JP2008204587A - 磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細パタン形成におけるスループットが高く、製造コストが安価で、パタンサイズ精度劣化がない磁気記録媒体の作成方法を提供する。
【解決手段】基板又は加工層７０上にレジスト層７１を形成し、基板の回転中心を基準点として前記基板表面を２つ以上の領域に分割する。光学的非接触方式のパタン転写方法を用いて、分割領域７２に含まれる図形パタンをマスク７３を介してレジスト層７４に転写し、図形パタンの潜像７５ｂを形成する。分割領域７６に対しても同様にパタン転写を行う。すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、レジスト層７１を一括現像してレジストパタン７９を形成し、これをマスクにして基板又は加工層７０を切削加工する。その結果、微細パタンＮが転写された基板又は被加工層Pを得る。
【選択図】図７

Description

本発明は、磁気ディスク装置等に用いられる磁気記録媒体及びその製造方法、並びにその磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関する。

近年、磁気記録再生装置の大容量化に伴い磁気記録媒体の記録密度の向上が進められている。最近では、高密度磁気記録の際に問題となる磁化状態が熱的不安定さ（熱減磁現象）に強い垂直磁気記録方式を採用した記録密度１００〜２００Ｇｂ／ｉｎ²の磁気記録再生装置が製品化されている。２００Ｇｂ／ｉｎ²以上の更なる高記録密度を達成するためには、記録媒体への工夫も必要となる。現行の記録媒体は、スパッタ法により媒体を構成する各層を基板全面に一様に平坦に形成した連続媒体と呼ばれるものである。記録密度が２００Ｇｂ／ｉｎ²以上になると、磁気記録ヘッドの側面から発生するサイドフリンジングにより、隣接するデータトラックへの書き込み現象が顕著になり、記録された磁化情報の劣化を招く。また、再生ヘッドでデータトラック上の磁化情報を読み出す際にも、隣接トラックからの漏洩磁束によりＳＮ比の低下が生じる。このような現象を回避し更なる記録密度の向上を達成するために、図１に示すように、磁気情報を有するデータトラックと隣接するデータトラックの間に磁気記録層が存在しないディスクリート・トラック媒体が提唱されている。図１において、符号１１は基板、１２は軟磁性裏打ち層、１３は中間層、１４はデータトラック、１５はデータトラック間の溝、１６はクロストラック方向をそれぞれ示す。

更に記録密度を高めて５００Ｇｂ／ｉｎ²〜１Ｔｂ／ｉｎ²とした場合、隣接する記録トラック間を磁気的に切断するだけでなく、同一記録トラックに形成された隣接する記録ビット間を磁気的に切断したドット型パタン媒体が考えられている。図２にドット型パタン媒体を示す。図２において、符号２１は基板、２２は軟磁性裏打ち層、２３は中間層、２４は記録ビット、２５は記録ビット間の溝、２６はクロストラック方向をそれぞれ示す。

平坦構造を持つ従来の磁気記録媒体と異なり、ディスクリート・トラック媒体やドット型パタン媒体は凹凸構造からなる微細パタンがあるという意味で、まとめてパタン媒体と称されることがある。ここでいう凹凸構造とは、図１や図２に示すように、基板上又は基板上に積層された軟磁性裏打ち層や中間層や磁気記録層のどこかに微細加工によって凹凸構造が形成されていることを意味する。また、前記の凹凸構造形成後に平坦化された場合も含む。このように凹凸構造を形成することで、隣接する記録トラックや記録ビットと磁気的な切断又は非一様性が生じる。

凹凸構造からなる微細パタンには、データ領域において磁気情報の記録再生に用いられる同心円形状やスパイラル形状のディスクリート・トラック構造や、同一記録トラック上に形成された隣接する記録ビットを磁気的に切断したドット形状のパタンが含まれる。また、記録再生ヘッドのサーボに用いられるサーボ領域中のサーボパタンも含むことが望ましい。パタン媒体は、磁気情報が記録されたデータ領域もしくは記録再生ヘッド用のサーボ情報が書き込まれたサーボ領域のいずれかに、微細加工によって凹凸構造が形成され、磁気的な切断又は非一様性が生じている媒体と定義できる。従って、データ領域が従来の磁気記録媒体と同様に平坦であっても、記録再生ヘッドのサーボに用いられるサーボ領域中のパタンに微細加工によって形成された凹凸構造が含まれ、且つ磁気的な断続又は非一様な領域がある場合にはパタン媒体に含まれる。

パタン媒体には、図３、４に示すように大別して二種類の構造がある。一つは図３に示す基板加工型パタン媒体の例で、基板３１に直接微細パタンを形成し、その上に各種磁性膜を積層させたものである。図３において、符号３２は軟磁性裏打ち層、３３は中間層、３４は磁気記録層、３５はデータトラック、３６はデータトラックのピッチをそれぞれ示す。もう一つは、基板上に積層された金属層又は非金属層に凹凸パタン構造がある場合である。図４は磁性膜加工型パタン媒体の例で、基板上に平坦に形成された磁気記録層をドット形状やディスクリート・トラック形状に微細加工したものである。図４において、符号４１は基板、４２は軟磁性裏打ち層並びに中間層、４３は切削加工後に残った磁気記録層（凸部、データトラックや記録ビットに該当）、４４は切削加工された磁気記録層の凹部（データトラック間や記録ビット間に該当）、４５は凹部に埋め込まれた非磁性材料をそれぞれ示す。

パタン媒体における微細パタンの作製方法の例として、非特許文献１では、図５に示すように、電子線（ＥＢ）リソグラフィより作製されたレジストパタン（符号５５）をマスクにして、磁気記録層５４を切削加工５６して微細パタンを形成する方法が開示されている。図５において、符号５１は基板、５２は軟磁性裏打ち層、５３は中間層、５４は磁気記録層、５５はＥＢリソグラフィより作製されたレジストパタン、５６は切削加工、５７は凹凸パタン構造に切削加工された磁気記録層、５８はデータトラックや記録ビットをそれぞれ示す。また、図５中の符号５５のレジストパタンは、ナノインプリント法によって形成される場合もある。

基板加工型のパタン媒体作成例としては、非特許文献２が挙げられる。ここでは、図６に示したように、基板６１上にＥＢリソグラフィによってレジストパタン６２を作製し、これをマスクにして符号６３で示す反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて基板表面に微細パタン６４を形成し、この上に軟磁性裏打ち層６５と中間層６６と磁気記録層６７を一様に積層させることによって、図６（ｄ）に示す構造のパタン媒体を得ている。図６において符号６８はデータトラックや記録ビットを示す。

IEEE Trans. Magn., Vol.40 No.4, 2510 (2004) IEEE Trans. Magn., Vol.41 No.2, 670 (2005)

非特許文献１，２に開示されたパタン媒体では、図５、６に示すように、ＥＢリソグラフィによってレジストパタンを作製し、これをマスクに磁気記録層や基板を切削加工して、ヘッドの位置制御や記録再生制御に用いるサーボパタンと磁気情報の書き込みや読み出しを行うデータトラックパタンから成る微細パタンを作製している。また、ナノインプリント法によるレジストパタン形成であっても、ナノインプリント用モールド上の微細パタンはＥＢリソグラフィで作製されている。

このようにＥＢリソグラフィは、パタンサイズが数十ｎｍ以上数百ｎｍ以下の微細パタンを作製するのに最適であり、実験用途に幅広く活用されている。ＥＢ描画装置には、ステージの移動形式により、ステージが直交する２軸方向に動くＸＹ型と、ステージが回転しながら一定方向に移動するＸθ型の２種類がある。ハードディスク基板や光ディスク基板のように回転中心を持つ基板上に微細パタンを作製する場合、一般的にＸθ型のＥＢ描画装置を使用した場合の描画時間は、ＸＹ型の２／３〜１／２に短縮されると言われている。従って量産を視野に入れた場合、ハードディスク基板のような円板形状の基板上の微細パタン作製用途には、描画時間の短縮化が可能なＸθ型ＥＢ描画装置が用いられると予想される。

