JP2011054254A - 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性層のパターン形状を精度よく形成できる、歩留まりの高い磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】非磁性基板１に、磁性層２と、炭素により構成される炭素マスク層３と、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａのいずれかを主として構成される膜厚０．５ｎｍ〜２ｎｍの薄膜１０と、レジスト層４とを順次積層して、前記レジスト層４に前記磁気記録パターンを転写する工程と、前記レジスト層４をマスクにして前記炭素マスク層３を酸素を用いたイオンエッチングによりパターニングする工程と、前記レジスト層４と前記薄膜１０及び前記炭素マスク層３を除去する工程を有することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法を採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関する。

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し、その重要性は増してきている。また、それに伴い、これらの装置に用いられる磁気記録媒体については、記録密度の著しい向上が図られつつある。特にＭＲ(magnet resistive)ヘッドおよびＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の向上は激しさを増してきており、近年ではＧＭＲ（giant magnet resistive）ヘッド、ＴＭＲ(tunneling magnet resistive）ヘッドなどが導入されたこともあり、１年に約１．５倍ものペースで面記録密度が増加している。これらの磁気記録媒体については、今後も更に高記録密度を達成させることが要求されており、そのために磁性層の高保磁力化と高信号対雑音比(ＳＮＲ)、及び、高分解能を達成することが要求されている。

また、近年ではトラック密度の増加によって面記録密度を上昇させようとするだけでなく、線記録密度の向上も同時に図られている。これらの開発により、最新の磁気記録装置においては、トラック密度は１１０ｋＴＰＩにまで達している。

面記録密度を上昇させるためには、磁気記録媒体上の各記録ビットのサイズをより微細なものとし、かつ、各記録ビットに、可能な限り大きな飽和磁化と磁性膜厚を確保する必要がある。しかし、記録ビットを微細化していくと、１ビット当たりの磁化最小体積が小さくなることで熱揺らぎによる磁化反転が生じやすく、これにより記録データが消失しやすくなるという問題が生じてしまう。

また、トラック密度を増加させた場合は、隣接するトラック間距離が近付くために、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉しやすくなるという問題が生じる。それによって、隣接するトラック間の境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となり、ＳＮＲを損失しやすくなる。また、ＳＮＲを損失してしまうと、Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅの悪化に直接繋がってしまうため、記録密度の向上を阻害することとなる。そのため、トラック密度の高い磁気記録装置に対しては、極めて高精度なトラックサーボ技術が要求される。
一方、トラックサーボ技術を高めることと併せて、隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために、記録と再生の実行幅を変える方法も広く一般的に用いられている。つまり、記録については幅広く実行し、再生については記録時よりも狭く実行するという方法である。

しかし、これらの方法は、トラック間の磁気記録情報の干渉による影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分に得ることが困難であった。そのため、従来の方法では、十分なＳＮＲを確保することが難しいという問題があった。
そこで、これら熱揺らぎの問題解決やＳＮＲの確保、あるいは十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、記録媒体表面にトラックに沿った凹凸を形成して記録トラック同士を物理的に分離することで、トラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術を以下にディスクリートトラック法、それによって製造された磁気記録媒体をディスクリートトラック媒体と呼ぶ。

ディスクリートトラック媒体の一例としては、表面に凸凹パターンを有する非磁性基板と、物理的に分離した磁気記録トラック及びサーボ信号パターンが備えられた磁気記録媒体が知られている（特許文献１参照）。
この磁気記録媒体は、表面に複数の凸凹のある基板の表面に、軟磁性層を介した強磁性層が形成され、その表面に保護膜が形成されている。また、磁気記録媒体の凸部領域には、周囲と物理的に分断された磁気記録領域が形成されている。
また、この磁気記録媒体は、軟磁性層での磁壁発生を抑制できるため、熱揺らぎの影響が出にくく、隣接する信号間の干渉も発生しない。そのため、ノイズの少ない高密度磁気記録媒体であるとされている。

