JP2006079807A - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高記録密度を実現するための技術である垂直磁気記録方式において、WATE現象を防ぐのに効果的な垂直磁気記録及びその製造方法を提供し、あわせて垂直磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】 非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体であって、軟磁性裏打ち層はトラックごとに凹凸分離し、垂直磁性層はトラックごとに凹凸分離していない垂直磁気記録媒体とする。また、その製造方法は、基板上に軟磁性裏打ち層を形成後、軟磁性裏打ち層をトラックごとに凹凸分離し、軟磁性裏打ち層の凹部に埋め込み膜を形成した後表面を平滑化し、その上に垂直磁性層を形成する方法とする。
【選択図】 図1
【解決手段】 非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体であって、軟磁性裏打ち層はトラックごとに凹凸分離し、垂直磁性層はトラックごとに凹凸分離していない垂直磁気記録媒体とする。また、その製造方法は、基板上に軟磁性裏打ち層を形成後、軟磁性裏打ち層をトラックごとに凹凸分離し、軟磁性裏打ち層の凹部に埋め込み膜を形成した後表面を平滑化し、その上に垂直磁性層を形成する方法とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置に関するものである。
近年、磁気ディスク装置、フレキシブルディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共にこれらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にMRヘッドおよびPRML技術の導入以来面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにGMRヘッド、TMRヘッドなども導入され1年に約100%ものペースで記録密度が増加を続けている。
これらの磁気記録媒体については今後更に高記録密度を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比(SN比)、高分解能を達成することが要求されている。また、近年では高面記録密度を達成するために媒体の絶対膜厚が薄くなってきており、これに伴い記録磁化が熱的擾乱によって弱められるという現象が問題となってきつつあり、特に記録の熱的安定性が大きな技術的課題となってきている。とりわけ、前述のSN比を改善しようとするとこの熱的安定性が低下するケースが多くこのふたつの両立が開発の目標となっている。これは一般的にSN比に優れた媒体では磁性層を構成する磁性粒子の結晶粒サイズが微細であることが多く、このことは媒体ノイズに有効である反面、磁性の熱的安定性の観点からは不安定領域に近いといえるためである。
これらの磁気記録媒体については今後更に高記録密度を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比(SN比)、高分解能を達成することが要求されている。また、近年では高面記録密度を達成するために媒体の絶対膜厚が薄くなってきており、これに伴い記録磁化が熱的擾乱によって弱められるという現象が問題となってきつつあり、特に記録の熱的安定性が大きな技術的課題となってきている。とりわけ、前述のSN比を改善しようとするとこの熱的安定性が低下するケースが多くこのふたつの両立が開発の目標となっている。これは一般的にSN比に優れた媒体では磁性層を構成する磁性粒子の結晶粒サイズが微細であることが多く、このことは媒体ノイズに有効である反面、磁性の熱的安定性の観点からは不安定領域に近いといえるためである。
また、近年では線記録密度の向上と同時にトラック密度の増加によって面記録密度をさらに上昇させようとする努力も続けられており、最新の磁気記録装置においてはトラック密度110kTPIにも達している。しかし、トラック密度を上げていくと隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉しあい、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりSN比を損なうという問題が生じ易くなる。このことはそのままBit Error Rateの低下につながるため記録密度の向上に対して障害となっている。
また、トラック間距離が近づくために、磁気記録装置は極めて高精度のトラックサーボ技術を要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために記録時よりも狭く実行する方法が一般的に用いられている。この方法ではトラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難であり、そのために十分なSN比を確保することがむずかしいという問題がある。
さらに、トラック密度を上げるために考え出された方法として、ディスクリートトラック式磁気記録媒体がある(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照。)。
これらの方法は、媒体の磁気記録層を不連続化させて、トラック間の磁気的干渉を取り除き、面記録密度を向上させようとするものである。
特開平06−259709号公報
特開平09−097419号公報
特開2000−195042号公報
さらに、トラック密度を上げるために考え出された方法として、ディスクリートトラック式磁気記録媒体がある(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3等参照。)。
