JP2004178794A - 垂直磁気離散トラック記録ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】面密度が高められた磁気記録ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】垂直磁気記録ディスクの軟磁性支持層上に離散トラック記録パターンを形成する方法において、一実施形態では、軟磁性支持層が離散トラック記録パターンを通じて連続する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディスク・ドライブの分野、特にディスク・ドライブ・システムに使用されるディスクに関する。

ディスク・ドライブ・システムは、１つまたは複数の磁気記録ディスク、およびディスクにデータを記憶するための制御機構を含む。ディスクは基板と多膜層から構成される。たいていのシステムではアルミニウム系の基板が使用される。しかし、ガラスなど代替基板は様々な性能上の利点を有するので、ガラス基板を使用することが望ましい。ディスク上の膜層の１つは、データを記憶するのに使用される磁性層である。データの読取りおよび書込みは、読み書きヘッドをディスク上で浮動させて、ディスクの磁性層の特性を変化させることによって行われる。読み書きヘッドは、典型的には、典型的には、ディスク上を浮動する、スライダと呼ばれるより大きな本体の一部であるか、またはそれに取りつけられている。

磁気ハード・ディスク・ドライブの設計の傾向は、ディスク・ドライブ・システムの記録密度を高めることである。記録密度は、ディスクの所定領域に記憶することができるデータの量の尺度である。例えば、記録密度を高めるために、ヘッド技術がフェライト・ヘッドからフィルム・ヘッドに移行し、後に磁気抵抗（ＭＲ）およびジャイアント磁気抵抗（ＧＭＲ）ヘッドに移行した。

現行のディスク・ドライブ製品には、水平磁気記録技術が用いられている。しかし、より高い記録密度を達成するために、垂直磁気記録システムが開発されてきた。典型的な垂直記録ヘッドは、トレイリング書込み極、その書込み極に磁気的に結合されたリーディング・リターンまたは対極、および書込み極のヨークを囲む導電性磁化コイルを含む。対極の底部の表面積は、書込み極の先端の表面積を大きく上回る。従来の垂直記録媒体は、典型的には、トレイリング書込み極からライタの先端の対極までの磁束通路を提供する硬質磁性記録層および軟磁性体支持層を含む。磁気記録媒体に書き込むために、記録ヘッドは、浮上高として知られる距離の分だけ磁気記録媒体から隔てられる。記録ヘッドが磁気記録媒体のトラックを追従し、磁気記録媒体が最初に対極の下を通過し、次いで書込み極の下を通過するように、磁気記録媒体が記録ヘッドを通過する。電流をコイルに流して、書込み極内に磁束を発生させる。磁束は、書込み極先端から硬質磁気記録トラックを通って軟質支持層に移動し、対極を横切る。

面積当たりの密度（単位表面積当たりの記憶ビット数）を高めるには、データ・トラックが互いに接近していることが必要である。現行の垂直磁気記録媒体の１つの問題は、軟磁性体支持層が、基板平面において交換結合する磁性粒状構造体を含むため、軟磁性体支持層内の多くの磁区が形成されることである。そのように、軟磁性体支持層における磁化の移行が少なくとも典型的な磁区壁幅と同じくらい広くなるため、データ・トラックを狭くするには限界がある。このことが問題になるのは、垂直硬質磁性膜において狭い遷移を書き込むのにシャープなヘッド・フィールド勾配が必要になるためである。

本発明は基板の上に軟磁性体支持層を配置し、軟磁性体支持層上に離散トラック記録パターンを形成するのであるが、その際、軟磁性体支持層は離散トラック・パターンを通して連続していることを特徴とする。

添付の図面において、本発明を、限定するのではなく例示を目的として説明する。
以下の説明では、本発明が完全に理解されるように、具体的な物質または構成要素の例として具体的な多くの詳細事項を記載する。しかし、本発明を実行するのにこれらの具体的な詳細事項を採用する必要がないことを当業者なら理解するであろう。他の場合では、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、よく知られた構成要素または方法の詳細な説明は省略した。

本明細書に用いられる「上」、「下」および「間」という言葉は、ある層の他の層に対する相対的な位置を示すものである。そのように、他の層の上または下に堆積または配置される１つの層は、他の層と直に接していてもよいし、１つまたは複数の介在層を有していてもよい。さらに、層間に堆積または配置される１つの層は、それらの層と直に接していてもよいし、１つまたは複数の介在層を有していてもよい。

本明細書に記載される装置および方法は、様々なタイプのディスクに使用できることに留意されたい。例えば、一実施形態では、本明細書に記載される装置および方法を磁気記録ディスクに使用する。あるいは、本明細書に記載される装置および方法を、他のタイプのデジタル記録ディスク、例えばコンパクト・ディスク（ＣＤ）やデジタル・バーサティル・ディスク（ＤＶＤ）の如き光記録ディスクに使用することができる。

軟磁性体支持層および離散トラック記録パターンを有する垂直磁気記録ディスクを説明する。離散トラック記録パターンは、軟磁性体支持層内でのトラックの間を分離している。記録ディスクは、基板と、基板の上に配置された軟磁性体支持層と、軟磁性体支持層の上に配置された磁性記録層とを備える。

軟磁性体層を離散トラック記録パターンでパターン化するための方法を説明する。最初に、離散トラック記録パターンを通じて連続する軟磁性体支持層に、最終的な離散記録パターンのための中間的なパターンを形成するスタンパでインプリントすることができる。一実施形態では、離散トラック記録パターンを形成する方法は、軟磁性体支持層のいくつかの部分を除去して、隆起ゾーンと窪みゾーン（すなわちデータ・ゾーンと非データ・ゾーン）を形成するサブトラクティブ法を含む。他の実施形態では、軟磁性体支持層と親和性のある物質を軟磁性体支持層上にメッキして、離散トラック記録パターンを形成するアディティブ法を用いることができる。一実施形態では、離散トラック記録パターンはディスク基板にまで伸びていない。

