数のランドとが交互に並んで設けられている。

上記従来の光磁気記録媒体においては、たとえば上記保護層に対向配置された磁気ヘッドにより発生された磁界は、上記保護層、上記光磁気記録層および上記光硬化性樹脂層を透過した後、上記軟磁性層中をこの層と平行な方向に進行し、再度上記光硬化性樹脂層、上記光磁気記録層および上記保護層を透過して上記磁気ヘッドに戻ることとなる。このように磁界が閉ループを描くことによって、上記磁界が記録対象部分に効率よく作用することとなり、情報の記録を行なうのに好適となる。

しかしながら、上記従来技術においては、上記グループの両隣りに上記ランドが位置しているため、たとえば上記グループに情報の書き込みを行なうことを目的として上記グループにレーザ光を照射したときに、上記ランドにもレーザ光が照射される場合がある。一方、上記軟磁性層は上記グループおよび上記ランドのいずれにも同等の厚みで形成されており、上記グループに印加される磁界は、上記ランドにも効率よく作用し得る。したがって、上記ループに情報を書き込むときに、上記ランドに誤って情報が書き込まれるクロスライトが発生する場合があった。とくに、このようなクロスライトは、情報記録容量の増加を図るべく光磁気記録媒体のトラックピッチを小さくするほど顕著となる。発明の開示

本発明の目的は、上記した問題点を解消または軽減することができる光磁気記録媒体およびその製造方法を提供することにある。

本発明の第 1の側面によって提供される光磁気記録媒体は、基板上に、軟磁性層と光磁気記録層とが順次積層され、複数のグループと複数のランドとが設けられている光磁気記録媒体であって、上記軟磁性層の飽和磁束密度とその厚みとの積は、上記各グループと上記各ランドとでは相違していることを特徴としている。好ましくは、上記軟磁性層の厚みは、上記各グループと上記各ランドとでは相趣してレヽる。

好ましくは、上記軟磁性層の材質は、上記各グループと上記各ランドとで同一である。

好ましくは、上記各グループが情報の記録対象部分であり、上記軟磁性層の厚みは、上記各グループの方が上記各ランドよりも大である。

好ましくは、上記各ランドが情報の記録対象部分であり、上記軟磁性層の厚みは、上記各ランドの方が上記各グループよりも大である。

本発明の第 2の側面によつて提供される光磁気記録媒体の製造方法は、表面に複数のプリグループが形成された基板を製作する第 1の工程と、上記基板の上記表面上に軟磁性層を形成する第 2の工程と、上記軟磁性層上に光磁気記録層を形成して複数のグループおよび複数のランドを設ける第 3の工程と、を有する光磁気記録媒体の製造方法であって、上記第 2の工程においては、上記複数のプリグループの深さよりも大きな厚みを有する軟磁性材料膜を上記基板の上記表面上に成膜し、その後上記軟磁性材料膜にエッチング処理を施すことにより、上記各グループおょぴ上記各ランドに対応する部分の厚みを相違させることを特徴としている。

好ましくは、上記軟磁性材料膜の成膜はスパッタリングにより行ない、上記軟磁性材料膜のェッチング処理は乾式ェツチングにより行なう。

本発明の第 3の側面によって提供される光磁気記録媒体の製造方法は、基板を形成する第 1の工程と、上記基板上に軟磁性層を形成する第 2の工程と、上記軟磁性層上に光磁気記録層を形成して複数のグループおよび複数のランドを設ける第 3の工程と、を有する光磁気記録媒体の製造方法であって、上記第 2の工程においては、表面が凹凸状の型部材を使用し、この型部材の凹部と凸部とでは厚みが相違する軟磁性層を上記型部材の表面上に形成し、その後上記基板上に樹脂層を介して上記軟磁性層の転写を行なうことを特徴としている。

好ましくは、上記軟磁性層の形成は、上記型部材の表面段差よりも大きな厚みを有する軟磁性材料膜を上記型部材の表面上に成膜し、その後上記軟磁性材料膜にエッチング処理を施すことにより行なう。

好ましくは、上記軟磁性材料膜の成膜はスパッタリングにより行ない、上記軟磁性材料膜のエッチング処理は乾式エッチングにより行なう。

好ましくは、上記軟磁性材料膜を上記型部材の表面上に成膜する前に、上記型部材の表面に離型容易化処理を施す。

本発明の特徴および利点は、以下に述べる発明の実施の形態の説明からより明らかにな'るであろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る光磁気記録媒体の一例を示す断面図である。