ディスクリートトラック法には、何層かの薄膜からなる磁気記録媒体を形成した後にトラックを形成する方法と、あらかじめ基板表面に直接凹凸パターンを形成した後、あるいはトラック形成のための薄膜層に凹凸パターンを形成した後に、磁気記録媒体の薄膜形成を行う方法がある（特許文献２，特許文献３参照）。このうち、前者の方法は、しばしば磁気層加工型と呼ばれ、後者はしばしばエンボス加工型と呼ばれる。

また、その他の方法としては、あらかじめ形成した磁性層に窒素イオンや酸素イオンを注入し、または、レーザを照射することにより、ディスクリートトラック媒体の磁気トラック間領域を形成する方法が開示されている（特許文献４参照）。
さらに、磁性層をイオンミリング加工するためのマスクに炭素を用いるという方法も開示されている（特許文献５）。

特開2004-164692号公報 特開2004-178793号公報 特開2004-178794号公報 特開平05-205257号公報 特開2006-31849号公報

しかし、従来のディスクリートトラック媒体の製造方法においては、磁性層の磁気的分離パターン形状の精度が、不十分かつ歩留まりが低くなるという問題があり、その向上が要求されていた。
磁性層のパターン形状の精度を低下させる主な原因としては、磁性層の磁気的分離パターン形状を形成する際の、マスク層として用いられる炭素マスク層の形状不良が挙げられている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、磁性層の磁気的分離パターン形状が高精度で形成された、歩留まりの高い磁気記録媒と、その製造方法、及びそのような磁気記録媒体を備えた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕 非磁性基板に、磁性層と、炭素により構成される炭素マスク層と、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａのいずれかを主として構成される膜厚０．５ｎｍ〜２ｎｍの薄膜と、レジスト層とを順次積層して、前記レジスト層に前記磁気記録パターンを転写する工程と、前記レジスト層をマスクにして前記炭素マスク層を酸素を用いたイオンエッチングによりパターニングする工程と、前記レジスト層と前記薄膜及び前記炭素マスク層を除去する工程を有することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
〔２〕 前記炭素マスク層を、酸素を用いたイオンエッチングによりパターニングする工程と、前記レジスト層を除去する工程との間に、露出した前記磁性層の表層部に凹部を形成する工程を有することを特徴とする、〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔３〕 前記磁性層の上に形成する炭素マスク層の膜厚が、５ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔４〕 前記レジスト層に前記磁気記録パターンを転写する工程において、スタンプを用いた転写を行うことを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔５〕 前記レジスト層に前記磁気記録パターンを転写する工程において、前記レジスト層の凹部の厚さを０〜２０ｎｍとすることを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔６〕 前記磁性層の磁性部幅を２００ｎｍ以下、非磁性部幅を１００ｎｍ以下とすることを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔７〕 〔１〕〜〔６〕の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部とからなる磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、前記磁気ヘッドへの信号入力と、当該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とを具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明では、磁気記録パターンを形成する工程において、炭素マスク層の表面に、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａのいずれかからなる２ｎｍ以下の薄膜を形成し、また、炭素マスク層のパターニングにおいて酸素プラズマエッチングを行う。このことにより炭素マスク層の微細加工性を高めることができるため、垂直に切り立ち、かつ、パターン精度の高い炭素マスク層を形成することが可能となる。

このパターン精度の高い炭素マスク層を用いて磁性層をパターン化することにより、磁性層のパターン精度も高まる。そのため、磁性層の磁気的分離パターン形状を高い精度で形成することができる。これにより、フリンジ特性（本トラック書き込み後、隣接トラックを、例えば１０００回書き込み、本トラックの読み出し出力が初期出力に対して低下しない特性）の優れた磁気記録媒体を提供することができる。

また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体を使用するため、ヘッドの浮上特性及び磁気記録パターン分離性能に優れ、かつ、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けない、高記録密度特性に優れたものとなる。

