专利名称：光磁记录介质及其制造方法、光磁记录介质用基板、母模及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种包括具有垂直磁各向异性的记录层的光磁记录介质及其制造方法、光磁记录介质用基板、以及基板制造用的母模及其制造方法。
背景技术：
近年来，光磁记录介质引起了广泛的关注。光磁记录介质利用磁性材料的各种磁特性而构成，是具有热磁记录和利用磁光效应进行再现的这两种功能的可重写记录介质。
光磁记录介质具有由垂直磁化膜构成的记录层，该垂直磁化膜由非晶态稀土-过渡金属合金构成。垂直磁化膜在与膜表面垂直的方向上具有易磁化轴。在光磁记录介质中，预定的信号作为磁化方向的变化而被记录在该记录层中。在光磁记录介质的记录处理中，通过记录用激光的照射使记录层的预定部位升温以及对该预定部位施加磁场，通过以上两者的组合在记录层中记录作为磁化方向的变化的预定信号。在光磁记录介质的再现处理中，向记录层以至包括该记录层的记录磁性部局部地照射再现用激光，并利用该照射光在记录层表面以至记录磁性部表面产生反射时所产生的偏光状态的变化来读取作为磁化方向的变化的记录信号。该光磁记录介质例如记载在日本专利文献特开平8-17080号公报、国际公开第WO98/02878号小册子、以及日本专利文献特开平10-149592号公报中。
在记录处理和再现处理中，公知有以下事实向介质照射具有合适的预定能量的激光时，介质表面上的激光照射区域的尺寸即光斑直径越小，对于提高介质的记录分辨率和再现分辨率来说越有利。记录分辨率和再现分辨率的提高有助于提高介质的记录密度。可以通过缩短照射激光的波长或增大用于聚集该照射激光的物镜(与介质相对的透镜)的数值孔径NA来减小光斑直径。
但是，由于数值孔径NA越大，焦距越短，所以对于应用于通常的背照(Back Illumination)方式光磁记录介质来说越发困难。其原因在于，在背照方式光磁记录介质中，出于机械强度方面的考虑，从需要有预定厚度的较厚的透明基板一侧向记录层以至记录磁性部照射激光，因此要求聚光用的透镜具有较长的焦距。
为了有效地利用数值孔径NA大的透镜，在光磁记录介质的技术领域中，代替后照方式，对前照(Front Illumination)方式的实用化需求很高。在前照方式光磁记录介质中，由于从基板相反侧向记录层以至记录磁性部照射激光，所以聚光用透镜不需具有后照方式光磁记录介质所需程度的长焦距。
另一方面，公知有以下事实在光磁记录介质中，可形成于记录层的稳定的记录标记(磁畴)的长度越小，记录分辨率越高，也越有利于达到高记录密度。另外，公知有以下事实在层积形成有记录层的表面上存在有粗糙度适度的凹凸，并且该凹凸的周期越小，越容易在记录层(非晶态稀土-过渡金属合金垂直磁化膜)中形成更小的稳定的磁畴。
由于层积对象表面的凹凸形状，可以固定存在于记录层的磁畴结构中的磁畴壁。即钉扎效应。当层积对象表面的凹凸形状具有周期性时，会产生均匀的钉扎作用，该凹凸形状的周期越小，钉扎单位(在记录层内产生的磁簇)越倾向于细微化，另外，层积对象表面的表面粗糙度越大，作用在磁畴壁上的钉扎力越大。钉扎单位越小且钉扎力越大，越容易在记录层中稳定地形成小的记录标记(磁畴)，因此记录分辨率越高。因此，在光磁记录介质中，为了使由非晶态合金垂直磁化膜形成的记录层的磁畴结构细微化，有时特意在记录层的层积对象表面上形成凹凸形状。
为了形成该凹凸形状，以往首先形成预定的材料膜来作为紧接在记录层之下的一层(底层)。然后在材料膜的表面上沉积生长比该材料膜的表面张力大的材料。此时，由于该材料与材料膜表面之间的表面张力的差，该材料生长成岛形。这样，就可以在记录层的层积对象表面上形成凹凸形状了。
在前照方式光磁记录介质的技术领域中，可以使记录用激光的光斑直径缩小到例如能够形成具有100nm以下的标记长度的记录标记这样的程度。但是，根据在记录层的层积对象表面上特意形成凹凸形状的上述的现有方法，难以以能够稳定地形成具有100nm以下的标记长度的记录标记的程度形成凹凸周期小且粗糙度大的凹凸形状。因此，根据现有技术，由于无法充分地提高光磁记录介质的记录分辨率，所以有时难以达到希望的高记录密度。
本发明是鉴于以上情况而完成的，其目的在于提供一种适于实现高记录密度的光磁记录介质及其制造方法、光磁记录介质用基板、以及基板制造用的母模及其制造方法。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种光磁记录介质。该光磁记录介质具有层积结构，该层积结构包括基板、具有垂直磁各向异性并长度记录功能的记录层、以及基板和记录层之间的至少一个功能层。基板和至少一个功能层中的至少一个的、记录层一侧的表面包括细微凹凸面。该细微凹凸面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度以及1～20nm的凹凸周期，兼具较大的表面粗糙度和较小的凹凸周期。在这里，表面粗糙度在本发明中是指以JISB0601定义的对象表面的算术平均高度。使用参数Ra来表示该表面粗糙度。在本介质中，当基板和记录层之间存在多个功能层时，该多个功能层中的一个与记录层接触，其他功能层不与记录层接触。与记录层接触的功能层(第一功能层)的记录层一侧的表面、不与记录层接触的功能层(第二功能层)的记录层一侧的表面、以及基板的记录层一侧的表面中的至少一个包括细微凹凸面。另外，例如通过使预定的材料在基板上顺次成膜来形成本介质。
当第一功能层的记录层一侧的表面包括细微凹凸面时，在直接层积形成于该第一功能层上的记录层中，由于兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期的细微凹凸面的该细微凹凸形状而产生的钉扎力作用在形成于呈现垂直磁各向异性的磁畴结构中的磁畴壁上。因此，在该记录层中能够稳定地形成微小的磁畴。
当第二功能层的记录层一侧的表面包括细微凹凸面时，如果将介于该第二功能层和记录层之间的至少一个层(包括第一功能层)设置得足够薄的话，第二功能层的细微凹凸面的细微凹凸形状就会反映在第一功能层的记录层一侧的表面上，因此在第一功能层表面上也会产生兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期的细微凹凸面。由于第一功能层的该细微凹凸面的细微凹凸形状而产生的钉扎力作用在记录层的磁畴壁上，因此，能够在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。
当基板的记录层一侧的表面包括细微凹凸面时，如果将介于该基板和记录层之间的至少一个层(包括第一功能层)设置得足够薄的话，基板的细微凹凸面的细微凹凸形状就会反映在第一功能层的记录层一侧的表面上，因此在第一功能层表面上也会产生兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期的细微凹凸面。由于第一功能层的该细微凹凸面的细微凹凸形状而产生的钉扎力作用在记录层的磁畴壁上，因此，能够在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。
在记录层上稳定地形成有微小磁畴的本光磁记录介质具有高记录分辨率，有利于实现高记录密度。
在本发明的第一方面中，优选层积结构具有包括槽脊部分和凹槽部分的凹凸轨形状，基板和至少一个功能层中的至少一个的、记录层一侧的表面仅在槽脊部分或仅在凹槽部分包括细微凹凸面。该结构有利于仅将记录层的槽脊部分或仅将记录层的凹槽部分用作信息记录部。
优选记录层由具有过渡金属磁化优势组成的磁性材料(非晶态稀土-过渡金属合金)形成，至少一个功能层包括与记录层接触的记录辅助层，该记录辅助层由用于减小记录用磁场强度的、具有过渡金属磁化优势组成的磁性材料(非晶态稀土-过渡金属合金)形成。或者，记录层由具有稀土金属磁化优势组成的磁性材料(非晶态稀土-过渡金属合金)形成，至少一个功能层包括与记录层接触的记录辅助层，该记录辅助层由用于减小记录用磁场强度的、具有稀土金属磁化优势组成的磁性材料形成。
本发明第一方面的层积结构优选还包括具有垂直磁各向异性并承担再现功能的再现层、以及介于记录层和再现层之间并用于改变该记录层和再现层的交换耦合状态的中间层。根据该结构，可以将本发明的光磁记录介质作为具有DWDD(domain wall displacement detection，磁畴壁移动检测)或MAMMOS(magnetic amplifying magneto-optical system，磁畴放大播放系统)再现方式的介质来实施。本发明在再现分辨率优越的DWDD再现方式或MAMMOS再现方式的光磁记录介质中实施时，具有非常高的实用价值。
