JP2007066475A

JP2007066475A - 磁気記録媒体用基板および磁気記録媒体、磁気記録装置

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Publication number: JP2007066475A
Application number: JP2005254336A
Authority: JP
Inventors: Kaori Kimura; 村香里木; Masatoshi Sakurai; 井正敏櫻; Satoru Kikitsu; 哲喜々津; Yoshiyuki Kamata; 田芳幸鎌; Satoshi Shiratori; 鳥聡志白; Yasuyuki Hieda; 田泰之稗
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2025-09-02
Also published as: US8059368B2; US20070053107A1; JP4675722B2; US20090273858A1; US20100247974A1; US7760467B2; US7936537B2; US20110164337A1

Abstract

【課題】記録再生のＳ／Ｎ比がよく、再生信号強度が強く、高密度記録を可能にする。
【解決手段】基板１０上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラック２と、基板上に設けられ隣接する記録トラックを分離する非記録部４と、を備え、記録トラックのそれぞれは、複数の記録部２ａと、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有する連結部２ｂと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、高密度記録可能な磁気記録媒体を作製するための凹凸基板とその作製方法、磁気記録媒体およびその作製方法、この磁気記録媒体を具備する磁気記録装置に関する。

ハードディスクドライブはその筐体内部に磁気ディスクを搭載した記録装置である。磁気ディスクはガラス基板上に磁性体の膜（磁性膜）を堆積させることによって形成される。磁性膜はそれぞれ磁区を持った細かい粒子の集合であり、記録と記録の間には、粒子のサイズに応じたノイズが生じる。高記録密度化をするにあたって、磁気記録媒体は情報の記録単位である磁区を小さくせねばならない。

しかし、磁区をあまり小さくすると熱ゆらぎの問題が発生し、室温で記録を保つことが困難になってしまう。このため、現在では一般に用いられている連続な磁性体からなる記録層を磁気記録不可能な部位で分断し、磁区の大きさを保ったまま記録効率を上げる２つの磁気記録媒体が提唱されている。

上記２つの磁気記録媒体のうちの一つであるディスクリート磁気記録媒体は、磁気ディスク中の隣接した記録トラック同士を非記録部によって分離させ、トラックの位置情報を保ったままトラックピッチを小さくするものである（例えば、特許文献１参照）。磁性体の記録トラックの磁性を物理的に分離させ記録再生ヘッドの漏れ磁界の影響を排除することで記録トラック間の干渉を防ぐことができ、狭トラック化が可能になる。

もう一つの磁気記録媒体であるパターンド媒体は、磁気粒子を非磁性の母材中に規則的に配列させ、その磁気粒子を記録磁区の大きさとするものである（例えば、特許文献２参照）。記録位置の固定と熱揺らぎ問題との解決を同時に達成することができるが、連続した磁気的性質を持つ磁気粒子の規則的な配列と磁性体の加工には精度の高いプロセスが必要となる。特に記録膜の垂直磁気異方性の大きさや方向の劣化は大きな問題となっている。さらに、記録効率の向上には記録再生ヘッドの浮上高さを下げる必要があるが、凹凸の多いパターンド媒体においては浮上量を低くすることは困難であり、多くの平滑化プロセスが必要となる。
特開２００３−１６６２１号公報特開２０００−２５１２３６号公報

ディスクリート磁気記録媒体では、所定の幅を持つ記録トラック中に記録を行う。しかし、トラック内での記録再生ヘッドの記録位置のトラック方向のずれなどによって、記録位置にずれが生じ、記録再生のＳ／Ｎ比が悪いという問題がある。

パターンド媒体では記録部位同士を完全に分断しているため記録位置が常に固定されＳ／Ｎ比が良い。しかし、パターンド媒体は記録部位を分断するために記録に使える体積が小さく、再生信号強度が弱いという問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、記録再生のＳ／Ｎ比がよくかつ再生信号強度の強い高密度記録可能な磁気記録媒体、この磁気記録媒体を製造するための磁気記録媒体用基板、および磁気記録装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による磁気記録媒体は、基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上に設けられ隣接する前記記録トラックを分離する非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有する連結部と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明の第２の態様による磁気記録媒体用基板は、基板に形成されそれぞれがトラック状の複数の凸部と、前記基板に形成され隣接する前記凸部を分離する凹部と、を備え、前記凸部のそれぞれは、複数の第１部分と、トラック長手方向に隣接する第１部分を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する第１部分のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有する第２部分と、を備えていることを特徴とする。

また、本発明の第３の態様による磁気記録媒体は、上記磁気記録媒体用基板と、前記磁気記録媒体用基板上に設けられた磁性膜とを備えていることを特徴とする。

また、本発明の第４の態様による磁気記録媒体は、上記磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、記録再生のＳ／Ｎ比がよくかつ再生信号強度の強い高密度記録可能な磁気記録媒体、この磁気記録媒体を製造するための磁気記録媒体用基板、および磁気記録装置を提供することができる。