本発明については、ディスク・ドライブ・システムの動作を厳密に説明する必要はないが、それを説明することで、垂直磁気記録パターンを有するディスクによって提供される動作および利点を理解しやすくなるであろう。図１Ａは、パターン化されたディスクおよびヘッドの書込み要素の断面斜視図である。ディスク１００は、以下の説明を明確にするために省略する多膜層を含む。ディスク・ドライブの動作時に、例えば、読取りおよび書込みヘッド１１０をディスク１００上で浮動させて、ディスクの磁性層１５０の特性を変えることによってディスク１００へのデータの読込みおよび書込みを行う。ディスク１００へデータの転移を行うために、回転するディスク１００のトラックの上にヘッド１１０を集中させる。記録ヘッド１１０は、例えば、読取り動作を行うための読取り要素、および書込み動作を行うための書込み要素を有する二重要素ヘッドであってもよい。

ディスク１００は、基板１２０と、基板１２０上に配置される多膜層とを含む。本明細書に記載されるディスクは、例えば、ガラス基板または金属／金属合金基板を用いて製造することができる。使用できるガラス基板としては、例えば、ホウケイ酸ガラスやアルミノケイ酸塩ガラスの如きシリカ含有ガラスが挙げられる。使用できる金属合金基板としては、例えば、アルミニウム−マグネシウム（ＡｌＭｇ）基板が挙げられる。代替的な実施形態では、ポリマーやセラミックスを含む他の基板材料を使用することができる。

多膜層は、軟磁性体支持層１３０および磁性層１５０を含む。離散トラック記録パターンを軟磁性体支持層１３０に形成する。軟磁性体支持層１３０の上に磁性層１５０が配置される。離散トラック記録パターンは、窪みゾーン１６０および隆起ゾーン１７０を含む。窪みゾーン１６０は、記録ヘッド１１０および／または隆起ゾーン１７０に対して深さ１６５を有する。一実施形態では、ヘッド１１０のいくつかの部分が動作時に窪みゾーン１６０に伸び出すように、ヘッド１１０の幅１１５が隆起ゾーン１７０の幅１７５より大きくなっている。しかし、窪みゾーン１６０の真下の磁性層１５０へのヘッド１１０によるデータの記憶を抑制するために、窪みゾーン１６０は、ヘッド１１０から距離１６５だけ十分に引き離す。隆起ゾーン１７０の真下の磁性層１５０へデータを書込めるように、隆起ゾーン１７０をヘッド１１０に十分に近づける。一実施形態では、例えば、各隆起ゾーンの幅１７５を約１２５０オングストローム（Å）とし、各窪みゾーンの幅を、典型的には、隆起ゾーンの約１／３、または約４００Åとすることができる。各窪みゾーンの深さ１６５は例えば約４００Åとする。他の実施形態では、隆起ゾーンと窪みゾーンのピッチを約２００から２０００Åとすることができる。上述の寸法は例示的なものであって、他の値であってもよい。

したがって、データを記録媒体に書き込むときに、軟磁性体支持層１３０の隆起ゾーン１７０は、データ・トラックに対応する。サーボ（ヘッド・ポジショニング）情報の如き情報を窪みゾーン１６０に記憶することができる。あるいは、サーボ情報を、隆起ゾーン１７０に記憶されたセクタ内のデータとインタリーブさせることができる。隆起ゾーン１７０と窪みゾーン１６０は、典型的には、交互的な同心円として形成されるが、他の構成（例えば螺旋）も考えられる。窪みゾーン１６０は、隆起ゾーン１７０（データ・トラック）を互いに孤立させて、物理的かつ磁気的に区分されるデータ・トラックとする。

ヘッド１１０によってデータを特定のデータ・トラック（隆起領域またはゾーン）に書き込むときは、窪み表面ゾーン１６０の下の磁性層１５０がヘッド１１０から遠く、ヘッド１１０がそこに磁気転移を生じさせることができないので、データが近接した窪みゾーン１６０に書き込まれない。次の書込み動作で新たなデータを書き込む場合は、隆起ゾーン１７０または窪みゾーン１６０に先の動作の残留データが存在していてはならない。したがって、ヘッド１１０が隆起ゾーン１７０からデータを読み取るときは、直前の書込み動作のデータのみが存在し、読み取られる。

図１Ａに示されたものに加えて、様々なタイプの離散トラック・パターンがスタンパにより生成できることに留意されたい。例えば、代替的な実施形態では、軟磁性体支持層に形成される離散トラック・パターンは、図１Ｂに示されるようなデータ島を含むことができる。データ島１９０の各々は、データのブロック（例えば１ビットまたは多ビット）を保持することができ、窪みゾーンによって互いに隔離される。当該構成により、読取りヘッド１１０が感知するノイズ（例えばトラック間のノイズやデータのブロックまたはビット間のノイズ）の量を低減することができる。他の例において、窪みゾーンおよび隆起ゾーンは、窪みゾーンからデータ・ブロックをさらに隔離する代替形状を有することができる。

離散トラック記録パターンを備えた連続的な軟磁性体支持層を形成する方法を説明する。本方法は、第１に軟磁性体支持層の上に配置されるエンボス可能層にインプリントした後に、サブトラクティブ法またはアディティブ法を実施して所望のパターンを形成することを含む。エンボス可能層にインプリントするには、リソグラフィ技術、例えばナノインプリント・リソグラフィ法を利用することができる。

図２のＡからＦは、垂直磁気記録ディスクの軟磁性体支持層に離散トラック記録パターンを形成する一実施形態を示す拡大断面図である。この実施形態における方法は、ディスク基板上に配置される１つまたは複数の層を（インプリント・リソグラフィ技術およびエッチングにより）除去して、軟磁性体支持層上に所望のパターンを露出させるサブトラクティブ法を含む。図２に示されるそれぞれの層は、説明を明確化するために、例示的に示されたものであり、代表的な大きさに合わせてスケール調整されていない。図２Ａに示されるように、ディスク状基板２０５からパターニング処理が開始される。上述したように、ディスク基板２０５は、金属（例えばアルミニウム）、金属合金、ガラス、シリコン、または他の物質を含むいくつかの物質から構成されうる。