ＥＢリソグラフィの場合、描画に使用する電子線を直径数十ｎｍに絞り、電子線の走査とＥＢ描画装置のステージ移動を組み合わせて描画領域を書きつなぐことにより、所望の図形パタンを得ている。レジストの感度、微細パタンのサイズ、描画領域面積、ステージ移動速度にもよるが、ＥＢリソグラフィで、データ領域のディスクリートトラックパタンないしはドットパタン、サーボパタンを直径２．５インチや１．８インチのハードディスク基板表面全体に作成しようとすると、Ｘθ型を使用してもＥＢ描画時間は１枚あたり１日〜１週間程度になると予想される。従ってＥＢ描画装置を使用した微細パタン形成は基板作製のスループットが大変悪くなる。

ハードディスク装置では、サーボパタンの方式、形状、基板上のサーボ領域の配置は、装置性能を決定する重要な因子のひとつであり、記録密度向上やハードディスクの装置性能向上を目指してサーボパタンの変更が頻繁に行われる。また、ハードディスク装置の場合サーボパタンは標準化されておらず、それぞれのハードディスク装置製造メーカで別規格であるうえに機種ごとに特化されている場合が多い。従って、サーボパタンを変更する場合、Ｘθ型ＥＢ描画装置でサーボパタンの描画に必要なパタンジェネレータ（又はフォーマッタ）と呼ばれるプログラムやパタン発生回路の変更が必要となる。パタンジェネレータの変更には時間がかかるうえに、各メーカの任意の機種向けの特注品になるため、パタン媒体製造コストが高くなる。

パタン媒体の量産方法としてナノインプリント法による微細パタン転写が検討されている。ナノインプリント法では、微細パタン形成のため所望の微細パタンと等倍サイズのパタンを持つインプリントモールドが必要となる。モールド作製には主にＥＢリソグラフィが用いられるが、上記のようにＥＢ描画によるモールド上の微細パタン作製に時間がかかるためモールド価格が高価になり、パタン媒体製造コストが高くなる可能性がある。

ＥＢリソグラフィにおいて描画時間短縮がはかれる高感度な化学増幅系レジストを用いた場合、同じサイズの微細パタンを描画しても、ＥＢ描画開始点と終了点におけるパタンサイズや分解能に差がでるディレイ効果が知られている。上記のように、ＥＢリソグラフィでは１枚の基板全面に微細パタンを作成するのに数日かかることが予想されるため、ディレイ効果によるパタンサイズ精度劣化の問題が生じる。

そこで本発明は、微細パタン形成におけるスループットが高く、製造コストが安価で、パタンサイズ精度劣化がない磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。また、前記磁気記録媒体の製造方法を用いた磁気記録用ならびに熱又は光アシスト磁気記録用パタン媒体を提供することを目的とする。更に、前記の磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明の凹凸パタン構造を有する磁気記録層を備える磁気記録媒体の製造方法は、回転中心を有する円板状の基板上又は当該基板上に形成された金属層ないし非金属層を含む加工層の上にレジスト層を形成する工程と、前記回転中心を基準点として基板表面を複数の分割領域に分割し、光学的非接触方式のパタン転写方法によって、各分割領域のレジスト層に対して当該分割領域に対応するデータ領域とサーボ領域のパタンが形成されたマスクのパタンの潜像を順次転写する工程と、レジスト層を現像してレジスト層全体にレジストパタンを形成する工程と、レジストパタンをマスクにして基板表面又は基板上に形成された加工層を切削加工する工程とを有する。このとき、基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンを形成し、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンを形成する。また、基板の周方向に隣接する２つの分割領域の隣接する各端部領域に、２つの分割領域の境界を跨いで接続されるパタンの基板の半径方向のずれ量を検出するためのパタンを形成するのが好ましい。

こうして作製された本発明の磁気記録媒体は、回転中心を有する円板状の基板上に凹凸パタン構造を有する磁気記録層が形成され、前記回転中心を基準点として基板表面が複数の分割領域に分割され、基板の周方向に隣接する２つの分割領域の境界でパタンが不連続に接続されたものとなる。そして、基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンが形成され、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンが形成されている。

本発明によれば、微細パタン形成におけるスループットが高く、製造コストが低く、パタンサイズ精度劣化及びパタン欠陥を低減した磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。また、本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて、磁気記録用ならびに熱又は光アシスト磁気記録用パタン媒体を提供することができる。更に、この磁気記録媒体を用いて大容量の磁気記録再生装置を提供することができる。

図７を用いて、本発明による磁気記録媒体の製造方法の概略を説明する。まず図７（ａ）に示したように、基板又は加工層７０上にレジスト層７１を形成する。次に基板の回転中心を基準点として前記基板表面を２つ以上の任意の領域に分割する。分割方法については、後述する図８で詳細に述べる。次に、図７（ｂ）、（ｃ）のように、当該分割領域のそれぞれに含まれる磁気情報を記録するデータ領域ないし記録再生ヘッド用のサーボ情報を有するサーボ領域のパタンを、これらに対応する図形パタンが含まれるマスクを介し、光学的非接触方式のパタン転写方法を用いて、当該マスクが対応する基板上の分割領域のレジスト層に、当該マスク毎に図形パタンの潜像を分割して転写する。図７（ｂ）では、まず分割領域７２に対し、光学的非接触方式のパタン転写方法Ｌを用いて、分割領域７２に含まれるデータ領域並びにサーボ領域に対応する図形パタンを有するマスク７３を介して、分割領域７２に対応するレジスト層７４に転写し、図形パタンの潜像７５ａを形成する。次に図７（ｃ）に示すように、分割領域７６に対して同様にマスク７７を用いて、分割領域７６に対応するレジスト層７８に図形パタン潜像７５ｂを形成する。すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、図７（ｄ）に示すようにレジスト層７１を一括現像して、図形パタンの潜像からレジストパタン７９を形成する。続いて図７（ｅ）のように、レジストパタン７９をマスクにして、基板又は加工層７０を切削加工Ｍする。その結果、図７（ｆ）のように微細パタンＮが転写された基板又は被加工層Ｐを得る。なお、図７では分割領域の数を２としたが、これ以外の分割領域数も可能である。

基板としては、直径２．５インチのハードディスク用基板又は直径１．８インチのハードディスク用基板を用いることが可能である。また、直径１インチや０．８５インチのハードディスク用基板も使用可能である。更に、ハードディスク用基板以外であっても、回転中心をもつ円板状の基板であれば使用可能である。基板の材質は、各種のガラス、スパッタ法によりＳｉＯ₂層やＳｉＮ層が表面に形成されたガラスなどが望ましい。表面に自然酸化膜や熱酸化膜、窒化膜を持つシリコン単結晶、多結晶も使用可能である。これ以外の基板の材質も使用可能である。基板は光学的に透明でも不透明でも使用可能である。

本発明において、パタン形成を行う磁気記録媒体は、基板上に順次に軟磁性裏打ち層、中間層、垂直磁気記録層が積層された構造を持つことが望ましい。また、垂直磁気記録層上に非磁性層を積層された構造を持つ媒体も可能である。符号７０が基板上に形成された加工層の場合、当該加工層として磁気記録層が考えられる。この場合、磁気記録層は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｓｉ，Ｏのうち少なくとも１種類の元素を含み、かつ基板面に対して垂直方向に磁気異方性を持つ膜から構成されることが望ましい。これら以外の元素を含む垂直磁気異方性を持つ膜も使用可能である。保磁力の高い強磁性膜（ハード膜）を少なくとも含み、更に軟磁性膜又は反強磁性膜を含む多層構造からなる磁気記録層も使用可能である。また、面内磁気異方性を持つ膜も使用可能である。

前記加工層として、前記磁気記録層だけでなく中間層も対象とすることも可能である。この場合、中間層は、磁気記録層を構成する元素群及び結晶構造に合わせて最適な元素、膜厚を選択することが可能である。