本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による磁気記録媒体の平面図を図１に示す。本実施形態の磁気記録媒体は、図示しない基板上に設けられ磁性体からなる複数の記録トラック２と、隣接する記録トラック２を分離する非記録部４とを備えている。各記録トラック２は、記録情報が保持される記録部２ａと、隣接する記録部２ａを連結する連結部２ｂとを備え、１つの記録部２ａおよび１つの連結部２ｂからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。１つの記録部２ａに、データ“０”または“１”に対応する磁気情報が書き込まれる。

１つの記録トラック２の斜視図を図２に示す。図２に示すように、連結部２ｂは、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する２つの記録部２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部２ａに近づくにつれて増加するように構成され、連結部２ｂの略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、連結部２ｂのトラック幅方向の最大断面積は記録部２ａの最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。すなわち、連結部２ｂは記録部２ａの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。なお、本実施形態においては、連結部２ｂの最小断面積は「０」ではない。なお、後述する、本実施形態以外の実施形態では最少断面積が「０」であってもよい。

また、後述する実施例１で説明するように、本実施形態の記録媒体は、記録トラック２に対応するレジストの露光パターンは複数本の電子ビームを照射することにより得られる。例えば、トラックピッチ２６０ｎｍの露光パターンを電子ビーム２６本で書くと仮定し、記録トラック２と非記録部４の幅の比が２：１であれば、記録トラックに使用する電子ビームの本数は１８本となる。この電子ビームの幅を変えることで記録部に対応する部分と連結部に対応する部分とを形成するものとすると、図２０に示すように、連結部に対応する部分は少なくとも電子ビーム１８本分の太さよりも細くしなければならない。このため、連結部に対応する部分は最大で電子ビーム１６本分の太さになる。これにより、本実施形態の磁気記録媒体は、連結部２ｂのトラック幅方向の最大断面積は、記録部２ａのトラック幅方向の最大断面積の８／９以下であればよい。

なお、本実施形態においては、図２に示すように、連結部２ｂは、基板面からの高さが記録部２ａの高さＨと実質的に同じで、トラック幅方向のサイズが、隣接する２つの記録部２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部２ａに近づくにつれて増加するように構成されている。しかし、図３に示す本実施形態の変形例のように、連結部２ｂは、トラック幅方向のサイズが記録部２ａの幅Ｂと実質的に同じで、基板面からの高さが隣接する２つの記録部２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部２ａに近づくにつれて増加するように構成されていてもよい。また、図２に示すトラック構造と、図３に示すトラック構造とを備えていてもよい。

次に、本実施形態の磁気記録媒体のトラック幅方向の断面、すなわちトラック長手方向に直交する平面で切断した断面を図４に示す。図４に示すように、本実施形態の磁気記録媒体は、基板１０上に軟磁性層１２が設けられ、軟磁性層１２上に凸上の磁性体からなる複数の記録トラック２が設けられている。隣接する記録トラック２間には隣接する記録トラック２を磁気的に分離する溝が設けられ、この溝が非記録部４となる。なお、本実施形態においては、非記録部４となる溝には非磁性体からなる保護膜１４が埋め込まれている。なお、保護膜１４は図５に示す本実施形態の第２変形例のように、記録トラック２を覆っていてもよい。

このように構成された本実施形態の磁気記録媒体においては、記録トラック２中に周期的に配列された連結部２ｂは記録部２ａの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えている。このため、連結部２ｂからトラック長手方向に多少ずれた部分に磁壁が来るような記録を行っても、磁壁は断面積が小さいほうが安定するので、本実施形態の磁気記録媒体においては、連結部２ｂに磁壁が移動することになる。本実施形態において、１つの記録トラック２の隣接する記録部２ａに異なるデータを記録した場合のＭＦＭ(Magnetic Force Microscope)像を図６に模式的に示す。図６においては、白く表示された記録部２ａにはデータ“０”、“１”のうちの一方が記録され、黒く表示された記録部２ａには他方のデータが記録されている。図６からわかるように、磁壁は連結部２ｂに固定される。この結果、本実施形態の磁気記録媒体では記録トラック２に記録された磁気情報は記録部２ａに記録され、隣接する磁気情報間の磁壁は等間隔で配列した連結部２ｂに移動し、記録長が記録再生ヘッドのトラック長手方向の位置ずれから修正されて等間隔となる。