本发明的第二方面提供一种其他的光磁记录介质。该光磁记录介质具有层积结构，该层积结构包括基板、具有垂直磁各向异性并具有记录功能的记录层、以及基板和记录层之间的散热层。散热层的记录层一侧的表面包括细微凹凸面。该细微凹凸面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
该结构相当于在本发明的第一方面中第一或第二功能层表面包括细微凹凸面的情况。因此，与第一方面的光磁记录介质相同，本发明第二方面的光磁记录介质也适于实现高记录密度。
在本发明第二方面的优选实施方式中，层积结构(包括散热层)具有包括槽脊部分和凹槽部分的凹凸轨形状，散热层的记录层一侧的表面仅在槽脊部分或仅在凹槽部分包括细微凹凸面。该结构有利于仅将记录层的槽脊部分或仅将记录层的凹槽部分用作信息记录部。
本发明的第三方面提供一种光磁记录介质用基板。至少该光磁记录介质用基板的表面由树脂材料形成。另外，该光磁记录介质具有凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面。槽脊面和/或凹槽面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。如果使用具有该结构的基板，可以制造基板表面包括细微凹凸面的上述光磁记录介质。
本发明的第四方面提供一种用于制造光磁记录介质用基板的母模。该母模具有凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面。槽脊面和/或凹槽面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。如果使用该结构的母模，可以恰当地制造本发明第三方面的光磁记录介质用基板。
根据本发明的第五方面，提供一种用于制造光磁记录介质的方法。该方法包括以下工序在基体材料上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去材料膜中的第二材料的至少一部分，由此在材料膜上形成细微凹凸面；在材料膜之上形成具有垂直磁各向异性并具有记录功能的记录层。根据该方法，可以恰当地制造本发明第一方面的第一或第二功能层表面包括细微凹凸面的光磁记录介质。
在本发明第五方面的优选实施方式中，第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。根据该结构，可以恰当地形成例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期的细微凹凸面。
根据本发明的第六方面，提供一种用于制造光磁记录介质用基板的母模制造方法。该方法包括以下工序在具有第一凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面的基板的所述表面上，将比构成该表面的材料的表面能量大的材料加热到该材料的扩散温度以上并使其沉积，由此形成第一细微凹凸形状；通过电铸法使金属材料在该基板表面上生长，由此形成具有与第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状的压模；使压模与基板分离。根据该结构，可以恰当地形成槽脊面和凹槽面具有第二细微凹凸形状的母模，该第二细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。
根据本发明的第七方面，提供一种用于制造光磁记录介质用基板的母模的其他制造方法。该方法用于制造母模，该母模用于制造光磁记录介质用基板。该方法包括以下工序在具有第一凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面的基板的表面上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去材料膜中的第二材料的至少一部分，由此在材料膜表面上形成第一细微凹凸形状；通过电铸法使金属材料在该材料膜上生长，由此形成具有与第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状的压模；使压模与基板分离。根据该结构，可以恰当地形成槽脊面和凹槽面具有第二细微凹凸形状的母模，该第二细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。
在本发明第七方面的优选实施方式中，第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。该结构有利于形成例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期的细微凹凸形状。
本发明的第八方面提供一种用于制造母模的其他方法，该母模用于制造光磁记录介质用基板。该方法包括以下工序在基板上形成具有开口部的抗蚀图；经由抗蚀图对基板进行蚀刻处理，由此在该基板上形成具有槽脊面和凹槽面的第一凹凸轨形状；通过从抗蚀图一侧沉积材料而在凹槽面上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去材料膜中的第二材料的至少一部分，由此在凹槽面上形成第一细微凹凸形状；使基板与抗蚀图分离；通过电铸法使金属材料在包括槽脊面和凹槽面的基板的表面上生长，由此形成具有与第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状的压模；使压模与基板分离。根据该结构，可以恰当地形成槽脊面具有第二细微凹凸形状的母模，该第二细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。
在本发明第八方面的优选实施方式中，包括以下工序通过电铸法使金属材料在母模的第二凹凸轨形状一侧的表面上生长，由此形成具有与第二凹凸轨形状对应的第三凹凸轨形状和与第二细微凹凸形状对应的第三细微凹凸形状的子压模；使子压模与压模分离。根据该结构，可以恰当地形成凹槽面具有第三细微凹凸形状的母模，该第三细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。
优选第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。该结构有利于恰当地形成例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期的细微凹凸形状。
图1是本发明第一实施方式的光磁记录介质的部分截面图；
图2是本发明的光磁记录介质的记录磁性部的变形例；图3是本发明的光磁记录介质的记录磁性部的其他变形例；图4A～图4D表示图1所示的光磁记录介质的制造方法中的一部分工序；图5A～图5D表示图4D的后续工序；图6A和图6B表示图5D的后续工序；图7A～图7D表示图1所示的光磁记录介质的其他制造方法中的一部分工序；图8是本发明第二实施方式的光磁记录介质的部分截面图；图9A～图9D表示图8所示的光磁记录介质的制造方法中的一部分工序；图10A～图10D表示图9D的后续工序；图11A～图11D表示图10D的后续工序；图12是本发明第三实施方式的光磁记录介质的部分截面图；图13A～图13D表示图12所示的光磁记录介质的制造方法中的一部分工序；图14A和图14B表示图13D的后续工序；图15是本发明第四实施方式的光磁记录介质的部分截面图；图16A～图16D表示图15所示的光磁记录介质的制造方法中的一部分工序；图17A～图17C表示图16D的后续工序；图18表示第一实施例至第七实施例的光磁记录介质的层积结构；图19表示第八实施例的光磁记录介质的层积结构；图20表示第一比较例至第三比较例的光磁记录介质的层积结构；图21表示第四比较例的光磁记录介质的层积结构；图22是表示对第一实施例至第五实施例和第一比较例至第四比较例的光磁记录介质进行比特差错率测定的结果的曲线图；图23是示出样品P1～P12的凹凸周期和表面粗糙度Ra的表。
具体实施例方式
图1是本发明第一实施方式的光磁记录介质X1的部分截面图。光磁记录介质X1具有基板S1、记录磁性部11、散热层12、电介质层13、以及保护膜14，该磁记录介质X1作为前照方式的光磁盘而构成。另外，光磁记录介质X1在基板S1的单面或双面上具有图1所示的层积结构。
基板S1设有涡卷状或同心圆状的预制沟槽10a并具有凹凸轨形状，还具有相对凸出的槽脊面10b和相对凹入的凹槽面10c。槽脊面10b和凹槽面10c分别为具有细微凹凸形状的细微凹凸面，并具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。该基板S1由对紫外线具有充分穿透性的材料构成。作为该基板的构成材料，例如可以列举出玻璃、聚碳酸酯(PC)树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、环氧树脂、以及聚烯烃树脂。