前記加工層として、磁気記録層と中間層と軟磁性裏打ち層までを対象とすることも可能である。軟磁性裏打ち層はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｚｒのうち少なくとも１種類の元素を含むことが望ましい。これら以外の元素を含む軟磁性裏打ち層も可能である。軟磁性裏打ち層は特定の組成を持つ単層膜で構成することが可能である。軟磁性裏打ち層には多数の磁区が存在することが知られており、媒体ノイズの低減のためにはこれらの磁区を制御することが重要である。この目的のために、本発明の媒体における軟磁性裏打ち層を、それぞれ異なった組成の膜からなる複数の磁性膜を積層して構成することも可能である。例えば、磁区制御の目的で反強磁性膜、強磁性体などを軟磁性裏打ち層に含めることも可能である。

前記加工層として、中間層単独又は軟磁性裏打ち層単独とすることも可能である。これら以外に、磁気記録層上又は基板から磁気記録層の間の任意の位置に形成されたアルミナ膜、ＳｉＯ₂膜などの非磁性層を加工層とすることも可能である。

図７において、磁気情報を記録するデータ領域の微細パタン形状は、データトラックが凸部であり、隣接するデータトラック間が凹部に該当する凹凸構造を備えた同心円形状やスパイラル形状のディスクリート・トラック構造が望ましい。また、同一記録トラック上に形成された隣接する記録ビットを磁気的に切断し、記録ビットが凸部で記録ビット間が凹部となる凹凸構造を備えたドット形状のパタン構造を用いることも可能である。

図７において、記録再生ヘッドのサーボ情報が記載されたサーボ領域に用いられるパタンとして、クロックを作製するプリアンブル部と、トラック番号やセクタ番号を指定するグレーコード並びにセクタコードと、記録再生ヘッドの位置決めを行うために使用するバーストパタン部などからなる通常のサーボパタンを使用することが望ましい。また、バーバーポール式のサーボパタンも使用可能である。

前記光学的非接触方式のパタン転写方法は、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを光源とするＡｒＦフォトリソグラフィ又は波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを光源とするＫｒＦフォトリソグラフィであることが望ましい。これ以外の波長の光、例えばＥＵＶ光やＸ線を用いたリソグラフィも適用可能である。単色光ではなく複数の波長の光が混じった白色光を光源とするリソグラフィも使用可能である。

ＡｒＦ又はＫｒＦリソグラフィを用いる場合、マスク７３，７７上の図形パタンは、レジスト層に形成されるレジストパタン７９の略相似形で且つ４倍大きいサイズが望ましい。マスク上の図形パタンは、前記のようにレジストパタンの４倍サイズ以外にも、等倍や５倍以上のサイズとすることも可能である。ＡｒＦ又はＫｒＦリソグラフィを用いる場合、分割露光に用いるマスクの作製には、半導体向け微細パタン作製に用いられているフォトリソグラフィ用マスクと同様にして、ＥＢ描画装置やレーザ直描装置を用いて作製することが可能である。

前記切削加工方法として、Ｇａイオンを用いた集束イオンビーム（ＦＩＢ）又は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、アルゴンイオンミリングが使用可能である。切削加工方法は、基板又は加工層により最適化することができる。加工層がパーマロイ（ＦｅＮｉ）膜や、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ元素を主成分とする軟磁性膜である場合、ＣＯやＣＯ₂とＮＨ₃の混合ガスを用いたＲＩＥが望ましい。加工層が中間層や磁気記録層の場合、ＦＩＢやアルゴンイオンミリングが望ましい。加工層がアルミナ膜、ＳｉＯ₂膜の場合、塩素系やフッ素系のハロゲンガスを用いたＲＩＥを用いるのが望ましい。

次に、図８を用いて本発明の磁気記録媒体の製造方法における分割方法について詳細に説明する。図８は、２．５インチないし１．８インチハードディスク媒体における分割領域の概念を示す図である。この図において、符号８０は２．５インチないし１．８インチハードディスク媒体、８１は回転中心、８２は回転軸を通すＨＵＢ穴、８３は分割線１、８４は分割線２、８５は分割線１と分割線２によって形成された分割領域１、８６から８８は分割領域２〜４をそれぞれ示す。符号８９は当該分割領域１に含まれるサーボ領域、９０はデータトラック領域をそれぞれ示す。

図７、８に示した磁気記録媒体の製造方法において、前記分割領域のそれぞれに含まれる全ての図形パタンは、一辺の長さが最大４０ｍｍでもう一辺の長さが最大３０ｍｍの長方形領域中に転写することが可能である。つまり、図７での分割領域７２や分割領域７６の最大サイズは、一辺の長さが最大４０ｍｍでもう一辺の長さが最大３０ｍｍの長方形とすることが可能である。この最大サイズ以下で且つ最大サイズの長方形の範囲内であれば、任意の長方形形状を持つ分割領域を取ることが可能である。長方形の分割領域では、一辺が３５ｍｍで且つもう一辺が２５ｍｍであることが最も望ましい。なお、分割領域の形は長方形に限らない。前述の最大サイズの長方形領域に含まれれば、円形、楕円形、四角形、台形、菱形、正方形、多角形などの分割領域形状が可能である。

図８では分割領域の数を４としたが、これ以外の分割領域数も可能である。また図８では回転中心を含む任意の分割線に対し分割領域が線対称になるように配置したが、これ以外の分割領域の配置方法も可能である。例えば、回転中心に対して点対称や回転対称となるように分割領域を配置することも可能である。線対称や点対称のような対称中心を持たない配置も可能である。

図７、８において、２つ以上に分割された各分割領域の面積がそれぞれ等しくなるよう分割することが最も望ましい。４分割の場合、４つの分割領域面積が等しくなるように分割線を配置するのが望ましい。３つ以上に分割する場合、最低２つの分割領域の面積が等しくなるように分割することも可能である。

本発明の磁気記録媒体の製造方法において、領域分割は、基板の回転中心に対し同心円状に形成され且つ複数のデータ領域と複数のサーボ領域を有するトラック群を、回転中心を含む任意の線で分割したもので、隣接する２つの分割領域のうち、前記の分割線を挟んだ一方の分割領域の端部は任意のデータトラック領域の終端部であり、もう一方の分割領域の端部は任意のサーボ領域の開始部となるよう作製することが望ましい。図９に分割数が４の場合を例にして詳細を示す。図９には、隣接する２つの分割領域９１，９２を示した。記録再生ヘッドの進行方向は矢印９３で示した。記録再生ヘッドが分割領域９１から分割領域９２に進む際、分割線９４を挟んだ分割領域９１の側はデータトラック領域９６の終端部であり、分割領域９２の側はサーボ領域９７の開始部分とするのが望ましい。このとき、分割領域９１や９２において磁気情報を記録するデータ領域の微細パタン形状は、同心円形状やスパイラル形状のディスクリート・トラック構造が望ましい。また、同一記録トラック上に形成された隣接する記録ビットを磁気的に切断し、記録ビットが凸部で記録ビット間が凹部となる凹凸構造を備えたドット形状のパタン構造を用いることも可能である。

本発明の磁気記録媒体の製造方法において、図形パタンの潜像を分割して転写する方法は、同心円状に形成された任意のトラック上の図形パタンが隣接する２つの領域に分割された際に、当該図形パタン同士の半径方向又は円周方向における相対的な位置ずれ量が１００ｎｍ以下となるよう転写することが望ましい。図１０を例にとり、同一トラックｎ上のパタンが２つの分割領域１００と１０１にまたがった場合を考える。分割領域１００中のトラックｎ上のパタン１０２と、分割領域１０１中のトラックｎ上のパタン１０３は、本来同一トラック上のパタンであるため、分割線１０４を境にした相対的なずれ量１０５はゼロであることが望ましい。ここで言う相対的なずれ量とは、分割領域１００中のトラックｎ上のパタン１０２を基準とした時に、分割領域１０１中のトラックｎ上のパタン１０３が本来形成される位置１０６より相対的にどれ位ずれているかを指す。実際問題として、分割露光によって分割領域１００中のトラックｎ上のパタン１０２と分割領域１０１中のトラックｎ上のパタン１０３を分けて形成した場合、パタン間の位置ずれが発生することが考えられるが、この場合、ずれ量の値は１００ｎｍ以下であることが望ましい。相対的なずれの種類としては、基板平面にＸθ座標系をとった場合、X方向やθ方向へオフセット量が発生するタイプのずれが考えられる。また、分割領域１００中のトラックｎ上のパタンを基準とした時に、分割領域１０１中のトラックｎ上のパタンのサイズが縮小・拡大したような縮小率の異なるずれも考えられる。更には、前記のＸ軸、θ軸に加えて基板に垂直なＺ軸を考えた時に、Ｚ軸方向にパタンが変形するトラペゾイド的なずれも考えられる。