一方、比較例として、非記録部４によって分離された記録トラック２２が同じ断面積で連続しているディスクリート媒体の１つの記録トラックにデータ“０”とデータ“１”とを交互に記録した場合のＭＦＭ像を図７に模式的に示す。図７からわかるように、この比較例においては、トラック長手方向に磁壁がずれる記録が行われると、隣接する磁気情報間の磁壁は修正されず、等間隔とはならない。

したがって、本実施形態の磁気記録媒体においては、比較例に比べてＳ／Ｎ比が向上する。

なお、参考までに、パターンド媒体の、非磁性体２６によって分断された磁性体からなる隣接した記録部２４にデータ“０”とデータ“１”とを交互に記録した場合のＭＦＭ像を図８に模式的に示す。このパターンド媒体の場合は、各記録部２４が非磁性体２６によって磁気的に分離されているため、Ｓ／Ｎ比が劣化することはない。

また、本実施形態においては、記録トラック２の連結部２ｂの最小断面積は０でないから、記録トラック２の記録部２ａが完全に分断されず、記録に使用できる体積が減少するのを可及的に防止することができる。この結果、再生した信号強度は同記録密度のパターンド媒体と比べて体積に比例して強くなり、図９に示すように良好な記録の再生が可能になる。なお、図９は、図６に示すような隣接した記録部２ａにデータ“０”とデータ“１”とを交互に記録した場合の再生信号である。参考までに、隣接した記録部にデータ“０”とデータ“１”とを交互に記録した場合のパターンド媒体および上記比較例によるディスクリート媒体の再生信号を図１０および図１１に示す。図１０からわかるように、パターンド媒体の再生信号は図９に示す本実施形態の磁気記録媒体の再生信号に比べて再生信号強度は低い。また、図１１からわかるように、ディスクリート媒体の再生信号は、図９に示す本実施形態の磁気記録媒体の再生信号に比べて再生信号強度と間隔が一定ではない。

本実施形態の磁気記録媒体においては、隣接する記録トラック２の間隔は、記録パターン中の磁壁が不安定となる２００ｎｍ以下で特に効果がある。記録部２ａの幅はトラック間隔に対して、５０％〜９０％が好ましく、６０％〜８０％がより好ましい。

また、図４に示す軟磁性層１２の表面からの記録トラック２の高さは、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するためには１００ｎｍ以下が好ましいが、磁性の分離という観点から、１ｎｍ以下であることは好ましくない。

また、記録部２ａの最小断面積に対する連結部２ｂの最小断面積の割合は大きすぎると磁壁が安定に固定されず、小さすぎると磁性体体積を損ねて信号強度が低下するため、１０％〜９０％が好ましく、さらに２０％〜８０％が好ましく、理想的には５０％であることが好ましい。

また、連結部２ｂの幅と高さについては両方が記録部２ａより小さいことが好ましいが、どちらか片方のみが小さくても問題はない。

本実施形態において、基板は中心部に穴が開いた円形状のもので、その材質としては金属あるいはその合金・化合物、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。

また、記録トラックを構成する磁性体材料としては、飽和磁化Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適している。この観点から、磁性体材料としてＣｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ａｌならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの中では特に結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣｒをベースとしたものや、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ等の規則合金が好ましい。磁性体の厚さについては特に制限はないが、高密度記録を行うことを考えると、１００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましく、２０ｎｍ以下が更に好ましい。０．１ｎｍ以下になると薄膜を構成するのが困難になるので好ましくない。

非磁性体材料としては、磁性体でない金属、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。特に、金属であればＣｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｍｇならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種を含むもの、またはそれを複数層にわたって重ねたものが好ましい。非金属であれば、ＳｉＯ_２やＣを含む材料が好ましい。

保護膜の材料は上記の非磁性体材料とほぼ同一でよいが、記録再生ヘッドの浮上量を低く抑えるため、表面の凹凸は３０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。

以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生のＳ／Ｎ比がよく、再生信号強度が強く、高密度記録が可能となる。

また、本実施形態においては、非記録部４が非磁性体からなっているので、隣接する記録トラックが磁気的に分離され、記録再生ヘッドの漏れ磁界の影響を受けずに記録トラックへの記録が可能となる。

また、本実施形態においては、記録トラックの連結部の最小面積が「０」でないため、パターンド媒体に比べて凹の部分が少なく平滑化が容易であり、その結果、記録再生ヘッドの浮上が媒体に対して低い位置で安定する。

なお、本実施形態においては、連結部２ｂの最小断面積は「０」ではなかったが、最小断面積が０となる連結部を含んでいてもよい。連結部全体に対する最小断面積が０となる連結部の割合は、５０％未満であることが好ましい。この場合も、本実施形態と同様な効果を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による磁気記録媒体用基板を図１２および図１３を参照して説明する。図１２は本実施形態の磁気記録媒体用基板３０の平面図、図１３は本実施形態の磁気記録媒体用基板３０を図１２に示す切断線で切断した場合の断面図である。

