JP2007200466A - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トラック間の磁気的な干渉を抑え、高トラック密度を達成できるディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体の量産性を向上させる。
【解決手段】 所定の凹凸パターンが表面に形成された基板と、基板の凹凸パターン上に形成された軟磁性裏打ち層と、軟磁性裏打ち層上に形成された磁気記録層とを備え、基板に形成された凹凸パターンの凹部の深さｄと、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１と、磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立する垂直磁気記録媒体を提供することにより、ディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体の量産性を向上させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は磁気ディスク装置等に用いる垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関し、より詳細には、トラックの高密度化が可能なディスクリートトラック構造の垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。

近年、磁気ディスク装置（ハードディスク装置）の小型化、高速化及び大容量化が進むとともに、ハードディスクのトラックの高密度化も進展している。しかしながら、ハードディスクの狭トラック化が進展するに伴い、トラックの幅に対する情報の記録時に生じる書き滲み量の割合が増加するという問題が生じる。情報の記録時に書き滲み量の割合が増加すると、記録マークを再生した際に、書き滲み部分からの信号がノイズとして再生される、いわゆる、サイドストロークという現象が増大する。この課題を解決するために、ディスクリートトラック型の媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この媒体は、いわゆるパターンドメディアと呼ばれる媒体の一種であり、トラック間を物理的に分離した構造を有する媒体である。トラック間を物理的に分離することにより記録時の書き滲みを防止することができる。

ハードディスク装置では、線記録密度は既に１０００ｋＦＣＩに近く、この線記録密度を記録マークの長さに換算すると２．５ｎｍ程度となる。ジッタを考慮すると、この長さの１／１０、すなわち、０．２５ｎｍ程度の精度が記録マークに必要となる。一方、トラック密度は１５０ｋＴＰＩ程度、トラックピッチに直すと１７０ｎｍとなる。位置決めを考慮すると、このピッチの１／１０、すなわち、１７ｎｍ程度の精度がトラックピッチに必要となる。従って、情報の高密度化を図るためには、加工上は、線記録密度を上げるよりトラック密度を上げる方が容易である。即ち、ディスクリートトラック媒体は、データビットセルまでもパターン化するパターンドメディアよりも、製造上有利である。

従来、微小なパターンを加工するためには、回転型電子線描画装置（ＥＢＲ）が用いられる。しかしながら、精密工学会誌 ｖｏｌ．７０，Ｎｏ．３，２００４ 「回転型ＥＢ描画技術」 ｐ．３２０よると、ＥＢＲの位置精度は、標準偏差σで概ね２ｎｍである。従って、ＥＢＲを用いてフォトリソグラフィ技術によりディスクリートトラック媒体を加工する場合、上述したようにＥＢＲの位置精度は標準偏差σで概ね２ｎｍであるので、余裕を持たせて加工精度を３σとすると、ばらつきが６ｎｍとなり、トラックピッチをこの１０倍として、６０ｎｍ程度（４００ｋＴＰＩ程度）であれば十分加工可能である。

また、日経エレクトロニクス ２００４．２．２号によると、ハードディスク装置の記録容量の伸びは近年鈍化しており、現状のハードディスク媒体では潜在的な能力として、４００Ｇｂ/ｉｎ^２の高密度化が可能とされているが、今のところ、デモ実験で線記録密度８７６ｋＢＰＩ、トラック密度１９４ｋＴＰＩの１７０ＧＢ/ｉｎ^２が最大記録密度である。ディスクリートトラック媒体を用いた場合、トラック密度は２倍程度までは高密度化が可能である。すなわち、ディスクリートトラック媒体では、線記録密度を従来どおりの方法で高密度化したとすると、３００〜４００ＧＢ/ｉｎ^２の記録密度が達成可能となる。それゆえ、ディスクリートトラック媒体は、トラック密度２００ｋＴＰＩ以上（トラックピッチ１２７ｎｍ以下）で、高記録密度を達成する場合に有利である。

ところで、従来、基板にグルーブを設け、トラック間の干渉を抑え、高記録密度を目指す技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、記録層厚さをグルーブの段差以下することでトラック間を分離し、トラック間の干渉を受け難くしている。また同様に、トラック間をグルーブまたはランドによって分離する記録媒体が開示されている（例えば、特許文献３参照）。なお、これらの特許文献２及び３で開示されている記録媒体は本質的に光磁気記録媒体であり、媒体は厚く、レーザーで磁気記録層をキュリー点近くまで加熱して情報を記録する媒体である。

特開２００４−１１０８９６号広報 特開２００３−１５１１８３号広報 特開２００４−１３４０６４号広報

上述のように、特許文献１には、高トラック密度化が可能なディスクリートトラック媒体が提案されているが、その量産方法については具体的に開示されていない。そこで、ディスクリートトラック媒体の量産方法及び量産可能な構造のディスクリートトラック媒体が要望されている。

