JP2008299964A - 磁気ディスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアにおいて、磁気ディスク装置のヘッドと磁気ディスクが接触した際の磁気情報消失を防止する磁気ディスクとその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明では第一の特徴として、ヘッドと記録部１０の接触を防止するために、ディスク表面に非磁性材料の突起部７が作成されており、第二の特徴として当該突起部７がディスク基板１に埋め込まれ、ヘッドと突起部７が衝突しても突起部７が倒れて記録層５にダメージを与えることがない構造、もしくは、基板表面を凹凸に加工して前記凸部を突起部７として利用する構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクに係り、特にディスクリートトラックメディアやパターンドメディアなどの磁気ディスクおよびその製造方法に関するものである。

近年、磁気ディスク装置の大容量化、高記録密度化に伴い、様々な新技術の導入が試みられており、記録密度を上げるために、ディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアといった磁気ディスクが提案されている。また、このような磁気ディスクを用いる磁気ディスク装置では、磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔はさらに狭小化され、十数ｎｍ以下にまでなっている。一方で、磁気ヘッドと磁気ディスクの間隔が狭まったことにより、磁気ヘッドと磁気ディスクの衝突が起こりやすくなっている。

特許文献１には、高密度記録が可能でかつ耐久性に優れるパターンドメディアを得るために、非磁性基板上に形成された軟磁性層上に分離して設けられ幅方向の断面が凸形状の強磁性体からなる複数の記録トラックと、それぞれの記録トラックの上面および複数の記録トラック間の軟磁性層上に形成されたカーボン層とを備え、記録トラックの上面に形成されたカーボン層の膜厚を、複数の記録トラック間の軟磁性層上に形成されたカーボン層の膜厚よりも大きくする発明が開示されている。

特許文献２には、ヘッドとディスクの連続摺動に対するディスクの耐久性を高めるために、ヘッドとディスクの摺動部と記録部とを分離したディスクリートディスクにおいて、分離隔壁と摺動部とを兼ねた丘状構造（丘）を基板とは異なる耐摩耗性の高い非磁性材で構成する発明が開示されている。

特開２００６−１４７１４８号公報 特開平５−２５８２９１号公報

特許文献１に記載されているようにディスク表面に凸部が存在していると、ヘッドが凸部に衝突した際、ヘッドの摺動により記録膜の剥離や変形が起こりやすくなるなど、機械強度が従来の磁気ディスクに比べて弱くなるという問題がある。
また、特許文献２に記載されているように、基板とは異なる耐摩耗性の高い材料で丘を作成すると、磁気ヘッドが摺動する部分の耐久性は高くなるが、異種材料による界面の種類が増えるため、丘の材料と丘と接する材料との異材界面の強度が弱い部分で剥離などの破壊が起こり、丘が倒れて記録層が塑性変形して磁気記録が消えたり、異材界面の剥がれが磁気ディスクの腐食の原因になったりする問題がある。

本発明の目的は、磁気記録部を磁気ヘッドと接触させない構造を有する磁気ディスクとその製造方法を提供することにある。

上記の目的を実現するために、本発明では第一の特徴として、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録部の接触を防止するために、ディスク表面に非磁性材料の突起部を磁気記録層よりも突出させて形成するものであり、第二の特徴として当該突起部がディスク基板に埋め込まれているものである。この構造は、磁気ヘッドと突起部が衝突しても、突起部が倒れにくく磁気記録層にダメージを与えることがない構造となる。また、基板表面を凹凸に加工して、少なくとも凹部に磁気記録層を設け、凸部を磁気記録層よりもわずかに突出させて突起部として利用するものである。