本実施形態の磁気記録媒体用基板３０は、記録トラックに対応する凸部３２と、隣接する凸部を分断する凹部３４とを備えている。凸部３２は、記録部に対応する第１部分３２ａと、隣接する第１部分３２ａを連結する連結部３２ｂとを備え、１つの第１部分３２ａおよび１つの第２部分３２ｂからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。

第２部分３２ｂは、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する２つの第１部分３２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の第１部分３２ａに近づくにつれて増加するように構成され、第２部分３２ｂの略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、第２部分３２ｂのトラック幅方向の最大断面積は第１部分３２ａの最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。すなわち、第２部分３２ｂは第１部分３２ａの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。なお、本実施形態においては、第２部分３２ｂの最小断面積は「０」ではない。しかし、第１実施形態で説明した場合と同様に、最小断面積が「０」である第２部分を含んでいてもよく、この場合、最小断面積が「０」である第２部分の、第２部分全体に対する割合は５０％未満であることが好ましい。

このように構成された本実施形態の基板３０から磁気記録媒体を作製するには、図１４に示すように、基板３０の表面に磁性膜３６をスパッタ法で形成すればよい。このとき、凸部３２上に形成された磁性膜３６が記録トラックとなり、凹部３４が非記録部となる。その後、図１５に示すように凹部３４に非磁性材料からなる埋め込み層３８を形成してもよい。また、図１６に示すように、埋め込み層３８は記録トラックとなる凸部３２を覆うように形成してもよい。また、図１７に示すように、磁性膜３６上に非磁性材料または潤滑剤を含む材料からなる保護膜４０を形成してもよい。磁性膜３６が形成された第１部分３２ａが第１実施形態の磁気記録媒体の記録部に対応し、磁性膜が形成された第２部分３２ｂが第１実施形態の磁気記録媒体の連結部に対応する。なお、本実施形態の磁気記録媒体は基板加工型磁気記録媒体と呼ばれ、第１実施形態の磁気記録媒体は磁性体加工型磁気記録媒体と呼ばれる。

なお、本実施形態においては、図２で説明した第１実施形態の場合と同様に、第２部分３２ｂは、凹部３４の底面からの高さが第１部分３２ａの高さと実質的に同じで、トラック幅方向のサイズが、隣接する２つの第１部分３２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の第１部分３２ａに近づくにつれて増加するように構成されている。しかし、図３で説明した第１実施形態の変形例の場合と同様に、第２部分３２ｂは、トラック幅方向のサイズが第１部分３２ａの幅と実質的に同じで、凹部３４の底面からの高さが隣接する２つの第１部分３２ａの一方から離れるにつれて減少し他方の第１部分３２ａに近づくにつれて増加するように構成されていてもよい。また、両方の構造を備えていてもよい。
本実施形態の基板によって製造された磁気記録媒体は、第１実施形態と同様に、基板３０上に設けられ磁性体３６からなる複数の記録トラックと、隣接する記録トラックを分離する非記録部とを備えている。そして各記録トラックは、記録情報が保持される記録部と、隣接する記録部を連結する連結部とを備え、１つの記録部および１つの連結部からなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。１つの記録部に、データ“０”または“１”に対応する磁気情報が書き込まれる。また、連結部は、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する２つの記録部の一方から離れるにつれて減少し他方の記録部に近づくにつれて増加するように構成され、連結部の略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、連結部のトラック幅方向の最大断面積は記録部の最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。すなわち、連結部は記録部の断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。

このため、本実施形態の基板用いて作製された磁気記録媒体は、第１実施形態と同様に、記録再生のＳ／Ｎ比がよく、再生信号強度が強く、高密度記録が可能となる。

なお、本実施形態の磁気記録媒体用基板においては、隣接する凸部３２の間隔は、第１実施形態の場合と同様に２００ｎｍ以下で特に効果がある。第１部分３２ａの幅は凸部３２の間隔に対して、５０％〜９０％が好ましく、６０％〜８０％がより好ましい。

また、凹部３４の底面からの凸部３２の高さは、第１実施形態の場合と同様に、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するためには１００ｎｍ以下が好ましいが、磁性の分離という観点から、１ｎｍ以下であることは好ましくない。

また、第１部分３２ａの最小断面積に対する第２部分３２ｂの最小断面積の割合は大きすぎると磁壁が安定に固定されず、小さすぎると磁性体体積を損ねて信号強度が低下するため、１０％〜９０％が好ましく、さらに２０％〜８０％が好ましく、理想的には５０％であることが好ましい。