また、特許文献２及び３には、基板にグルーブまたはランドを設け、トラック間の干渉を抑え、高記録密度を図る技術が開示されているが、この技術は上述のように光磁気記録媒体に適用されている。すなわち、ハードディスク装置用の垂直磁気記録媒体に適用することは考慮されていない。

垂直磁気記録媒体は、特許文献２または３に記載されている光磁気記録媒体とは膜構造が異なり、基板と磁気記録層との間に軟磁性裏打ち層を有する。軟磁性裏打ち層は、情報記録時に磁気記録層に印加される磁場を集束させるための層である。基板と磁気記録層との間に軟磁性裏打ち層を設けると、情報記録時には、記録ヘッドから発生したヘッド磁界がヘッド、磁気記録層及び軟磁性裏打ち層との間で還流し、垂直磁気記録の効率が向上する。このような膜構造の垂直磁気記録媒体に、特許文献２及び３に開示されている技術をそのまま適用して、グルーブによって垂直磁気記録媒体のトラック間を分離すると、軟磁性裏打ち層もトラック間で磁気的に分離される恐れがある。この場合には、情報記録時に、ヘッド、記録層及び軟磁性裏打ち層の間で生成されるヘッド磁束の還流を妨げられ垂直磁気記録の効率が低下する恐れがある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の目的は、ディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体の量産性を向上させることが可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することである。

また、本発明の第２の目的は、情報記録時に、ヘッド、記録層及び軟磁性裏打ち層の間で生成されるヘッド磁束の還流を妨げることがなく、安定して垂直磁気記録が可能なディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することである。

本発明の第１の態様に従えば、垂直磁気記録媒体であって、所定の凹凸パターンが表面に形成された基板と、上記基板の凹凸パターン上に形成された軟磁性裏打ち層と、上記軟磁性裏打ち層上に形成された磁気記録層とを備え、上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１と、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立することを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。

本発明の第１の態様に従う垂直磁気記録媒体では、上記垂直磁気記録媒体が初期化された状態で、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が、上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きであることが好ましい。

本発明の第２の態様に従えば、垂直磁気記録媒体であって、所定の凹凸パターンが表面に形成された基板と、上記基板の凹凸パターン上に形成された磁気記録層とを備え、上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄの関係が成立し、且つ、上記垂直磁気記録媒体が初期化された状態で、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きであることを特徴とする垂直磁気記録媒体が提供される。

本発明の第１及び第２の態様に従う垂直磁気記録媒体では、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域と、上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域とが磁気的に分断されていることが好ましい。

本発明の垂直磁気記録媒体の一例を図２に示す。図２は、本発明の垂直磁気記録媒体の円周方向の概略断面図である。本発明の垂直磁気記録媒体は、図２示すように、表面に所定の凹凸パターン（図２中の凸部１１ａ及び凹部１１ｂ）が形成された基板１１上に、主に、軟磁性裏打ち層１２及び磁気記録層１４がこの順で積層された構造を有する。そして、本発明の垂直磁気記録媒体では、図２に示すように、基板１１の凹凸パターンの凹部１１ｂの深さｄと、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１と、磁気記録層１４の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立することを特徴とする。軟磁性裏打ち層１２及び磁気記録層１４は基板１１上にスパッタ法や蒸着法等により形成される。なお、図２の例では、基板１１と磁気記録層１４との間には配向制御層１３が形成されており、磁気記録層１４上には保護層１５が形成されているが、ここでは、説明を簡略化するため、配向制御層１３及び保護層１５の説明は省略する。

また、基板１１の凹凸パターンとしては、例えば、図１（ｂ）に示すように、ユーザーデータの記録領域３にはトラック４間に溝５（グルーブ）を形成することが好ましく、サーボフィールド２には同期パターンやアドレスパターンなどを所定の凹凸パターン（図１（ｂ）中のパターン６〜９）で形成することが好ましい。

基板１１に形成された凹部１１ｂの深さｄと、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１と、磁気記録層１４の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立するように軟磁性裏打ち層１２及び磁気記録層１４をスパッタ法や蒸着法等で磁気記録層１４を形成すると、図２に示すように、基板１１の凸部１１ａ上に位置する磁気記録層１４の領域１４ａ（以下、凸領域ともいう）と、基板１１の凹部１１ｂ上に位置する磁気記録層１４の領域１４ｂ（以下、凹領域ともいう）との間の領域１４ｃは非常に薄い膜となり、この領域１４ｃはほとんど磁気特性を示さない膜となる。また、基板１１の凹部１１ｂの形状（側壁の傾斜角等）や磁気記録層１４の膜厚によっては、磁気記録層１４の凸領域１４ａと凹領域１４ｂとの間が物理的に分断される場合もある。すなわち、基板１１の凹部１１ｂの深さｄと、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１と、磁気記録層１４の膜厚ｄ２との間に、上述のような関係が成立するように垂直磁気記録媒体を作製すると、磁気記録層１４の凸領域１４ａと磁気記録層１４の凹領域１４ｂとが磁気的に分断された状態となり、ディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体を作製することができる。