一実施形態では、ディスク基板２０５をニッケル−リン（ＮｉＰ）層２１０でメッキすることができる。電気メッキ法、無電解メッキ法、または当該技術分野において知られている他の方法によってＮｉＰ層２１０を形成することができる。ＮｉＰの如き堅個な物質または金属状物質でディスク基板２０５をメッキすることにより、続く研磨および／またはパターニング処理に対するディスク基板２０５への機械的なサポートを与える。しかし、ディスク基板２０５がガラスの如き十分に堅固な物質または硬い物質で構成される場合は、ディスク基板２０５にこのメッキを行わなくてもよい。一実施形態では、次いで、ＮｉＰ層２１０を研磨、平坦化かつ／または粗面化する。一実施形態では、例えば、均一なエッチングによってＮｉＰ層２１０を研磨する。代替的な実施形態では、他の研磨技術を用いることができる。研磨技術は当該技術分野においてよく知られている。よって、詳細な説明は省略する。次に、一実施形態において、固定または自由研磨粒子（例えばダイアモンド）を使用する機械的な粗面化の如き様々な方法によって、ＮｉＰ層２１０を粗面化することができる。あるいは、レーザ粗面化の如き、他の粗面化方法を用いてもよい。

代替的な実施形態では、ディスク基板２０５が、ＮｉＰ層によって提供されるサポートを必要としないほど十分に硬い物質（例えばガラス）で構成されている場合は、ディスク基板２０５にＮｉＰ層２１０をメッキしなくてもよい。よって、上述の方法を用いて、ディスク基板２０５を研磨、平坦化かつ／または粗面化することができる。

さらに図２Ａに示されるように、軟磁性体支持層２１５をディスク基板２０５およびＮｉＰ層２１０の上に配置して、垂直磁気記録に関連する適切な磁気特性を達成する。一実施形態において、軟磁性体支持層２１５は、鉄−銅−ニッケル（ＦｅＣｏＮｉ）である。軟磁性体支持層２１５に使用できる他の物質としては、銅−ニッケル（ＣｏＦｅ）ニッケル−鉄（ＮｉＦｅ）、およびその合金が挙げられる。軟磁性体支持層、および軟磁性体支持層を製造するのに使用できる物質については、磁気記録ディスクの技術分野においてよく知られているため、詳細な説明は省略する。

代替的な実施形態では、ディスク基板の上に配置される軟磁性体支持層を研磨かつ／または粗面化することができる。図７Ａは、ＮｉＰ層７１０をメッキしたディスク基板７０５の上に配置された粗面化軟磁性体支持層７１５の一実施形態を示す図である。固定または自由研磨粒子（例えばダイアモンド）を使用する機械的粗面化の如き様々な方法によって、軟磁性体支持層７１５をあるパターンで粗面化する。あるいは、レーザ粗面化の如き他のタイプの粗面化方法を用いて、軟磁性体支持層７１５を粗面化することもできる。一実施形態では、図７Ｂに示されるように、ＮｉＰ層７１０の粗面化に加えて軟磁性体支持層７１５の粗面化を行う。ＮｉＰ層７１０が存在しない実施形態では、基板７０５を研磨かつ／または粗面化することができる。他の実施形態では、図７Ｃに示されるように、薄いＮｉＰ層７１６を軟磁性体支持層７１５上に配置し、研磨かつ／または粗面化することができる。図７Ｄに示されるように、基板７０５の上に配置された（研磨かつ／または粗面化された）ＮｉＰ層７１０に研磨かつ／または粗面化されたＮｉＰ層７１６を加えることができる。

次に、図２Ｂに示されるように、ディスク基板２０５に高分子膜、例えばフォトレジスト、電子感応レジスト、またはその他のエンボス可能物質を被覆してエンボス可能層２２０を形成することができる。スピン・コーティング、浸漬コーティングおよびスプレ・コーティングは、軟磁性体支持層２１５上にエンボス可能層２２０を配置する一方法にすぎない。スパッタリングや真空堆積（例えばＣＶＤ）の如き他の被覆法を使用することもできる。染料ポリマーの如き他のエンボス可能層物質を使用することもでき、さらに他の例としては、熱可塑性（例えばアモルファス、半結晶性、結晶性）ポリマー、熱硬化性（例えばエポキシ、フェノール、ポリシロキサン、オルモシル、ゾルゲル）ポリマー、放射線硬化性（例えば紫外線硬化性、電子ビーム硬化性）ポリマーが挙げられる。エンボス可能層２２０を「マスキング層」と呼ぶこともできる。一実施形態では、エンボス可能層２２０は、１００から５０００Åの厚さを有することができる。あるいは、エンボス可能層２２０はそれ以外の厚さを有していてもよい。

次に、図２Ｃに示されるように、エンボス可能層２２０に窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）と隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）のパターンをインプリントする。エンボス可能層２２０のスタンピングには、例えば、当該技術分野においてよく知られるナノインプリント・リソグラフィを利用することができる。一実施形態では、離散トラック記録パターンを備えたスタンパ（不図示）を使用して、エンボス可能層２２０にインプリントして、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）と隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）を形成する。エンボス可能層２２０の厚さにより、隆起ゾーンと窪みゾーンのインプリントが、軟磁性体支持層２１５に食い込む可能性は小さい。あるいは、エンボス可能層２２０が比較的薄い場合は、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）にごく少量のエンボス可能物質を残すようにスタンピングを行うことができる。続いて、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）内のエンボス可能物質を除去して軟磁性体支持層２１５を露出させる。エンボス可能層２２０のパターン化に使用されるスタンパは、形成される所望のパターン（すなわち軟磁性体支持層２１５上の離散トラック記録パターン）の逆または負のレプリカを有する。