记录磁性部11具有由一个或两个以上的磁性膜形成的磁性结构，该磁性结构具有热磁记录和利用磁光效应进行再现这两种功能。例如，记录磁性部11由兼具记录功能和再现功能的单一记录层构成。或者，记录磁性部11具有双层结构，该双层结构由矫顽力相对大且具有记录功能的记录层和再现用激光的科尔旋转角相对大且具有再现功能的再现层构成。或者，如图2所示，记录磁性部11具有用于通过MSR方式、MAMMOS方式、或DWDD方式来实现再现的、包括记录层11a、再现层11b、以及两者之间的中间层11c的至少三层的结构。或者，如图3所示，记录磁性部11由具有记录再现功能的记录层11d和记录辅助层11e构成。记录辅助层11e是垂直磁化膜，具有减小记录处理所需的最小外部磁场强度的功能。作为垂直磁化膜的记录辅助层11e具有通过强化记录层内的磁化向垂直方向的指向性来减小记录处理用的外部磁场强度的功能。
记录磁性部11可以采用的各个结构中的各层由稀土元素和过渡金属的非晶态合金构成，是具有垂直磁各向异性并被磁化成垂直方向的垂直磁化膜。垂直方向是指与构成各层的磁性膜的膜表面垂直的方向。作为稀土元素，可以使用Tb、Gd、Dy、Nd、或Pr等。作为过渡金属，可以使用Fe或Co等。
更具体地说，记录层例如由具有预定组成的TbFeCo、DyFeCo或TbDyFeCo构成。在设置再现层时，该再现层例如由具有预定组成的GdFeCo、GdDyFeCo、GdTbDyFeCo、NdDyFeCo、NdGdFeCo、或PrDyFeCo构成。在设置中间层时，该中间层例如由具有预定组成的GdFe、TbFe、GdFeCo、GdDyFeCo、GdTbDyFeCo、NdDyFeCo、NdGdFeCo、或PrDyFeCo构成。根据记录磁性部11所需的磁性结构来确定各层的厚度。
对于记录磁性部11来说，在采用图3所示的、由记录层11d和记录辅助层11e构成的双层结构的情况下，优选记录层11d具有过渡金属磁化优势组成并且记录辅助层11e具有稀土金属磁化优势组成。或者，优选记录层11d具有稀土金属磁化优势组成并且记录辅助层11e具有过渡金属磁化优势组成。
记录磁性部11具有反映基板S1的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分11f和凹槽部分11g。该槽脊部分11f和凹槽部分11g构成了本介质的信息记录槽部。
散热层12是用于将激光照射时在记录磁性部11产生的热量高效传至基板S1的部分，例如由Ag、Ag合金(AgPdCuSi、AgPdCu等)、Al合金(AlTi、AlCr等)、Au、或Pt等高导热材料构成。散热层12的厚度例如为10～40nm。另外，散热层12具有反映基板S1的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分12a和凹槽部分12b。
电介质层13是用于表观上增大再现用激光的科尔旋转角的部分，例如由SiN、SiO2、ZnS-SiO2、AlN、或Al2O3构成。电介质层13的厚度例如为20～90nm。
保护膜14由对照射光磁记录介质X1的记录用激光和再现用激光具有充分穿透性的树脂构成，该保护膜14的厚度例如为10～40μm。作为用于构成保护膜14的树脂，例如可以列举透明紫外线硬化树脂。
图4A～图6B表示光磁记录介质X1的制造方法。在本方法中，首先如图4A所示，在基板50上形成抗蚀膜51’。基板50用于制造原盘，例如为石英基板或硅晶片。
然后，对抗蚀膜51’进行曝光处理和显影处理，由此如图4B所示，形成具有开口部51a的抗蚀图51。开口部51a具有与应该在基板S1上形成的上述预制沟槽10a相对应的图案形状。
然后，如图4C所示，以抗蚀图51为掩膜对基板50进行蚀刻处理，从而在基板50上形成凹部50a。由此，在基板50上形成了表面具有槽脊面50b和凹槽面50c的凹凸轨形状。作为蚀刻方法，例如可以采用RIE(reactive ion etching，反应性离子蚀刻)。形成凹部50a以后，从基板50上除去抗蚀图51。
然后，如图4D所示，在槽脊面50b和凹槽面50c上形成细微凹凸形状52。细微凹凸形状52的凹凸周期为1～20nm，粗糙度Ra为0.3～1.5nm。在细微凹凸形状52的形成中，具体地说，加热基板50并同时沉积比该基板表面的表面能量大的材料。作为沉积方法，可以采用溅射法或蒸镀法，加热温度设定为沉积材料的扩散温度以上的温度(例如200℃)。另外，基板表面和沉积材料的表面张力的差例如为1000mN/m以上。作为沉积材料，在具有比基板表面大的表面张力的条件下，例如可以采用选自由Pt、Au、Pd、Ru、Co构成的组的金属单体(elementmetal)、或包括从该组中选择的金属的合金。这样，能够制造出具有与基板S1的预制沟槽10a相对应的凹部50a且在槽脊面50b和凹槽面50c上具有细微凹凸形状52的、用于形成基板S1的原盘M1。
在光磁记录介质X1的制造中，接下来如图5A所示，将原盘M1作为模板，通过电铸法形成压模M2。具体地说，首先例如通过溅射法在原盘M1上形成导体薄膜。作为用于形成该导体薄膜的材料例如可以采用镍。然后，根据电镀原理，将导体薄膜用作导电层，在该导体薄膜上电镀生成预定厚度的预定导体材料。作为预定的导体材料，例如可以采用镍。这样就可以制造出用于形成基板S1的母模、即压模M2。原盘M1的凹凸轨形状和细微凹凸形状52被转印到压模M2上，由此在压模M2上形成凹凸轨形状和细微凹凸形状53。形成压模M2以后，如图5B所示，使压模M2与原盘M1分离。
然后，根据需要将压模M2冲压加工成具有预定外径的碟片后，如图5C和图5D所示，使用压模M2来制造基板S1。
具体地说，首先通过紫外线硬化树脂材料55’将基体材料54和压模M2粘在一起。紫外线对基体材料54具有充分的穿透性，该基体材料54例如由玻璃、聚碳酸酯(PC)树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、环氧树脂、或聚烯烃树脂构成。另外，根据需要预先对基体材料54的表面进行表面处理，以获得该基体材料54与树脂材料55’之间的良好的粘合性。
粘合之后，从该基体材料54一侧向树脂材料55’照射紫外线，由此使该树脂材料55’硬化形成树脂部55。由此，将压模M2的凹凸轨形状和细微凹凸形状53转印到树脂部55上，并形成表面包括槽脊面10b和凹槽面10c的凹凸轨形状，该槽脊面10b和凹槽面10c具有细微凹凸形状。这样能够制造出上述基板S1。在基板S1的制造中，也可以采用将压模M2用作模板而进行的射出成型法来代替以上的方法。
在光磁记录介质X1的制造中，接着，在使基板S1与压模M2分离以后，如图6A所示，在基板S1上顺次形成散热层12、记录磁性部11、以及电介质层13。可以通过溅射法使预定的材料成膜从而形成各层。
然后，如图6B所示，在电介质层13上形成保护膜14。在保护膜14的形成中，首先使液体的树脂合成物在电介质层13上成膜。作为成膜方法，可以采用旋涂法。然后，使成膜的树脂合成物硬化。
如上所述，就可以制造出光磁记录介质X1了。当在基体材料54的双面侧均设置从树脂部55到保护膜14的层积结构时，对基体材料54另一侧的表面也实行如图5C～图6B所示的上述一系列工序。
在光磁记录介质X1中，基板S1具有槽脊面10b和凹槽面10c，该槽脊面10b和凹槽面10c具有细微凹凸形状。槽脊面10b和凹槽面10c的表面粗糙度Ra为0.3～1.5nm，凹凸周期为1～20nm。槽脊面10b和凹槽面10c的细微凹凸形状反映在被设置得足够薄的散热层12的记录层侧表面上，在散热层12的槽脊部分12a和凹槽部分12b的表面上也形成有细微凹凸形状(省略图示)，该细微凹凸形状兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期。散热层12表面的该细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。在记录磁性部11的槽脊部分11f和凹槽部分11g中，由散热层12的该细微凹凸形状引起的钉扎力作用在记录磁性部11所包括的记录层的磁畴壁上，因此可以在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。该光磁记录介质X1具有高记录分辨率，从而有利于实现高记录密度。