なお、上述のように、磁気記録層１４の凸領域１４ａと磁気記録層１４の凹領域１４ｂとが磁気的に分断された状態となるように軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１及び磁気記録層１４の膜厚ｄ２を調整するだけでなく、基板１１の凹部１１ｂの形状（側壁の傾斜角や凹部の幅等）もまた適宜設定する必要がある。

従って、本発明の垂直磁気記録媒体では、基板上に予め所定の凹凸パターンを形成しておき、その上に磁気記録層及び軟磁性裏打ち層の膜厚が上記関係を満たすように形成するだけで、磁気的に分断されたディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体を作製することができる。それゆえ、磁気記録層をパターニングする際にフォトリソグラフィ技術やエッチング等を用いる必要がないので、製造がより簡易になり量産性を向上させることができる。

また、本発明の垂直磁気記録媒体では、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１が基板１１に形成された凹部１１ｂの深さｄより厚くなる（ｄ＜ｄ１）ように、軟磁性裏打ち層１２が形成されている。このような関係を成立させることにより、図２に示すように、基板１１の凹部１１ｂ上に位置する軟磁性裏打ち層１２の領域と、基板１１の凸部１１ａ上に位置する軟磁性裏打ち層１２の領域とが十分な膜厚でつながるので、基板１１の凹凸パターンにより軟磁性裏打ち層１２がその膜面方向に磁気的に分離されることがなくなる。それゆえ、情報記録時には、図４の破線４１に示すように、ヘッド４０、磁気記録層１４及び軟磁性裏打ち層１２の間で、ヘッド磁束を還流させることができ、基板１１の凸部１１ａ上に位置する磁気記録層の凸領域への書き込み効率を向上させることができる。

ただし、上述のように、軟磁性裏打ち層は記録時に記録ヘッドから発生した磁束を還流させるため、面内方向（膜面方向）で十分な断面積（膜厚）で繋がっていなければならない。それゆえ、記録ヘッドから発生した磁束を確実に還流させるために、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１は、基板の凹凸深さｄより厚く（ｄ１＞ｄ）且つできるだけ厚い方が望ましい。具体的には、ｄ１をｄの約２倍以上とすることが好ましく、より好ましくは、ｄ１をｄの約５倍以上とすることが好ましい。また、より具体的には、本発明者らの検証実験では、ｄ１を約ｄ＋８０ｎｍ以上とすることが好ましいことが分かっている。しかしながら、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１が厚すぎると、基板の凹凸パターンが軟磁性裏打ち層表面では崩れてしまい、磁気記録層に基板の凹凸パターンが反映されなくなる。それゆえ、基板の凹凸パターンを磁気記録層に反映させるために、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１をできるだけ薄い方が望ましい。すなわち、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１は、基板の凹凸深さｄより厚く（ｄ１＞ｄ）するとともに、記録時のヘッドが生じる磁束を確実に還流させる程度には厚くし、且つ、磁気記録層に基板の凹凸パターンが反映される程度には薄くすることが望ましい。

また、本発明の垂直磁気記録媒体では、磁気記録層の凸領域の磁化方向と、基磁気記録層の凹領域の磁化方向とが反対方向になるように初期化することが好ましい。より具体的に説明すると、図２の示す垂直磁気記録媒体のように、磁気記録層１４の凸領域１４ａの磁化１７（白抜き矢印）の方向と、磁気記録層１４の凹領域１４ｂの磁化１６の方向とが反対方向になるように初期化することが好ましい。

図２に示すように、初期化の際に、磁気記録層１４の凸領域１４ａ及び凹領域１４ｂの磁化方向が互いに逆方向になるように磁化すると、磁気記録層１４の凸領域１４ａ及び凹領域１４ｂからそれぞれ発生する漏洩磁界の方向も逆となる。それゆえ、ヘッドが磁気記録層１４の凸領域１４ａから凹領域１４ｂ（あるいは、その逆）に移動する際に検出する信号の変化が大きくなる。すなわち、磁気記録層１４の凸領域１４ａ及び凹領域１４ｂの境界における検出信号のＳ／Ｎが大きくなる。それゆえ、図２の垂直磁気記録媒体のように磁気記録層１４の凸領域１４ａ及び凹領域１４ｂの磁化方向が互いに逆方向になるように初期化すると、例えば、サーボパターン等の信号を高Ｓ／Ｎで検出することが可能になる。