次に、図２Ｄに示されるように、エンボス可能層２２０における中間パターンをエッチングして、軟磁性体支持層２１５上の離散トラック記録パターンに対する基礎を形成する交互的な窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）と隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）をさらに形成することができる。一実施形態では、一連の、または段階的なエッチング処理をエンボス可能層２２０および軟磁性体支持層２１５に対して実施して、所望のトラック・パターンを形成することができる。エンボス可能層２２０は、スタンパによって形成されたパターンの窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）の下に位置する領域内の軟磁性体支持層２１５を露出させるステンシルとして機能する。一実施形態では、プラズマ・エッチングを利用して、エンボス可能層２２０物質を除去する。あるいは、例えば化学エッチング法、電子ビーム（ｅ−ビーム）エッチング法、イオン・ビーム・エッチング（受動または反応）スパッタ・エッチング法、反応ガスを用いたプラズマ・エッチング法など、他のエッチング法を用いて、少なくとも窪みゾーンにおけるエンボス可能層２２０物質を除去することができる。特定のタイプのエッチング法（例えば化学エッチング法）では、隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）と窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）の両方からほぼ同様の割合でエンボス可能層物質を除去する。化学エッチング法では、図２Ｄに示すように、軟磁性体支持層２１５が窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）内に露出されるまで、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）と隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）の両方のエンボス可能層２２０が除去される。

次に、図２Ｅに示されるように、軟磁性体支持層２１５の窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）を（例えば化学、電子ビーム、イオン・ビームまたはスパッタ・エッチング法によって）さらにエッチングする。一実施形態では、軟磁性体支持層２１５が、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）と隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）の連続パターンを形成するように、窪みゾーン（２２２、２２４、２２６）をディスク基板２０５にまで軟磁性体支持層２１５を貫通させない。所望の窪み深さ２１６を達成したら、離散トラック記録パターンの隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）上の残留エンボス可能層２２０を、例えば図２Ｄに関連して上述した方法、または研磨（例えば精密研磨、キス研磨および粗研磨）の如き方法によって除去することができる。エンボス可能層２２０を除去すると、図２Ｆに示されるように、パターン化された軟磁性体支持層２１５の全面が露出される。

一実施形態では、軟磁性体支持層２１５を研磨かつ／または粗面化する。一実施形態では、ＮｉＰ層２１０の上に配置された軟磁性体支持層２１５を研磨かつ／または粗面化する（図２Ａに関する）。代替的な実施形態では、離散トラック記録パターンの隆起ゾーン（２２１、２２３、２２５）が形成された後に、軟磁性体支持層２１５を研磨かつ／または粗面化する（図２Ｆに関する）。上述の粗面化技術のいずれかを用いて、軟磁性体支持層２１５の粗面化を行うことができる。上述の段階の間に、様々な洗浄および／または研磨処理を行うことにも留意されたい。例えば、１つまたは複数の研磨処理（例えば精密研磨、キス研磨または粗研磨）を行って、１つまたは複数の層の表面から凹凸を取り除く。ある層の表面に凹凸が存在すると、製造後のディスクに悪影響を及ぼすおそれがある。軟磁性体支持層２１５が離散トラック記録パターンでパターン化されると、軟磁性体支持層２１５の上に他の層（例えば磁性層）を配置して、ディスク製造過程を完了することができる。

図３のＡからＦは、垂直磁気記録ディスクの軟磁性体支持層に離散トラック記録パターンを形成する代替的な実施形態を示す拡大断面図である。この方法は、最初の軟磁性体支持層を形成する物質と親和性のある物質または同一の物質を添加またはメッキして、離散トラック記録パターンの隆起ゾーンを形成するアディティブ法を含む。図３に示されるそれぞれの層は、軟磁性体支持層をパターン化する方法を明確に説明できるように、例示的なものとし、正しい大きさに合わせてスケール調整されているわけではない。

図３に示されるアディティブ法は、軟磁性体支持層３１５の上に配置されるエンボス可能層３２０のスタンピングおよびエッチングに関して、図２に示されるサブトラクティブ法と類似している。図３Ａに示されるように、この処理は、ディスク基板３０５上に配置されるＮｉＰ層３１０から開始される。基板物質によってはディスク基板３０５のメッキを必要としないこともあるが、ＮｉＰ層３１０を使用すると、パターニング処理時に基板３０５に機械的なサポートを与えることができる。上述したように、ディスク基板３０５は、例えば金属（例えばアルミニウム）、金属合金およびガラスなどを含むいくつかの物質で構成される。軟磁性体支持層３１５は、ディスク基板３０５およびＮｉＰ層３１０の上に配置される。軟質支持層３１５は、一実施形態では、鉄−銅−ニッケル（ＦｅＣｏＮｉ）から構成される。一実施形態では、その上に軟磁性体支持層３１５を配置する前にＮｉＰ層３１０を研磨かつ／または粗面化する。あるいは、ＮｉＰ層が使用されない場合は、ディスク基板３０５を研磨かつ／または粗面化する。

図３Ｂに示されるように、次いでディスク基板３０５にエンボス可能層３２０、例えばフォトレジスト、電子感応レジスト、または他のエンボス可能物質を被覆する。スピン・コーティング、浸漬コーティングおよびスプレ・コーティングは、基板３０５にエンボス可能層３２０を配置する一方法にすぎない。他の被覆法およびエンボス可能層物質を上述の通りに使用することができる。次に、図３Ｃに示されるように、離散トラック記録パターンを備えるスタンパ（不図示）を使用して、エンボス可能層３２０にインプリントして、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）と隆起ゾーン（３２１、３２３、３２５）を形成することができる。エンボス可能層３２０がスタンパのパターンの深さに比べて厚い場合は、スタンパによるインプリントは、軟磁性体支持層３１５に届くほど深く刻まれる可能性は小さい。あるいは、エンボス可能層３２０が比較的薄い場合は、極めて少量のエンボス可能物質が窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）に残るようにスタンピングされる。次に、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）におけるエンボス可能物質を除去して軟磁性体支持層３１５を露出させる。エンボス可能層３２０をパターン化するのに使用されるスタンパは、軟磁性体支持層３１５上に形成されるパターンと同一のパターンを有していてもよい。