また、第２部分３２ｂの幅と高さについては両方が第１部分３２ａより小さいことが好ましいが、どちらか片方のみが小さくても問題はない。

本実施形態において、基板は中心部に穴が開いた円形状のもので、その材質としては金属、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による磁気記録再生装置を図１８および図１９に
示す。本実施形態の磁気記録再生装置１５０は、第１実施形態およびその変形例による磁気記録媒体または第２実施形態による基板を用いて作製された磁気記録媒体が搭載される。

図１８は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本実施形態による磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、長手記録用または垂直記録用磁気記録媒体２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。磁気記録媒体２００は、長手記録用または垂直記録用の記録層を有する。磁気記録媒体２００は、磁気記録媒体２００に格納される情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ１５３は、磁気抵抗効果素子を再生素子として備えた磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。

磁気記録媒体２００が回転すると、ヘッドスライダ１５３の媒体走行面（ＡＢＳ）は磁気記録媒体２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。

サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。

アクチュエータアーム１５５は、固定軸１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。

図１９は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続されている。

サスペンション１５４の先端には、前述したいずれかの磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。再生用ヘッドを組み合わせても良い。サスペンション１５４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドである。

なお、本実施形態の磁気記録再生装置においては、記録再生ヘッドの記録単位の周期が磁気記録媒体２００の記録トラックの記録部の周期である。また、本実施形態の磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体は、第１実施形態で説明したように、記録の境界である磁壁が周期的に配列した連結部に存在するため、記録読み取り時のＳ／Ｎ比が向上する効果がある。したがって、本実施形態の磁気記録再生装置においては、記録の周波数の逆数が、（磁気記録媒体２００の回転数）×（記録トラック１周の長さ）÷（隣接する連結部同士の間隔）に等しくなる。

以下、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
本発明の実施例１による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、直径が２．５インチの第１実施形態による磁性体加工型記録媒体であって、トラックピッチが８５ｎｍ、記録部と連結部の周期が、２．５インチの記録媒体の中心から１４ｍｍの位置で１２ｎｍである。この実施例１の記録媒体が搭載される磁気記録装置の媒体回転数を４２００ｒｐｍ、記録周波数を５００ＭＨｚと設定した。これにより、２．５インチの記録媒体の最内周即ち半径位置１４ｍｍにおける記録部と連結部の配列周期は２ＭＦＣＩ(Mega Flux Changes per Inches)に相当する１２ｎｍである。

本実施例の磁気記録媒体は、インプリントスタンパを用いたインプリント法によって作製される。本実施例の磁気記録媒体の製造方法を図２１（ａ）乃至図２７（ｄ）を参照して説明する。

まず、インプリントスタンパの製造方法を図２１（ａ）乃至図２３を参照して説明する。

図２１（ａ）に示すように、シリコン基板４２上に、レジストをアニソールで２倍に希釈し、０．２μｍのメンブランフィルタでろ過後、スピンコートした。その直後、２００℃で３分間プリベークして、０．１μｍ厚のレジスト４４を得た。

次に、露光装置を用いて、図１に示す記録トラック２および非記録部４のパターンを露光することによりレジスト４４に転写した（図２１（ｂ）参照）。このときの露光パターンを図２２に示す。図２２において、黒い部分は電子線が照射された跡である。複数本の電子線を照射することにより、記録部２ａに対応する部分４４_２ａと、連結部２ｂに対応する部分４４_２ｂとの露光パターンが形成される。なお、図２２は記録トラック２が図２に示す形状の場合の露光パターンであったが、記録トラック２が図３に示す形状の場合は、図２３に示すように、記録部２ａに対応する部分４４_２ａと、連結部２ｂに対応する部分４４_２ｂとで露光強度に強弱を付けることによって露光パターンが得られる。

露光後、上記基板４２を現像液に浸漬して現像し、その後、リンス液に浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させることにより、レジストパターン４４ａを有するレジスト原盤を得た（図２１（ｃ）参照）。

次に、図２１（ｄ）に示すように、レジスト原盤上にスパッタリング法によって薄い導電膜４６を形成した。ターゲットには純ニッケルを使用し、８×１０^−３Ｐａ迄真空引きした後、アルゴンガスを導入して１Ｐａに調整されたチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーをかけてスパッタリングさせて、導電膜４６を得た。

その後、導電膜４６の付いたレジスト原盤を、メッキ液を使用して電鋳し、電鋳膜４８を形成した（図２１（ｅ）参照）。

この後、レジスト原盤から電鋳膜４８を剥離することにより、導電膜４６および電鋳膜４８ならびにレジスト残渣を備えたスタンパ５０を得た（図２１（ｆ）参照）。続いて、レジスト残渣を酸素プラズマアッシング法で除去した（図２１（ｇ）参照）。これにより、導電膜４６および電鋳膜４８を備えたファザースタンパ５０を得た。その後、得られたスタンパの不要部を金属刃で打ち抜くことによりインプリント用スタンパとした。