また、本発明の垂直磁気記録媒体では、トラックピッチが１２７ｎｍ以下であり、基板の凸部上に位置する保護膜表面から軟磁性裏打ち層上面までの距離が５０ｎｍ以下であることが好ましい。上述したように、今のところ、ハードディスクではデモ実験で線記録密度８７６ｋＢＰＩ、トラック密度１９４ｋＴＰＩの１７０ＧＢ/ｉｎ^２が最大記録密度である。ディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体を用いた場合、トラック密度は２倍程度までは高密度化が可能であるので、線記録密度を従来どおりの方法で高密度化したとすると、３００〜４００ＧＢ/ｉｎ^２の記録密度が達成可能となる。それゆえ、本発明の垂直磁気記録媒体では、トラック密度２００ｋＴＰＩ以上（トラックピッチ１２７ｎｍ以下）で、高記録密度を達成する場合に有利である。また、本発明の垂直磁気記録媒体では、基板の凸部上に位置する領域、すなわち、情報を記録する領域において、保護膜表面から軟磁性裏打ち層までの厚さを約５０ｎｍ以下にすることにより、１０００ｋＦＣＩ以上の線記録密度を達成することができる。

本発明の第３の態様に従えば、垂直磁気記録媒体の製造方法であって、所定の凹凸パターンが表面に形成された基板を用意することと、上記基板の凹凸パターン上に、軟磁性裏打ち層を形成することと、上記軟磁性裏打ち層上に、磁気記録層を形成することとを含み、上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１と、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立するように上記軟磁性裏打ち層及び上記磁気記録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が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、垂直磁気記録媒体の製造方法であって、所定の凹凸パターンが表面に形成された基板を用意することと、上記基板の凹凸パターン上に、磁気記録層を形成することと、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きになるように初期化することとを含み、上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄの関係が成立するように上記磁気記録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が提供される。

また、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法では、磁気記録層を形成した後、続けて同じ成膜装置の中でＳｉＯ_２を連続成膜し、次いで、スパッタエッチを行い平坦な保護膜を形成してもよい。または、磁気記録層まで成膜した時点で媒体を成膜装置から取り出し、回転塗布・ベークすることでＳｉＯ_２膜を磁気記録層の上に形成し、その後、所定の膜厚になるまでＳｉＯ_２膜を研磨して保護膜を形成しても良い。

本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法よれば、基板上に予め所定の凹凸パターンを形成しておき、基板の凹部深さｄと、基板上に形成される軟磁性裏打ち層及び磁気記録層のそれぞれの膜厚ｄ１及びｄ２との間にｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係を満たすように、軟磁性裏打ち層及び磁気記録層を基板上に形成するだけで、磁気記録層に磁気的に分断されたパターンを形成することができる。それゆえ、磁気記録層をパターニングする際にフォトリソグラフィ技術やエッチング等を用いる必要がないので、ディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体の製造がより簡易になり量産性を向上させることができる。

また、本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法よれば、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１を基板の凹部深さｄより厚くするので、基板の凹部上に位置する軟磁性裏打ち層の領域と、基板の凸部上に位置する軟磁性裏打ち層の領域とが膜面方向に十分な膜厚（断面積）でつながるので、軟磁性裏打ち層が、基板の凹凸パターンにより膜面方向に磁気的に分離されることがなくなる。それゆえ、情報記録時に、ヘッド、磁気記録層及び軟磁性裏打ち層の間にヘッド磁束を還流させることができ、書き込み効率を向上させることができる。

さらに、本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法によれば、初期化の際に、磁気記録層の凸領域を、磁気記録層の凹領域の磁化方向とは反対方向になるように磁化するので、磁気記録層の凸領域と凹領域との境界部で得られる検出信号のＳ／Ｎが大きくなる。それゆえ、本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法によれば、例えば、サーボパターン等の信号を高Ｓ／Ｎで検出することが可能になる。

以下に、本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法の実施例を図面を参照ながら具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

［磁気ディスク］
実施例で作製した垂直磁気記録型の磁気ディスクの概略構成図を図１及び２に示した。図１（ａ）はこの例で作製した磁気ディスクの斜視図であり、図１（ｂ）はこの例の磁気ディスクのサーボフィールド近傍の概略平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ断面図である。また、図２は図１（ｃ）中の破線領域Ｂの拡大図である。

この例で作製した磁気ディスクは、図１（ｃ）及び図２に示すように、所定の凹凸パターンが形成された基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、配向制御層１３、磁気記録層１４及び保護層１５が順次積層された構造を有する。この例では、基板１１としてガラス基板を用いた。なお、図１（ｃ）では、説明を簡略化するために、配向制御層１３は省略した。