これらの方法は、媒体の磁気記録層を不連続化させて、トラック間の磁気的干渉を取り除き、面記録密度を向上させようとするものである。
媒体の熱的安定性を確保するために近年注目されているのが垂直磁気記録媒体である。
これはこれまでの長手磁気記録方式が媒体面内方向に磁極を交互に配置するのに対して、媒体面に対し垂直に配置する方式である。長手磁気記録方式では媒体内で同極同士が向き合うことになるため、安定して記録情報を維持するためにどうしても媒体膜厚を薄くせざるを得ず、ひいては熱的擾乱の影響を受けやすくなってしまうのに対して、垂直磁気記録方式では媒体膜厚をある程度厚く保つことが可能であるためである。
これはこれまでの長手磁気記録方式が媒体面内方向に磁極を交互に配置するのに対して、媒体面に対し垂直に配置する方式である。長手磁気記録方式では媒体内で同極同士が向き合うことになるため、安定して記録情報を維持するためにどうしても媒体膜厚を薄くせざるを得ず、ひいては熱的擾乱の影響を受けやすくなってしまうのに対して、垂直磁気記録方式では媒体膜厚をある程度厚く保つことが可能であるためである。
このように垂直磁気記録媒体は将来の高記録密度化のための技術として期待されているが、垂直磁気記録に特有の問題としてWATE(Wide Adjacent Track Erasure)という現象が知られている。垂直磁気記録媒体は非磁性基板上に軟磁性裏打ち層、垂直磁気記録層を積層した構造をもっており、この軟磁性裏打ち層が記録ヘッドから流れる磁束を引き込み、さらにヘッド側のリターンヨークに戻す。したがってこの軟磁性裏打ち層があたかもヘッドの一部のように振舞う。ここで、軟磁性裏打ち層を通るヘッド磁束がなんらかの原因で数ミクロン離れた領域に記録された信号を消してしまうのがWATEという現象である。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、高記録密度を実現するための技術である垂直磁気記録方式において、WATE現象を抑制することのできる垂直磁気記録媒体を提供使用とするものである。
上記課題を解決するため本発明は、以下に掲げた、
(1)非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層はトラックごとに凹凸分離し、前記垂直磁性層はトラックごとに凹凸分離せずに連続している垂直磁気記録媒体、
(2)非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層のみが物理的または磁気的に凹凸分離している垂直磁気記録媒体、
(3)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離箇所にSiO2が充填されている(1)または(2)に記載の垂直磁気記録媒体、
(4)前記垂直磁性層がCo系磁性合金層である(1)から(3)の何れか1つに記載の垂直磁気記録媒体、
(5)基板上に軟磁性裏打ち層を形成後、該軟磁性裏打ち層をトラックごとに凹凸分離し、軟磁性裏打ち層の凹部に埋め込み膜を形成した後表面を平滑化し、さらにその上に垂直磁性層を形成する垂直磁気記録媒体の製造方法、
(6)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、リソグラフィー法を用いて行う(5)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(7)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、軟磁性裏打ち層を形成後表面にレジストを塗布し、このレジストをパターニングした後、このパターンを用いて軟磁性裏打ち層を部分的に除去することにより行う(5)または(6)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(8)前記レジストのパターニングに、スタンパーを用いたインプリントプロセスを用いる(7)に記載の磁気記録媒体の製造方法、
(9)前記埋め込み膜としてSiO2を用いる(5)から(8)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(10)前記埋め込み膜の形成にスパッタリング法を用いる(5)から(9)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(11)前記表面の平滑化にイオンビームエッチング法を用いる(5)から(10)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(12)垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、垂直磁気記録媒体が前記(1)から(4)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体である磁気記録再生装置、の各発明を提供する。
(1)非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層はトラックごとに凹凸分離し、前記垂直磁性層はトラックごとに凹凸分離せずに連続している垂直磁気記録媒体、
(2)非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層のみが物理的または磁気的に凹凸分離している垂直磁気記録媒体、
(3)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離箇所にSiO2が充填されている(1)または(2)に記載の垂直磁気記録媒体、