スタンパ５０をアセトンで超音波洗浄をした後、インプリント時の離型性を高めるため、フルオロアルキルシラン（ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＭｅ）_３）(GE東芝シリコーン株式会社製、TSL8233)をエタノールで５％に希釈した溶液で３０分浸し、ブロアーで溶液を飛ばした後に、１２０℃で１時間アニールした。

なお、スタンパ５０は、ＰＳ−ＰＭＭＡ(Polystyrene-Polymethylmethacrylate)のような相分離で海島構造を作るジブロックポリマー４９を、溝４７ａが形成されたレジストパターン４７の上記溝４７ａ内に図２４のように配列させ、それをマスクとしてエッチングを行い、スタンパにパターンを形成してもよい。相分離によるポリマーの配列は島と島が互いに分離しているが、エッチングの工程で島と島を繋げ、図２５に示すような島と島を繋がったパターン５０ａを有する構造とすることが可能である。

次に、このスタンパ５０を用いた磁性体加工型磁気記録媒体の作成を説明する。図２６（ａ）に示すように、２．５インチドーナツ型ガラス基板からなる被加工材基板３１上にＣｏＣｒＰｔからなる磁性膜５２が形成された基板を用意し、この磁性膜５２上に炭素からなる保護膜５３を形成し、その後、保護膜５３上にレジストを１００ｎｍの厚さでスピンコートし、レジスト膜５４を形成した。続いて、上述のスタンパ５０の被加工材基板５１に対する位置合わせを行い（図２６（ｂ）参照）、スタンパ５０をプレスすることによって、レジスト膜５４にそのパターンを転写した（図２６（ｃ）参照）。パターンが転写されたレジスト膜５４を紫外線照射して硬化し、その後、加熱処理を行った。

以上のようにインプリントされた基板を、例えば、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、２ｍＴｏｒｒのエッチング圧下でレジスト膜５４に酸素ＲＩＥを行ってレジストパターン５４ａを形成した（図２６（ｄ）参照）。

続いて、レジストパターン５４ａをマスクとして、Ａｒイオンミリングを用いて保護膜５３、磁性膜５２をエッチングし、表面に保護膜５３ａが載置されたディスクリートな磁性膜５２ａが形成された（図２７（ａ）参照）。磁性膜５２ａを形成後、酸素ＲＩＥを行い、エッチングマスクとなっていたレジストパターン５４ａを剥離し、保護膜５３ａを露出させた。このとき、基板５１からの磁性膜５２ａの高さは５ｎｍ〜５０ｎｍであった。また、保護膜５３ａはレジストパターン５４ａと同時に除去し、磁性膜５２ａを露出させてもよい。

磁性膜５２ａの高さが１０ｎｍ以上ある場合は、図２７（ｂ）に示すように、磁性膜５２ａおよび保護膜５３ａを覆うように、非磁性体層５６を堆積する。なお、非磁性体の材料としては、ＳｉＯ_２、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどが用いられる。

続いて、磁性体層５６をエッチバックし、保護膜５３ａまたは磁性膜５２ａの表面を露出させる（図２７（ｃ）参照）。その後、図２７（ｄ）に示すように、全面に、例えば、炭素からなる保護膜５８を堆積する。さらに、テープバニッシュで異常突起を取り除き、その後、潤滑剤をディップ法で１ｎｍ厚となるように塗布し、磁性体加工型磁気記録媒体を完成した。

なお、本実施例の磁気記録媒体は、同心円状のサーボ、アドレス、プリアンブル、記録トラック、および非記録部を有している。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、第２実施形態による磁気記録媒体用基板によって作製された基板加工型記録媒体であって、実施例１と同じサイズを有している。

本実施例の磁気記録媒体の基板は、インプリント法によって作製される。本実施例の磁気記録媒体の製造方法を図２８（ａ）乃至図２９（ｄ）を参照して説明する。

ＳＯＧ(Spin-On-Glass)をスピンコートすることによりＳＯＧ層６２が形成された円盤状のガラス基板６１を用意し（図２８（ａ）参照）、実施例１で説明したスタンパ５０を用いてインプリントを行い、ＳＯＧ層６２にパターンを転写した（図２８（ａ）、（ｂ）参照）。なお、ＳＯＧのかわりに、Ａｌ_２Ｏ_３あるいはＴｉＯ_２のアルコール分散液を用いてもよい。

次に、フッ素系ガス（例えば、ＳＦ_６）を用いた反応性エッチング処理を行い、転写されたパターンの凹部の底部に残存しているＳＯＧの残さを除去し、ＳＯＧパターン６２ａを形成する（図２８（ｃ）参照）。続いて、ＳＯＧパターン６２ａをマスクとして、Ａｒを用いたイオンミリングにより、ガラス基板６１を加工し、加工基板６１ａを得た（図２８（ｄ）参照）。