前述のように２つの領域に分割されたパタンにおいて相対的なずれが発生した場合、このずれ量を検知して相対値を計測するための検出パタンを、分割線に挟まれた各分割領域の端部に配置することも可能である。検出パタン１０９ａ，１０９ｂの配置例を図１０に示す。これ以外の検出パタンの配置も可能である。

分割露光に用いる複数のマスクそれぞれには、各マスクを露光に用いた際に、前に露光された隣接する分割領域との相対的な位置あわせを行うためのアライメントマークを配置することが望ましい。アライメントマークの形状、配置は、半導体素子を作製する際に使用されているパタン形状や配置を用いることが可能である。ハードディスク媒体において、回転用のモーター軸受けに近い内周側の領域は、記録再生に用いないことが多い。このため前記アライメントマークは、この内周側の領域に作製することが可能である。

本発明のパタン形成方法では、非接触方式の転写方法として、フォトリソグラフィを主に考える。半導体や液晶ディスプレイの微細パタン形成に活用されているＫｒＦフォトリソグラフィやＡｒＦフォトリソグラフィでは、1回の露光（１ショット）に要する時間は、露光のための位置決めや焦点合わせを含めて数十秒〜１分以内の場合が多い。1ショットで形成できる微細パタンの面積は、上記の一辺の長さが最大４０ｍｍでもう一辺の長さが最大３０ｍｍの長方形に含まれる。直径１．８インチのハードディスク基板において、基板の回転中心を基準として直交する２つの分割線により基板を4分割した場合は、4回の露光で基板表面の全パタンを転写することが可能であり、このときに要する時間は1分〜4分以内となる。また、直径２．５インチのハードディスク基板を６分割した場合は、同様にして全パタンの転写を6分以内で行うことが可能である。このように、フォトリソグラフィを用いた微細パタン形成は、ＥＢリソグラフィでのパタン形成に要する数日もの時間と比較して非常に短時間であるため、基板上のレジストパタン形成におけるスループットが非常に高いと言える。これよりパタン媒体の製造コストが低下すると同時に、ディレイ効果によるパタンサイズ精度劣化の問題が発生しない。

ハードディスク装置において、サーボパタンの方式、形状、基板上のサーボ領域の配置は、装置性能を決定する重要な因子のひとつである。このため、記録密度向上に伴いサーボパタンの変更が頻繁に行われる。本発明のパタン形成方法は、フォトリソグラフィを用いた非接触方式のパタン転写であるため、サーボパタンの変更があった場合は分割露光に用いるマスクの変更だけで済む。従って本発明のパタン形成方法を用いたパタン媒体は、製造コストが安価となる利点がある。

また、縮小投影露光方式のＫｒＦやＡｒＦフォトリソグラフィを用いる場合、実際の基板上のパタンサイズより４倍大きなパタンを持つマスクを用いる。このようにマスク上のパタンが大きいため、ＥＢ描画やレーザ直描によるマスク上のパタン作製の際にレジストプロセス裕度がとりやすく、所望の図形パタンが正確なサイズで形成されたマスクが得られる。このマスクを用いて縮小投影露光を行うため、基板上に形成された微細パタンはパタン欠陥が最小となる利点がある。

さらには磁気記録媒体の製造方法では、転写される図形パタンが描かれたマスクと、パタンが転写される基板とが接触しない非接触方式のパタン転写方法を用いる。このため、インプリント法などに代表される接触方式のパタン転写と比較して、モールド（マスク）剥離時に生じるパタン欠陥の問題が起きず、パタン欠陥が最小となる。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、図３示した基板加工型並びに、図４に示した磁性膜加工型両方のパタン媒体の作製に使用可能である。作製方法の概略を以下に述べる。図７に示した方法により、データ領域又はサーボ領域に相当する微細パタンを含むレジストパタンを基板又は加工層上に形成し、これをマスクに基板又は加工層を切削加工する。切削工程以降の媒体作製に要する工程は従来技術と同様である。基板加工型パタン媒体の場合、図６（ａ）のレジストパタン６２を、本発明のパタン作製方法によって形成する。磁性膜加工型パタン媒体の場合は、図５（ａ）のレジストパタン５５を本発明のパタン作製方法によって形成する。

本発明の磁気記録媒体の製造方法に基づいて作成された媒体は、ディスクリート・トラック媒体並びにドット型パタン媒体として使用することが可能である。このとき記録方式として、垂直磁気記録、光又は熱アシスト垂直磁気記録が使用可能である。

本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いたディスクリート・トラック媒体を記録再生ヘッドと組み合わせて垂直磁気記録を行う際、前記磁気記録層の上には炭素を主成分とする保護膜をスパッタ法などで積層することが望ましい。また、保護膜の上にフッ素系の化合物からなる潤滑剤を塗布することも可能である。

本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて作製したディスクリート・トラック媒体並びにドット型パタン媒体は、前記のように媒体基板表面を分割して、分割領域ごとに微細パタンが形成されている。したがって、前述のように２つの領域に分割されたパタンにおいて相対的なずれが発生することがある。現行の量産向けの縮小投影露光方式で最高の分解能を持つ液浸方式ＡｒＦリソグラフィを用いれば、ずれ量の絶対値は３０ｎｍ以下にすることが可能である。しかし、現在の記録密度では記録トラックのピッチが既に２００ｎｍ以下であるため、トラックピッチの１５％以上に相当するずれは、ヘッドの位置決めやサーボ方式に大きな影響を与えると考えられる。従来方式のサーボではこのような位置ずれは連続的であるが、本発明のパタン形成方法で生じるずれは、各分割領域内では従来方式と同じ連続的であるが、分割領域の境界において不連続的となる。

このような不連続なずれが発生した場合でも、図９に示したように、分割線９４を挟んだ分割領域９１の側はデータトラック領域９６の終端部であり、分割領域９２の側はサーボ領域９７の開始部分という構成であれば問題は回避できる。すなわち、記録再生ヘッドが分割線９４を越えて分割領域９１から９２に進んだ場合、分割線９４によって発生した不連続なずれは、サーボ領域９７においてヘッドの位置決めを行って不連続なずれ量を測定することが望ましい。同様にして、基板上の各分割領域の境界ごとに、不連続なずれ量を測定して学習しておき、記録再生ヘッドのサーボに反映すれば、不連続なずれにより生じたヘッドの位置決め並びにサーボ問題の解決がはかれる。

上記の場合、図１０に示した位置ずれ検出パタン１０９ａ，１０９ｂを使うことが有効である。位置ずれ検出パタンは、図９に示したように分割領域１のデータトラック領域の終端部と、分割領域２のサーボ領域の開始部に配置することが可能である。この配置の場合、まず分割領域１００のデータトラック領域の終端部の検出パタン１０９ａを使って、現在の記録再生ヘッドがいる位置を確認し、次にヘッドが分割領域１０１に入ったとき、サーボ領域の開始部の検出パタン１０９ｂを使って、先ほど測定した位置の同心円方向の延長線上からの相対的なずれ量を測定する。このように検出パタンを分割線の前後に配置することによって、不連続なずれにより生じたヘッドの位置決め並びにサーボ問題の解決がはかれる。

同じ分割領域であっても、相対的なずれの量は半径によって異なることが十分予想される。また、１つ１つのデータトラックごとにずれ量を測定し記憶するのは効率が悪いと考えられる。このため、任意の分割線上の複数の半径において位置ずれ検出パタンを配置して、磁気記録装置の使用開始当初に相対的なずれ量を予めサンプリング測定しておき、これらの値に基づいて任意の分割線上におけるずれの補正曲線を作成しておくことも可能である。この補正曲線を学習し、フィードフォワード法によって、分割領域ごとの不連続な位置ずれを予測してサーボをかけることによって、従来の記録再生方式と遜色ない位置決め精度を得ることが出来る。この方法を用いれば、分割線によって発生した不連続なずれ量の測定を、１つ１つのデータトラックで行う必要はなく、数トラックあるいは数十トラックごとに測定すれば良くなり、記録再生やサーボ情報の処理の効率化がはかれる。