(4)前記垂直磁性層がCo系磁性合金層である(1)から(3)の何れか1つに記載の垂直磁気記録媒体、
(5)基板上に軟磁性裏打ち層を形成後、該軟磁性裏打ち層をトラックごとに凹凸分離し、軟磁性裏打ち層の凹部に埋め込み膜を形成した後表面を平滑化し、さらにその上に垂直磁性層を形成する垂直磁気記録媒体の製造方法、
(6)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、リソグラフィー法を用いて行う(5)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(7)前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、軟磁性裏打ち層を形成後表面にレジストを塗布し、このレジストをパターニングした後、このパターンを用いて軟磁性裏打ち層を部分的に除去することにより行う(5)または(6)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(8)前記レジストのパターニングに、スタンパーを用いたインプリントプロセスを用いる(7)に記載の磁気記録媒体の製造方法、
(9)前記埋め込み膜としてSiO2を用いる(5)から(8)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(10)前記埋め込み膜の形成にスパッタリング法を用いる(5)から(9)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(11)前記表面の平滑化にイオンビームエッチング法を用いる(5)から(10)のいずれか1つに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法、
(12)垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、垂直磁気記録媒体が前記(1)から(4)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体である磁気記録再生装置、の各発明を提供する。
本説明によれば、垂直磁気記録方式を採用した磁気ディスク媒体において裏打ち軟磁性層を不連続トラック化することによって、垂直磁気記録媒体特有の問題であるWATE現象を効果的に抑制することができる。
本発明は、垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層をディスクリートトラック磁気記録媒体の技術を応用して物理的、磁気的に分離させ、軟磁性裏打ち層内での隣接トラックからの磁気的影響を完全に排除し、WATE現象を完全になくし、磁気記録媒体の面記録密度向上を容易なさしめようとするものである。ディスクリートトラック式磁気記録媒体は、上述のようにトラック密度を上げるために考え出された方法であり、媒体の磁気記録層を不連続化させて、トラック間の磁気的干渉を取り除き、面記録密度を向上させようとするものである。本発明ではこの技術を垂直磁気記録媒体の裏打ち軟磁性層にのみ適用してその記録再生特性を改良しようとするものである。
以下に詳説する。
図1に本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造を示す。図に示すように、本発明の垂直磁気記録媒体1は、基板2の上に裏打ち軟磁性層3、垂直磁気記録層4及び保護膜5が順次積層されて構成されている。このうち裏打ち軟磁性層3は、軟磁性体3aと例えばSiO2等の非磁性層3bとが一定間隔で交互に並んでいて、物理的又は磁気的に凹凸分離している。凸状の軟磁性体3aは情報を記録するトラックに対応するものである。
図1に本発明の垂直磁気記録媒体の断面構造を示す。図に示すように、本発明の垂直磁気記録媒体1は、基板2の上に裏打ち軟磁性層3、垂直磁気記録層4及び保護膜5が順次積層されて構成されている。このうち裏打ち軟磁性層3は、軟磁性体3aと例えばSiO2等の非磁性層3bとが一定間隔で交互に並んでいて、物理的又は磁気的に凹凸分離している。凸状の軟磁性体3aは情報を記録するトラックに対応するものである。
次に、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法について説明する。
不連続トラックの形成方法はおよそ以下の通りである。
1)まず、基板2上に裏打ち軟磁性層3を形成する(図2−A参照。)。
2)1)の裏打ち軟磁性層3の表面にレジスト6を塗布する。必要に応じて焼成を行い余分な有機溶剤等を除去する(図2−B参照。)。
3)所望のトラック間距離にあわせて設計された凹凸が表面に形成された金属製の型(スタンパー)8を2)のレジスト6の表面に密着させ、高圧でプレスすることによりレジスト6表面に記録トラック形状の凹凸6a,6bを形成させる(以下インプリントプロセスと呼ぶ)(図2−C参照。)。
4)ドライエッチング、反応性イオンエッチングなどの手法を用いて3)の表面のレジスト6及び裏打ち磁性層3の一部を剥ぎ取る。これの結果、3)で形成された記録トラックの凹凸に沿った裏打ち軟磁性層3aが残り、裏打ち軟磁性層3aの間に凹部3bが形成されることになる(以下エッチングプロセスと呼ぶ)(図2−D参照。)。
5)この上からSiO2などの非磁性物質7をスパッタリングなどの手法を用いて堆積させ、トラックとトラックの間に形成された極めて細長い溝に該非磁性物質を充填させる(以下埋め込みプロセスと呼ぶ)。このとき裏打ち軟磁性層3aの間に凹部3bの奥までこの非磁性物質7が充填されることが必要である(図2−E参照。)。