本発明の第１の実施形態である磁気記録媒体の製造工程を説明するための工程断面図である。 本発明の第２の実施形態である磁気記録媒体の製造工程を説明するための工程断面図である。 本発明の第３の実施形態である磁気記録再生装置の一例であるハードディスクドライブを示した概略斜視図である。

次に、図１（ａ１）〜図１（ｊ１）を用いて、第１の実施形態の磁気記録媒体３０の製造方法を詳細に説明する。
本発明で挙げる磁気記録パターンとは、磁気記録パターンが１ビットごとに一定の規則性で配置されるパターンドメディアや、磁気記録パターンがトラック状に配置されたメディア、及び、サーボ信号パターン等を含んでいるが、本実施形態においては、その製造における簡便性の面から、ディスクリート型磁気記録媒体に適用することが好ましい。

本実施形態の磁気記録媒体３０の製造方法は、非磁性基板１上に、磁性層２を形成する工程ａ１と、磁性層２の上に炭素マスク層３を形成する工程ｂ１と、炭素マスク層３の上に薄膜１０を形成する工程ｃ１と、薄膜１０の上にレジスト層４を形成する工程ｄ１と、レジスト層４に磁気記録パターンを転写する工程ｅ１と、レジスト層４の磁気記録パターンに対応する部分と、その直下の薄膜１０及び炭素マスク層３を除去する工程ｆ１と、磁性層２の表層部を部分的にイオンミリングし、かつその下部の磁性層の磁気特性の改質を行う工程ｇ１と、レジスト層４と薄膜１０及び炭素マスク層３を除去する工程ｈ１と、磁性層２の表層部をエッチングし、凹部７を非磁性材料で埋める工程ｉ１と、磁性層２の表面を保護膜９で覆う工程ｊ１と、の各工程をこの順で有している。以下これらの工程について詳細に説明する。

（工程ａ１）
まず、図１（ａ１）に示すように、非磁性基板１上を覆うように磁性層２を形成する。通常、磁性層２を形成する方法としてはスパッタ法を用いるが、ここでは適宜の方法で構わない。
本実施形態で使用する非磁性基板１としては、Ａｌを主成分としたＡｌ合金基板、例えばＡｌ−Ｍｇ合金等や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、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、非磁性であれば任意の基板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、またはシリコン基板を用いることが特に好ましい。また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下、さらには０．５ｎｍ以下であることが好ましく、０．１ｎｍ以下であることが特に好ましい。

本実施形態で形成する磁性層２は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成することが好ましい。また、磁性層２は面内磁性層でも垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。

面内磁気記録媒体用の磁性層２としては、例えば、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層からなる積層構造が利用できる。

垂直磁気記録媒体用の磁性層２は、軟磁性層及び中間層からなる第一層２ｂと、第二層２ａとが積層された構成となっている。磁性層２の構成としては例えば、軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、Ｃｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層及びＲｕ等の中間層からなる第一層２ｂと、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ_２合金からなる第二層２ａとを積層したものが挙げられる。また、軟磁性層と中間層との間に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどの配向制御膜を介在させてもよい。

磁性層２ａの厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、また、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがより好ましい。磁性層２ａは、使用する磁性合金の種類と積層構造に応じて、十分なヘッド出入力が得られるように、この範囲内でその厚みを設定すればよい。
また、磁性層２は、記録再生の際に一定以上の出力を出すためには、ある程度以上の膜厚が必要であり、一方で、記録再生特性を表す諸パラメータは、出力の上昇とともに劣化することが通例である。そのため、磁性層２ａは、これらの要素を考慮した上で最適な膜厚で形成する必要がある。

（工程ｂ１）
次に、図１（ｂ１）に示すように、磁性層２の上を覆うように、炭素からなる炭素マスク層３を形成する。炭素マスク層３はスパッタリング法、またはＣＶＤ法により成膜することができるが、より緻密性の高い炭素マスク層３を成膜するためにはＣＶＤ法を用いることが特に好ましい。