基板１１上には、図１（ａ）に示すように、径方向の外周側に向かって広がる扇状のサーボフィールド２が複数設けられ、サーボフィールド２間にはユーザー情報等が記録される記録領域３とが設けられている。複数のサーボフィールド２は、図１（ａ）に示すように、周方向に等間隔で配置されている。また、基板１１上のサーボフィールド２及び記録領域３には、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、所定の凹凸パターンが形成されている。具体的には、ユーザー情報等が記録される記録領域３には、図１（ｂ）に示すように、トラック４を渦巻状に形成し、トラック４間にはグルーブ５を形成した。なお、トラック４を同心円状に形成しても良いが、露光工程の難易度が増す。また、サーボフィールド２には、図１（ｂ）に示すように、同期パターン６、アドレスパターン７、サーボパターン８及びクロックパターン９をそれぞれ所定のパターンで形成した。なお、図１には８つのサーボフィールド２を周方向に等間隔で配置した例を示しているが、実際には１０２４つのサーボフィールド２を設けた。これは、偏心のある磁気ディスクに対してデータ面サンプルサーボでヘッドをトラックに追随させるためには多数のサーボフィールドが必要であるからである。

［磁気ディスクの製造方法］
次に、この例の磁気ディスクの製造方法を説明する。まず、基板１１上に、図１（ｂ）に示すような所定の凹凸パターンをパターニングする方法について説明する。なお、この例では、スタンパを用いて基板１１のパターニングを行った。

まず、スタンパ作製用のシリコン基板を用意し、そのシリコン基板にレジストを塗布してベークした。次いで、レジストが塗布されたシリコン基板を回転型電子線露光装置（ＥＢＲ）に装着して露光し、レジスト膜に潜像を形成した。次いで、露光されたレジスト膜を現像してシリコン基板上に所定のレジストパターンを形成した。次いで、レジストパターンが形成されたシリコン基板を炭化フッ素ガス中でＲＩＥを行い、レジストパターン間に露出したシリコン基板表面をエッチングした。これによりレジストパターンをシリコン基板に転写した。次いで、残存したレジストを除去した後、所定の凹凸パターンが形成されたシリコン基板の表面に、無電解鍍金でニッケル導電膜を形成し、続けてニッケル電鋳することによりスタンパを作製した。上述の無電解鍍金及び鍍金の方法と同様な方法で、最初のスタンパのレプリカを複数作製することができる。

この例では、上述の方法で、凹部の深さが２８ｎｍ、凹部の深さのばらつきが１ｎｍ以下であるスタンパを作製した。なお、この例では、スタンパ上のトラックピッチを１４０ｎｍとし、ランドとグルーブの幅の比を１０：４とした。また、凹凸パターンの加工エリアはスタンパ上の半径１８ｍｍ〜３０ｍｍの領域とした。

次に、上述の方法で作製したスタンパを用いて、ガラス基板をパターニングする方法を説明する。スタンパを用いて、基板をパターニングする方法としては、次の３通りの方法（１）〜（３）が考えられる。いずれの方法を用いても、１枚のスタンパで１０万回程度のパターン転写が可能である。

（１）まず、ハードディスク用のガラス基板を用意し、その上にレジストを塗布してベークする。次いで、レジスト膜上からスタンパを型押しして、スタンパの凹凸パターンをレジスト膜に転写する。次いで、ガラス基板を炭化フッ化ガス中でＲＩＥを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンをガラス基板に転写する。最後に、レジスト膜を剥離して洗浄し、所定の凹凸パターンが形成されたガラス基板を得る。

（２）まず、ハードディスク用のガラス基板を用意し、その表面を研磨する。次いで、ガラス基板の研磨した表面に樹脂を押し出し、樹脂上からスタンパで型押してスタンパの凹凸パターンを転写する。次いで、樹脂を硬化させることにより、所定の凹凸パターンが形成されたガラス基板を得る。

（３）まず、ハードディスク用のガラス基板を用意し、その表面を研磨する。次いで、ガラス基板の研磨した表面にＵＶ硬化樹脂を回転塗布する。次いで、ガラス基板上に塗布されたＵＶ硬化樹脂をスタンパで型押ししながら、ＵＶ照射を行い、ＵＶ硬化樹脂を硬化させることにより、所定の凹凸パターンが形成されたガラス基板を得る。

方法（１）を用いた場合には、ガラス基板自身をパターニングするのでガラス基板の耐熱性を保ちつつ形成された凹凸パターンの精度も高い。ただし、（２）及び（３）の方法に比べてコスト高になる。また、方法（１）で所定の凹凸パターンを基板両面に形成する場合には、裏面も上述の方法と同様の工程でパターニングするか、あるいは、パターニングした基板を張り合わせる必要がある。

方法（２）は、量産向きの方法であり、両面同時成型が可能であり、さらにコストも低い。ただし、ガラス基板上に形成された樹脂が硬化する過程で変形するので、この変形を見込んでスタンパを作製する必要がある。