6)その後、ポリッシュまたはドライエッチング、あるいはイオンビーム9を照射するなどの手法により表面に残る凹凸を平滑化する(以下平滑化プロセスと呼ぶ)(図3−F参照。)。
7)6)の上に垂直磁気記録層4を成膜する(図3−G)8)最後に再びプラズマCVDなどの方法を用いてDiamond Like Carbon(DLC)からなる保護膜5を成膜すると、本発明の垂直磁気記録媒体1が得られる(図3−H参照。)。
不連続トラックの形成方法はおよそ以下の通りである。
1)まず、基板2上に裏打ち軟磁性層3を形成する(図2−A参照。)。
2)1)の裏打ち軟磁性層3の表面にレジスト6を塗布する。必要に応じて焼成を行い余分な有機溶剤等を除去する(図2−B参照。)。
3)所望のトラック間距離にあわせて設計された凹凸が表面に形成された金属製の型(スタンパー)8を2)のレジスト6の表面に密着させ、高圧でプレスすることによりレジスト6表面に記録トラック形状の凹凸6a,6bを形成させる(以下インプリントプロセスと呼ぶ)(図2−C参照。)。
4)ドライエッチング、反応性イオンエッチングなどの手法を用いて3)の表面のレジスト6及び裏打ち磁性層3の一部を剥ぎ取る。これの結果、3)で形成された記録トラックの凹凸に沿った裏打ち軟磁性層3aが残り、裏打ち軟磁性層3aの間に凹部3bが形成されることになる(以下エッチングプロセスと呼ぶ)(図2−D参照。)。
5)この上からSiO2などの非磁性物質7をスパッタリングなどの手法を用いて堆積させ、トラックとトラックの間に形成された極めて細長い溝に該非磁性物質を充填させる(以下埋め込みプロセスと呼ぶ)。このとき裏打ち軟磁性層3aの間に凹部3bの奥までこの非磁性物質7が充填されることが必要である(図2−E参照。)。
6)その後、ポリッシュまたはドライエッチング、あるいはイオンビーム9を照射するなどの手法により表面に残る凹凸を平滑化する(以下平滑化プロセスと呼ぶ)(図3−F参照。)。
7)6)の上に垂直磁気記録層4を成膜する(図3−G)8)最後に再びプラズマCVDなどの方法を用いてDiamond Like Carbon(DLC)からなる保護膜5を成膜すると、本発明の垂直磁気記録媒体1が得られる(図3−H参照。)。
使用される垂直磁気記録媒体の構成は現在広く用いられているものをすべて適用することができ、媒体の構成は上記不連続トラックの形成プロセスに影響を与えることはない。
また、本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性基板としては、Alを主成分とした例えばAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。中でもAl合金基板や結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましい。
また、本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性基板としては、Alを主成分とした例えばAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。中でもAl合金基板や結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましい。
磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。
また、基板サイズも特に限定しない。媒体の形成方法は現在スパッタリング法が主流であるが、他の方法例えば無電解めっき法などで製造された媒体でももちろん支障ない。
また、基板表面又は非磁性金属被覆層が形成された基板表面に同心円状テキスチャリングを施してもよい。本発明において同心円状テキスチャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキスチャリングやレーザー光線などを利用したテキスチャリング加工、又はこれらを併用することによって円周方向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。
また、基板サイズも特に限定しない。媒体の形成方法は現在スパッタリング法が主流であるが、他の方法例えば無電解めっき法などで製造された媒体でももちろん支障ない。
また、基板表面又は非磁性金属被覆層が形成された基板表面に同心円状テキスチャリングを施してもよい。本発明において同心円状テキスチャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキスチャリングやレーザー光線などを利用したテキスチャリング加工、又はこれらを併用することによって円周方向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。
インプリントプロセスで用いるスタンパーは金属プレートに電子線描画などの方法を用いて微細なトラックパターンを形成したものであり、材料としてはインプリントプロセスに耐えうる硬度、耐久性が要求される。たとえばNiなどが使用されるが、前述の目的に合致するものであれば材料は問わない。また、媒体上に塗布されるレジストは広く工業的に使用されているフォトレジストなどさまざまな種類のものを使用することができる。通常はスピンコートなどを用いて薄く均一に塗布したのち、オーブンで一定温度、時間で焼成をかけ不要な有機溶剤などを除去することが多い。このプロセスに関しては使用するレジストの性質に合わせて適宜プロセスを調整することができる。