炭素マスク層３の膜厚は５ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内とすることが好ましく、１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲内とすることがより好ましい。
炭素マスク層３の膜厚が５ｎｍより薄い場合は、炭素マスク層３の角部が丸まった形状となり、磁性層２に対する加工精度が低下してしまう。また、後述する工程ｇ１において、レジスト層４と薄膜１０及び炭素マスク層３を透過したイオンが磁性層２に侵入して、磁性層２の磁気特性を悪化させてしまう。
一方、炭素マスク層３が４０ｎｍよりも厚くなると、後述する炭素マスク層３のエッチング工程において、エッチングに要する時間が長くなってしまい、生産性が低下する。また、炭素マスク層３をエッチングする際の残渣が磁性層２表面に残留しやすくなってしまう。

炭素からなる炭素マスク層３は、後述する工程ｆ１における、酸素ガスを用いてのドライエッチング（反応性イオンエッチングまたは反応性イオンミリング）によって容易にエッチングすることができる。そのため、ドライエッチングによる残留物を減らし、磁気記録媒体３０表面の汚染を減少させることができる。

（工程ｃ１）
次に、図１（ｃ１）に示すように、炭素マスク層３の上を覆うように、薄膜１０を形成する。薄膜１０はＳｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａのいずれかを主として構成され、膜厚は０．５〜２ｎｍとする。主として構成とは、薄膜中のＳｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａの合計の含有量が５０ａｔ％以上であることを指す。本願発明者の検討によると、炭素マスク層の上にこれらの薄膜を形成すると、炭素マスク層の酸素プラズマによる加工性における、加工部非加工部の選択比が高まり、これにより炭素マスク層の微細加工性を高めることができる。ここで、薄膜１０の膜厚が２ｎｍ超の場合は、酸素プラズマエッチング（後述する工程ｆ１）の際に薄膜が側面から崩れる場合があり炭素マスク層の微細加工性が低下する。また、薄膜１０の膜厚が０．５ｎｍより薄い場合は炭素マスク層表面に薄膜を設ける効果が無くなる。
この薄膜１０を炭素マスク層３上に形成することにより、後述する工程ｆ１における、炭素マスク層３のパターニングの際の微細加工性を高めることができる。

（工程ｄ１）
次に、図１（ｄ１）に示すように、薄膜１０の上を覆うように、レジスト層４を形成する。レジスト層４は、例えば、熱線に対しては熱硬化樹脂、紫外線に対しては紫外線硬化樹脂のような、放射線照射により硬化性を有する材料により構成される。
ここで言う放射線とは、熱線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線等の広い概念の電磁波である。

また、放射線照射により硬化性を有する材料とは、例えば、熱線に対しては熱硬化樹脂、紫外線に対しては紫外線硬化樹脂である。この硬化性を有する材料の中では、ノボラック系樹脂、アクリル酸エステル類、脂環式エポキシ類等の紫外線硬化樹脂を用いることが好ましく、その中でも特にＳｉＯ_２系レジストを用いることが好ましい。

ＳｉＯ_２系レジストは、酸素ガスを用いたドライエッチングに対して耐性が高いため、酸素ガスを用いての、磁気記録パターンの転写に際し、磁気記録パターンの像のぼけを低減することができる。これにより、後述する工程ｆ１において、炭素マスク層３をドライエッチングにより垂直に切り立った形状に加工することが可能となり、シャープな形状の磁気記録パターンを形成することができる。

（工程ｅ１）
次いで、図１（ｅ１）に示すように、レジスト層４に対してスタンプ５を押圧し、磁気記録パターンを転写する。なお、図１（ｅ１）中における矢印Ａはスタンプ５の動きを示す。