次に、図２９（ａ）に示すように、ＳＦ_６ガスを用いて、加工基板６１ａ上のＳＯＧパターン６２ａを剥離する。その後、加工基板６１ａ上に、ＣｏＣｒＰｔを磁性膜６３としてスパッタし、続いて、基板６１ａの凹凸に対してＳｉＯ_２、Ｃ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉなどの非磁性材料からなる非磁性膜６４をスパッタで埋め込んだ（図２９（ｂ）参照）。

次に、図２９（ｃ）に示すように、非磁性膜６４をエッチバックし、基板６１ａの凸部上の磁性膜６３を露出する。その後、カーボンからなる保護膜６５をスパッタ法で堆積させる（図２９（ｄ）参照）。続いて、テープバニッシュで異常突起を取り除いた後、潤滑剤を塗布して本実施例の磁気記録媒体を得た。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３による磁気記録媒体の製造方法を図３０（ａ）乃至図３１（ｄ）を参照して説明する。本実施例の製造方法は、ジブロックポリマー使用して磁性体を加工するマスクを形成するものであり、この製造方法によって製造された磁気記録媒体は第１実施形態の磁性体加工型記録媒体となる。

図３０（ａ）に示すように、基板７１上に磁性膜７２を形成し、この磁性膜７２上にインプリント法によって形成された、断面積が一定で幅が例えば、２０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲のトラック形状の溝を備えたレジストパターン７４を形成する。

続いて、レジストパターン７２の上記トラック形状の溝にＰＳ−ＰＭＭＡ(Polystyrene-Polymethylmethacrylate)からなるジブロックポリマー７５をＰＧＭＥＡ（Plopylene glycol monomethylether acetate）に溶かしたものをスピンコートで塗布した（図３０（ｂ）参照）。その後、Ｈ_２を１〜３％程含むＮ_２雰囲気中で１８０℃のアニール処理を行った。この処理を行うことでジブロックポリマー７４はＰＳ(Polystyrene)７４ｂの海に一定周期のＰＭＭＡ７４ａの島が配列した海島構造になった（図３０（ｃ）参照）。

次に、Ｏ_２を使用した反応性イオンエッチングを行う。すると、ＰＳ７４ｂとＰＭＭＡ７４ａはエッチングレートが異なるため、図３１（ａ）に示すように、ＰＭＭＡ７４ａ部分のみがエッチングされ、ＰＭＭＡ７４ａ部分がエッチング除去された場所は穴７５が形成される。続いて、図３１（ｂ）に示すように、上記穴７５をＳＯＧ７６で充填する。

次に、図３１（ｃ）に示すように、ＳＯＧ７６をマスクとして、Ｏ_２を使用した反応性イオンエッチングを行い、レジストパターン７４と、その上にＳＯＧ７６が形成されている以外のＰＳ７４ｂをエッチング除去する。続いて、残置しているＳＯＧ７６およびその下にあるＰＳ７４ｂをマスクとして、Ａｒガスを用いて磁性膜７２をパターニングし、その後ＳＯＧ７６およびその下のＰＳ７４ｂを除去することにより、図３１に示すパターニングされた磁性膜７２ａを得られる。この後、実施例１で説明したと同様に非磁性層および保護膜を形成し、磁気記録媒体を完成する。

本実施例においては、トラックはインプリントによって形成したが、電子ビームを用いたリソグラフィー技術を用いて形成してもよい。

なお、ジブロックポリマーのＰＳとＰＭＭＡの組成比を変えることで、本実施例の場合と海島が逆転したパターンを作成することができる。この場合は、島以外の部分をトラックとして使うことになる。

次に、上記実施例に対して以下のような比較例１および比較例２の磁気記録媒体を作製した。

比較例１として、トラック幅一定である以外は実施例１の磁気記録媒体と同じサイズのディスクリート媒体を作製した。また、比較例２として、サイズおよび記録密度が上記実施例１と同じパターンド媒体を作製した。

上記実施例１乃至３の磁気記録媒体および比較例１，２の記録媒体を、第３実施形態で説明した磁気記録再生装置に搭載し、書き込みヘッドとして単磁極ヘッドを用いて信号を書き込み、再生ヘッドとしてＧＭＲヘッドを用いて信号を読み取る方法により、リード／ライト（Ｒ／Ｗ）のテストを行った。測定条件は、中心からの半径位置１４ｍｍと一定の位置で、磁気記録媒体を４２００ｒｐｍに回転させて行った。２ＭＦＣＩの信号について出力を示した。媒体Ｓ／Ｎ比（Ｓ／Ｎｍ）において、Ｓ値は、１０ｋＦＣＩの孤立波形の１磁化反転におけるｐｐ値（＋、−のそれぞれ最高値の差）を半分にした値、Ｎｍ値は、２ＭＦＣＩでのノイズのｒｍｓ(root mean square)値である。さらに、ＡＥセンサーによる媒体表面でのヘッドの浮上特性も評価した。