本発明によれば、磁気ヘッドの接触に対して、耐久性の高い磁気ディスクを提供することができる。また、耐久性が向上することにより、耐腐食性が高くなり、高信頼性の磁気ディスクを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
＜実施例１＞
図２に実施例１による磁気ディスク（ディスクリートトラックメディア）の基板構成を示す。基板１はガラス等の非磁性基板であり、トラックピッチＴで同心円状（環状）の凹凸が形成されたものである。図１に基板１の凹凸面に磁気記録部および突起部が形成された状態の部分断面を示す。磁気記録部は、図１に示すように、基板１の凹凸面に下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５、硬質保護層６が順に積層された多層膜２０で構成されている。基板１および多層膜２０の凹部に突起部７が形成され、硬質保護層６および突起部７の上に潤滑層（保護層）８が形成されている。突起部７は非磁性材料であり、突起部７と突起部７の間の磁気記録部１０よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ突出している。この突起部７によって磁気記録部１０と磁気ヘッドの衝突を防止し、なおかつ、突起部７が基板１内に埋め込まれた構造を持つことで、磁気ヘッドが突起部７に衝突しても、突起部７が倒れるのを防止することができる。また、突起部７が倒れないので、磁気記録部１０が変形して磁気記録消失が発生することを防止することができる。また、突起部７の異材界面は、突起部７と硬質保護層６の間の一種類にできるので、特許文献１に比べて異材界面の剥離の危険性が低減され、耐腐食性に優れた構造になっている。

図３にパターンドメディアの場合の基板構成を示す。基板１′は上記と同様にガラス等の非磁性体であり、トラックピッチＴおよびビット周期Ｂで規則的に離散した凸部（不連続パターン）を形成するための凹凸が形成されている。基板１′の凹凸面に形成される多層膜２０の構成、基板１′および多層膜２０の凹部に形成される突起部７の構成は、図１に示した構成と同じである。

次に図４〜図９を参照して、上記実施例１による磁気ディスク（ディスクリートトラックメディア）の製造方法を説明する。まず図４に示すようにナノインプリント技術でガラス等からなる基板１に同心円状の凹凸を形成する。次に図５に示すようにスパッタリングやケミカルベーパーデポジション法等の成膜方法を用いて下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５、硬質保護層６を順に積層して多層膜２０を形成する。下地層２は、密着層であり、例えばＡｌ−Ｔｉ合金が適している。軟磁性層３は、高透磁率磁性層であり、例えばＦｅ−Ｃｏ系合金が適している。配向層４は、記録層５をエピタキシャル成長させる層であり、例えばＲｕが適している。記録層５は、磁気記録層であり、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金が適している。硬質保護層６は、例えばカーボン層である。次に図６に示すようにスパッタリングやケミカルベーパーデポジション法等の成膜方法を用いてＡｌ_２Ｏ_３等の非磁性材料７′を積層し、図７に示すように突起部７を作成する部分をレジスト膜９等によりマスクし、図８に示すようにイオンミリング等のエッチングで磁気記録部１０となる部分を露出させる。次に図９に示すように突起部７の高さを調節するためにケミカルメカニカルポリッシング等で研磨して、突起部７を磁気記録部１０よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ高く形成し、最後に潤滑材を塗布して潤滑層（保護層）８を形成することで図１の構造を得る。潤滑材は、例えばパーフルオロアルキルポリエーテルである。

パターンドメディアの製造方法は、基板に凹凸を形成する以外は、基本的には上記ディスクリートトラックメディアと同じである。図３に示したように、ガラス等からなる基板１′に、ナノインプリント技術で、凸部がトラックピッチＴおよびビット周期Ｂで規則的に離散して配置されるように、凹凸を形成する。続いて、図５〜図９を用いて説明したように、凹凸面に多層膜２０を形成し、基板１′および多層膜２０の凹部に突起部７を形成する。断面構造は、図１に示した構造と同じである。

なお、上記実施例１においては、図１に示すように、潤滑層（保護層）８を記録部１０と突起部７の凹凸面に倣って形成したが、図１０に示すように潤滑材を記録部１０上だけ厚めに塗布することで、ディスク表面を平坦化するようにしても良い。この場合には、ディスク表面が平坦であるので、その上部を浮上する磁気ヘッドの浮上変動を抑制することができる。したがって、この構造は、磁気ヘッドが安定して書き込み、読み込みが行なえる構造となる。

