JP2001229586A

JP2001229586A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2001229586A
Application number: JP2000035655A
Authority: JP
Inventors: Hideki Ono; 秀樹大野; Kensho Oshima; 憲昭大島; Keiichiro Nishizawa; 恵一郎西澤
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2001-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】近接場光磁気記録媒体上を浮上するヘッ
ドの浮上安定性を保ち、かつノイズの小さい記録再生信
号を得ることができる、耐久性、信頼性に優れた近接場
光磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基板上に少なくとも反射層、記録層、誘
電体層および固体潤滑層をこの順に積層してなる、浮上
式ヘッドにより記録再生を行う近接場光磁気記録媒体に
おいて、記録媒体に形成されたランド及び／又はグルー
ブの中心線平均粗さＲａを０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎ
ｍの範囲とし、更に固体潤滑層上に液体潤滑層を設ける
場合には、その液体潤滑層の膜厚ｔを、ｔ≦２Ｒａとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書き換えが可能な
光記録媒体、特に、浮上式光学ヘッドから発するレーザ
ービームと磁界によって主記録層の磁化の向きを変化さ
せ、情報の記録、再生及び消去を行なう近接場光磁気記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録媒体は、大容量・高密度記録
が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア
化に伴なうコンピュータの大容量ファイルや動画を記録
する書き換え型メディアとして需要が急増しつつある。

【０００３】光磁気記録媒体は、一般にプラスチック等
の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成し、
磁界を加えながらレーザーを照射して記録、消去を行
い、レーザーの反射光で再生する。記録方式は、従来、
固定磁界を加えて消去した後、反対方向の固定磁界を加
えて記録するいわゆる光変調記録が中心であったが、近
年、レーザーを照射しながら、磁界を記録パターンに従
って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレ
クトオーバーライト）可能でしかも高記録密度になって
も正確に記録できる方式として注目を浴びている。

【０００４】記録再生のためのレーザーは従来、基板を
通して記録膜に照射されていた。最近、光学ヘッドを記
録膜に近付けて記録再生する、いわゆる、近接場光記録
が高密度化の手段として注目されている（Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８，ｐ．１４１（１９９６））。
この記録方法ではＳｏｌｉｄＩｍｍｅｒｓｉｏｎＬｅ
ｎｓ（以下ＳＩＬと略す）ヘッドを使用しレーザービー
ムスポットサイズを縮小することにより、光源のレーザ
ー波長（λ）によって決まる従来の記録限界（〜λ／２
ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）より短いマークでの
再生が可能であり、超高記録密度の記録再生が実現でき
る。

【０００５】この近接場光記録では光学ヘッドを記録媒
体に近付ける必要があるために（〜１００ｎｍ）、従来
の光磁気記録媒体のように基板を通して記録膜にレーザ
ービームを照射するのではなく、基板を通さずに直接記
録膜にレーザービームを照射する方法を用いる。

【０００６】すなわち、記録膜の構成が従来の光記録媒
体では基板／第１保護層／記録層／第２保護層／反射層
としているのが一般的であるのに対して、近接場光記録
では基板／反射層／第１保護層／記録層／第２保護層と
いう逆構成の膜構造として膜表面側からレーザービーム
を照射し、記録再生を行なう（表面読み出し型記録）。

【０００７】この際、記録膜とＳＩＬヘッドとを近付け
るために浮上式のスライダーヘッドを利用することが多
い。また、記録に関しては、レーザービームを照射して
記録層をキュリー温度以上に上げながら、スライダーヘ
ッドに形成された薄膜コイルなどにより磁界を変調させ
ながら記録する磁界変調記録が近接場光磁気記録には適
していると言われている。

【０００８】この近接場光磁気記録においては、ＳＩＬ
ヘッドと記録媒体との距離が非常に近くなっており、記
録媒体表面に十分な潤滑性能が無いと、ＳＩＬヘッドの
記録媒体からの浮上高さが僅かに変動してもＳＩＬヘッ
ドと記録媒体が接触することによりＳＩＬヘッドおよび
記録媒体が破損することも考えられる。

【０００９】さらには、記録媒体に記録再生する際のレ
ーザースポット径が小さいことから、記録媒体の表面粗
さが大きくなることにより記録再生信号のノイズが大き
くなり、十分なＳＮＲが得られず記録再生に支障を来す
ことも考えられる。