次に、図３Ｄに示されるように、いくつかのエッチング法（例えば化学、プラズマ、電子ビーム、イオン・ビームまたはスパッタ・エッチング法）によって、軟磁性体支持層３１５の表面を露出させるように、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）におけるエンボス可能層物質を除去する。特定のタイプのエッチング法（例えば化学エッチング法）では、隆起ゾーン（３２１、３２３、３２５）と窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）の両方からほぼ同様の割合でエンボス可能層物質を除去する。化学エッチング法では、図３Ｄに示すように、軟磁性体支持層３１５が窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）内に露出されるまで、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）と隆起ゾーン（３２１、３２３、３２５）の両方のエンボス可能層３２０が除去される。

次に、図３Ｅに示されるように、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）が隆起ゾーン（３２１、３２３、３２５）の上面と同じ高さまで埋められるように、窪みゾーン（３２２、３２４、３２６）に、軟磁性体支持層３１５と同一の物質、またはそれと親和性のある物質を堆積させる。次いで、図３Ｆに示されるように、軟磁性体支持層３１５のみが残るように、例えば化学エッチング法により、エンボス可能層３２０の残留部を除去する。エンボス可能層３２０が除去されると、これまで窪みゾーンであったゾーン３２２、３２４、３２６は、今度は、軟磁性体記録層３２０のデータ・ゾーンを形成する隆起ゾーンになる。同様に、図３Ｆに示されるように、（図３Ｅにおいて窪みゾーン３２２、３２４、３２６にメッキを施すまで）隆起ゾーンを形成していたゾーン３２１、３２３、３２５は、今度は、隆起データ・ゾーン（３２２、３２４、３２６）間に配置される窪みゾーンになる。

代替的な実施形態では、最初に、化学蒸着堆積（ＣＶＤ）法、スパッタリングおよびイオン・ビーム堆積法の如き様々な堆積法により、（例えば図３Ｄにおいて）インプリントされたエンボス可能層３２０に軟磁性体支持層物質を堆積させることによって図３Ｆの隆起ゾーン（３２２、３２４、３２６）を形成する。次に、本明細書に記載される任意の数のエッチング法（例えばプラズマ・エッチング法）によってエンボス可能層物質を選択的に除去する。そうすることで、エンボス可能層の上に堆積された軟磁性体支持層物質が「引き上げられ」、図３Ｆの隆起ゾーン（３２２、３２４、３２６）と窪みゾーン（３２１、３２３、３２５）が形成される。

一実施形態では、図３Ｆに示される隆起ゾーン（３２２、３２４、３２６）と窪みゾーン（３２１、３２３、３２５）の離散トラック記録パターンを形成した後に、隆起ゾーン（３２２、３２４、３２６）を研磨かつ／または粗面化することができる。上述の粗面化技術のいずれかを用いて、軟磁性体支持層３１５の隆起ゾーン（３２２、３２４、３２６）の粗面化を行うことができる。

図２に示される離散トラック記録パターンを形成する方法と、図３に示され説明される方法とは、図２のプロセスは、軟磁性体支持層を構成する物質を除去するために、軟磁性体支持層をエッチングすることによって軟磁性体支持層の窪みゾーンをに形成することで異なっている。エンボス可能層の最初のスタンピングは、隆起と窪みゾーンに対応するテンプレートとして機能する。図３に説明され示されている方法では、スタンパによって形成された最初の窪み模様（例えば、図３Ｃに示される窪み領域３２２、３２４、３２６）は、（図３Ｆに示されるように）最終的に隆起ゾーン３２２、３２４、３２６になるものを形成する。そのように、究極的には、軟磁性体支持層の隆起データ・ゾーンになる窪みゾーンは、窪みゾーンより広くなるはずであるため、図３Ｃに示される模様を形成するのに利用されるスタンパは、隆起ゾーンに比べてより広い窪みゾーンを形成する。

既に明記したように、上述の段階の間に様々な洗浄および／または研磨処理を行って、例えば、１つまたは複数の層の表面から凹凸を除去することができる。

図６のＡから６Ｉは、垂直磁気記録ディスク上に離散トラック記録パターンを形成するさらに他の実施形態を示す拡大断面図である。この実施形態では、軟磁性体支持層の下に配置されたＮｉＰ層にパターンを形成する。この方法は、図３に関して上述したアディティブ法の別法を含む。図６に示されるそれぞれの層は、軟磁性体支持層をパターン化する方法を明確に説明できるように、例示的なものとし、正しい大きさに合わせてスケール調整されているわけではない。図６Ａに示されるように、ディスク基板６０５上に配置されたＮｉＰ層６１０から処理が開始される。電気メッキまたは無電解メッキを含む上述の方法のいずれか１つによってディスク基板６０５にＮｉＰ層６１０をメッキする。上述したように、ディスク基板６０５は、金属（例えばアルミニウム）金属合金またはガラスを含むいくつかの物質で構成される。一実施形態では、ＮｉＰ層を研磨かつ／または粗面化する。あるいは、ＮｉＰ層が使用されない場合は、ディスク基板６０５を研磨かつ／または粗面化する。

図６Ｂに示されるように、次いでディスク基板６０５（ＮｉＰ層６１０を有する）にエンボス可能層６１５、例えばフォトレジスト、電子感応レジスト、または他のエンボス可能物質を被覆させる。スピン・コーティング、浸漬コーティングおよびスプレ・コーティングは、基板６０５にエンボス可能層６１５を配置する一方法にすぎない。上述した他の被覆法およびエンボス可能層物質を使用することができる。