图7A～图7D表示光磁记录介质X1的其他制造方法中的一部分工序。在本方法中，首先如图7A所示，加工到图4C所示的状态以后，在与抗蚀图51分离后的基板50上形成混合膜56。混合膜56包括作为基材的第一材料和作为添加物的第二材料，对于该第一材料，使用预定的蚀刻气体进行的后述蚀刻处理中的蚀刻率相对低，而对于该第二材料，该蚀刻处理中的蚀刻率相对高。作为第一材料，例如可以采用包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、以及Au构成的组的元素的材料。作为第二材料，例如可以采用包括选自由C、Si、以及W构成的组的元素的材料。在混合膜56的形成中，通过共溅射(Co-sputtering)在基板50上沉积该第一材料和第二材料。该混合膜56的厚度例如为1～5nm。
然后，如图7B所示，通过干蚀刻法对混合膜56进行蚀刻处理，由此形成细微凹凸形状56a。细微凹凸形状56a具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。在本蚀刻处理中，使用对第二材料的蚀刻率比对第一材料的蚀刻率高的气体来作为蚀刻气体。优选对第二材料的蚀刻率为对第一材料的蚀刻率的10倍以上。例如，当采用Ag来作为第一材料并采用C来作为第二材料时，可以有效地使用O2来作为蚀刻气体。另外，当采用Ag来作为第一材料并采用Si来作为第二材料时，可以有效地使用CF4来作为蚀刻气体。
如上所述，能够制造出具有与基板S1的预制沟槽10a相对应的凹部50a并且在槽脊面50b和凹槽面50c上具有细微凹凸形状56a的、形成基板S1用的原盘M3。在该原盘制造方法中，在形成细微凹凸形状56a时，不必特意将基板50加热到例如200℃以上。因此，根据本发明，即使基板50例如由在200℃时容易变形的材料构成，也可以恰当地制造原盘M3。
在光磁记录介质X1的制造中，接着，如图7C所示，将原盘M3作为模板并通过电铸法来形成压模M4。具体地说，压模M2的形成方法与参照图5A进行的上述说明一样。原盘M3的凹凸轨形状和细微凹凸形状56a被转印到压模M4上，由此在压模M4上形成凹凸轨形状和细微凹凸形状57。形成压模M4以后，如图7D所示，使压模M4与原盘M3分离。
然后，除了以压模M4代替压模M2作为母模使用这一点不同之外，经过与参照图5C和图5D所进行说明的一样的工序，或者使用压模M4进行射出成型来制造基板S1。然后如图6A和图6B所示，在基板S1上顺次形成散热层12、记录磁性部11、电介质层13、以及保护膜14。
如上所述，能够制造出光磁记录介质X1。
图8是本发明第二实施方式的光磁记录介质X2的部分截面图。光磁记录介质X2具有基板S2、记录磁性部21、散热层22、电介质层23、以及保护膜24，其作为前照方式的光磁盘而构成。另外，光磁记录介质X2在基板S2的单面或双面上具有图8所示的层积结构。
基板S2设有涡卷形状或同心圆形状的预制沟槽20a并具有凹凸轨形状，并且具有槽脊面20b和凹槽面20c。凹槽面20c是具有细微凹凸形状的细微凹凸面，具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。作为基板S2的构成材料，可以采用与基板S1相同的上述材料。
记录磁性部21具有由一个或两个以上的磁性膜形成的磁性结构，该磁性结构具有热磁记录和利用磁光效应进行再现的这两种功能。例如，记录磁性部21由兼具记录功能和再现功能的单一记录层构成。或者，记录磁性部21具有与记录磁性部11相同的由多个磁性膜构成的上述多层结构(包括记录层)。作为记录磁性部21的构成材料，可以采用与记录磁性部11相同的上述材料。另外，记录磁性部21具有反映基板S2的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分21a和凹槽部分21b。该凹槽部分21b构成了本介质的信息记录槽部。
散热层22是用于将激光照射时在记录磁性部21产生的热量高效传至基板S2的部分，其具有10～40nm的厚度。另外，散热层22具有反映基板S2的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分22a和凹槽部分22b。作为散热层22的构成材料，可以采用与散热层11相同的材料。
电介质层23和保护膜24的结构与电介质层13和保护膜14的上述结构相同。
图9A～图11D表示光磁记录介质X2的制造方法。在本方法中，首先如图9A所示，在基板60上形成抗蚀膜61’。基板60用于制造原盘，例如为石英基板或硅晶片。
然后，对抗蚀膜61’进行曝光处理和显影处理，由此如图9B所示，形成具有开口部61a的抗蚀图61。开口部61a具有与应该在基板S2上形成的上述预制沟槽20a相对应的图案形状。
然后，如图9C所示，以抗蚀图61为掩膜对基板60实施蚀刻处理，从而在基板60上形成凹部60a。由此，在基板60上形成表面包括槽脊面60b和凹槽面60c的凹凸轨形状。作为蚀刻方法，例如可以采用RIE。
然后，如图9D所示形成混合膜62。混合膜62的厚度例如为1～5nm。混合膜62包括作为基材的第一材料和作为添加物的第二材料，对于该第一材料，使用预定的蚀刻气体进行的后述蚀刻处理中的蚀刻率相对低，而对于该第二材料，该蚀刻处理中的蚀刻率相对高。作为第一材料和第二材料，可以采用与混合膜56相同的上述材料。在混合膜62的形成中，通过共溅射在基板60上沉积该第一材料和第二材料。在本共溅射中，第一材料和第二材料也沉积在抗蚀图61上。
然后，如图10A所示，从基板60上除去抗蚀图61。此时，也除去抗蚀图61上的混合膜62。
然后，如图10B所示，通过干蚀刻法对残存在凹槽面60c上的混合膜62实施蚀刻处理，从而在混合膜62上形成细微凹凸形状62a。细微凹凸形状62a具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。在本蚀刻处理中，使用对第二材料的蚀刻率比对第一材料的蚀刻率高的气体来作为蚀刻气体。优选对第二材料的蚀刻率为对第一材料的蚀刻率的10倍以上。作为蚀刻气体，根据第一材料和第二材料的种类，例如可以采用O2或CF4。
如上所述，能够制造出具有与基板S2的预制沟槽20a相对应的凹部60a并且在凹槽面60c上具有细微凹凸形状62a的、形成基板S2用的原盘M5。在该原盘的制造方法中，在形成细微凹凸形状62a时，不必特意将基板60加热到例如200℃以上。因此，根据本发明，即使基板60由在200℃时容易变形的材料构成，也可以恰当地制造原盘M5。
在光磁记录介质X1的制造中，接着如图10C所示，将原盘M5作为模板并通过电铸法来形成压模M6。具体地说，压模M6的形成方法与参照图5A进行的上述说明一样。原盘M5的凹凸轨形状和细微凹凸形状62a被转印到压模M6上，由此在压模M6上形成凹凸轨形状并在该槽脊部分形成细微凹凸形状63。形成压模M6以后，如图10D所示使压模M6与原盘M5分离。
然后，根据需要将压模M6冲压加工成具有预定外径的碟片后，如图11A和图11B所示，使用压模M6来制造基板S2。
具体地说，首先通过紫外线硬化树脂材料65’将基体材料64和压模M6粘在一起。可以采用与基体材料54相同的上述材料来作为基体材料64的构成材料。另外，根据需要预先对基体材料64的表面进行表面处理，以获得该基体材料64和树脂材料65’之间的良好的粘合性。
粘合之后，从该基体材料64一侧向树脂材料65’照射紫外线，从而使该树脂材料65’硬化形成树脂部65。由此，将压模M6的凹凸轨形状和细微凹凸形状63转印到树脂部65上，并形成表面包括槽脊面20b和凹槽面20c的凹凸轨形状，该凹槽面20c具有细微凹凸形状。这样，能够制造出上述基板S2。在基板S2的制造中，也可以采用将压模M6用作模板的射出成型法来代替以上的方法。
在光磁记录介质X2的制造中，接着，在使基板S2与压模M6分离以后，如图11C所示，在基板S2上顺次形成散热层22、记录磁性部21、以及电介质层23。可以通过溅射法使预定的材料成膜从而形成各层。
然后，如图11D所示，在电介质层23上形成保护膜24。具体地说，与参照图6B进行说明的保护膜14的上述形成方法相同。
如上所述，能够制造出光磁记录介质X2。当在基体材料64的双面侧均设置从树脂部65到保护膜24的层积结构时，对基体材料64另一侧的表面也实行参照图11A～图11D进行说明的上述一系列工序。
在光磁记录介质X2中，基板S2具有凹槽面20c，该凹槽面20c具有细微凹凸形状。凹槽面20c的表面粗糙度Ra为0.3～1.5nm，凹凸周期为1～20nm。凹槽面20c的细微凹凸形状反映在被设置得足够薄的散热层22的记录层一侧的表面上，在散热层22的凹槽部分22b的表面上也形成有细微凹凸形状(省略图示)，该细微凹凸形状兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期。散热层22表面的该细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。在记录磁性部21的凹槽部分21b中，由散热层22的该细微凹凸形状引起的钉扎力作用在包括于记录磁性部21中的记录层的磁畴壁上，因此可以在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。该光磁记录介质X2具有高记录分辨率，从而有利于实现高记录密度。