【００１０】また、記録媒体に積層された液体潤滑剤の
膜厚が厚すぎると、記録再生中に液体潤滑剤がＳＩＬヘ
ッドのレーザービーム透過部に付着し安定した記録再生
ができなくなることも考えられる。従来浮上式スライダ
ーヘッドを使用した記録再生方式による近接場光磁気記
録媒体は、安定したＳＩＬヘッドの浮上特性、記録再生
信号特性を得られず、耐久性、信頼性の点で実現困難で
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、記録媒体上を浮上するＳＩＬヘッドの浮上
安定性を保ち、かつノイズの小さい記録再生信号を得る
ことにより、耐久性、信頼性の高い近接場光磁気記録媒
体を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のよう
な現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。

【００１３】すなわち、本発明は基板上に少なくとも反
射層、記録層、誘電体層および固体潤滑層をこの順に積
層してなる、浮上式ヘッドにより記録再生を行う近接場
光磁気記録媒体において、記録媒体に形成されたランド
およびグルーブの中心線平均粗さＲａが０．２ｎｍ≦Ｒ
ａ≦２．０ｎｍの範囲であることを特徴とする光磁気記
録媒体である。

【００１４】また、記録媒体に形成されたランドおよび
グルーブの中心線平均粗さＲａと液体潤滑剤の膜厚ｔと
が、ｔ≦２Ｒａなる関係で固体潤滑層上に液体潤滑剤が
形成されていることが好ましい。

【００１５】以下に本発明を更に詳細に説明する。

【００１６】図１は、本発明の光磁気記録媒体の一例を
示す断面図である。基板１１の上に反射層１２、記録層
１３、誘電体層１４及び固体潤滑層１５がこの順に積層
され、図１においては、更に液体潤滑層１６を固体潤滑
層１５の上に設けている。

【００１７】基板１１としては、機械特性などの媒体基
板としての特性を満たすものであれば特に限定されず、
例えばガラス、ポリカーボネート、アモルファスポリオ
レフィン、エンジニアリングプラスチック等を用いるこ
とができる。基板には、案内溝やフォーマット情報を有
するピットが形成されている。

【００１８】反射層１２としては、反射率の高い金属で
あれば特に限定されず、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃ
ｕ等の単体金属あるいはそれらを各々成分とする合金等
を用いることができる。

【００１９】また、記録層１３としては光磁気記録層と
して用いることができる材料であれば特に限定されず、
例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣ
ｏ、ＮｄＤｙＦｅＣｏ等の希土類−遷移金属を用いるこ
とができ、また、記録層は単層であってもよいし、機能
や組成の異なる膜を積層した積層膜であってもよい。

【００２０】誘電体層１４は例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮ、
ＳｉＡｌＯＮ、Ｔａ₂Ｏ₅などの透明な誘電体で構成され
る。

【００２１】固体潤滑層１５としては、例えば、カーボ
ンに水素や窒素を添加させたダイヤモンドライクカーボ
ン（ＤＬＣ）等を用いることができる。

【００２２】本発明においては、この反射層、記録層、
誘電体層および固体潤滑層まで積層した記録媒体表面に
形成されたランド及び／又はグルーブの中心線平均粗さ
Ｒａを、０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍ、好ましくは
０．５ｎｍ≦Ｒａ≦１．５ｎｍの範囲とする。

【００２３】記録媒体の記録領域には、レーザースポッ
トビームを発する光学ヘッドが記録媒体上を浮上する際
トラッキングを掛けるためにランドとグルーブが形成し
てある。記録媒体への記録再生はランド部のみ、グルー
ブ部のみ、またはランド部とグルーブ部両方に行っても
よい。このため、ランド部およびグルーブ部ともにＲａ
が０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲であることが好
ましい。

【００２４】Ｒａが０．２ｎｍ未満では記録媒体表面の
潤滑性能が不足することから、ＳＩＬヘッドの浮上高さ
に変動が生じ、ＳＩＬヘッドと記録媒体が接触した場
合、ＳＩＬヘッドまたは記録媒体がクラッシュし易くな
る場合がある。また、Ｒａが２．０ｎｍを越えると、記
録再生信号のノイズレベルが大きくなることからＳＮＲ
が低下し、エラーレートが悪化することによる記録容量
の低下や最悪の場合記録再生ができないという問題を生
じるおそれがある。