上記の位置ずれ検出パタンの例として、データトラック番号とデータトラック中心位置を示した図形パタンを使用することが可能である。すなわち、複数の半径において、任意の分割線の前後にデータトラック番号とデータトラック中心位置を示した図形パタンを配置して、まず再生ヘッドによりこれらのデータを取得する。本来なら発生しない不連続なずれがあるため、分割線の前後においてデータトラック番号とデータトラック中心位置は大きく異なり、ずれ値が発生する。これらの値に基づいて任意の分割線上におけるずれの補正曲線を作成し、記録再生の時点で補正曲線に従ってフィードフォワードを行って記録再生ヘッドの位置を制御すれば、従来の記録再生方式と遜色ない位置決め精度を持って記録再生を行うことが可能となる。

従来の磁気記録においては、記録媒体の任意のデータトラックを２００個近くの複数のデータ領域とこれに付随する同数のサーボ領域にわけ、媒体が１回転する間記録再生ヘッドが任意のデータトラック上に常時存在できるように、データ領域が変わるごとにサーボパタンを読み込んで記録再生ヘッドの位置を微調整する、という動作を１周連続して行っている。本発明で作製した磁気記録媒体は分割露光によって作成されたため、１周する間に不連続領域が分割回数分だけ出現する。そこで、従来のように１周分サーボをかけるのではなく、分割領域ごとにサーボをかけるという新規サーボ方式も可能である。この場合、記録再生は１周分行うのではなく、例えば４分割してパタンが作製されている場合、１／４周ずつ従来型のサーボをかけることになる。つまり、任意の分割領域内において、特定のデータトラック上に常時記録再生ヘッドが存在できるように、従来型サーボ方式で記録再生ヘッドの位置を微調整しながら記録再生を行い、異なる分割領域にヘッドが入ったときは、新たにデータトラック番号を認識して、前とは異なる番号のデータトラック上にヘッドが常時のっているようにサーボをかけ記録再生を行う、という方式が可能である。

パタン媒体の作成において、上述のようにフォトリソグラフィの分割露光により微細加工に必要なレジストパタンを媒体表面に直接形成する方法を記載した。これだけでなく、フォトリソグラフィの分割露光は、ナノインプリント用モールド作製にも使用可能である。フォトリソグラフィの分割露光によって凹凸パタンを作製したモールドを使用したナノインプリントプロセスは、フォトリソグラフィによる直接的な微細パタン形成の代替と成り得る。つまり、基板加工型パタン媒体を作製する場合、図６（ａ）のレジストパタン６２を、前記のモールドを使用したナノインプリント法によって形成する。磁性膜加工型パタン媒体の場合も同様であり、図５（ａ）のレジストパタン５５をナノインプリント法によって形成する。ナノインプリント法を用いれば、パタン媒体製造の更なるコスト低下が可能となる。

上記のモールドを用いてナノインプリント法で作成された媒体は、ディスクリート・トラック媒体並びにドット型パタン媒体として使用することが可能である。このとき記録方式として、垂直磁気記録、光又は熱アシスト垂直磁気記録が使用可能である。また、前記のナノインプリント法によって作製されたディスクリート・トラック媒体を記録再生ヘッドと組み合わせて垂直磁気記録を行う際、前記磁気記録層の上には炭素を主成分とする保護膜をスパッタ法などで積層することが望ましい。また、保護膜の上にフッ素系の化合物からなる潤滑剤を塗布することも可能である。

本発明のフォトリソグラフィの分割露光による微細パタン形成をモールド作成に適用する場合、前記のモールド基板は非磁性であり、石英、ガラス、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファス構造を持つシリコンのうち少なくとも１種類からなる層を有し、且つ非磁性基板は回転軸を通す内円を持つ円板形状で、且つ非磁性基板の直径並びに内円の直径が直径２．５インチ又は１．８インチのハードディスク用基板と同一であることが望ましい。また、モールドの形状として前記のような円形ではなく、正方形又は長方形であり、且つ前記非磁性基板表面に形成された微細パタン配列の中心が基板の中心と一致する基板を用いることも可能である。上記モールドには、モールドを用いてインプリントする際に、このモールドとパタン転写をうける基板を所定の位置に合わせるため、位置合わせ用図形パタンをモールド中に含ませることが望ましい。

ＡｒＦ，ＫｒＦリソグラフィをモールド作製に用いた場合、モールド上のパタンサイズより４倍大きなパタンを持つマスクを用いる。このようにマスク上のパタンが大きいため、ＥＢ描画やレーザ直描によるマスク上のパタン作製の際にレジストプロセス裕度がとりやすく、所望の図形パタンが正確なサイズで形成されたマスクが得られる。このマスクを用いてＡｒＦ，ＫｒＦリソグラフィによる縮小投影露光を行い、マスク上のパタンをモールド上に転写するため、モールド上に形成された微細パタンはパタン欠陥が最小となる利点がある。

上記モールドを使用したナノインプリントにより作製されたパタン媒体には、前記のように分割線による不連続なずれが生じる可能性が高い。この場合、記録再生ヘッドの位置決めやサーボにおける問題の解決方法は、フォトリソグラフィで磁気記録媒体表面に直接微細パタンを形成した場合と全く同じである。

本発明のパタン形成方法をナノインプリント用モールド作成方法に適用すれば、モールド上の微細パタン作製にフォトリソグラフィを用いているため、パタン作製は短時間ですみ、モールド作製だけではなく媒体作製に関して低コスト化が可能となる。

以下に、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。

［実施例１］
本発明の磁気記録媒体の作成方法では、パタン型磁気記録媒体用の微細パタン作成において、磁気情報を記録するデータ領域ないし記録再生ヘッド用のサーボ情報を有するサーボ領域のパタンを、これらに対応する図形パタンが含まれるマスクを介し、光学的非接触方式のパタン転写方法を用いて、当該マスク毎に図形パタンの潜像を分割して基板表面に転写している。光学的非接触方式のパタン転写方法として、現在量産に用いられている縮小投影露光方式のなかでは、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを光源とするフォトリソグラフィが分解能の点で有望である。そこで、まず初めに露光装置としてＡｒＦスキャナを使用して、微細パタンの分解能の確認を試みた。

また、本発明では、異なる図形パタンを有する複数枚のマスクを用いて、数回にわたる分割露光で１枚の基板上のレジストパタンを形成している。このため、前述のように２つの領域に分割されたパタンにおいて相対的なずれが発生することがある。このずれ量は、記録再生ヘッドの位置決めやサーボ方式に影響を与える可能性が高い。従って、ＡｒＦリソグラフィを使用して、分割されたパタン間の相対的なずれ量の測定も試みた。

まず図７（ａ）に示したように、直径１．８インチのハードディスク用シリコン基板７０上に、スピンコート法により、ＡｒＦポジ型レジスト層７１を形成した。次に、基板の回転中心を基準点として前記基板表面を４の領域に分割した。分割方法は図８に示したように、分割線８３と分割線８４が回転中心８１上で直交するように分割した。このとき、４つの分割領域の面積は等しくなっている。また、前記の分割線を挟んだ一方の分割領域の端部は任意のデータ領域の終端部であり、もう一方の分割領域の端部は任意のサーボ領域の開始部となるよう作製した。次に、図７（ｂ）、（ｃ）のように、各分割領域において、各分割領域の図形パタンが含まれる合計４枚のマスクを介し、ＡｒＦスキャナを用いてマスク上の図形パタンを転写し、それぞれの分割領域のレジスト層に潜像を分割して形成した。このとき使用したマスクは、基板上に形成されるパタンよりも４倍大きいパタンを持つ、４倍マスクであった。ＡｒＦフォトリソグラフィにおいて、１回の露光で形成する最大サイズ（画角）は、一辺の長さがそれぞれ２５ｍｍと３３ｍｍの長方形である。前記の４つの分割領域のそれぞれは、この画角の範囲内におさまった。