＜実施例２＞
次に、実施例２による磁気ディスクの主要部分の断面構造を図１１に示す。実施例２の磁気ディスクは、同心円状の凹凸、あるいは凸部がトラックピッチＴおよびビット周期Ｂで規則的に離散して配置された凹凸のある基板１（１′）と、基板１（１′）上に下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５が順に積層された多層膜２０′を有する。基板１（１′）の凹部には非磁性材料の突起部７が形成され、記録層５および突起部７の上に硬質保護層６が積層され、硬質保護層６の上に潤滑層８が形成された構造である。実施例２では、硬質保護層６と潤滑層８の積層体を保護層と呼ぶことにする。突起部７は、突起部７と突起部７の間の記録部１０よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ突出している。この構造においても、突起部７によって記録部１０と磁気ヘッドの衝突を防止し、なおかつ、突起部７が基板１内に埋め込まれた構造を持つことで、磁気ヘッドが突起部７に衝突しても、突起部７が倒れて記録部１０が変形し磁気記録消失が発生することを防止できる構造になっている。また、突起部７を形成したことによって、異材界面は突起部７と硬質保護層６の間と突起部７と記録層５の間の二種類で、特許文献１に比べて異材界面の剥離の危険性が低減された構造になっており、突起部７の上に硬質保護層６があるので突起部７の耐摩耗性が実施例１に比べて向上した構造となっている。

製造方法は、実施例１と同様に、図２に示すようにナノインプリント技術で基板１（１′）に凹凸を形成し、次に図１２に示すようにスパッタリングやケミカルベーパーデポジション法等の成膜方法を用いて下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５、非磁性材料７′を積層する。下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５、非磁性材料７′の材料は、上記実施例１と同じである。次に図１３に示すように突起部７を形成する部分をレジスト膜９等でマスクし、次に図１４に示すようにイオンミリング等のエッチングで磁気記録部１０を露出させ、次に図１５に示すように突起部７の高さを調節するためにケミカルメカニカルポリッシング等で研磨して、突起部７を２ｎｍ〜１０ｎｍ、記録部１０よりも高く形成し、次に図１６に示すように記録層５と突起部７を覆うように硬質保護層６を積層し、最後に潤滑材を塗布して潤滑層８を形成することで図１１の構造を得る。

なお、実施例２においても、上記実施例１と同様に、図１７に示すように潤滑材を磁気記録部１０上だけ厚めに塗布して、ディスク表面を平坦化することにより、磁気ヘッドの浮上変動を抑制し、磁気ヘッドが安定して書き込み、読み込みが行なえるようにすることができる。

＜実施例３＞
次に、実施例３による磁気ディスクの主要部分の断面構造を図１８に示す。実施例３の磁気ディスクは、凹凸のある基板１（１′）の凹部上に下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５が順に積層されて磁気記録部１０′が形成され、基板１の凸部を突起部７とし、突起部７と磁気記録部１０′の上に硬質保護層６が積層され、硬質保護膜６の上に潤滑層８が形成された構造である。磁気記録部１０′の表面は、突起部７よりも窪んで形成される。基板１（１′）で突起部７を形成することによって磁気記録部１０′と磁気ヘッドの衝突を防止し、かつ、突起部７が基板１（１′）の一部であるので、磁気ヘッドが突起部７に衝突しても、突起部７が倒れて記録部１０′が変形し磁気記録消失が発生することを防止できる構造になっている。
また、基板１（１′）の凹部の角部１１をＲをつけることによって曲面とし、突起部７と磁気ヘッドの衝突が起こった際の、角部１１の応力集中を低減させる構造としている。

製造方法は、まず図１９に示すようにナノインプリント技術で基板１（１′）に凹凸を形成するが、この際に応力集中を低減させるために凹部の角部１１にＲをつける。次に図２０に示すように、スパッタリングやケミカルベーパーデポジション法等の成膜方法を用いて、下地層２、軟磁性層３、配向層４、記録層５を順に積層し、次に図２１に示すように基板表面を例えばケミカルメカニカルポリッシング等で研磨して、突起部７を磁気記録部１０′よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ高く形成し、次に図２２に示すように突起部７と記録部１０′を覆うように硬質保護膜６を積層し、最後に潤滑材を塗布して潤滑層８を形成することで図１８の構造を得る。

実施例３においても、上記実施例１および２と同様に、図２３に示すように潤滑材を磁気記録部１０′上だけ厚めに塗布して、ディスク表面を平坦化することで、磁気ヘッドの浮上変動を抑制し、安定して書き込み、読み込みを行なえるようにすることができる。