レジスト層４をパターンニングする工程においては、通常のフォトリソグラフィー技術を用いることができるが、作業効率の面からは、以下の方法を行うことが好ましい。まず、レジスト層４の流動性が高い状態でレジスト層４にスタンプ５を押圧し、次いで、押圧した状態でレジスト層４に放射線を照射し、次いで、レジスト層４を硬化させた後に、スタンプ５をレジスト層４から離す。このような方法を採用することにより、スタンプ５の形状を精度良くレジスト層４に転写することが可能となる。

レジスト層４に放射線を照射する方法としては、例えば、スタンプ５の反対側すなわち非磁性基板１側から放射線を照射する方法、スタンプ５の材料として放射線を透過できる物質を選択してスタンプ５側から放射線を照射する方法、スタンプ５の側面から放射線を照射する方法、熱線のように固体に対して伝導性の高い放射線を用いて、スタンプ５の材料又は非磁性基板１からの熱伝導によって放射線を照射する方法等を用いることができる。
このとき、スタンプ５の材料としては、紫外線に対して透過性の高いガラスもしくは樹脂を用いることが好ましい。

また、本実施形態の製造方法では、レジスト層４に磁気記録パターンを転写した後のレジスト層の凹部４ａの厚さｅを、０〜２０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。レジスト層の凹部４ａの厚さｅをこの範囲とすることにより、後述する工程ｆ１で示す炭素マスク層３のエッチング工程において、炭素マスク層３の角部が丸まった形状となることを防止することが可能となる。また、炭素マスク層３のミリングイオンに対する遮蔽性を向上させ、かつ、炭素マスク層３による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。

また、レジスト層４のパターンの幅Ｗは２００ｎｍ以下、レジスト層の凹部４ａの幅Ｌは１００ｎｍ以下、合計の幅Ｐ（＝Ｗ＋Ｌ）は３００ｎｍ以下の範囲とし、かつ、できるだけ狭くなるように形成することが好ましい。
将来的に、レジスト層４のパターンの幅Ｗは記録領域８の幅Ｗ（磁性部幅）となり、レジスト層の凹部４ａの幅Ｌは境界領域６の幅Ｌ（非磁性部幅）となり、ＷとＬの合計の幅Ｐは隣接する記録領域８同士の間隔Ｐとなる。

（工程ｆ１）
次いで、図１（ｆ１）に示すように、レジスト層の凹部４ａと、レジスト層の凹部４ａ直下の薄膜１０及び炭素マスク層３を除去する。これにより、レジスト層の凹部４ａ直下の磁性層２が露出する。
これらの除去には、反応性イオンエッチング、イオンミリングなどのドライエッチングを用いることが好ましいが、特に、ＩＣＰなどを用いた反応性イオンエッチングを、酸素ガスにより行うことが好ましい。この工程により、磁気記録パターンの境界領域６に対応する領域の磁性層２が露出する。このとき、薄膜１０が炭素マスク層３の上に形成されていることにより、炭素マスク層３の角部が丸まった形状となることが防止され、垂直に切り立った形状でパターニングされる。

（工程ｇ１）
次いで、図１（ｇ１）に示すように、磁性層２の露出した領域の表層部を除去し、第二層２ａ表面との段差がｄとなる凹部７を形成する。磁性層２の表層部の除去は、例えば、反応性イオンエッチング装置（ＩＣＰ、ＲＩＥなど）により、磁性層２へのイオンミリングを行うとよい。これにより磁性層２の露出領域の、その後の磁気特性改質工程を良好に進行させることが可能となり、また、本工程でのイオンミリングの際の該領域下部へのイオン注入により磁気特性の改質を行うことができる。このとき、磁性層２へのイオンミリングは、アルゴン、窒素等の不活性ガスを用いて行うことが好ましい。このような方法を採用することにより、工程ｆ１において、反応性イオンエッチングの際に残された磁性層２のエッジ部を、イオンミリングにより垂直に形成することが可能となる。これは、磁性層２の上の炭素マスク層３が垂直に切り立った形状であるため、その下の磁性層２も同じ形状となるよう、形成されるためである。