図 2 Aおよび図 2 Bは、図 1に示す光磁気記録媒体の製造方法の工程を説明する断面図である。

図 3は、本発明者らが行なった実験結果を示すグラフである。

図 4は、本発明に係る光磁気記録媒体の他の例を示す断面図である。

図 5 Aないし図 5 Cは、図 4に示す光磁気記録媒体の製造方法の工程を説明する断面図である。

図 6 Aおよび図 6 Bは、図 4に示す光磁気記録媒体の製造方法の工程を説明する断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図 1は、本発明に係る光磁気記録媒体の一実施形態を示している。本実施形態の光磁気ディスク D 1は、基板 1の上面 1 1に、軟磁性層 2と、光磁気記録層 3 と、保護層 4と、がそれぞれ順次積層された構成を有している。

基板 1は、たとえばポリカーボネート製であり、ドーナツ円板状を有している。この基板 1の上面 1 1には円周方向に延びる複数のプリグループ 1 2が半径方向 Aに間隔を隔てて形成されており、このことにより複数のグループ Gと複数のランド Lとが交互に並んだ構成となっている。各グループ Gは、プリグループ 1 2 の底面上に積層された軟磁性層 2の一部および光磁気記録層 3の一部を含んでおり、この光磁気ディスク D 1においては、このグループ Gが情報記録用のトラックとされている。各ランド Lも軟磁性層 2の一部および光磁気記録層 3の一部を含んでいるが、このランド Lは情報記録用のトラックとはされていない。基板 1 の厚みは、たとえば 1 . 2 mmである。各プリグループ 1 2の幅は、たとえば 0 . 1 8 // mであり、その深さは、たとえば 1 2 0 n mである。また、複数のプリグループ 1 2のピッチは、たとえば 0 . 2 7 μ πιである。

軟磁性層 2は、たとえば F e C系の高透磁率材料からなり、その飽和磁束密度 B sは、たとえば 2 Tである。軟磁性層 2の磁化方向はこの層に平行であり、軟磁性層 2は磁気へッドなどによって発生された磁界を光磁気記録層 3の記録対象部分に効率よく作用させるのに役立つ。軟磁性層 2の厚みは、グループ Gとランド Lとで異なっており、グループ Gの軟磁性層 2の厚み t 1がたとえば 1 0 0 n mであるのに対し、ランド Lの軟磁性層 2の厚み t 2はたとえば 2 0 n mである。光磁気記録層 3は、情報を記録する部分であり、保磁力を有している。この光磁気記録層 3は、磁化方向が層に対して垂直な垂直磁化層に誘電体層や反射層などを組み合わせた多層構造を有しており、たとえば Ag P dCu S i層、 S i N 層、 Ag P d Cu S i層、 G d F e C o層、 Tb F e C o層、および S i N層からなっている。このような多層構造は、情報の記録 ·再生を適正に行なうのに好適となる。光磁気記録層 3の厚みは、たとえば 1 25 nmである。この厚みの内訳は、たとえば A g P d C u S i層が 1 0 nm、 S i N層が 5 nm、 Ag P dC u S i層が 30 nm、 G d F e C o層が 5 nm、 Tb F e C o層が 25 nm、おょぴ S i N層が 50 nmである。

保護層 4は、光磁気記録層 3を保護するための部分であり、たとえば透明な紫外線硬化樹脂からなっている。この保護層 4の厚みは、たとえば 1 5 tmである。次に、光磁気ディスク D 1の製造方法の一例について説明する。

まず、基板 1をたとえば射出成形法により樹脂成形する。この作業では、たとえばニッケル製のスタンパを用いる。このスタンパの表面には、基板 1の上面 1

1の形状に対応した所定の凹凸パターンを形成しておく。上記スタンパを金型に取り付けることによって、基板 1の形状に合致したキャビティを形成した後に、このキヤビティ内に溶融ポリカーボネートを充填し、その後硬化させることにより基板 1を成形することができる。