【００２５】尚、記録媒体のＲａは、反射層、記録層、
誘電体層、固体潤滑層を積層する際、各層の膜厚を変化
させることにより、またスパッタ法で積層する場合のガ
ス分圧を変化させることにより、容易に制御することが
できる。

【００２６】固体潤滑層の上には液体潤滑層１６が積層
してあってもよいし、積層してなくともよい。液体潤滑
層としては、パーフルオロポリエーテル等の潤滑性能を
有する材料を適当な溶媒に溶かして固体潤滑層上に塗布
した後、溶媒を除去すればよい。

【００２７】基板上に反射層、記録層、誘電体層および
固体潤滑層まで積層した記録媒体の中心線平均粗さをＲ
ａとしたときに、液体潤滑剤の膜厚ｔは、ｔ≦２Ｒａ、
好ましくはｔ≦１．５Ｒａの関係を満足することが好ま
しい。液体潤滑剤の膜厚ｔが２Ｒａを越えると、ＳＩＬ
ヘッドの浮上高さに変動が生じ、ＳＩＬヘッドと記録媒
体が接触した場合、記録媒体からＳＩＬヘッドが再浮上
し難くなる。また、記録再生中に回転している記録媒体
から液体潤滑剤が巻上がり、ＳＩＬヘッドに付着し易く
なる。ＳＩＬヘッドにはレーザービームが通過するレン
ズが設置されているが、このレンズ表面に液体潤滑剤が
付着すると、レーザービームの出力・入力強度が低下
し、ＳＩＬヘッドの耐久性を著しく低下させる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。

【００２９】実施例１トラックピッチ０．４３μｍの案内溝の付いたポリカー
ボネート製の直径１３０ｍｍの円形基板を射出成形法で
製造し、この上に反射層として膜厚５０ｎｍのＡｌＣｒ
合金をＤＣスパッタ法で積層した。さらに記録層として
膜厚２０ｎｍのＴｂＦｅＣｏをＤＣスパッタ法で積層し
た。

【００３０】この上に誘電体層として、ＡｒとＮ₂の混
合雰囲気中でＳｉターゲットを使用した反応性ＤＣスパ
ッタ法で膜厚５０ｎｍのＳｉＮを積層した。この時、チ
ャンバー内に導入するＮ₂の分圧を０．６Ｐａとした。
さらにこの上に、固体潤滑層としてＡｒとＣＨ₄の混合
雰囲気中でＣターゲットを使用した反応性ＲＦスパッタ
法で膜厚２０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）を積層し、近接場光磁気記録媒体を製造した。

【００３１】実施例２記録層の上に誘電体層ＳｉＮを積層する際、ＳｉＮの膜
厚を２００ｎｍ、Ｎ₂の分圧を１．２Ｐａとする以外
は、実施例１と同様の方法で近接場光磁気記録媒体を製
造した。

【００３２】実施例３固体潤滑層の上に液体潤滑層として、パーフルオロポリ
エーテル系潤滑剤（アウジモント社製、商品名「フォン
ブリンＺＤＯＬ２０００」）を０．５ｎｍ積層した以外
は、実施例１と同様の方法で近接場光磁気記録媒体を製
造した。

【００３３】実施例４記録層の上に誘電体層ＳｉＮを積層するにおいて、Ｓｉ
Ｎの膜厚を２００ｎｍ、Ｎ₂の分圧を１．２Ｐａとし、
固体潤滑層の上に液体潤滑剤としてパーフルオロポリエ
ーテル系潤滑剤（アウジモント社製、商品名「フォンブ
リンＺＤＯＬ２０００」）を３．０ｎｍ積層した以外
は、実施例１と同様の方法で近接場光磁気記録媒体を製
造した。

【００３４】比較例１記録層の上に誘電体層ＳｉＮを積層するにおいて、Ｓｉ
Ｎの膜厚を３０ｎｍ、窒素ガスの分圧を０．４Ｐａとす
る以外は、実施例１と同様の方法で近接場光磁気記録媒
体を製造した。

【００３５】比較例２記録層の上に誘電体層ＳｉＮを積層するにおいて、Ｓｉ
Ｎの膜厚を２５０ｎｍ、窒素ガスの分圧を１．４Ｐａと
する以外は、実施例１と同様の方法で近接場光磁気記録
媒体を製造した。