このとき、凹部７と第二層２ａ表面との段差ｄは、２〜１５ｎｍとすることが好ましく、５〜１０ｎｍの範囲内とすることがより好ましい。

また、凹部７の形成の後は、該箇所の磁気特性を改質することが好ましい。
第二層２ａの磁気特性の改質とは、第二層２ａをパターン化するために、第二層２ａの磁化を消失、もしくは、保磁力や残留磁化等の磁気特性を部分的に低減させることを意味する。磁気特性を改質することにより、凹部７の両側に位置する第二層２ａ同士の磁気的分離は更に明瞭になる。
このときの磁気特性の改質処理は、ＩＣＰなどの反応性イオンエッチング装置を用いてＣＦ_４などのフッ素系ガス及び酸素ガスを、この順に第二層２ａに暴露することにより行う。または該箇所にＡｒ、Ｎｅ、Ｎ等の原子を注入し該箇所の磁気特性を改質することにより行う。

この第二層２ａの磁気特性の改質された領域は、例えば非磁性領域６ａとなり、複数の第二層２ａ同士を磁気的に分離させる構成となる。このとき、非磁性領域６ａは、表面側から見て分離されていればよく、第二層２ａが非磁性領域６ａによって底部で分離されていなくとも、本発明の目的を達成することが可能である。そのため、第二層２ａは底部で分離する状態でも、底部において分離していない状態でもどちらでも良い。

（工程ｈ１）
次いで、図１（ｈ１）に示すように、レジスト層４と薄膜１０及び炭素マスク層３を除去する。
これらの具体的な除去方法としては、例えば、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリング等の手法を用いることが好ましい。

（工程ｉ１）
次いで、図１（ｉ１）に示すように、磁性層２表面にＡｒなどの不活性ガスを照射して、磁性層２の表層部を１〜２ｎｍの範囲内でエッチング除去することが好ましい。これにより、磁性層２の一部に、改質により磁気特性が低下した部位が生じていた場合であっても、その磁気特性の低下した部位を除去することができる。
次いで、非磁性領域６ａ上に非磁性材料を埋め込み、非磁性領域６ｂを形成する。凹部７内に非磁性領域６ｂが形成されることにより、磁性層２の表面は平坦化する。

（工程ｊ１）
次いで、図１（ｊ１）に示すように、磁性層２を覆うように保護膜９を形成する。通常、保護膜９はスパッタ法もしくはＣＶＤ法により形成される。
保護膜９としては、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨxＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質層やＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護膜９は、２以上の膜が積層された構成でもよい。
このとき、保護膜９の膜厚は１０ｎｍ未満とする。保護膜９の膜厚が１０ｎｍを越えると磁気ヘッド２７と磁性層２との距離が大きくなり、十分な強さの出入力信号が得られなくなる恐れがあるためである。

さらに、保護膜９の上には潤滑層（図示略）を形成することが好ましい。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る。潤滑層の厚みは、通常１〜４ｎｍとする。以上の工程により、磁気記録媒体３０を製造する。

本発明では、炭素マスク層３上に薄膜１０を形成することにより、炭素マスク層３の微細加工性を高めることができる。そのため、炭素マスク層３に磁気記録パターンを高精度で転写することが可能となり、磁性層２に高精度で磁気記録パターンを形成することができる。その結果、磁気記録パターンを明瞭に分離することができ、フリンジ特性の優れた磁気記録媒体３０を提供することができる。

次に、図２（ａ２）〜図２（ｊ２）を用いて、第２の実施形態の磁気記録媒体３０の製造方法を詳細に説明する。本実施形態と第１の実施形態の異なる点は、本実施形態の工程ｉ２において非磁性領域６ｂを形成しない点である。すなわち、工程ｉ２以前の工程については第１の実施形態の製造方法と同一であるため、その説明を省略する。