得られた結果を下表に示す。

この比較結果から、実施例１乃至３の磁気記録媒体は、パターンド媒体である比較例２に比べて出力は大きくなり、ディスクリート媒体である比較例１に比べてＳ／Ｎ特性が良好であることがわかる。

本発明の第１実施形態による磁気記録媒体の平面図。第１実施形態による磁気記録媒体の記録トラックの斜視図。第１実施形態の第１変形例による磁気記録媒体の記録トラックの斜視図。第１実施形態による磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。第１実施形態の第２変形例による磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。第１実施形態による磁気記録媒体のＭＦＭ像を示す模式図。ディスクリート媒体のＭＦＭ像を示す模式図。パターンド媒体のＭＦＭ像を示す模式図。第１実施形態による磁気記録媒体の再生信号波形を示す図。パターンド媒体の再生信号波形を示す図。ディスクリート媒体の再生信号波形を示す図。本発明の第２実施形態による磁気記録媒体用基板の平面図。図１２に示す切断線Ａ−Ａで切断した場合の第２実施形態による磁気記録媒体用基板の断面図。第２実施形態による磁気記録媒体用基板を用いて作製された磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。第２実施形態による磁気記録媒体用基板を用いて作製された磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。第２実施形態による磁気記録媒体用基板を用いて作製された磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。第２実施形態による磁気記録媒体用基板を用いて作製された磁気記録媒体のトラック幅方向の断面図。磁気記録再生装置の概略構成を示す要部斜視図。アクチュエータアームから先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図。インプリントスタンパを作製する場合の、記録部および連結部に対応する部分の露光パターンを示す図。インプリントスタンパの製造工程を示す断面図。インプリントスタンパを作製する場合の露光パターンの第１の例を示す図。インプリントスタンパを作製する場合の露光パターンの第２の例を示す図。インプリントスタンパを作製する場合の作製方法の一例を説明する図。図２４に示す作製方法によって作成されたインプリントスタンパの平面図。本発明の実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す断面図。本発明の実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す断面図。本発明の実施例２による磁気記録媒体の製造工程を示す断面図。本発明の実施例２による磁気記録媒体用基板を用いて作製された磁気記録媒体の製造工程を示す断面図。本発明の実施例３による磁気記録媒体の製造方法の製造工程を示す断面図。本発明の実施例３による磁気記録媒体の製造方法の製造工程を示す断面図。

符号の説明

２記録トラック
２ａ記録部
２ｂ連結部
４非記録部
１０基板
１２軟磁性層
１４非磁性層

Claims

基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上に設けられ隣接する前記記録トラックを分離する非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有する連結部と、を備えていることを特徴とする磁気記録媒体。
前記連結部のトラック幅方向の断面積が、前記隣接した２つの記録部のうちの一方から離れるにつれて減少して最小値を持ち、そこから他方の記録部に近づくにつれて増加することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
前記記録部の１つと前記連結部の１つからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
前記連結部のトラック幅方向のサイズが、前記記録部のトラック幅方向のサイズ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
前記連結部の高さが、前記記録部の高さ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気記録媒体。
前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が０よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずかに記載の磁気記録媒体。
前記非記録部は非磁性体を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気記録媒体。
前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気記録媒体。
基板に形成されそれぞれがトラック状の複数の凸部と、前記基板に形成され隣接する前記凸部を分離する凹部と、を備え、前記凸部のそれぞれは、複数の第１部分と、トラック長手方向に隣接する第１部分を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する第１部分のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有する第２部分と、を備えていることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
前記第２部分のトラック幅方向の断面積が、前記隣接した２つの第１部分のうちの一方から離れるにつれて減少して最小値を持ち、そこから他方の第１部分に近づくにつれて増加することを特徴とする請求項９記載の磁気記録媒体用基板。
前記第１部分の１つと前記第２部分の１つからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されていることを特徴とする請求項９または１０記載の磁気記録媒体用基板。
前記第２部分のトラック幅方向のサイズが、前記第１部分のトラック幅方向のサイズ以下であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板。
前記第２部分の高さが、前記第１部分の高さ以下であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板。
前記第２部分のトラック幅方向の最小断面積が０よりも大きいことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板。
請求項９乃至１４のいずれかに記載の磁気記録媒体用基板と、前記磁気記録媒体用基板上に設けられた磁性膜とを備えていることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１乃至８、請求項１５のいずれかに記載の磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。