埋め込みプロセスでは非磁性物質をドライプロセスにより充填することが多い。代表的な材料はSiO2などであるが、非磁性の材料でかつ磁気記録媒体としての性能を損なわないものであればこれに限らない。この工程では、極めて細く深い溝に均一に該非磁性材料を充填する必要があるので、どのようなプロセス条件を用いるかは重要である。代表的なプロセスとしてはスパッタリング法があるが、堆積速度、ガス圧など条件を慎重に選ぶことが必要である。この埋め込みプロセスがきちんとなされないとトラック間の磁気的相互作用が十分遮断されず十分な記録再生特性を期待できない。また、隙間の部分が酸素などのガスと接触し耐食性に悪影響を及ぼす懸念がある。
平坦化プロセスでは、埋め込みプロセス後に生じるであろう媒体表面の凹凸を、磁気記録媒体として十分なレベルまで平滑にする。この手段としてはChemical Mechanical Polish(CMP)、Ion Beam Etching(IBE)などが用いられる。媒体の性能を損なわず、媒体表面を十分平滑に加工できる限りにおいてはいかなる手法を用いても本発明の効果には支障ない。ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板の特徴のひとつが優れた表面平滑性にあることから、磁気記録媒体においては基板の表面粗さ(Ra)は、1nm以下、さらには0.5nm以下であることが好ましく、中でも0.01nm以下であることが最も好ましい。
最後に保護膜を形成する。一般的にはDiamond Like Carbonの薄膜をP−CVDなどを用いて成膜するが、手法はこの限りではない。ここでの保護膜は一般的に磁気記録媒体保護膜として使用されているものと同じと考えてよい。保護層としてはこの他、C、水素化C、窒素化C、アルモファスC、SiC等の炭素質層やSiO2、Zr2O3、TiNなど、通常用いられる保護層材料を用いることができる。また、保護層が2層以上の層から構成されていてもよい。保護層の膜厚は1〜10nm、特に好ましいのは1〜5nmであり、耐久性を確保できる範囲でできるだけ薄く設定することが好ましい。
保護層の上には潤滑層を形成するのが一般的であり、本発明でも適用することができる。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、通常1〜4nmの厚さで潤滑層を形成する。
保護層の上には潤滑層を形成するのが一般的であり、本発明でも適用することができる。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、通常1〜4nmの厚さで潤滑層を形成する。
磁気記録媒体の各層を形成する成膜方法は任意であるが、例えば直流(マグネトロン)スパッタリング法、高周波(マグネトロン)スパッタリング法、ECRスパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法が挙げられる。尚、本発明の磁気記録媒体においてはさらに、磁性層を2種以上の積層構造としたものとしてもよい。
垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としてはCo−Zr−Nb、Co−Ta−Zr、Fe−Coなどが使用されることが多いが、軟磁気特性に優れたものであればこれに限らない。また、垂直磁気記録媒体の裏打ち層としてはこれらの材料の単層膜のほかに、軟磁性層でRuなど非磁性層をサンドイッチした構造をもつAFC構造をとるものも用いることができる。ただし、不連続トラック処理を行う場合、この軟磁性裏打ち層の下端まですべてを不連続にすることが望ましい。
垂直磁気記録媒体の磁気記録層としてはCo−Cr系、Co−Cr−Pt系、Co−Cr−Ta系、Co−Cr−Pt−SiO2系、Co−Cr−Pt−Cr2O3系などの各合金薄膜を使用することができる。いずれの材料を用いても本発明の効果には影響ない。
垂直磁気記録媒体の軟磁性裏打ち層としてはCo−Zr−Nb、Co−Ta−Zr、Fe−Coなどが使用されることが多いが、軟磁気特性に優れたものであればこれに限らない。また、垂直磁気記録媒体の裏打ち層としてはこれらの材料の単層膜のほかに、軟磁性層でRuなど非磁性層をサンドイッチした構造をもつAFC構造をとるものも用いることができる。ただし、不連続トラック処理を行う場合、この軟磁性裏打ち層の下端まですべてを不連続にすることが望ましい。
垂直磁気記録媒体の磁気記録層としてはCo−Cr系、Co−Cr−Pt系、Co−Cr−Ta系、Co−Cr−Pt−SiO2系、Co−Cr−Pt−Cr2O3系などの各合金薄膜を使用することができる。いずれの材料を用いても本発明の効果には影響ない。
本発明の磁気記録装置は、少なくとも上述してきた磁気記録媒体と、これを記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置である。
さらに上述の磁気ヘッドの再生部をGMRヘッドあるいはTMRヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、高記録密度を持った磁気記憶装置を実現することができる。またこの磁気ヘッドを、浮上量を0.005μm〜0.020μmと、従来よりも低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置SN比が得られ、大容量で高信頼性の磁気記憶装置を提供することができる。また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えばトラック密度100kTPI以上、線記録密度1000kbpI以上、1平方インチ当たり100Gビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なSN比が得られる。