另外，在光磁记录介质X2中，由于基板S2的槽脊面20b不具有凹槽面20c所具有的那样的细微凹凸形状，所以在散热层22的槽脊部分22a的表面上未形成适当的细微凹凸形状。因此，在记录磁性部21的槽脊部分21a中，在凹槽部分21b中起作用那样的钉扎力不作用在记录磁性部21所包括的记录层上，在槽脊部分21a中的记录层(在本实施例中不承担记录功能)上形成微小的磁畴要比在凹槽部分21b中的记录层上形成微小的磁畴困难。因此，在光磁记录介质X2中，凹槽部分21b之间由槽脊部分21a在磁性上良好地分开，从而可将凹槽部分21b恰当地用作信息记录槽部。
图12是本发明第三实施方式的光磁记录介质X3的部分截面图。光磁记录介质X3具有基板S3、记录磁性部31、散热层32、电介质层33、以及保护膜34，其作为前照方式的光磁盘而构成。另外，光磁记录介质X3在基板S3的单面或双面上具有图12所示的层积结构。
基板S3设有涡卷形状或同心圆形状的预制沟槽30a并具有凹凸轨形状，并且具有槽脊面30b和凹槽面30c。槽脊面30b是具有细微凹凸形状的细微凹凸面，具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。作为基板S3构成材料，可以采用与基板S1相同的上述材料。
记录磁性部31具有由一个或两个以上的磁性膜形成的磁性结构，该磁性结构具有热磁记录和利用磁光效应进行再现的这两种功能。例如，记录磁性部31由兼具记录功能和再现功能的单一记录层构成。或者，记录磁性部31具有与记录磁性部11相同的由多个磁性膜构成的上述多层结构(包括记录层)。作为记录磁性部31的构成材料，可以采用与记录磁性部11相同的上述材料。另外，记录磁性部31具有反映基板S3的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分31a和凹槽部分31b。该槽脊部分31a构成了本介质的信息记录槽部。
散热层32是用于将激光照射时在记录磁性部31中产生的热量高效传至基板S3的部分，其具有10～40nm的厚度。另外，散热层32具有反映基板S3的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分32a和凹槽部分32b。作为散热层32的构成材料，可采用与散热层11相同的上述材料。
电介质层33和保护膜34的结构与电介质层13和保护膜14的上述结构相同。
图13A～图14B表示光磁记录介质X3的制造方法中的一部分工序。在本方法中，首先如图13A所示，以上述压模M6为模板通过电铸法形成压模M7。具体地说，与参照图5A进行说明的压模M2的上述形成方法一样。压模M7是用于形成基板S3的母模。压模M6的凹凸轨形状和细微凹凸形状62a被转印到压模M7上，由此在压模M7上形成凹凸轨形状和细微凹凸形状66。形成压模M7以后，如图13B所示使压模M7与压模M6分离。
然后，如图13C和图13D所示，使用压模M7来制造基板S3。
具体地说，首先通过紫外线硬化树脂材料68’将基体材料67和压模M7粘在一起。可以采用与基体材料54相同的上述材料来作为基体材料67的构成材料。另外，根据需要预先对基体材料67的表面进行表面处理，以获得该基体材料67和树脂材料68’之间的良好的粘合性。
粘合之后，从该基体材料67一侧向树脂材料68’照射紫外线，从而使该树脂材料68’硬化形成树脂部68。由此，将压模M7的凹凸轨形状和细微凹凸形状66转印到树脂部68上，并形成表面包括槽脊面30b和凹槽面30c的凹凸轨形状，该槽脊面30b具有细微凹凸形状。这样，能够制造出上述基板S3。在基板S3的制造中，也可以采用将压模M7用作模板的射出成型法来代替以上的方法。
在光磁记录介质X3的制造中，接着，在使基板S3与压模M7分离以后，如图14A所示，在基板S3上顺次形成散热层32、记录磁性部31、以及电介质层33。可以通过溅射法使预定的材料成膜从而形成各层。
然后，如图14B所示，在电介质层33上形成保护膜34。具体地说，与参照图6B进行说明的保护膜14的上述形成方法相同。
如上所述，能够制造出光磁记录介质X3。当在基体材料67的双面侧均设置从树脂部68到保护膜34的层积结构时，对基体材料67另一侧的表面也实行参照图13C～图14B进行说明的上述一系列工序。
在光磁记录介质X3中，基板S3具有槽脊面30b，该槽脊面30b具有细微凹凸形状。槽脊面30b的表面粗糙度Ra为0.3～1.5nm，凹凸周期为1～20nm。槽脊面30b的细微凹凸形状反映在被设置得足够薄的散热层32的记录层一侧的表面上，在散热层32的凹槽部分32b的表面上也形成有细微凹凸形状(省略图示)，该细微凹凸形状兼具大的表面粗糙度和小的凹凸周期。散热层32表面的该细微凹凸形状例如具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。在记录磁性部31的槽脊部分31a中，由散热层32的该细微凹凸形状引起的钉扎力作用在记录磁性部31所包括的记录层的磁畴壁上，因此可以在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。该光磁记录介质X3具有高记录分辨率，从而有利于实现高记录密度。
另外，在光磁记录介质X3中，由于基板S3的凹槽面30c不具有槽脊面30b所具有的那样的细微凹凸形状，所以在散热层32的凹槽部分32b的表面上未形成适当的细微凹凸形状。因此，在记录磁性部31的凹槽部分31b中，在槽脊部分31a中起作用那样的钉扎力不作用在记录磁性部31所包括的记录层上，在凹槽部分31b中的记录层(在本实施例中不具有记录功能)上形成微小的磁畴要比在槽脊部分31a中的记录层上形成微小的磁畴困难。因此，在光磁记录介质X3中，槽脊部分31a之间由凹槽部分31b在磁性上良好地分开，从而可将槽脊部分31a恰当地用作信息记录槽部。
图15是本发明第四实施方式的光磁记录介质X4的部分截面图。光磁记录介质X4具有基板S4、记录磁性部41、散热层42、电介质层43、以及保护膜44，其作为前照方式的光磁盘而构成。另外，光磁记录介质X4在基板S4的单面或双面上具有图15所示的层积结构。
在基板S3上设有凹凸轨形状，该凹凸轨形状具有涡卷形状或同心圆形状的预制沟槽40a。
记录磁性部41具有由一个或两个以上的磁性膜形成的磁性结构，该磁性结构具有热磁记录和利用磁光效应进行再现的这两种功能。例如，记录磁性部41由兼具记录功能和再现功能的单一记录层构成。或者，记录磁性部41具有与记录磁性部11相同的由多个磁性膜构成的上述多层结构(包括记录层)。作为记录磁性部41的构成材料，可以采用与记录磁性部11相同的上述材料。另外，记录磁性部41具有反映基板S4的凹凸轨形状的凹凸轨形状，并包括槽脊部分41a和凹槽部分41b。该槽脊部分41a和凹槽部分41b构成了本介质的信息记录槽部。
散热层42是用于将激光照射时在记录磁性部41中产生的热量高效传至基板S4的部分，例如由AiSi、AlSiTi、AgSi+等高导热材料构成。散热层42具有反映基板S4的凹凸轨形状的凹凸轨形状，散热层42的记录磁性层一侧的表面具有槽脊面42a和凹槽面42b。槽脊面42a和凹槽面42b分别为具有细微凹凸形状的细微凹凸面，并具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期。
电介质层43和保护膜44的结构与电介质层13和保护膜14的上述结构相同。
图16A～图17C表示光磁记录介质X4的制造方法。在本方法中，如图16A所示，首先在基板40上形成抗蚀膜71’。
然后，对抗蚀膜71’进行曝光处理和显影处理，由此如图16B所示，形成具有开口部71a的抗蚀图71。开口部71a具有与上述预制沟槽40a相对应的图案形状。
然后如图16C所示，以将抗蚀图71为掩膜对基板40进行蚀刻处理，从而在基板40上形成预制沟槽40a。由此得到基板S4。作为蚀刻方法，例如可以采用RIE。形成预制沟槽40a后，从基板S4上除去抗蚀图71。
然后，如图16D所示，在基板S4上形成用于形成散热层的混合层42’。混合层42’包括作为基材的第一材料和作为添加物的第二材料，对于该第一材料，使用预定的蚀刻气体进行的后述蚀刻处理中的蚀刻率相对低，而对于该第二材料，该蚀刻处理中的蚀刻率相对高。作为第一材料，例如可以采用包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、以及Au构成的组的元素的材料。作为第二材料，例如可以采用包括选自由C、Si、以及W构成的组的元素的材料。在混合层42’的形成中，通过共溅射在基板S4上沉积该第一材料和第二材料。另外，在形成混合层42’前，可预先在基板S4上形成预定的底层，以获得该基板S4和混合层42’之间的良好的粘合性。