方法（３）は、低コストで且つ変形も少なく、精度の高いパターニングが可能である。しかしながら、方法（３）では、パターニングの際にＵＶ硬化樹脂を硬化させるために基板越しにＵＶ照射するので、基板としてはＵＶ透過性のガラス基板を選ぶ必要がある。また、方法（３）では、方法（２）のように、同時に基板の両面をパターニングすることができない。それゆえ、方法（３）で基板両面を同時にパターニングするためには、装置に何らかの工夫が必要である。なお、方法（３）で片面をパターニングした基板を張り合わせて両面をパターニングしても良いが、その場合には方法（２）に比べてコストが高くなる。

本発明では、上記方法（１）〜（３）のいずれの方法を用いて基板表面をパターニングしても良いが、上述のように、それぞれ一長一短があるので、設計条件や用途等に応じて適宜パターニング方法を選択する必要がある。この例では、上述の方法（１）で基板表面に所定の凹凸パターンを形成した。具体的には、次のようにして基板表面に所定の凹凸パターンを形成した。

まず、ガラス基板上にレジストを塗布して、プリベークした。この際、レジスト膜の膜厚が５５ｎｍとなるように形成した。次いで、レジストが塗布された基板を加熱してスタンパで型押し、スタンパの凹凸パターンをレジスト膜に転写した。次いで、ガラス基板を炭化フッ化ガス中でＲＩＥを行った。この際、ガラス基板とレジストのエッチングレートは１．６程度であるので、そのエッチングレートを考慮して、基板に形成される凹部の深さｄが２２ｎｍになるようにエッチング時間を制御した。このようにして作製されたガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定したところ、凹部の深さｄは２２〜２５ｎｍであった。

上述のような方法で図１（ｂ）に示すような所定の凹凸パターンが形成されたガラス基板１１を作製した後、ガラス基板１１を洗浄し、連続成膜装置に投入した。そして、ガラス基板１１上に、スパッタ法で次のようにして各層１２〜１５を形成した。

まず、基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２としてＣｏ_８８Ｔａ_１０Ｚｒ_２膜を１２０ｎｍの膜厚（ｄ１）で形成した。次いで、軟磁性裏打ち層１２上に、配向制御層１３としてＲｕ膜を１５ｎｍの膜厚で形成した。次いで、配向制御層１３上に、磁気記録層１４としてＣｏ_７０Ｐｔ_１５Ｃｒ_９−（ＳｉＯ_２）_６［ａｔ％］を１６ｎｍの膜厚（ｄ２）で形成した。そして、磁気記録層１４上に、保護膜１５としてＳｉＯ_２膜を形成した。なお、保護層１５の形成では、一旦磁気記録層１４表面にその段差が埋まる厚さでＳｉＯ_２膜を形成した後、保護膜１５表面を水平化するために、保護層１５表面をスパッタエッチングした。この例では、基板１１の凸部１１ａ上に位置する保護層１５の領域の膜厚が３ｎｍとなるようにスパッタエッチングした。上述のようにして、この例のディスクリートトラック型の磁気ディスク１を作製した。

上述のように、基板１１の凹部深さｄと、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１と、磁気記録層１４の膜厚ｄ２との間にｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係を満たすように、磁気ディスクを作製すると、図２に示すように、磁気記録層１４の凸領域１４ａと、磁気記録層１４の凹領域１４ｂとの間の領域１４ｃは非常に薄い膜となり、この領域１４ｃはほとんど磁気特性を示さない膜となる。それゆえ、磁気記録層１４の凸領域１４ａと、磁気記録層１４の凹領域１４ｂとが磁気的に分断されたディスクリートトラック型の磁気ディスクが得られる。すなわち、この例の製造方法では、基板１１の凹部深さｄと、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１と、磁気記録層１４の膜厚ｄ２との間にｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が満たされるように、軟磁性裏打ち層１２及び磁気記録層１４を基板１１上に形成するだけで、磁気記録層に磁気的に分断されたパターンを形成することができる。それゆえ、この例の製造方法では、磁気記録層をフォトリソグラフィ技術やエッチング等を用いて直接パターニングする必要がないので、ディスクリートトラック型の磁気ディスクの製造がより簡易になり、量産性を向上させることができる。

また、上述のように、この例の製造方法では、軟磁性裏打ち層１２の膜厚ｄ１を基板１１の凹部１１ｂの深さｄより厚くしているので、基板１１の凹部１１ｂ上に位置する軟磁性裏打ち層の領域と、基板１１の凸部１１ａ上に位置する軟磁性裏打ち層１２の領域とが十分な膜厚でつながるので、軟磁性裏打ち層１２が、基板１１の凹凸パターンにより膜面方向に磁気的に分離されることがなくなる。それゆえ、情報記録時に、ヘッド、磁気記録層及び軟磁性裏打ち層の間にヘッド磁束を還流させることができ、書き込み効率を向上させることができる。