次に、図６Ｃに示されるように、離散トラック記録パターンを有するスタンパ（不図示）を使用して、エンボス可能層６１５にインプリントして、窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）と隆起ゾーン（６２１、６２３）を形成する。エンボス可能層６１５がスタンパのパターンの深さに比べて厚い場合は、スタンパによって形成されるインプリントがＮｉＰ層６１０に刻み込まれる可能性は小さい。次に、図６Ｄに示されるように、エンボス可能層６１５をＮｉＰ層６１０までエッチングする。一実施形態では、プラズマ・エッチングを用いて、エンボス可能層６１５の窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）を除去する。あるいは、他のエッチング法、例えば化学エッチング法、電子ビーム（エービーム）エッチング法、イオン・ビーム・エッチング（受動または反応）スパッタ・エッチング法、および反応ガスによるプラズマ・エッチング法を用いて、少なくとも窪みゾーンにおけるエンボス可能層６１５物質を除去する。特定タイプのエッチング法（例えば化学エッチング法）では、隆起ゾーン（６２１、６２３）と窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）の両方からほぼ同様の割合でエンボス可能層物質を除去する。化学エッチング法では、図６Ｄに示されるように、窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）にＮｉＰ層６１０が露出されるまで、窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）と隆起ゾーン（６２１、６２３）の両方におけるエンボス可能層６１５を除去する。次いで、図６Ｅに示されるように、エンボス可能層６１５の残留部を、ＮｉＰ層６１０のみが残留するように、例えば化学エッチング法によって除去する。

この点から以降、２つの代替的な方法を用いて、ＮｉＰ層６１０の上に軟磁性体支持層６２０を形成することができる。図６Ｆに示されるように、隆起ゾーン（６２１、６２３）を覆い、窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）を埋める軟磁性体支持層物質をＮｉＰ層６１０にメッキまたは堆積させる。軟磁性体支持層物質は、一実施形態では、鉄−銅−ニッケル（ＦｅＣｏＮｉ）であってもよい。次いで、図６Ｇに示されるように、軟磁性体支持層６２０を平坦化かつ研磨して、滑らかなディスク層を形成する。あるいは、図６Ｈに示されるように、窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）を軟磁性体支持層物質で埋めて、実質的に隆起ゾーン（６２１、６２３）と同等の高さとする。軟磁性体支持層物質を平坦化かつ研磨して、滑らかで、ゾーン毎のムラがない面を設ける。次いで、図６Ｉに示されるように、隆起ゾーン（６２１、６２３）および埋められた窪みゾーン（６２２、６２４、６２６）上に追加的な軟磁性体支持層物質を堆積させて、軟磁性体支持層６２０を形成する。続いて、軟磁性体支持層６２０を再び平坦化かつ研磨する。一実施形態では、図６Ｇおよび６Ｉにおいて形成される軟磁性体支持層６２０を粗面化する。上述の粗面化技術のいずれかを用いて、軟磁性体支持層６２０の粗面化を行うことができる。代替的な実施形態では、ディスク基板６０５は、（例えば、ディスク基板がガラスで構成される場合は）その上にＮｉＰ層６１０が配置されていなくてもよい。そのように、図６Ａから６Ｉに関して上述した同じ方法を用いて、離散トラック記録パターンをディスク基板６０５（不図示）上に形成することができる。

図４は、パターン化された軟磁性体支持層４２０がディスク基板４１０上に配置された垂直磁気記録ディスク４００の一実施形態を示す断面図である。一実施形態では、上述のように、軟磁性体支持層４２０上に離散トラック・パターンを生成する。パターン化可能な軟磁性体支持層４２０は、ＦｅＣｏＮｉから構成される。あるいは、軟磁性体支持層４２０に他の物質、例えばＣｏＦｅおよびＦｅＡｌＮを使用することができる。

パターン化された軟磁性体支持層４２０を（例えば、図２または３に関して上述した方法によって）生成した後に、軟磁性体支持層４２０の上に磁性層４３０などの追加的な層を形成して、垂直磁気記録ディスクを生成する。一実施形態では、軟磁性体支持層４２０と磁性層４３０の間に１つまたは複数の層４２５（例えば中間層）を配置して、磁性層４３０内の一定の結晶成長を促すこともできる。これらの層は、磁性層４３０に使用される物質との格子整合を良好にする物質である。磁性層については当該技術分野で知られているため、詳細な説明は省略する。

ディスク４００は、磁性層４３０の上面に配置された１つまたは複数の層６４０を含むこともできる。例えば、磁性層４３０の上面に保護層を配置して、ＣＳＳ（contact-start-stop）や防食の如き摩擦上の要件を満たすのに十分な特性を与えることができる。保護層に対して支配的な物質は、水素化炭素または窒素化炭素のような炭素系物質である。潤滑剤、例えば過フルオロポリエーテルまたはフォスファゼン潤滑剤を保護層の上面に被覆して、摩擦性能をさらに向上させることができる。保護層および潤滑剤層については当該技術分野において知られているため、詳細な説明は省略する。

図８は、粗面化かつパターン化された軟磁性体支持層８２０がディスク基板８１０の上に配置された垂直磁気記録ディスク８００の一実施形態を示す断面図である。一実施形態では、上述したように（例えば図２、図３および図７に示すように）、離散トラック・パターンを軟磁性体支持層８２０上に形成する。記録ディスク８００は、軟磁性体支持層８２０の上に磁性層８３０の如き追加的な層を配置して、磁気記録ディスクを生成することもできる。一実施形態では、軟磁性体支持層８２０と磁性層８３０の間に１つまたは複数の層８２５（例えば中間層）を配置して、磁性層８３０内の一定の結晶成長を促すこともできる。ディスク８００は、磁性層８３０の上面に配置される１つまたは複数の層８４０を含むこともできる。例えば、磁性層８４０の上面に保護層を配置して、ＣＳＳや防食の如き摩擦上の要件を満たすのに十分な特性を与えることができる。