図１２を用いて、実際の露光方法を説明する。ＡｒＦスキャナのステージに１．８インチ基板をのせ、特定の位置にステージを固定する。次に、分割されたパタンを持つマスクNo.１を用いてマスク上のパタンを基板の表面の１／４に縮小投影露光する。得られたパタンの潜像は符号１２０で示される領域に作製された。次にステージを動かして、マスクNo.２を用いてマスク上のパタンを基板露光して、符号１２１で示される領域にマスクNo.２上のパタンの潜像を転写した。同様にして、マスクNo.３とNo.４のパタンの潜像を、それぞれ符号１２２，１２３で示される領域に転写した。この分割露光を行う際、マスクには隣接するマスクとの重ね合わせ精度を出すために、アライメントマークを入れた。マスクNo.１を使って露光した際、半径１５ｍｍの位置にアライメントマーク１２４ａを転写した。次にマスクNo.２のパタンを転写する際、既に転写したアライメントマーク１２４ａを目標に、マスクNo.２を位置合わせした。マスクNo.３のパタンを転写する際も、同様にして、アライメントマーク１２４ｂを使ってマスクNo.３の位置を微調整してパタン転写を行った。マスクNo.４の転写の際も、同様にアライメントマーク１２４ｃを用いてマスクNo.４の位置を微調整した。すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、図７（ｄ）に示すようにレジスト層７１を一括現像して、図形パタンの潜像からレジストパタン７９を形成した。上述のアライメントマークは、図１２に示すように、基板の半径１５ｍｍの位置に４箇所、レジストパタンとして残っていた。このとき、ＡｒＦリソグラフィで形成できた微細パタンは、超解像技法を用いないコンベンショナルなマスクを用いたため、ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）の分解能が１２０ｎｍ／１２０ｎｍであった。また、図１０に示したように、分割線１０４を跨いだ分割領域１００と分割領域１０１の間の相対的な位置ずれ量１０５は、３０から５０ｎｍの範囲にあることが判明した。

［実施例２］
直径２．５インチのハードディスク用シリコン基板を用いて、実施例１と同様の実験を行った。このとき、分割数は６とし、各分割領域の面積は同じになるように分割した。露光装置として液浸型のＡｒＦスキャナを採用し、超解像技法を取り入れた４倍マスクを使用した。その結果、ライン／スペース（Ｌ／Ｓ）の分解能は５０ｎｍ／５０ｎｍであることがわかった。また、分割領域間の相対的な位置ずれ量は２０から３０ｎｍの範囲にあることが判明した。

［実施例３］
実施例１で検証したＡｒＦリソグラフィによる分割露光を用いて、実際にパタン媒体の作製を行った。

図７に示すように、直径１．８インチのハードディスク用シリコン基板７０上に、スピンコート法により、ＡｒＦポジ型レジスト層７１を形成した。次に基板の回転中心を基準点として前記基板表面を４つの領域に分割した。分割方法は図８に示したように、分割線８３と分割線８４が回転中心８１上で直交するように分割した。このとき、４つの分割領域の面積は等しい。次に、図７（ｂ）、（ｃ）のように、各分割領域において、各分割領域の図形パタンが含まれるマスクを介し、ＡｒＦスキャナを用いてマスク上の図形パタンを転写し、それぞれの分割領域のレジスト層に潜像を分割して形成した。このとき使用したマスクは、基板上に形成されるパタンよりも４倍大きいパタンを持つ、４倍マスクであった。ＡｒＦフォトリソグラフィにおいて、１回の露光で形成する最大サイズ（画角）は、一辺の長さがそれぞれ２５ｍｍと３３ｍｍの長方形である。前記の４つの分割領域のそれぞれは、この画角の範囲内におさまった。この分割露光を行う際、マスクには隣接するマスクとの重ね合わせ精度を出すために、アライメントマークを入れた。アライメントマークの位置は半径１５ｍｍの位置であった。

すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、図７（ｄ）に示すようにレジスト層７１を一括現像して、図形パタンの潜像からレジストパタン７９を形成した。上述のアライメントマークは、基板の半径１５ｍｍの位置に4箇所、レジストパタンとして残っていた。

続いて図７（ｅ）のように、前記レジストパタン７９をマスクにして、基板をフッソ系のガスを用いた反応性イオンエッチングした。その結果、図７（ｆ）のように微細パタンＮが基板全面に転写された基板Ｐを得た。このとき、基板上に作製したデータトラックパタンは、トラックピッチが２４０ｎｍで、記録トラックに相当する凸部（ランド）の幅は１２０ｎｍであり、記録トラック間の溝に相当する凹部（グルーブ）の幅は１２０ｎｍである良好な凹凸パタン構造が得られた。また、グルーブの深さは８０ｎｍであった。

この後、軟磁性裏打ち層、中間層、ＣｏＣｒＰｔを主成分とする磁気記録層をこの順にスパッタ法で積層し、図６（ｄ）に示す、基板加工型のディスクリート・トラック媒体を得た。このとき、軟磁性裏打ち層、中間層、磁気記録層の膜厚は、全体で１００ｎｍであった。

［実施例４］
実施例３と同様の方法で、磁性膜加工型のディスクリート・トラック媒体の作製を行った。

直径１．８インチのハードディスク用シリコン基板上に、軟磁性裏打ち層、中間層、ＣｏＣｒＰｔを主成分とする磁気記録層をこの順にスパッタ法で積層した。このとき、軟磁性裏打ち層、中間層、磁気記録層の膜厚は、全体で８０ｎｍであった。次に、スピンコート法により、ＡｒＦポジ型レジスト層を磁気記録層上に形成した。次に基板の回転中心を基準点として前記基板表面を４つの領域に分割した。分割方法は図８に示したように、分割線８３と分割線８４が回転中心８１上で直交するように分割した。このとき、４つの分割領域の面積は等しい。次に、図７（ｂ）、（ｃ）のように、各分割領域において、各分割領域の図形パタンが含まれるマスクを介し、ＡｒＦスキャナを用いてマスク上の図形パタンを転写し、それぞれの分割領域のレジスト層に潜像を分割して形成した。このとき使用したマスクは、基板上に形成されるパタンよりも４倍大きいパタンを持つ、４倍マスクであった。ＡｒＦフォトリソグラフィにおいて、１回の露光で形成する最大サイズ（画角）は、一辺の長さがそれぞれ２５ｍｍと３３ｍｍの長方形である。前記の４つの分割領域のそれぞれは、この画角の範囲内におさまった。すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、図７（ｄ）に示すようにレジスト層７１を一括現像して、図形パタンの潜像からレジストパタン７９を形成した。続いて図７（ｅ）のように、前記レジストパタン７９をマスクにして、磁気記録層をＡｒイオンミリングした。その結果、図７（ｆ）のように微細パタンＮが基板全面にわたって転写された磁気記録層Ｐを得た。このとき、磁気記録層上に作製したデータトラックパタンは、トラックピッチが２４０ｎｍで、記録トラックに相当する凸部（ランド）の幅は１２０ｎｍであり、記録トラック間の溝に相当する凹部（グルーブ）の幅は１２０ｎｍである良好な凹凸パタン構造が得られた。また、グルーブの深さは３０ｎｍであった。