次に、基板 1上に軟磁性層 2を形成する。この作業においてはまず、図 2 Aに示すように、プリグループ 1 2を埋め尽くす程度の厚みの軟磁性材料膜 2 aをたとえばスパッタリングによって基板 1の上面 1 1に成膜する。基板 1の上面 1 1 は複数のプリグループ 1 2が形成された凹凸状であるため、軟磁性材料膜 2 aの表面は略波形状となり、また軟磁性材料膜 2 aの各プリグループ 1 2における厚みは軟磁性材料膜 2 aの他の部分の厚みよりも大きくなる。続いて、たとえばガス圧 1. 5 P a、 RF電力 0. 5 k Wの条件下において、軟磁性材料膜 2 aの表面にアルゴンイオンを衝突させるエッチング処理を行なう。このエッチング処理によって、図 2 Bに示すように、軟磁性層 2を形成することができる。上記エツチング処理によれば、軟磁性材料膜 2 aをその厚み方向において各所略一様に削ることができる。このため、軟磁性層 2は、各グループ Gに対応する部分の方が各ランド Lに対応する部分よりも厚みが大きいものとなる。

次いで、光磁気記録層 3および保護層 4を順次形成する。光磁気記録層 3は、これを構成する複数の層をたとえばスパッタリングによつて軟磁性層 2上に順次積層していくことにより形成することができる。保護層 4は、未硬化の紫外線硬化樹脂をたとえばスピンコート法によつて光磁気記録層 ³上に塗布した後に、紫外線を照射して上記紫外線硬化樹脂を硬化させることにより形成することができる。上記した一連の工程により、光磁気ディスク D 1を得ることができる。次に、光磁気ディスク D 1の作用について説明する。

軟磁性層 2の厚みは、グループ Gおよびランド Lで異なっており、情報記録用トラックであるグループ Gの軟磁性層 2の厚み t 1の方が非情報記録用トラックであるランド Lの軟磁性層 2の厚み t 2よりも大である。一方、軟磁性層 2は、その全領域にわたって同一の材質とされているため、その飽和磁束密度は各所同 —である。よって、軟磁性層 2の飽和磁束密度とその厚みの積は、グループ Gの方がランド Lよりも大である。このため、グループ Gの軟磁性層 2にはランド L の軟磁性層 2よりも多くの磁界が通過可能であり、グループ Gについてはその磁界集束効果を高めることができるのに対し、ランド Lについてはその効果を弱めることができる。したがって、たとえば磁界変調方式によって光磁気ディスク D 1のグループ Gに対して情報の記録を行なう場合に、グループ Gへの記録は適切に行なうことができる一方、ランド Lへの記録はされ難くなる。その結果、非情報記録用トラックであるランド Lに誤って情報が記録されるクロスライトの発生率が低減する。このように、クロスライトの発生率を低減すれば、トラックピッチを小さくし、光磁気ディスク D 1の大容量化を図るのに好適となる。

本発明者らは、レーザ波長が 4 0 5 n m、対物レンズの開口数が 0 . 8 5の光学へッドを用いて、上記した光磁気ディスク D 1と同様な構造をもつ光磁気ディスクのグループおよびランドにマーク長が 0 . 1 5 μ mの記録マークの書き込みを試み、それぞれのビットエラーレートを調査する実験を行なった。この実験によって、図 3に示す結果が得られた。同図において、折れ線 L 1はグループに記録マークの書き込みを試みた場合の結果を示しており、折れ線 L 2はランドに記録マークの書き込みを試みた場合の結果を示している。この実験結果によれば、印加磁界が 8 0〜2 3 0 [ 0 e ] のいずれの場合においても、グループの方がランドょりも適正に情報を記録可能であることが理解できる。この実験結果によつても、光磁気ディスク D 1について上述した効果が得られることが裏付けられる。図 4は、本発明に係る光磁気記録媒体の他の実施形態を示している。なお、図

4においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

本実施形態の光磁気ディスク D 2は、上記実施形態とは異なり、ンド Lが情報記録用のトラックである。この光磁気ディスク D 2は、基板 1上に、榭脂層 5、軟磁性層 2、光磁気記録層 3、および保護層 4が順次積層された構造を有している。