然后，如图17A所示，通过干蚀刻法对混合层42’进行蚀刻处理，从而在其表面形成细微凹凸形状42c，并形成散热层42。在本蚀刻处理中，使用对第二材料的蚀刻率比对第一材料的蚀刻率高的气体来作为蚀刻气体。优选对第二材料的蚀刻率为对第一材料的蚀刻率的10倍以上。例如，当采用AlSi合金来作为第一材料并采用C来作为第二材料时，可以有效地使用O2来作为蚀刻气体。另外，当采用Al来作为第一材料并采用Si来作为第二材料时，可以有效地使用CF4来作为蚀刻气体。
在光磁记录介质X4的制造中，接着，如图17B所示，在散热层42上顺次形成记录磁性部41和电介质层43。可以通过溅射法使预定的材料成膜从而形成各层。
然后，如图17C所示，在电介质层43上形成保护膜44。具体地说，与参照图6B进行说明的保护膜14的上述形成方法相同。
如上所述，能够制造出光磁记录介质X4。当在基板S4的双面侧均设置从散热层42到保护膜44的层积结构时，对基板S4另一侧的表面也实行参照图16A～图17C进行说明的上述一系列工序。
在光磁记录介质X4中，基板S4具有槽脊面42a和凹槽面42b，该槽脊面42a具有细微凹凸形状。槽脊面42a和凹槽面42b的表面粗糙度Ra为0.3～1.5nm，凹凸周期为1～20nm。在记录磁性部41的槽脊部分41a和凹槽部分41b中，由于紧接在记录磁性部41之下的散热层42的该细微凹凸形状42c所引起的钉扎力作用在记录磁性部41所包括的记录层的磁畴壁上，因此可以在该记录层上稳定地形成微小的磁畴。该光磁记录介质X4具有高记录分辨率，从而有利于实现高记录密度。
第一实施例
制造本实施例的光磁记录介质，以作为图18所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。在本实施例的光磁记录介质的制造中，首先制造原盘。然后，利用该原盘来制造母模。然后，利用该母模来制造光磁记录介质用基板。然后，在该基板上层积形成光磁记录介质的各层。
在原盘的制造中，首先，通过旋涂法在石英基板(直径150mm，厚度1.2mm，表面粗糙度Ra0.25nm)上涂敷100nm厚的正性光致抗蚀剂(商品名称DVR-300，日本Zeon公司制造)。然后，在100℃下对该光致抗蚀剂膜进行30分钟的预焙。然后，使用光盘曝光装置(曝光激光波长351nm的Ar激光，物镜数值孔径NA0.90)并通过预定的预制沟槽图案(涡卷形状，槽宽0.275μm，轨道间距0.275μm)来曝光光致抗蚀剂膜。该预制沟槽图案相当于应该在本实施例的后述光磁记录介质用基板上形成的预制沟槽的图案形状。然后，通过对曝光的光致抗蚀剂膜进行显影处理来形成抗蚀图。
然后，使用RIE装置，以抗蚀图为掩膜对石英基板进行蚀刻处理，在该石英基板上形成具有预定图案的深50nm的预制沟槽。在本蚀刻处理中，使用CHF3来作为蚀刻气体，气体压力为0.5Pa，蚀刻时间为120秒。在本工序中，在石英基板上形成具有凹凸轨形状的凹凸轨面(包括槽脊面和凹槽面)。
然后，使用灰化装置使氧等离子体作用于抗蚀图，从而使该抗蚀图灰化并除去该抗蚀图。在本灰化处理中，使用O2来作为灰化气体，气体压力为1Pa，灰化时间为120秒。
然后，通过溅射法使氧化钌(RuOx)在石英基板的凹凸轨面上成膜，由此形成底层(厚度1nm)，该底层用于形成细微凹凸形状。具体地说，使用Ru靶并使用Ar气体或O2气体作为溅射气体来进行反应性溅射，由此使RuOx成膜。在该溅射中，Ar气体和O2气体的流量比为5∶1，气体压力为1.6Pa，投入功率为40W。
然后，在石英基板的槽脊面和凹槽面的底层上形成细微凹凸形状。在细微凹凸形状的形成中，首先，将基板加热至200℃，通过溅射法使1nm厚的Ag沉积在底层上。此时，基于由于底层和Ag的表面张力的差而产生的Ag的凝聚效应，Ag在多处沉积并生长成岛状，从而在底层上形成Ag微粒群。在本溅射中，使用Ag靶，气体压力为1.6Pa，投入功率为40W。接下来，为了增大各个微粒的高度，将基板加热至200℃，并通过溅射法使C生长至1nm的厚度。在本溅射中，使用C靶，气体压力为0.3Pa，投入功率为150W。炭(C)具有固定Ag微粒的形状的功能。这样，在石英基板的槽脊面和凹槽面上形成了表面粗糙度Ra为1nm并且凹凸周期为10nm的细微凹凸形状。
如上所述，就制造出了在凹凸轨形状的槽脊面和凹槽面上具有细微凹凸形状的原盘。
然后，将通过上述方法制造的原盘作为模板并通过电铸法来制造母模。具体地说，首先通过蒸镀法使Ni在原盘的凹凸轨面上成膜，从而形成50nm厚的镍薄膜。然后，使用镍薄膜来作为导电层，通过无电镀法使镍电镀生长，从而形成厚度为300μm的镍板。然后使镍板与原盘分离。然后，对该镍板进行冲压加工，获得母模。将原盘的凹凸轨形状和细微凹凸形状转印到该母模上，从而在该母模上形成凹凸轨形状和细微凹凸形状。
然后，使用通过上述方法制造的母模来制造光磁记录介质用的基板。具体地说，首先通过紫外线硬化树脂将母模与平的玻璃基板粘在一起。然后，通过从玻璃基板一侧照射紫外线而使紫外线硬化树脂硬化。这样，就制造出了光磁记录介质用的基板。母模的凹凸轨形状和细微凹凸形状被转印到该基板上，从而在槽脊面和凹槽面上形成细微凹凸形状(表面粗糙度Ra1nm，凹凸周期10nm)。
然后，通过溅射法使AlSi在通过上述方法制造的基板上成膜，从而在该基板上形成厚度为40nm的散热层。具体地说，使用Al靶和Si靶进行共溅射，从而使AlSi成膜。在本溅射中，溅射气体的压力为0.59Pa，投入功率为300W(Al靶)和200W(Si靶)。
然后，使TbFeCo非晶态合金(Tb22Fe70Co8)在散热层上成膜，从而形成厚度为70nm的记录层。在本溅射中，使用Tb靶和FeCo合金靶，使用Ar气体作为溅射气体，溅射压力为1.5Pa，投入功率为46W(Tb靶)和200W(FeCo合金靶)。
然后，使TbFe非晶态合金(Tb22Fe78)在记录层上成膜，由此形成厚度为15nm的中间层。在本溅射中，使用Tb靶和Fe靶，使用Ar气体作为溅射气体，溅射压力为2.5Pa，投入功率为76W(Tb靶)和300W(Fe靶)。
然后，使GdFe非晶态合金(Gd26Fe74)在中间层上成膜，形成厚度为20nm的再现层。在本溅射中，使用Gd靶和Fe靶，使用Ar气体作为溅射气体，溅射压力为0.3Pa，投入功率为84W(Gd靶)和250W(Fe靶)。
然后，使SiN在记录层上成膜，由此形成厚度为50nm的电介质层。具体地说，使用Si靶并使用Ar气体和N2气体作为溅射气体来进行反应性溅射，由此使SiN在基板上成膜。在本溅射中，Ar气体和N2气体的流量比为3∶1，溅射气体压力为0.3Pa，投入功率为500W。
然后，在电介质层上形成厚度为15μm的透明的保护膜。具体地说，首先通过旋涂法使15μm厚的紫外线硬化树脂(商品名称ダイキユアクリア，大日本Ink化学工业株式会社(DAINIPPON INK ANDCHEMICALS，INCORPORATED)制造)在电介质层上成膜。然后，通过紫外线照射使该紫外线硬化树脂硬化，从而在电介质层上形成保护膜。
如上所述，根据参照图4A～图6B进行说明的上述方法制造出了本实施例的光磁记录介质。
第二至第五实施例制造第二至第五实施例的光磁记录介质，以作为图18所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。具体地说，除了原盘制造过程中的细微凹凸形状的形成条件以外，其他均与第一实施例相同，制造各实施例的光磁记录介质，使基板的槽脊面和凹槽面的凹凸周期为1nm(第二实施例)、5nm(第三实施例)、15nm(第四实施例)、20nm(第五实施例)，以代替10nm(第一实施例)。在各原盘的制造过程中，使沉积在底层上的Ag的厚度分别为0.1nm(第二实施例)、0.5nm(第三实施例)、1.5nm(第四实施例)、2nm(第五实施例)，以代替1nm(第一实施例)。可以通过调节沉积的Ag的厚度来控制细微凹凸形状的凹凸周期。
第六实施例
制造本实施例的光磁记录介质，以作为图18所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。在本实施例的光磁记录介质的制造中，首先，与实施例1相同，在石英基板(直径150mm，厚度1.2mm，表面粗糙度Ra0.25nm)上形成光致抗蚀剂膜，形成抗蚀图，然后进行蚀刻处理，再除去抗蚀图，在石英基板上形成包括槽脊面和凹槽面的凹凸轨形状。