［実施例５］
実施例３と同様の方法で、ナノインプリント用モールドの作製を行った。図７に示すように、直径１．８インチのモールド用石英基板７０上に、スピンコート法により、ＡｒＦポジ型レジスト層７１を形成した。次に基板の回転中心を基準点として基板表面を４つの領域に分割した。分割方法は図８に示したように、分割線８３と分割線８４が回転中心８１上で直交するように分割した。このとき、４つの分割領域の面積は等しい。次に、図７（ｂ）、（ｃ）のように、各分割領域において、各分割領域の図形パタンが含まれるマスクを介し、ＡｒＦスキャナを用いてマスク上の図形パタンを転写し、それぞれの分割領域のレジスト層に潜像を分割して形成した。このとき使用したマスクは、基板上に形成されるパタンよりも４倍大きいパタンを持つ、４倍マスクであった。ＡｒＦフォトリソグラフィにおいて、１回の露光で形成する最大サイズ（画角）は、一辺の長さがそれぞれ２５ｍｍと３３ｍｍの長方形である。前記の４つの分割領域のそれぞれは、この画角の範囲内におさまった。すべての分割領域毎にパタン転写が終了したのち、図７（ｄ）に示すようにレジスト層７１を一括現像して、図形パタンの潜像からレジストパタン７９を形成した。続いて図７（ｅ）のように、前記レジストパタン７９をマスクにして、基板をフッソ系のガスを用いた反応性イオンエッチングした。その結果、図７（ｆ）のように微細パタンＮが転写された石英基板Ｐを得た。このとき、基板上に作製したデータトラックパタンは、トラックピッチが２４０ｎｍで、記録トラックに相当する凸部（ランド）の幅は１２０ｎｍであり、記録トラック間の溝に相当する凹部（グルーブ）の幅は１２０ｎｍである良好な凹凸パタン構造が得られた。また、グルーブの深さは１２０ｎｍであった。

［実施例６］
実施例５で作成したモールドを用いて、ナノインプリント法によりパタン媒体向け微細パタンの作製を行った。微細パタンが転写される基板として、直径１．８インチのハードディスク用ガラス基板を用いた。このガラス基板の両面には、この後のドライエッチングが効果的に行えるよう、ＳｉＯ₂層をスパッタで１００ｎｍ形成した。

ナノインプリントの結果、前記のガラス基板の最表面層であるＳｉＯ₂層上に、トラックピッチが２４０ｎｍで、ランド幅は１２０ｎｍであり、グルーブの幅は１２０ｎｍである良好な凹凸パタン構造を持つレジスト層が形成できた。このレジストパタンをマスクとして、基板をフッソ系のガスを用いた反応性イオンエッチングした。その結果、ランド幅１２０ｎｍ、グルーブの幅１２０ｎｍであるトラックピッチ２４０ｎｍの微細パタンが基板表面全面にわたって形成できた。このときグルーブの深さは８０ｎｍであった。

この後、軟磁性裏打ち層、中間層、ＣｏＣｒＰｔを主成分とする磁気記録層をこの順にスパッタ法で積層し、図６（ｄ）に示す、基板加工型のディスクリート・トラック媒体を得た。このとき、軟磁性裏打ち層、中間層、磁気記録層の膜厚は、全体で１００ｎｍであった。

［実施例７］
実施例４で作成した磁性膜加工型のディスクリート・トラック媒体に対し、炭素が主成分の保護膜をつけ、フッ素系潤滑剤を塗布して、評価用のディスクリート・トラック媒体とした。この後、試料振動型磁力計を用いて磁気特性を評価した結果、垂直保持力２００ｋＡ／ｍ（２５００Ｏｅ）、保持力角型比Ｓ^＊が０．７５、残留磁化が１００ｅｍｕ／ｃｃである良好な磁気特性を示す磁化曲線が得られた。このため、本発明のパタン作製方法を用いることによって、良好な磁気特性を示すディスクリート・トラック垂直磁気記録媒体を作製することができた。

このディスクリート・トラック媒体と、記録ヘッドとして垂直磁気記録用薄膜単磁極ヘッドを用い再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を用いた記録再生分離型ヘッドとを組み合わせて、スピンスタンドを用いて再生ヘッドの出力を調べた。その結果、記録密度が１００ｋｆｃｉのときpeek to peekで約１ｍＶの出力を得ることができた。また耐磨耗性は、従来のスパッタ蒸着媒体と同様のレベルであることがわかった。

このディスクリート・トラック媒体と、前記の記録再生分離型ヘッドを組み合わせて、図１１に略示した磁気ディスク装置を組立てた。このとき、ディスクリート・トラック媒体のデータトラックの幅よりも狭い幅を持つ再生ヘッドを用いた。ここで言う再生ヘッドの幅は、磁気的な感度の幅を意味する。図１１において、符号１１０は記録媒体を駆動させるモーター、１１１は記録媒体である磁気ディスク、１１２は再生部分と記録部分を持つ磁気ヘッド、１１３はヘッドを搭載するサスペンション、１１４と１１５は磁気ヘッドの駆動と位置決めに関係するアクチュエーター、ボイスコイルモーターをそれぞれ示す。また符号１１６は記録再生回路、１１７は位置決め回路、１１８はインターフェース制御回路をそれぞれ示す。

このディスクリート・トラック媒体では、分割したパタン形成に由来する不連続な位置ずれが予想される。このため、基板上に予め形成してあった位置ずれ検出パタンを用いて位置ずれ量の測定を行った。検出パタンとして、データトラック番号とデータトラックの中心位置がわかる図形パタンを用いた。分割線を挟んだ一方の分割領域の端部は任意のデータ領域の終端部であり、もう一方の分割領域の端部は任意のサーボ領域の開始部となるように分割を行っている。このため、前記の図形パタンは、すべてのトラックにおいて、各分割線を挟んで存在するデータ領域の終端部の最後部と、サーボ領域の先頭に配置した。位置ずれの測定は次のようにして行った。ある分割領域内で記録再生ヘッドがトラック番号Ｎで示されるトラックの中心の上にいるようにしておく。

次に、分割線を越えて別の分割領域にヘッドが進入したとき、上記の位置ずれ検出パタンからの信号を測定したところ不連続なずれのために記録再生ヘッドはトラック番号Ｎの中心をはずれて４０ｎｍ内周側にいた。従って、この分割線の特定半径位置にあるトラック番号Ｎにおける不連続な位置ずれ量は４０ｎｍであることがわかった。全ての各分割線上の半径１６ｍｍから２８ｍｍの範囲で、位置ずれ量測定点を１ｍｍ間隔で設定し、上記と同様の方法で各測定点における位置ずれ量を測定して補正曲線を作成した。その結果、位置ずれ量は、最小３０ｎｍから最大１００ｎｍであった。補正曲線を学習しておき、記録再生の時点で補正曲線に従ってフィードフォワード形式で記録再生ヘッドの位置決めを行い、サーボを制御した。その結果、前記のディスクリート・トラック媒体において不連続な位置ずれが各分割線上に生じているにも関わらず、サーボトラックライタでサーボパタンを書いた垂直磁気記録媒体と同様のサーボフォロイング特性が得ることが出来た。

［比較例１］
実施例７で使用したディスクリート・トラック媒体では、分割線を挟んだ一方の分割領域の端部は任意のデータ領域の終端部であり、もう一方の分割領域の端部は任意のサーボ領域の開始部となるように分割を行っている。これに対し、比較例１では、特定のデータトラック領域中に分割線が存在するようにパタンが分割されたディスクリート・トラック媒体を作成した。分割したことにより不連続な位置ずれが発生する可能性がある。しかし、実施例７との比較のために、位置ずれ量を測定する図形パタンは分割線を挟んで配置しなかった。

この媒体と、前記の記録再生分離型ヘッドを組み合わせて、実施例７と同様にして図１１に略示した磁気ディスク装置を組立てた。磁気ヘッドによる記録再生のためにサーボをかけようとしたが、特定トラック上にいるヘッドが分割線を越えて別の分割領域に入ったとたん、不連続なずれのためにヘッドが位置情報を失う結果となった。このため、実施例７のような垂直磁気記録媒体と同様のサーボフォロイング特性が得ることが出来なかった。

ディスクリート・トラック媒体の概略図。 ドット型パタン媒体の概略図。 基板加工型パタン媒体の概略図 磁性膜加工型パタン媒体の概略図。 磁性膜加工型パタン媒体の作成方法の概略図。 基板加工型パタン媒体の作成方法の概略図。 本発明の磁気記録媒体の製造方法を示した概略図。 本発明の磁気記録媒体の製造方法における分割方法を示した概略図。 分割領域におけるパタン配置例の概略図。 分割領域におけるパタン配置の相対的なずれを示す概念図。 本発明による磁気ディスクの概略図。 本発明の分割露光方法とアライメントマークの配置を示す概念図。