基板 1の上面 1 1 aは、光磁気ディスク D 1の基板 1の上面 1 1とは異なり、平面状である。樹脂層 5は、たとえば紫外線硬化樹脂からなり、その上面にはグループ Gとランド Lとを形成するための複数のプリグループ 5 1が形成されている。ランド Lの軟磁性層 2の厚み t 3は、たとえば 1 0 0 n mであり、グループ Gの軟磁性層 2の厚み t 4は、たとえば 7 0 n mである。このように、光磁気デイスク D 2では、光磁気ディスク D 1とは反対に、ランド Lの軟磁性層 2の厚み t 3がグループ Gの軟磁性層 2の厚み t 4よりも大きくなっている。

次に、光磁気ディスク D 2の製造方法の一例について説明する。

まず、基板 1を射出成形法により樹脂成形する。一方、この作業とは別に、図 5 Aに示すように、グループ Gおよびランド Lに対応した所定の凹凸パターンが形成されたガラス製の透明スタンパ 6を製作する。この透明スタンパ 6の表面には、シリコーン樹脂層 7を形成しておく。この処理は、後述するように、樹脂層 5を介して基板 1と軟磁性層 2とを接着させた後に透明スタンパ 6を軟磁性層 2 から剥離させ易くするための処理である。

次に、図 5 Bに示すように、シリコーン樹脂層 7上に軟磁性材料膜 2 aを成膜した後に、これをエッチング処理することにより、図 5 Cに示すような軟磁性層 2に仕上げる。この作業は、光磁気ディスク D 1の製造方法において述べた軟磁性層 2の形成作業と同様であり、軟磁性材料膜 2 aの成膜はたとえばスパッタリングにより行ない、上記エッチング処理はアルゴンイオンを軟磁性材料膜 2 aの表面に衝突させることにより行なう。このようにすれば、図 2 Aおよび図 2 Bを参照して説明したのと同様な原理により、軟磁性層 2の厚みは、透明スタンパ 6 の凹部上の部分の方が凸部上の部分よりも大きくなる。

次いで、軟磁性層 2を基板 1上に転写する作業を行なう。この作業においてはまず、図 6 Aに示すように、未硬化の紫外線硬化樹脂 5 aを軟磁性層 2上にこの軟磁性層 2の凹凸の段差よりも大きな厚みを有するように塗布する。なお、図 6 Aおよび図 6 Bにおいて、基板 1、樹脂層 5、およぴ軟磁性層 2は、図 4に示された状態とは上下反対の姿勢で描かれている。続いて、基板 1を紫外線硬化樹脂 5 a上に載置する。その後、透明スタンパ 6側から紫外線硬化樹脂 5 aに向けて紫外線を照射し、この紫外線硬化樹脂 5 aを硬化させる。これにより、樹脂層 5 を形成することができるとともに、この榭脂層 5に軟磁性層 2および基板 1が接着する。次いで、図 6 Bに示すように、透明スタンパ 6およびシリコーン榭脂層 7を軟磁性層 2から離脱させる。このような作業により、軟磁性層 2は樹脂層 5 上に転写されることとなる。その後、軟磁性層 2上に光磁気記録層 3および保護層 4を上記実施形態と同様な手法により形成する。上記した一連の工程により、光磁気ディスク D 2を得ることができる。

上記した製造方法によれば、ランド Lの軟磁性層 2の厚み t 3がグループ Gの軟磁性層 2の厚み t 4よりも大きくされた光磁気ディスク D 2が容易に得られる。光磁気ディスク D 2においては、光磁気ディスク D 1とは反対に、軟磁性層 2 の飽和磁束密度とその厚みとの積は、グループ Gよりもランド Lの方が大きくなり、印加磁界はグループ Gよりもランド Lの方に効率よく作用することとなる。したがって、光磁気ディスク D 2は、ランド Lに情報を記録するのに好適となる一方、グループ Gへの誤った記録が生じ難くなり、光磁気ディスク D 1と同様にクロスライトの発生を抑制することが可能となる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されるものではない。本発明に係る光磁気記録媒体の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。同様に、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法における各作業工程の具体的な構成も種々に変更自在である。

たとえば、軟磁性層の材料は、 F e C系の高透磁率材料でなくてもよく、 F e C o N i合金などの他の高透磁率材料であってもよい。この軟磁性層の形成方法も、スパッタリングおよびエッチング処理を組み合わせた方法に限定されず、たとえば無電解メツキ法により軟磁性材料膜を基板上に成膜した後にエッチング処理を行なう方法であってもよい。