本実施形態の磁気記録媒体３０の製造方法は、非磁性基板１上に、磁性層２を形成する工程ａ２と、磁性層２の上に炭素マスク層３を形成する工程ｂ２と、炭素マスク層３の上に薄膜１０を形成する工程ｃ２と、薄膜１０の上にレジスト層４を形成する工程ｄ２と、レジスト層４に磁気記録パターンを転写する工程ｅ２と、レジスト層４の磁気記録パターンに対応する部分、及び、その直下の薄膜１０と炭素マスク層３を除去する工程ｆ２と、磁性層２の表層部を部分的にイオンミリングし、かつその下部の磁性層の磁気特性の改質を行う工程ｇ２と、レジスト層４と薄膜１０及び炭素マスク層３を除去する工程ｈ２と、磁性層２の表層部をエッチングする工程ｉ２と、磁性層２の表面を保護膜９で覆う工程ｊ２の各工程をこの順で有している。以下、工程ｉ２以降について詳細に説明する。

（工程ｉ２）
図２（ｉ２）に示すように、第１の実施形態の工程ｉと同様に磁性層２表面にＡｒなどの不活性ガスを照射し、磁性層２の表層部を１〜２ｎｍの範囲内でエッチング除去する。このことにより、磁性層２の表層部に、改質により磁気特性の低下した部位が生じていたとしても、その磁気特性が低下した部位を除去することができる。

この後は、第１の実施形態とは異なり、非磁性領域６ｂを凹部７上に形成しない。そのため、磁性層２の表面においては、互いに隣接する記録領域８の第二層２ａ表面と、境界領域６の非磁性領域６ａ表面との間で段差のある状態となる。この状態を図２（ｉ２）に示す。
このとき、記録領域８と境界領域６との段差となるｄの値は、１０ｎｍ以下であることが好ましい。ｄが１０ｎｍを超えると、磁気記録媒体３０の表面平滑性が悪化し、磁気記録再生装置４０を製造した際の磁気ヘッド２７の浮上特性が悪くなるため好ましくない。

（工程ｊ２）
次いで、図２（ｊ２）に示すように、磁性層２を覆うように保護膜９を形成する。通常、この保護膜９はスパッタ法もしくはＣＶＤ法により形成する。
保護膜９としては、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨxＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質層やＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護膜９は、２以上の膜が積層された構成としてもよい。
また、保護膜９の膜厚は１０ｎｍ未満とすることが好ましい。保護膜９の膜厚が１０ｎｍを越えると磁気ヘッド２７と磁性層２との距離が大きくなり、十分な強さの出入力信号が得られなくなる恐れがあるためである。

さらに、保護膜９の上には潤滑層（図示略）を形成することが好ましい。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る。潤滑層の厚みは、通常１〜４ｎｍとする。以上の工程により、磁気記録媒体３０を製造する。

本発明では、炭素マスク層３の上に薄膜１０を形成することにより、炭素マスク層３の微細加工性を高めることができる。そのため、炭素マスク層３に磁気記録パターンを高精度で転写することが可能となり、これにより、磁性層２に高精度で磁気記録パターンを形成することができる。その結果、磁気記録パターンを明瞭に分離することができ、フリンジ特性の優れた磁気記録媒体３０を提供することができる。また、第１の実施形態と異なり、非磁性材料を用いて磁性層２の表面を平坦化させる工程がないため、少ない工程で本発明の効果を得ることができる。

以上の工程により磁性層２に高精度で磁気記録パターンを形成することができる。その結果、磁気記録パターンを明瞭に分離することができ、フリンジ特性の優れた磁気記録媒体３０を提供することができる。
また、第１の実施形態と異なり、非磁性材料を用いて磁性層２の表面を平坦化させる工程を行わないため、少ない工程で本発明の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、非磁性領域６ａを第二層２ａの底部まで形成しなくとも、磁気的に分離した磁気記録パターンとすることができる。