既に述べたように、ディスク基板および／または他の層（例えば軟磁性体支持層およびＮｉＰ層）を粗面化して、例えば、信号対雑音比（ＳＮＲ）、および磁気記録ディスクの熱安定性を向上させる。粗面化すると、粗面化に対して堆積された膜層における結晶サイズおよび結晶サイズのバラツキの制御することによって、ＳＮＲおよび熱安定性を向上させることができる。ディスク・ドライブ電子系統、および磁気信号を処理するのに使用されるチャネルもＳＮＲに寄与するが、媒体自体からも最小限にすべき固有のノイズが発生する。媒体ノイズの大きな原因は、１つまたは複数の非磁性要素または化合物によって磁性結晶を互いに隔離することによって抑えることができる粒子間（または結晶間）磁気交換作用から発生する。しかし、固有媒体ノイズの他の原因は、磁性粒子の結晶サイズおよびバラツキである。例えば、垂直磁気記録ディスクに対する粗面化により、基板上に、そして磁性記録層上に堆積された膜層（例えば中間層、支持層および／または核形成層）における粒子の結晶サイズ、間隔およびバラツキの制御を向上させることができる。

図５は、ディスク（例えば図４のディスク４００）を有するディスク・ドライブを示す図である。ディスク・ドライブ５００は、データを記憶するための１つまたは複数のディスクを含む。ディスク５３０は、ドライブ・ハウジング５８０に取りつけられるスピンドル・アセンブリ５６０上に存在する。データは、ディスク５３０の磁性記録層内のトラックに沿って記憶される。データの読取りおよび書込みは、ディスク５３０の磁性記録層の特性を変化させるのに使用されるヘッド５５０によって行われる。スピンドル・モータ（不図示）は、スピンドル・アセンブリ５６０を回転させ、それによって、ディスク５３０がヘッド５５０を所望のディスク・トラックに沿う特定の位置に配置する。このディスクに対するヘッド５５０の位置を位置制御回路５７０によって制御することができる。

これまで、本発明を具体的な例示的実施形態を参照しながら説明した。しかし、添付の請求項に定められた本発明のより広範囲な主旨および範囲から逸脱することなく、本発明に様々な修正および変更を加えられることが明確に理解されよう。よって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味でとらえられるべきである。

パターン化されたディスクおよびヘッドの書込み要素の一実施形態の断面斜視図である。 パターン化されたディスクの代替的な実施形態の断面斜視図である。 軟磁性体支持層上に離散トラック記録パターンを形成する方法の例示的な実施形態を示す拡大断面図である。 軟磁性体支持層上に離散トラック記録パターンを形成する方法の他の例示的な実施形態を示す拡大断面図である。 パターン化された軟磁性体支持層を有する記録ディスクの一実施形態を示す断面図である。 ディスク・ドライブの一実施形態を示す図である。 軟磁性体支持層上に離散トラック記録パターンを形成する方法の他の例示的な実施形態を示す拡大断面図である。 Ａ：基板の上に配置された粗面化軟磁性体支持層の一実施形態を示す図、Ｂ：粗面化ＮｉＰ層の上に配置された粗面化軟磁性体支持層の一実施形態を示す図、Ｃ：軟磁性体支持層の上に配置された粗面化ＮｉＰ層の一実施形態を示す図、Ｄ：軟磁性体支持層の上に配置された粗面化ＮｉＰ層の他の実施形態を示す図である。 粗面化かつパターン化された軟磁性体支持層を有する記録ディスクの一実施形態を示す断面図である。

符号の説明

４００、８００ 磁気記録ディスク
２０５、３０５、４１０、６０５、７０５、８１０ ディスク基板
２１０、３１０、６１０、７１０ ＮｉＰ層
２２０、３２０ エンボス可能層
２１５、４２０、６２０、７１５、８２０ 軟磁性体支持層

Claims (65)