なお、この例のディスクリートトラック型の磁気ディスクで用いた磁気記録層を、凹凸パターンが形成されていない基板上に形成して、その磁気特性を測定したところ、膜面に対して垂直方向の保磁力Ｈｃ＝５．２ｋＯｅ、逆磁区核形成磁界Ｈｎ＝−０．８ｋＯｅ、角形比ＳＱ＝０．９５及び飽和磁化Ｍｓ＝７００ｅｍｕ／ｃｍ^３であった。また、この例の磁気ディスクで用いた磁気記録層を、凹凸パターンが形成されている基板上に形成した際の保護層表面粗さはＲａ＝０．９ｎｍであった。

また、この例で作製したディスクリートトラック型の磁気ディスクの保護層上に、潤滑膜をデイップし、テープクリーニング及びバニッシュ工程を行った。その後、浮上量１２ｎｍのピエゾヘッドでグライドチェックを行ったところ、問題無くヘッドが浮上することを確認した。

［磁気ディスクの初期化］
次に、この例で作製したディスクリートトラック型の磁気ディスクの初期化について、図３及び４を用いて説明する。図４は、この例で作製した磁気ディスクのサーボフィールドの周方向の一部の断面を拡大した図である。なお、図４では、説明を簡略化するため配向制御層は省略した。

まず、この例で作製した磁気ディスク１を、図３に示すように、初期化装置に装着し、磁気ディスクの膜面に対して垂直方向に電磁石３０で強い磁界３１（図３の例では下向きの磁界）を加えながら、磁気ディスク１を回転させる。そして、電磁石３０を磁気ディスクの半径方向（図３中の矢印Ａ１方向）に移動させることにより、磁気ディスクの磁気記録層全面を一方向（図３の例では下向き）に磁化した。

次に、磁気記録層全面が一方向に磁化された磁気ディスク１の表面上に、図４に示すように、単磁極ヘッド４０を浮上させた。そして、単磁極ヘッド４０を図４中の矢印Ａ２方向（磁気ディスクの周方向）に移動させながら、磁気記録層１４の凸領域の磁化方向が反転（図４では上向き）するように、単磁極ヘッド４０で逆方向磁界４２を磁気記録層１４に印加した。なお、図４に示すように、単磁極ヘッド４０を磁気ディスク１上に浮上させて反転磁界４２を印加しても、磁気記録層１４の凹領域は、単磁極ヘッド４０からの距離が十分遠いので反転することはない。このようにして、この例の磁気ディスク１では、磁気記録層１４の凸領域の磁化方向と、磁気記録層１４の凹領域の磁化方向とが互いに逆方向になるように初期化した。なお、この例では、図４に示すようにサーボフィールド上の磁気記録層の領域だけでなく、ユーザー情報等が記録される記録領域上のランドトラックとグルーブトラックとの間でも磁化方向が反対になるように、ランドトラックの磁化方向を反転させて初期化した。このように初期化した理由は次の通りである。

図３に示す方法で、磁気記録層全面を一方向に磁化した場合でも、基板上に凹凸パターンが形成されているので、磁気記録層１４の凸領域及び凹領域とヘッドとの距離が異なる。それゆえ、磁気記録層１４の凸領域からの漏洩磁界の強度と、磁気記録層１４の凹領域からの漏洩磁界の強度は異なり、サーボフィールドなどに形成されたパターン化されたデータを、磁気記録層１４の凸領域及び凹領域からそれぞれ発生する漏洩磁界の強度差から読み出すことができる。しかしながら、基板１１の凹部の深さｄが浅いと、磁気記録層１４の凸領域及びヘッド間の距離と凹領域及びヘッド間の距離との差が小さくなり、磁気記録層１４の凸領域及び凹領域からそれぞれ発生する漏洩磁界の強度差も小さくなる。そのような場合には、磁気記録層１４の凸領域と凹領域の境界部で検出される信号のＳ/Ｎが低下する。

それに対して、この例の磁気ディスクのように、磁気記録層１４の凸領域と凹領域の磁化方向が互いに逆方向になるように初期化すると、磁気記録層１４の凸領域及び凹領域からそれぞれ発生する漏洩磁界の向きが反対になり、磁気記録層１４の凸領域及び凹領域の境界で信号の変化が大きくなり検出し易くなる。それゆえ、この例の磁気ディスク１では基板１１の凹部の深さが浅くても高Ｓ/Ｎでサーボフィールド等に形成されたパターン化されたデータを再生することができる。また、この例の磁気ディスク１では、ユーザー情報等が記録される記録領域のランドトラックとグルーブトラックと間においても、磁化方向が互いに反対になるように初期化しており、記録領域において、このように初期化すると、ヘッドがオフトラックした場合のＳ／Ｎの低下が明確になり、ＢＥＲ（ビットエラーレート）のオフトラックマージンが広がる。