符号の説明

１１ 基板
１２ 軟磁性裏打ち層
１３ 中間層
１４ データトラック
１５ データトラック間の溝
１６ クロストラック方向
２１ 基板
２２ 軟磁性裏打ち層
２３ 中間層
２４ 記録ビット
２５ 記録ビット間の溝
２６ クロストラック方向
３１ 基板
３２ 軟磁性裏打ち層
３３ 中間層
３４ 磁気記録層
３５ データトラック
３６ データトラックのピッチ
４１ 基板
４２ 軟磁性裏打ち層並びに中間層
４３ 切削加工後に残った磁気記録層
４４ 切削加工された磁気記録層の凹部
４５ 非磁性材料
５１ 基板
５２ 軟磁性裏打ち層
５３ 中間層
５４ 磁気記録層
５５ レジストパタン
５６ 切削加工
５７ 磁気記録層
５８ データトラックや記録ビット
６１ 基板
６２ レジストパタン
６３ 反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
６４ 微細パタン
６５ 軟磁性裏打ち層
６６ 中間層
６７ 磁気記録層
６８ データトラックや記録ビット
７０ 基板又は加工層
７１ レジスト層
７２ 分割領域
７３ マスク
７４ レジスト層
７５ａ 図形パタンの潜像
７５ｂ 図形パタンの潜像
７６ 分割領域
７７ マスク
７８ レジスト層
７９ レジストパタン
Ｌ 光学的非接触方式のパタン転写方法
Ｍ 切削加工
Ｎ 微細パタン
Ｐ 微細パタンＮが転写された基板又は被加工層
８０ ハードディスク媒体
８１ 回転中心
８２ 回転軸を通すＨＵＢ穴
８３ 分割線
８４ 分割線
８５ 分割領域
８６ 分割領域
８７ 分割領域
８８ 分割領域
８９ 分割領域に含まれるサーボ領域
９０ 分割領域に含まれるデータトラック領域
９１ 分割領域
９２ 分割領域
９３ 記録再生ヘッドの進行方向
９４ 分割線
９５ 分割線
９６ データトラック領域
９７ サーボ領域
９８ 回転中心
１００ 分割領域
１０１ 分割領域
１０２ 分割領域中のトラックｎ上のパタン
１０３ 分割領域中のトラックｎ上のパタン
１０４ 分割線
１０５ 相対的なずれ量
１０６ 分割領域中のトラックｎ上のパタンが本来形成される位置
１０７ 分割線
１０８ 回転中心
１０９ａ データトラック領域終端部に配置した検出パタン
１０９ｂ サーボ領域開始部に配置した検出パタン
１１０ モーター
１１１ 磁気ディスク
１１２ 磁気ヘッド
１１３ サスペンション
１１４ アクチュエーター
１１５ ボイスコイルモーター
１１６ 記録再生回路
１１７ 位置決め回路
１１８ インターフェース制御回路
１２０ マスクNo.１
１２１ マスクNo.２
１２２ マスクNo.３
１２３ マスクNo.４
１２４ａ アライメントマーク
１２４ｂ アライメントマーク
１２４ｃ アライメントマーク
１２４ｄ アライメントマーク
１２５ 分割線
１２６ 分割線

Claims (18)

1. 凹凸パタン構造を有する磁気記録層を備える磁気記録媒体の製造方法において、
   回転中心を有する円板状の基板上又は当該基板上に形成された金属層ないし非金属層を含む加工層の上にレジスト層を形成する工程と、
   前記回転中心を基準点として前記基板表面を複数の分割領域に分割し、光学的非接触方式のパタン転写方法によって、各分割領域のレジスト層に対して当該分割領域に対応するデータ領域とサーボ領域のパタンが形成されたマスクのパタンの潜像を順次転写する工程と、
   前記レジスト層を現像して前記レジスト層全体にレジストパタンを形成する工程と、
   前記レジストパタンをマスクにして前記基板表面又は前記基板上に形成された加工層を切削加工する工程と、
   を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記加工層は垂直磁気記録層を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記データ領域は磁気情報を記録するデータトラックの位置に対応した凸部と当該データトラック間の位置に対応した凹部を有し、その繰返し周期が当該データトラックのトラックピッチと等しい凹凸パタン構造を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記データ領域は記録ビットの位置に対応した凸部と記録ビット間の位置に対応した凹部からなる凹凸パタン構造を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
5. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記複数の分割領域は基板の回転中心に対し回転対称となるように配置されていること特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 請求項５記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記分割領域は、それぞれ面積が等しいことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
7. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンを形成し、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンを形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
8. 請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の隣接する各端部領域に、前記２つの分割領域の境界を跨いで接続されるパタンの前記基板の半径方向のずれ量を検出するためのパタンを形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
9. 凹凸パタン構造を有する磁気記録層を備える磁気記録媒体の製造方法において、
   回転中心を有する円板状の基板上又は当該基板上に形成された金属層ないし非金属層を含む加工層の上にインプリント用樹脂層を形成する工程と、
   回転中心を持つモールド用基板表面に、当該回転中心を基準点として表面を複数の分割領域に分割した光学的非接触方式の分割露光によってデータ領域とサーボ領域に対応する凹凸構造を含む微細パタンを作製したモールドを用いて、ナノインプリント法により前記樹脂層に凹凸パタンを形成する工程と、
   前記凹凸パタンをマスクにして前記基板表面又は前記基板上に形成された加工層を切削加工する工程と、
   を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
10. 請求項９記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記モールドは、前記モールド用基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンが形成され、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンが形成されていることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
11. 請求項９記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記モールドは、前記モールド用基板の周方向に隣接する２つの分割領域の隣接する各端部領域に、前記２つの分割領域の境界を跨いで接続されるパタンの前記モールド用基板の半径方向のずれ量を検出するためのパタンが形成されていることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
12. 回転中心を有する円板状の基板上に凹凸パタン構造を有する磁気記録層が形成された磁気記録媒体において、
    前記回転中心を基準点として前記基板表面が複数の分割領域に分割され、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の境界でパタンが不連続に接続されていることを特徴とする磁気記録媒体。
13. 請求項１２記載の磁気記録媒体において、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンが形成され、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンが形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
14. 請求項１２記載の磁気記録媒体において、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の隣接する各端部領域に、前記２つの分割領域の境界を跨いで接続されるパタンの前記基板の半径方向のずれ量を検出するためのパタンが形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
15. 請求項１２記載の磁気記録媒体において、前記複数の分割領域は前記基板の回転中心に対し回転対称となるように配置されていること特徴とする磁気記録媒体。
16. 円板状の基板上にデータ領域とサーボ領域に対応する凹凸パタンが設けられた磁気記録層が形成された磁気記録媒体と、
    前記磁気記録媒体を回転駆動する媒体駆動部と、
    記録ヘッドと再生ヘッドを搭載した磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定の位置に駆動する磁気ヘッド駆動部と、
    前記記録ヘッドへの記録信号及び前記再生ヘッドからの再生信号を処理する信号処理部とを備え、
    前記磁気記録媒体は、データ領域の終端部パタンとサーボ領域の開始部パタンの間に設けられた複数の境界線によって前記基板表面が複数の分割領域に分割され、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の境界で前記凹凸パタンが前記基板の半径方向に不連続に接続されており、
    前記信号処理部では前記再生信号から前記境界位置における前記凹凸パタンの前記半径方向の不連続なずれ量を測定し、前記磁気ヘッドが前記２つの分割領域の境界を横切るとき、前記測定結果に基づいて前記磁気ヘッドの位置をフィードフォワード制御することを特徴とする磁気記録再生装置。
17. 請求項１６記載の磁気記録再生装置において、前記磁気記録媒体は、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の一方の前記隣接する端部領域にデータ領域の終端部パタンが形成され、他方の分割領域の前記隣接する端部領域にサーボ領域の開始部パタンが形成されていることを特徴とする磁気記録再生装置。
18. 請求項１６記載の磁気記録再生装置において、前記磁気記録媒体は、前記基板の周方向に隣接する２つの分割領域の隣接する各端部領域に、前記２つの分割領域の境界を跨いで接続されるパタンの前記基板の半径方向のずれ量を検出するためのパタンが形成されていることを特徴とする磁気記録再生装置。

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