然后，通过溅射法使Al、Si和C沉积在石英基板的凹凸轨面上，形成厚度为3nm的混合膜。具体地说，使用AlSi靶和C靶并使用Ar气体作为溅射气体来进行共溅射，由此形成包括Al、Si和C的混合膜。在本溅射中，气体压力为0.5Pa，投入功率为600W(AlSi靶)和1000W(C靶)。
然后，使用RIE装置使氧等离子体作用于混合膜，从而在该混合膜的表面形成细微凹凸形状。在本蚀刻中，使用O2来作为蚀刻气体，气体压力为1Pa，蚀刻时间为120秒。这样，就在石英基板的槽脊面和凹槽面上形成了表面粗糙度Ra为1nm并且凹凸周期为10nm的细微凹凸形状。
然后，使用上述制造的原盘并使用与第一实施例相同的方法来制造母模。然后，使用该母模并使用与第一实施例相同的方法来制造光磁记录介质用基板。该基板具有与在原盘上形成的凹凸轨形状和细微凹凸形状实质上相同的凹凸轨形状和细微凹凸形状(表面粗糙度Ra1nm，凹凸周期10nm)。然后，与第一实施例一样，在该基板上层积形成各层。
如上所述，根据参照图4A～图4C、图7A～图7D以及图6A～图6B进行说明的上述方法制造出了本实施例的光磁记录介质。
第七实施例制造本实施例的光磁记录介质，以作为图18所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。在本实施例的光磁记录介质的制造中，首先，通过旋涂法在石英基板(直径150mm，厚度1.2mm，表面粗糙度Ra0.25nm)上涂敷100nm厚的正性光致抗蚀剂膜(商品名称DVR-300，日本Zeon公司制造)。然后在100℃下对该光致抗蚀剂膜进行30分钟的预焙。接下来使用光盘曝光装置(曝光激光波长351nm的Ar激光，物镜数值孔径NA0.90)并通过预定的预制沟槽图案(涡卷形状，槽宽0.275μm，轨道间距0.275μm)来曝光光致抗蚀剂膜。该预制沟槽图案相当于应该在后述的光磁记录介质用基板上形成的预制沟槽的图案形状。然后，通过对曝光的光致抗蚀剂膜进行显影处理来形成抗蚀图。
然后，使用RIE装置，将抗蚀图作为掩膜对石英基板进行蚀刻处理，在该石英基板上形成具有预定图案的深50nm的预制沟槽。在本蚀刻处理中，使用CHF3来作为蚀刻气体，气体压力为0.5Pa，蚀刻时间为120秒。在本工序中，在石英基板上形成具有凹凸轨形状的凹凸轨面(包括槽脊面和凹槽面)。
然后，通过溅射法，以抗蚀图为掩膜使Al、Si和C沉积在石英基板的凹凸轨面上，由此在石英基板的凹槽面上形成厚度为3nm的混合膜。具体地说，使用AlSi靶和C靶并使用Ar气体作为溅射气体来进行共溅射，由此形成包括Al、Si和C的混合膜。在本溅射中，气体压力为0.5Pa，投入功率为600W(AlSi靶)和1000W(C靶)。在本工序中使Al、Si和C也沉积在抗蚀图上。
然后，通过将基板浸在显影液中来除去抗蚀图。此时，也除去了沉积在抗蚀图上的混合膜。
然后，使用RIE装置使氧等离子体作用于混合膜，由此在凹槽面上的混合膜的表面上形成细微凹凸形状。在本蚀刻处理中，使用O2来作为蚀刻气体，气体压力为1Pa，蚀刻时间为120秒。这样就在石英基板的凹槽面上形成了表面粗糙度Ra为1nm且凹凸周期为10nm的细微凹凸形状。
然后，使用上述制造的原盘并使用与第一实施例相同的方法来制造母模。然后，使用该母模并使用与第一实施例相同的方法来制造光磁记录介质用基板。该基板具有与在原盘上形成的凹凸轨形状实质上相同的凹凸轨形状并具有与在原盘的凹槽面上形成的细微凹凸形状实质上相同的细微凹凸形状(表面粗糙度Ra1nm，凹凸周期10nm)。然后，与第一实施例一样，在该基板上层积形成各层。
如上所述，根据参照图9A～图11D进行说明的上述方法制造出了本实施例的光磁记录介质。
第八实施例制造本实施例的光磁记录介质，以作为图19所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。在本实施例的光磁记录介质的制造中，首先，通过溅射法使SiN在表面具有凹凸轨形状的聚碳酸酯基板(直径120mm，厚度1.2mm，轨道间距0.275μm，槽深50nm)上成膜，由此形成厚度为2nm的底层(在图19中省略)。具体地说，使用Si靶并使用Ar气体和N2气体作为溅射气体来进行反应性溅射，由此使SiN在基板上成膜。在本溅射中，Ar气体和N2气体的流量比为3∶1，溅射气体压力为0.3Pa，投入功率为500W。
然后，通过溅射法使Al、Si和C沉积在聚碳酸酯基板的凹凸轨面上，由此形成厚度为40nm的混合层。具体地说，使用AlSi靶和C靶并使用Ar气体作为溅射气体来进行共溅射，由此形成包括Al、Si和C的混合层。在本溅射中，气体压力为0.5Pa，投入功率为600W(AlSi靶)和1000W(C靶)。
然后，使用RIE装置使氧等离子体作用于混合膜，由此在该混合膜的表面上形成细微凹凸形状。在本蚀刻处理中，使用O2来作为蚀刻气体，气体压力为1Pa，蚀刻时间为120秒。这样，就在槽脊部分和凹槽部分的表面上形成了具有细微凹凸形状的散热层(表面粗糙度Ra1nm，凹凸周期10nm)。
然后，与在第一实施例中形成记录层、中间层、再现层、电介质层以及保护膜一样，在本实施例的散热层上形成记录层、中间层、再现层、电介质层以及保护膜。
如上所述，根据参照图16A～图17C进行说明的上述方法制造出了本实施例的光磁记录介质。
第一比较例制造本比较例的光磁记录介质，以作为图20所示的具有层积结构的前照方式的光磁盘。在本比较例的光磁记录介质的制造中，首先与第八实施例一样，通过溅射法使Al在表面具有凹凸轨形状的聚碳酸酯基板(直径120mm，厚度1.2mm，轨道间距0.275μm，槽深50nm)的该凹凸轨面上成膜，由此形成厚度为40nm的散热层。在本溅射中使用Al靶，使用Ar气体来作为溅射气体，溅射气体压力为0.6Pa，投入功率为500W。
然后，通过溅射法使Pt在散热层上成膜，由此形成表面粗糙度Ra为3nm且凹凸周期为40nm的凹凸层(厚度10nm)。在本溅射中使用Pt靶，使用Ar气体来作为溅射气体，气体压力为1.6Pa，投入功率为40W。
然后，与在第一实施例中形成记录层、中间层、再现层、电介质层以及保护膜一样，在本实施例的散热层上形成记录层、中间层、再现层、电介质层以及保护膜。
如上所述制造出了本比较例的光磁记录介质。
第二、第三比较例除了使凹凸层的凹凸周期为35nm(第二比较例)或30nm(第三比较例)以代替40nm之外，使用其他方面均与第一比较例相同的方法来制造第二比较例和第三比较例的光磁记录介质。在这些比较例的介质的制造过程中，使凹凸层的厚度分别为8nm(第二比较例)和6nm(第三比较例)，以代替10nm(第一比较例)。
第四比较例除了形成AlSi散热层来代替Al散热层之外，使用其他方面均与第一比较例相同的方法来制造本比较例的光磁记录介质。在AlSi散热层的形成中，使AlSi在Si底层(厚度2nm)上成膜。具体地说，使用Al靶和Si靶来进行共溅射，从而使AlSi在基板上成膜。在本溅射中，溅射气体压力为0.6Pa，投入功率为500W(Al靶)和40W(Si靶)。通过上述方法形成的散热层的生长端侧表面的凹凸周期为0.5nm。
特性评价对第一至第五实施例和第一至第四比较例的各个光磁记录介质的再现信号的比特差错率(bER)与细微凹凸形状的凹凸周期的相关性进行了调查。在这里，凹凸周期在第一至第五实施例中是指在原盘上形成并反映在散热层上的细微凹凸形状的凹凸周期，在第一至第三比较例中是指凹凸层表面的凹凸周期，在第四比较例中是指散热层表面的凹凸周期。
在比特差错率的测定中，首先，通过长75nm的空间(space)对各个光磁记录介质(光磁盘)中的信息记录槽重复记录75nm的记录标记。使用预定的光盘评价装置并通过磁场调制记录方式来进行该记录处理。该评价装置的物镜的数值孔径NA为0.85，激光波长为405nm。在该记录处理中，激光扫描速度为4m/s，激光功率为10mW，向每个信息记录槽部连续照射激光，并对预定的施加磁场(记录磁场)进行调制。
然后，再现该光磁记录介质，对记录时的调制信号和再现时的解调信号进行比较，由此将再现解调信号相对于记录调制信号的错误率作为比特差错率(bER)而计算出来。使用与记录处理相同的评价装置来进行该再现处理，激光功率为1.5mW，激光扫描速度为4m/s。
对各个光磁记录介质进行该记录处理和再现处理并测定bER。图22的曲线图示出了通过对第一至第五实施例和第一至第四比较例的光磁记录介质进行一系列测定而得到的结果。在图22的曲线图中，横轴表示凹凸周期(nm)，纵轴表示bER。另外，在图22的曲线图中，分别通过E1～E5和C1～C4的曲线图来表示第一至第五实施例和第一至第四比较例的测定结果。
为了实际应用光磁记录介质，需要使bER为1×10-4以下。根据图22的曲线图可知，当凹凸周期为1～20nm时，可确保bER为1×10-4以下。