［動作テスト］
次に、上述の方法で初期化されたこの例の磁気ディスクを、φ２．５”用のハードディスク装置に組み込み、動作テストを行った。その結果、通常のドライブと同様に動作することが確認された。なお、この動作テストで、磁気ディスクをハードディクに組み込む際、磁気ディスクの偏心をできるだけ小さくなるよう調整し、偏心量は１μｍ以下とした。また、この例では、磁気ヘッドとして、幅１００ｎｍのライトヘッドと、幅９０ｎｍのリードヘッド（ＴＭＲ）とを有する複合ヘッドを用いた。そして、ＢＥＲ（ビットエラーレート）のオフトラックマージンを測定すると９６ｎｍであった。

［比較例１］
比較例１では、軟磁性裏打ち層の膜厚が２０ｎｍ及び２５ｎｍである２種類の磁気ディスクを作製した。軟磁性裏打ち層の膜厚を変えたこと以外は、実施例と同様にして磁気ディスクを作製した。すなわち、この例では、基板の凹部の深さｄ（２２〜２５ｎｍ）と、軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１との関係がｄ≧ｄ１となる磁気ディスクを作製した。この例で作製した２種類の磁気ディスクに対しても、実施例と同様に初期化して動作テストを行ったところ、磁束が還流せず、情報を記録することができず、全く再生信号が得られなかった。

［比較例２］
比較例２では、磁気記録層の膜厚を３０ｎｍとした磁気ディスクを作製した。磁気記録層の膜厚を変えたこと以外は、実施例と同様にして磁気ディスクを作製した。すなわち、この例では、基板の凹部の深さｄ（２２〜２５ｎｍ）と、磁気記録層の膜厚ｄ２との関係がｄ２＞ｄとなる磁気ディスクを作製した。この例で作製した磁気ディスクに対しても、実施例と同様に初期化して動作テストを行ったところ、オフトラック方向のＢＥＲのマージンが２８ｎｍとなり、実施例より狭くなった。

本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法によれば、上述のようにより簡易な方法で高精度のディスクリートトラック型の垂直磁気記録媒体を提供することができる。それゆえ、本発明の垂直磁気記録媒体及びその製造方法は、高記録密度可能な磁気記録媒体を低コストで量産するための垂直磁気記録媒体及びその製造方法として好適である。

図１は、実施例で作製した磁気ディスクの概略構成図であり、図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）はサーボフィールドの拡大図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）中のＡ−Ａ断面図である。 図２は、図１（ｃ）中の破線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。 図３は、実施例で作製した磁気ディスクの初期化を説明するための図である。 図４は、実施例で作製した磁気ディスクの初期化を説明するための図である。

符号の説明

１ 磁気ディスク
２ サーボフィールド
３ ユーザー情報記録領域
４ ランドトラック
５ グルーブトラック
６ 同期パターン
７ アドレスパターン
８ サーボパターン
９ クロックパターン
１１ 基板
１２ 軟磁性裏打ち層
１３ 配向制御層
１４ 磁気記録層
１５ 保護層

Claims (6)

1. 垂直磁気記録媒体であって、
   所定の凹凸パターンが表面に形成された基板と、
   上記基板の凹凸パターン上に形成された軟磁性裏打ち層と、
   上記軟磁性裏打ち層上に形成された磁気記録層とを備え、
   上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１と、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
2. 上記垂直磁気記録媒体が初期化された状態で、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が、上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きであることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
3. 垂直磁気記録媒体であって、
   所定の凹凸パターンが表面に形成された基板と、
   上記基板の凹凸パターン上に形成された磁気記録層とを備え、
   上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄの関係が成立し、且つ、上記垂直磁気記録媒体が初期化された状態で、上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
4. 上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域と、上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域とが磁気的に分断されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体。
5. 垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
   所定の凹凸パターンが表面に形成された基板を用意することと、
   上記基板の凹凸パターン上に、軟磁性裏打ち層を形成することと、
   上記軟磁性裏打ち層上に、磁気記録層を形成することとを含み、
   上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記軟磁性裏打ち層の膜厚ｄ１と、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄ＜ｄ１の関係が成立するように上記軟磁性裏打ち層及び上記磁気記録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。
6. 垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
   所定の凹凸パターンが表面に形成された基板を用意することと、
   上記基板の凹凸パターン上に、磁気記録層を形成することと、
   上記基板の凸部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向が上記基板の凹部上に位置する磁気記録層の領域の磁化方向と逆向きになるように初期化することとを含み、
   上記凹凸パターンの凹部の深さｄと、上記磁気記録層の膜厚ｄ２との間に、ｄ２＜ｄの関係が成立するように上記磁気記録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。
   
   

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