実施例１による磁気ディスクの主要部分の断面図である。 ディスクリートトラックメディアの基板の構成を示す模式図である。 パターンドメディアの基板の構成を示す模式図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例１による磁気ディスクの変形例の主要部分の断面図である。 実施例２による磁気ディスクの主要部分の断面図である。 実施例２による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例２による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例２による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例２による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例２による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例２による磁気ディスクの変形例の主要部分の断面図である。 実施例３による磁気ディスクの主要部分の断面図である。 実施例３による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例３による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例３による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例３による磁気ディスクの製造工程図である。 実施例３による磁気ディスクの主要部分の断面図である。

符号の説明

１，１′…基板、２…下地層、３…軟磁性層、４…配向層、５…記録層、６…硬質保護層、７…突起部、７′…非磁性材料、８…潤滑層、９…レジスト膜、１０，１０′…磁気記録部、１１…角部（曲面）、２０，２０′…多層膜。

Claims (20)

1. 環状の凹凸部を有する基板と、該基板の少なくとも凸部に形成された磁気記録部と、該基板の凹部に埋め込まれ、前記磁気記録部表面よりも突出した非磁性材料の突起部と、該磁気記録部と突起部を覆う保護層とを有することを特徴とする磁気ディスク。
2. 前記凸部は、前記基板の周方向に分断された不連続パターンであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
3. 前記突起部は、前記磁気記録部よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ突出していることを特徴とする請求項１または２記載の磁気ディスク。
4. 前記磁気記録部は、下地層と、軟磁性層と、配向層と、記録層と、硬質保護層が積層された多層膜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ディスク。
5. 前記保護層は潤滑層であり、その表面が平坦であることを特徴とする請求項４記載の磁気ディスク。
6. 前記磁気記録部は、下地層と、軟磁性層と、配向層と、記録層が積層された多層膜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ディスク。
7. 前記保護層は、硬質保護層と、該硬質保護層の上に形成された潤滑層を含むことを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク。
8. 前記潤滑層は、その表面が平坦であることを特徴とする請求項７記載の磁気ディスク。
9. 基板に環状の凹凸を形成する工程と、前記凹凸が形成された基板上に少なくとも軟磁性層と磁気記録層を含む多層膜を形成する工程と、前記多層膜の凹部に非磁性材料を充填して多層膜の凸部表面よりも突出した突起部を形成する工程と、前記多層膜および突起部に保護層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
10. 前記基板に環状の凹凸を形成する工程は、凸部を前記基板の周方向に分断する工程を含むことを特徴とする請求項９記載の磁気ディスクの製造方法。
11. 前記多層膜を形成する工程は下地層と、軟磁性層と、配向層と、記録層と、硬質保護層を積層する工程を含み、前記保護層を形成する工程は潤滑材を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項９または１０記載の磁気ディスクの製造方法。
12. 前記多層膜を形成する工程は下地層と、軟磁性層と、配向層と、記録層とを積層する工程を含み、前記保護層を形成する工程は硬質保護層と潤滑層を順次形成する工程を含むことを特徴とする請求項９または１０記載の磁気ディスクの製造方法。
13. 前記保護層を形成するに際し、その表面が平坦になるように、前記突起部の間に厚く形成することを特徴とする請求項９記載の磁気ディスクの製造方法。
14. 環状の凹凸部を有する基板と、該基板の少なくとも凹部に形成され、凸部よりも窪んでいる磁気記録部と、該磁気記録部と凸部を覆う保護層とを有することを特徴とする磁気ディスク。
15. 前記凸部は、前記基板の周方向に分断された不連続パターンであることを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク。
16. 前記凸部は前記磁気記録部よりも２ｎｍ〜１０ｎｍ突出していることを特徴とする請求項１４または１５記載の磁気ディスク。
17. 前記磁気記録部は、下地層と、軟磁性層と、配向層と、記録層が積層された多層膜であることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の磁気ディスク。
18. 前記保護層は、硬質保護層と、該硬質保護層の上に形成された潤滑層を含むことを特徴とする請求項１７記載の磁気ディスク。
19. 前記潤滑層は、その表面が平坦であることを特徴とする請求項１８記載の磁気ディスク。
20. 前記基板の凹部の角部が曲面であることを特徴とする請求項１４記載の磁気ディスク。

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