【００３６】実施例１〜４及び比較例１〜２の近接場光
磁気記録媒体について、以下の評価を行った。固体潤滑
層の上に液体潤滑剤を積層する前に、記録媒体の半径位
置３０、４０、５０ｍｍの３点について、ランド部とグ
ルーブ部の中心線表面粗さＲａを原子間力顕微鏡（セイ
コー電子社製）で測定し、ランド部およびグルーブ部と
も各半径位置３点の平均値をもってその記録媒体のＲａ
とした。

【００３７】液体潤滑剤を積層した記録媒体について
は、半径位置３０、４０、５０ｍｍの３点を、ＥＳＣＡ
（パーキンエルマー社製）によりＣ１ｓスペクトルから
液体潤滑層の膜厚を算出し、各半径位置３点の平均値を
もってその記録媒体の膜厚とした。

【００３８】さらに記録媒体を毎分２４００回転で回転
させて、薄膜面上にレーザー波長６８０ｎｍ、有効開口
数１．２のスライダーを有する浮上式ＳＩＬヘッドをダ
イナミックロードにより記録媒体上１００ｎｍの高さに
浮上させ、レーザーをパルス的に照射して記録層をキュ
リー温度以上に暖めながら、ＳＩＬヘッド上のコイル磁
界を１０ＭＨｚで変調させながら記録し、１０ＭＨｚで
記録したときのＳＮＲを記録媒体の半径位置３０、４
０、５０ｍｍの３点ついて測定し、その平均値をもって
記録媒体のＳＮＲとした。

【００３９】なお、このＳＮＲの値は、各媒体で再生パ
ワーを調整してＳＮＲが最大になる条件で測定して得ら
れたものである。続いて、スライダーを有する浮上式Ｓ
ＩＬヘッドで長時間シークテストを行った。記録媒体を
ドライブのスピンドルに設置し、毎分２４００回転で回
転させた。この記録媒体上にＳＩＬヘッドをダイナミッ
クロードし、浮上高さ１００ｎｍで半径３０〜５０ｍｍ
の範囲を７Hzにて７２時間連続シークした。シーク完了
後ＳＩＬヘッドをアンロードし、ヘッドのスライダー表
面とレンズ表面の観察を行った。観察には光学顕微鏡を
用いた。評価結果を表１にまとめる。

【００４０】

【表１】

【００４１】実施例１及び２では、何れも記録媒体の中
心線平均粗さＲａが０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範
囲であり、実施例３及び４では、何れも記録媒体の中心
線平均粗さＲａが０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲
でかつ液体潤滑剤の膜厚ｔがｔ≦２Ｒａを満足してい
た。この時のＳＮＲは何れも２４ｄＢを越えて十分なＳ
ＮＲを示した。また、シークテスト後のＳＩＬヘッド観
察では、スライダー部、レンズ部ともに異物、液体潤滑
剤の付着は無く、シークテスト中におけるＳＩＬヘッド
は安定して浮上していたことがわかる。

【００４２】比較例１ではＲａが０．１ｎｍと小さいた
め、ＳＮＲは２５ｄＢと十分高い値を示すが、シークテ
ストでＳＩＬヘッドのスライダー部、レンズ部ともに多
数の薄片状異物が付着しており、ＳＩＬヘッドの浮上中
に記録媒体と頻繁に接触していたことがわかる。

【００４３】比較例２では、ＳＮＲが２０ｄＢ程度しか
出ず、この原因はノイズレベルが高いことから、Ｒａが
大きすぎることが上げられる。シークテストでは、スラ
イダー部、レンズ部ともに異物、液体潤滑剤の付着は無
く、シークテスト中におけるＳＩＬヘッドは安定して浮
上していたことがわかる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、記録媒体上を浮上する
ＳＩＬヘッドの浮上安定性を保ち、かつノイズの小さい
記録再生信号を得ることにより、耐久性、信頼性の高い
近接場光磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の近接場光磁気記録媒体の一例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１１：基板１２：反射層１３：記録層１４：誘電体層１５：固体潤滑層１６：液体潤滑剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に少なくとも反射層、記録層、誘
電体層および固体潤滑層をこの順に積層してなる、浮上
式ヘッドにより記録再生を行う近接場光磁気記録媒体に
おいて、記録媒体に形成されたランド及び／又はグルー
ブの中心線平均粗さＲａが０．２ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎ
ｍの範囲にあることを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】固体潤滑層上に膜厚tの液体潤滑層を、
ｔ≦２Ｒａなる関係で設けることを特徴とする請求項１
記載の光磁気記録媒体。