さらに上述の磁気ヘッドの再生部をGMRヘッドあるいはTMRヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、高記録密度を持った磁気記憶装置を実現することができる。またこの磁気ヘッドを、浮上量を0.005μm〜0.020μmと、従来よりも低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置SN比が得られ、大容量で高信頼性の磁気記憶装置を提供することができる。また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えばトラック密度100kTPI以上、線記録密度1000kbpI以上、1平方インチ当たり100Gビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なSN比が得られる。
(実施例、比較例)
HD用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ1.0×10−5Pa以下に真空排気した。ここで使用したガラス基板はLi2Si2O5、Al2O3+K2O、MgO+P2O5、Sb2O3+ZnOを成分とする結晶化ガラスを材質とし、表面粗さRa:約5オングストローム、外径:65mm、内径:20mmである。
さらに該基板上にCo−Zr−Nb層を成膜した。Co−Zr−Nb層の組成はCo−5Zr−4Nb(at.%)とし、膜厚は80nmとした。成膜はDCスパッタリング法を用いて行い、基板へのバイアス電圧印加は行わなかった。また、成膜時のアルゴンガス分圧は約7.0×10−1にPa設定した。この条件下で2枚の磁気記録媒体を作製し、各サンプルの静磁気特性、RW特性は、ほぼ同じ水準であることをあらかじめ確認しておいた。
HD用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ1.0×10−5Pa以下に真空排気した。ここで使用したガラス基板はLi2Si2O5、Al2O3+K2O、MgO+P2O5、Sb2O3+ZnOを成分とする結晶化ガラスを材質とし、表面粗さRa:約5オングストローム、外径:65mm、内径:20mmである。
さらに該基板上にCo−Zr−Nb層を成膜した。Co−Zr−Nb層の組成はCo−5Zr−4Nb(at.%)とし、膜厚は80nmとした。成膜はDCスパッタリング法を用いて行い、基板へのバイアス電圧印加は行わなかった。また、成膜時のアルゴンガス分圧は約7.0×10−1にPa設定した。この条件下で2枚の磁気記録媒体を作製し、各サンプルの静磁気特性、RW特性は、ほぼ同じ水準であることをあらかじめ確認しておいた。
次にこれらサンプルのうちの1枚を取り出し、表面にレジストをスピンコートで塗布した。塗布した後に約80℃の恒温槽で1時間焼成して余分な溶剤を除去し、焼成後の最終的なレジスト膜厚が約100オングストロームになるように条件を調整した。
次にあらかじめ用意していたNi製スタンパーを用いてインプリントを施した。スタンパーはTrack pitch 100nmのものを用意した。グルーブの深さはいずれも80nmに調整した。
次にこれらのサンプルを高真空チャンバ内にセットし、イオンビームエッチングを用いて表面から約60nm除去した。
ここでサンプルのうち1枚を取り出し、再び高真空チャンバにセットしRFスパッタ法を用いてSiO2膜を堆積させた。SiO2膜の平均膜厚は80nmになるように調整した。さらにイオンビームエッチングを用いて表面平滑化を施した。このサンプルを実施例とした。
一方、残りの1枚を比較例とする。
次にあらかじめ用意していたNi製スタンパーを用いてインプリントを施した。スタンパーはTrack pitch 100nmのものを用意した。グルーブの深さはいずれも80nmに調整した。
次にこれらのサンプルを高真空チャンバ内にセットし、イオンビームエッチングを用いて表面から約60nm除去した。
ここでサンプルのうち1枚を取り出し、再び高真空チャンバにセットしRFスパッタ法を用いてSiO2膜を堆積させた。SiO2膜の平均膜厚は80nmになるように調整した。さらにイオンビームエッチングを用いて表面平滑化を施した。このサンプルを実施例とした。
一方、残りの1枚を比較例とする。
実施例と比較例とをひきつづき高真空チャンバにセットし、DCスパッタ法を用いてCo−Cr−Pt−SiO2層およびカーボン保護層を成膜した。Co−Cr−Pt−SiO2層の組成はCo−10Cr−16Pt−8SiO2(原子%)と設定した。それぞれの層の膜厚はC保護層5nm、Co−Cr−Pt−SiO2層10nmとした。Co−Cr−Pt−SiO2層成膜時のArガス圧は6Paとし、基板加熱は行わなかった。またC保護層はプラズマCVD法を用いて成膜した。
このようにして作製した実施例と比較例とについてWATE評価を実施した。
このようにして作製した実施例と比較例とについてWATE評価を実施した。
評価方法は以下の通りである。
1)媒体表面±6μmにわたって156kfciの基本パターンを記録する。
2)各トラックの平均出力を全トラックにわたって測定し、初期状態でのトラックプロファイルとする。
3)真ん中の1トラックを選び、937kfciの信号を10000回繰り返し記録する。
4)もう一度トラックプロファイルを測定し、初期状態と比較する。
こうして得られたトラックプロファイルを図4、図5に示す。
1)媒体表面±6μmにわたって156kfciの基本パターンを記録する。
2)各トラックの平均出力を全トラックにわたって測定し、初期状態でのトラックプロファイルとする。
3)真ん中の1トラックを選び、937kfciの信号を10000回繰り返し記録する。
4)もう一度トラックプロファイルを測定し、初期状態と比較する。
こうして得られたトラックプロファイルを図4、図5に示す。