表面粗糙度与凹凸周期的相关性为了调查材料膜的表面粗糙度Ra与凹凸周期的相关性而制造了样品P1～P12。在样品P1～P12中，使用与在第一实施例的原盘制造过程中使Ag沉积在RuOx底层上的方法相同的方法，在预定基板上形成具有细微凹凸形状的材料膜。
在各个样品的制造中，首先，采用与第一实施例相同的形成底层的上述方法，通过溅射法使氧化钌(RuOx)在石英基板表面上成膜，由此形成细微凹凸形状形成用的底层(厚度1nm)。然后，将基板加热至200℃，通过溅射法使预定厚度的预定材料沉积在底层上。此时，基于由于底层和预定材料的表面张力的差而产生的该预定材料的凝聚效应，该材料在多处沉积并生长成岛状。通过该方法来分别制造其材料膜的表面具有细微凹凸的样品P1～P12。对于沉积在底层上的材料及其厚度，样品P1为Al、0.1nm；样品P2为Al、0.5nm；样品P3为Al、1nm；样品P4为Al、2nm；样品P5为Ag、0.1nm；样品P6为Ag、0.5nm；样品P7为Ag、1nm；样品P8为Ag、2nm；样品P9为Pt、0.1nm；样品P10为Pt、0.5nm；样品P11为Pt、1nm；样品P12为Pt、2nm。
对各个样品的凹凸周期和表面粗糙度Ra进行了调查。该结果如图23中的表所示。
通过调节样品P1～P12的材料膜的厚度可将该材料膜表面的凹凸周期控制在1～20nm的范围内。如图23中的表所示，凹凸周期被控制在该范围内的样品P1～P12的表面粗糙度Ra在0.3～1.5nm的范围内。这样，能够形成具有0.3～1.5nm的表面粗糙度Ra和1～20nm的凹凸周期的细微凹凸表面。
权利要求
1.一种光磁记录介质，具有层积结构，该层积结构包括基板，具有垂直磁各向异性并承担记录功能的记录层，以及所述基板和所述记录层之间的至少一个功能层，所述基板和所述至少一个功能层中的至少一个的、所述记录层一侧的表面包括细微凹凸面，该细微凹凸面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
2.如权利要求1所述的光磁记录介质，其中，所述层积结构具有包括槽脊部分和凹槽部分的凹凸轨形状，所述基板和所述至少一个功能层中的所述至少一个的、所述记录层一侧的所述表面仅在所述槽脊部分或仅在所述凹槽部分包括所述细微凹凸面。
3.如权利要求1所述的光磁记录介质，其中，所述记录层由具有过渡金属磁化优势组成的磁性材料构成，所述至少一个功能层由具有稀土金属磁化优势组成的磁性材料构成并包括与所述记录层接触的记录辅助层。
4.如权利要求1所述的光磁记录介质，其中，所述记录层由具有稀土金属磁化优势组成的磁性材料构成，所述至少一个功能层由具有过渡金属磁化优势组成的磁性材料构成并包括与所述记录层接触的记录辅助层。
5.如权利要求1所述的光磁记录介质，其中，所述层积结构还包括再现层，具有垂直磁各向异性并承担再现功能；以及中间层，介于所述记录层和所述再现层之间，用于改变该记录层和再现层的交换耦合状态。
6.一种光磁记录介质，具有层积结构，该层积结构包括基板，具有垂直磁各向异性并具有记录功能的记录层，以及散热层，所述基板和所述记录层之间，所述散热层的所述记录层一侧的表面包括细微凹凸面，该细微凹凸面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
7.如权利要求6所述的光磁记录介质，其中，所述层积结构具有包括槽脊部分和凹槽部分的凹凸轨形状，所述散热层的所述记录层一侧的所述表面仅在所述槽脊部分或仅在所述凹槽部分包括所述细微凹凸面。
8.一种光磁记录介质用基板，至少表面由树脂材料形成，且具有凹凸轨形状，所述表面包括槽脊面和凹槽面，其中，所述槽脊面和/或凹槽面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
9.一种母模，具有凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面，用于制造光磁记录介质用的基板，其中，所述槽脊面和/或凹槽面具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
10.一种光磁记录介质的制造方法，包括以下工序在基体材料上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去所述材料膜中的所述第二材料的至少一部分，由此在所述材料膜上形成细微凹凸面；在所述材料膜之上形成具有垂直磁各向异性并具有记录功能的记录层。
11.如权利要求10所述的光磁记录介质的制造方法，其中，所述第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，所述第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。
12.一种母模制造方法，用于制造母模，所述母模用于制造光磁记录介质用基板，所述母模制造方法包括以下工序在具有第一凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面的基板的所述表面上，将比构成该表面的材料的表面能量大的材料加热到该材料的扩散温度以上并使其沉积，由此形成第一细微凹凸形状；通过电铸法使金属材料在所述表面上生长并由此形成压模，该压模具有与所述第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与所述第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状；使所述压模与所述基板分离。
13.一种母模制造方法，用于制造母模，该母模用于制造光磁记录介质用基板，所述母模制造方法包括以下工序在具有第一凹凸轨形状且表面包括槽脊面和凹槽面的基板的所述表面上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去所述材料膜中的所述第二材料的至少一部分，由此在所述材料膜的表面上形成第一细微凹凸形状；通过电铸法使金属材料在所述材料膜上生长并由此形成压模，该压模具有与所述第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与所述第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状；使所述压模与所述基板分离。
14.如权利要求13所述的母模制造方法，其中，所述第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，所述第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。
15.一种母模制造方法，用于制造母模，该母模用于制造光磁记录介质用基板，所述母模制造方法包括以下工序在基板上形成具有开口部的抗蚀图；经由所述抗蚀图对所述基板进行蚀刻处理，由此在该基板上形成具有槽脊面和凹槽面的第一凹凸轨形状；通过从所述抗蚀图一侧沉积材料而在所述凹槽面上形成包括蚀刻率相对低的第一材料和蚀刻率相对高的第二材料的材料膜；通过蚀刻法除去所述材料膜中的所述第二材料的至少一部分，由此在所述凹槽面上形成第一细微凹凸形状；使所述基板与所述抗蚀图分离；通过电铸法使金属材料在包括所述槽脊面和所述凹槽面的所述基板的表面上生长，由此形成具有与所述第一凹凸轨形状对应的第二凹凸轨形状和与所述第一细微凹凸形状对应的第二细微凹凸形状的压模；使所述压模与所述基板分离。
16.如权利要求15所述的母模制造方法，包括以下工序通过电铸法使金属材料在所述压模的所述第二凹凸轨形状一侧的表面上生长并由此形成子压模，该子压模具有与所述第二凹凸轨形状对应的第三凹凸轨形状和与所述第二细微凹凸形状对应的第三细微凹凸形状；使所述子压模与所述压模分离。
17.如权利要求15所述的母模制造方法，其中，所述第一材料包括选自由Ag、Al、Pt、Ti、和Au构成的组的元素，所述第二材料包括选自由C、Si、和W构成的组的元素。
全文摘要
本发明的光磁记录介质(X1)具有层积结构，该层积结构包括基板(S1)、具有垂直磁各向异性并承担记录功能的记录层、以及所述基板和所述记录层之间的至少一个功能层(12)。所述基板(S1)和所述至少一个功能层(12)中的至少一个的、所述记录层一侧的表面包括细微凹凸面(10b、10c)，该细微凹凸面(10b、10c)具有0.3～1.5nm的表面粗糙度和1～20nm的凹凸周期。
文档编号G11B11/105GK1886790SQ20038011086
公开日2006年12月27日 申请日期2003年12月19日 优先权日2003年12月19日
发明者山影让, 上村拓也, 田中努 申请人:富士通株式会社