グループおよぴランドのそれぞれの軟磁性層の飽和磁束密度とその厚みとの積を相違させる手段としては、厚みを異ならせる手段に代えて、飽和磁束密度を相違させる手段を採用することもできる。より具体的には、グループおよびランドの軟磁性層を飽和磁束密度の異なる材質とすることにより、軟磁性層の飽和磁束密度とその厚みとの積を相違させた構成としてもかまわない。また、グループおよびランドのそれぞれの軟磁性層の厚みを相違させる場合の態様としては、一方の軟磁性層の厚みをゼロとすること、すなわちグループおよびランドの一方を設けない構成とすることも含まれる。

本発明に係る光磁気記録媒体は、基板の片面のみに光磁気記録層などが設けられたいわゆる片面記録構造に限定されず、基板の表裏両面に光磁気記録層などが設けられたいわゆる両面記録構造とすることもできる。このような構造によれば、大容量化を図ることができる。基板は、樹脂製に限定されず、たとえばガラス製やアルミニウム製であってもよい。基板の形成方法も、射出成形法に限定されず、紫外線硬化樹脂を用いて成形するいわゆる 2 P (photo-polymer) 法であってもよい。

Claims

請求の範囲

1 . 基板上に、軟磁性層と光磁気記録層とが順次積層され、複数のグループと複数のランドとが設けられている光磁気記録媒体であって、

上記軟磁性層の飽和磁束密度とその厚みとの積は、上記各グループと上記各ランドとでは相違していることを特徴とする、光磁気記録媒体。

2 . 上記軟磁性層の厚みは、上記各グループと上記各ランドとでは相違している、請求項 1に記載の光磁気記録媒体。

3 . 上記軟磁性層の材質は、上記各グループと上記各ランドとで同一である、請求項 2に記載の光磁気記録媒体。

4 . 上記各グループが情報の記録対象部分であり、

上記軟磁性層の厚みは、上記各グループの方が上記各ランドよりも大である、請求項 3に記載の光磁気記録媒体。

5 . 上記各ランドが情報の記録対象部分であり、

上記軟磁性層の厚みは、上記各ランドの方が上記各グループよりも大である、請求項 3に記載の光磁気記録媒体。

6 . 表面に複数のプリグループが形成された基板を製作する第 1の工程と、上記基板の上記表面上に軟磁性層を形成する第 2の工程と、上記軟磁性層上に光磁気記録層を形成して複数のグルーブぉよび複数のランドを設ける第 3の工程と、を有する光磁気記録媒体の製造方法であって、

上記第 2の工程においては、上記複数のプリグループの深さよりも大きな厚みを有する軟磁性材料膜を上記基板の上記表面上に成膜し、その後上記軟磁性材料膜にエッチング処理を施すことにより、上記各グループおよび上記各ランドに対応する部分の厚みを相違させることを特徴とする、光磁気記録媒体の製造方法。

7 . 上記軟磁性材料膜の成膜はスパッタリングにより行ない、上記軟磁性材料膜のエッチング処理は乾式エッチングにより行なう、請求項 6に記載の光碟,気記録媒体の製造方法。

8 . 基板を形成する第 1の工程と、上記基板上に軟磁性層を形成する第 2の工程と、上記軟磁性層上に光磁気記録層を形成して複数のグループおよび複数のランドを設ける第 3の工程と、を有する光磁気記録媒体の製造方法であって、上記第 2の工程においては、表面が凹凸状の型部材を使用し、この型部材の凹部と凸部とでは厚みが相違する軟磁性層を上記型部材の表面上に形成し、その後上記基板上に樹脂層を介して上記軟磁性層の転写を行なうことを特徴とする、光磁気記録媒体の製造方法。

9 . 上記軟磁性層の形成は、上記型部材の表面段差よりも大きな厚みを有する軟磁性材料膜を上記型部材の表面上に成膜し、その後上記軟磁性材料膜にエツチング処理を施すことにより行なう、請求項 8に記載の光磁気記録媒体の製造方法。

1 0 . 上記軟磁性材料膜の成膜はスパッタリングにより行ない、上記軟磁性材料膜のェツチング処理は乾式ェツチングにより行なう、請求項 9に記載の光磁気記録媒体の製造方法。

1 1 . 上記軟磁性材料膜を上記型部材の表面上に成膜する前に、上記型部材の表面に離型容易化処理を施す、請求項 9に記載の光磁気記録媒体の製造方法。