図中、菱形のプロットは初期状態でのトラックプロファイルを示し、白抜きの矩形プロットは真ん中のトラックに10000回の繰り返し記録を行った後で測定したトラックプロファイルを示している。なお、繰り返し記録後のプロファイルの方は横軸のトラック位置を若干右にずらして表示してある。
これをみてわかるように、裏打ち軟磁性膜を不連続トラック化した実施例ではプロファイルの形がほとんど変化せず、出力レベルの低下もみられない。一方、不連続トラック処理を行わず、単純に軟磁性膜に磁気記録層を積層した場合は±6mの範囲全域にわたって出力の低下が観測された。
これをみてわかるように、裏打ち軟磁性膜を不連続トラック化した実施例ではプロファイルの形がほとんど変化せず、出力レベルの低下もみられない。一方、不連続トラック処理を行わず、単純に軟磁性膜に磁気記録層を積層した場合は±6mの範囲全域にわたって出力の低下が観測された。
1・・・・・直磁気記録媒体、2・・・・・基板、3・・・・・裏打ち軟磁性層、4・・・・・直磁気記録層、5・・・・・保護層、6・・・・・レジスト、7・・・・・埋め込み膜、8・・・・・スタンパー
Claims (12)
- 非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層はトラックごとに凹凸分離し、前記垂直磁性層はトラックごとに凹凸分離せずに連続していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
- 非磁性基板上に少なくとも軟磁性裏打ち層、基板面に対し垂直方向に磁気異方性を有する垂直磁性層を有する垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層のみが物理的または磁気的に凹凸分離していることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
- 前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離箇所にSiO2が充填されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記垂直磁性層がCo系磁性合金層であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 基板上に軟磁性裏打ち層を形成後、該軟磁性裏打ち層をトラックごとに凹凸分離し、軟磁性裏打ち層の凹部に埋め込み膜を形成した後表面を平滑化し、さらにその上に垂直磁性層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、リソグラフィー法を用いて行うことを特徴とする請求項5に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記軟磁性裏打ち層の凹凸分離を、軟磁性裏打ち層を形成後表面にレジストを塗布し、このレジストをパターニングした後、このパターンを用いて軟磁性裏打ち層を部分的に除去することにより行うことを特徴とする請求項5または6に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記レジストのパターニングに、スタンパーを用いたインプリントプロセスを用いることを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記埋め込み膜としてSiO2を用いることを特徴とする請求項5から請求項8のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記埋め込み膜の形成にスパッタリング法を用いることを特徴とする請求項5から請求項9のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 前記表面の平滑化にイオンビームエッチング法を用いることを特徴とする請求項5から請求項10の何れか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
- 垂直磁気記録媒体と、該垂直磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、垂直磁気記録媒体が前記請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005227658A JP2006079807A (ja) | 2004-08-12 | 2005-08-05 | 垂直磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置 |
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JP2004235152 | 2004-08-12 | ||
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Citations (2)
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JP2003016622A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Tdk Corp | 磁気記録媒体およびその製造方法 |
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2005
- 2005-08-05 JP JP2005227658A patent/JP2006079807A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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