1. 基板の上に軟磁性体支持層を配置するステップと、
   軟磁性体支持層上に離散トラック記録パターンを形成するステップであって、軟磁性体支持層は、離散トラック・パターンを通じて連続であるステップとを含む製造方法。
2. 形成ステップはサブトラクティブ法を含む請求項１に記載の方法。
3. 形成ステップは、
   軟磁性体支持層をエンボス可能層で被覆するステップと
   エンボス可能層に離散トラック記録パターンをインプリントするステップとをさらに含む請求項２に記載の方法。
4. インプリント・ステップはインプリント・リソグラフィを含む請求項３に記載の方法。
5. エンボス可能層を軟磁性体支持層までエッチングして、第１の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを形成するステップをさらに含む請求項３に記載の方法。
6. 形成ステップは、軟磁性体支持層をエッチングして、離散トラック記録パターンを形成する第２の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを軟磁性体支持層に形成するステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
7. エッチング・ステップはプラズマ・エッチングを含む請求項５に記載の方法。
8. 形成ステップは、エンボス可能層を除去するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
9. 形成ステップはアディティブ法を含む請求項１に記載の方法。
10. 形成ステップは、
    軟磁性体支持層をエンボス可能層で被覆するステップと、
    エンボス可能層に離散トラック記録パターンをインプリントするステップとをさらに含む請求項９に記載の方法。
11. インプリント・ステップはインプリント・リソグラフィを含む請求項１０に記載の方法。
12. エンボス可能層を軟磁性体支持層までエッチングして、第１の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを形成するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
13. 形成ステップは、軟磁性体支持層物質を第１の複数の窪みゾーンに堆積させて、離散トラック記録パターンを形成する第２の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを軟磁性体支持層に形成するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
14. 堆積ステップは電気メッキを含む請求項１３に記載の方法。
15. 堆積ステップは無電解メッキを含む請求項１３に記載の方法。
16. 形成ステップは、エンボス可能層を除去するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
17. 真空堆積により第１の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンに軟磁性体支持層物質を堆積させるステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
18. 磁気記録ディスクは垂直磁気記録ディスクを含む請求項１に記載の方法。
19. 基板を研磨するステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
20. 基板を粗面化するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
21. 軟磁性体支持層を研磨するステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
22. 軟磁性体支持層を粗面化するステップをさらに含む請求項２１に記載の方法。
23. 垂直記録ディスクを製造する方法であって、
    層上に離散トラック記録パターンを形成するステップと、
    層の上に軟磁性体支持層を配置するステップと、
    軟磁性体支持層の上に磁性記録層を配置するステップであって、軟磁性体支持層は、層上に形成された離散トラック記録パターンの上で連続するステップとを含む方法。
24. 形成ステップはアディティブ法を含む請求項２３に記載の方法。
25. 形成ステップは、
    層をエンボス可能層で被覆するステップと、
    エンボス可能層に離散トラック記録パターンをインプリントするステップとをさらに含む請求項２４に記載の方法。
26. インプリント・ステップはインプリント・リソグラフィを含む請求項２５に記載の方法。
27. 形成ステップは、エンボス可能層を層までエッチングして、第１の複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを形成するステップをさらに含む請求項２５に記載の方法。
28. 軟磁性体支持層を配置するステップは、第１の複数の隆起ゾーンと窪みゾーン上に軟磁性体支持層物質を堆積して、層の上に配置される軟磁性体支持層を形成するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
29. 堆積ステップは電気メッキを含む請求項２８に記載の方法。
30. 軟磁性体支持層を配置するステップは、軟磁性体支持層を平坦化するステップをさらに含む請求項２８に記載の方法。
31. 軟磁性体支持層を配置するステップは、第１の複数の窪みゾーンに軟磁性体支持層物質を、隆起ゾ−ント実質的に等しい高さまで堆積して、実質的に均一な表面を形成するステップをさらに含む請求項２７に記載の方法。
32. 軟磁性体支持層を配置するステップは、表面に追加的な軟磁性体支持層物質を堆積させて、連続的な軟磁性体支持層を形成するステップをさらに含む請求項３１に記載の方法。
33. 軟磁性体支持層を配置するステップは、軟磁性体支持層を平坦化するステップをさらに含む請求項３２に記載の方法。
34. 層はディスク基板を含む請求項２３に記載の方法。
35. 層はＮｉＰ層を含み、ディスク基板の上にＮｉＰ層を配置する請求項２３に記載の方法。
36. 配置ステップは、ＮｉＰ層を研磨するステップをさらに含む請求項３５に記載の方法。
37. 配置ステップは、ＮｉＰ層を粗面化するステップをさらに含む請求項３６に記載の方法。
38. 軟磁性体支持層を配置するステップは、軟磁性体支持層を研磨するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
39. 軟磁性体支持層は、軟磁性体支持層を粗面化するステップをさらに含む請求項３８に記載の方法。
40. 基板と、
    磁性記録層と、
    基板と磁性記録層の間に配置され、離散トラック記録パターンを有し、離散トラック・パターンを通じて連続する軟磁性体支持層とを備えた垂直磁気記録ディスク。
41. 離散トラック・パターンは複数の隆起ゾーンと窪みゾーンを形成する請求項４０に記載の垂直磁気記録ディスク。
42. 離散トラック記録パターンはインプリント・リソグラフィによって形成される請求項４１に記載の垂直記録ディスク。
43. ディスク基板はガラス物質を含む請求項４０に記載の垂直記録ディスク。
44. ディスク基板は金属物質を含む請求項４０に記載の垂直記録ディスク。
45. ディスク基板と軟磁性体支持層の間に配置されるＮｉＰ層をさらに備えた請求項４４に記載の垂直記録ディスク。
46. ＮｉＰ層は粗面化された表面を有する請求項４４に記載の垂直記録ディスク。
47. 離散トラック記録パターンは２００から２０００オングストロームのピッチを有する請求項４１に記載の垂直記録ディスク。
48. 軟磁性体支持層は粗面化された表面を有する請求項４０に記載の垂直記録ディスク。
49. 基板は粗面化された表面を有する請求項４０に記載の垂直記録ディスク。
50. 軟磁性体支持層内でのトラック間分離を確保する手段と、
    ディスク基板の上に軟磁性体支持層を配置する手段とを備えた垂直磁気記録ディスク。
51. 軟磁性体支持層の上にエンボス可能層を配置する手段と、
    エンボス可能層にトラック間分離パターンをインプリントする手段とをさらに備えた請求項５０に記載の垂直磁気記録ディスク。
52. インプリントはリソグラフィを含む請求項５１に記載の垂直磁気記録ディスク。
53. スピンドルと、
    スピンドルに結合されたディスクであって、ディスク基板、磁性記録層、および基板と磁性記録層の間に配置された軟磁性体支持層を有し、離散トラック記録パターンが軟磁性体支持層により形成され、軟磁性体支持層は離散トラック記録パターンを通じて連続するディスクとを備えたディスク・ドライブ。
54. 磁性記録層は垂直磁気記録ディスクを含む請求項５３に記載のディスク・ドライブ。
55. 離散トラック記録パターンはインプリント・リソグラフィによって形成される請求項５３に記載のディスク・ドライブ。
56. 軟磁性体支持層を基板上に配置するステップと、
    軟磁性体支持層を粗面化するステップとを含む製造方法。
57. 離散トラック記録パターンを基板上に形成するステップをさらに含む請求項５６に記載の方法。
58. 軟磁性体支持層に対してＮｉＰ層を配置するステップをさらに含む請求項５６に記載の方法。
59. ＮｉＰ層を粗面化するステップをさらに含む請求項５８に記載の方法。
60. 基板と軟磁性体支持層の間にＮｉＰの層を配置するステップをさらに含む請求項５６に記載の方法。
61. 粗面化する前に軟磁性体支持層を研磨するステップをさらに含む請求項５６に記載の方法。
62. 基板と、
    磁性記録層と、
    基板と磁性記録層の間に配置され、粗面化された表面を有する軟磁性体支持層とを備えた垂直磁気記録ディスク。
63. 離散トラック記録パターンを軟磁性体支持層上に形成するステップをさらに備えた請求項６２に記載の垂直磁気記録ディスク。
64. 基板の上に軟磁性体支持層を配置するステップと、
    軟磁性体支持層を研磨するステップとを含む製造方法。
65. 離散トラック記録パターンを軟磁性体支持層上に形成するステップをさらに含む請求項６４に記載の方法。

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