次に、本発明を適用した磁気記録再生装置４０として、第１の実施形態、第２の実施形態により製造した磁気記録媒体３０を備えた磁気記録再生装置４０を例に挙げて説明する。図３は、本発明を適用した磁気記録再生装置４０の一例を示した概略構成図である。

本発明の磁気記録再生装置４０は、上述した磁気記録媒体３０と、これを記録方向に駆動する媒体駆動部１１と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド２７と、磁気ヘッド２７を磁気記録媒体３０に対して相対運動させるヘッド駆動部２８と、磁気ヘッド２７への信号入力と磁気ヘッド２７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組み合わせた記録再生信号系２９とを具備したものである。

これらを組み合わせることにより、記録密度の高い磁気記録再生装置４０を構成することが可能となる。また、磁気記録媒体３０の記録トラックを磁気的に不連続に加工したことによって、トラックエッジ部の磁化遷移領域の影響がなくなる。そのため、従来のように再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応することなく、両者ほぼ同じ幅で動作させることができる。これにより十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることができるようになる。

さらに、上述の磁気ヘッド２７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る。これにより、高記録密度を持った磁気記録再生装置４０を実現することが可能となる。
また、磁気ヘッド２７の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍと、従来よりも低い高さで浮上させることができるため、出力が向上し、高い装置ＳＮＲを得ることができる。これにより、大容量で信頼性の高い磁気記録再生装置４０を提供することが可能となる。
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することができる。例えば、トラック密度１００ｋトラック／インチ以上、線記録密度１０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり１００Ｇビット以上の高記録密度で記録・再生した場合でも、十分なＳＮＲを得ることができる。

本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体を使用するため、ヘッドの浮上特性及び磁気記録パターン分離性能に優れ、かつ、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けない、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置を得ることができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
（実施例１〜４）

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。ここで使用した非磁性基板１となるガラス基板は、Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｋ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ−Ｐ_２Ｏ_５、Ｓｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯを構成成分とする結晶化ガラスを材質とし、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、平均表面粗さ（Ｒａ）は２オングストロームである。

次いで、非磁性基板１にスパッタリング法を用いて、ＦｅＣｏＢからなる軟磁性層およびＲｕからなる中間層から構成される第一層２ｂ、７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ_２合金からなる第二層２ａを積層した。次いで、プラズマＣＶＤ法を用いて、第二層２ａ上に炭素マスク層３を積層し、更にその上に、Ｓｉより構成される薄膜１０を積層した。それぞれの層の膜厚は、第一層２ｂは７０ｎｍ（ＦｅＣｏＢ軟磁性層６０ｎｍ、Ｒｕ中間層１０ｎｍ）、第二層２ａは１５ｎｍ、炭素マスク層３は２０ｎｍ、薄膜１０は０．５ｎｍ（実施例１）、１．０ｎｍ（実施例２）、１．５ｎｍ（実施例３）、２．０ｎｍ（実施例４）とした。

次いで、薄膜１０上に、スピンコート法を用いて、１００ｎｍの膜厚でＳｉＯ_２から構成されるレジスト層４を塗布した。
さらに、レジスト層４上に、磁気記録パターンを有するガラス製のスタンプ５を、１ＭＰａ（約８．８ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で押圧することにより、磁気記録パターンを転写した。続いて、スタンプ５を押圧したままレジスト層４を硬化した後、スタンプ５をレジスト層４から分離した。
このようにして転写した磁気記録パターンに対応するレジスト層４の磁気記録パターンは、レジスト層４の凸部の幅Ｗが１２０ｎｍの円周状、レジスト層の凹部４ａの幅Ｌが６０ｎｍの円周状であり、レジスト層４の層厚は８０ｎｍ、レジスト層の凹部４ａの厚さｅは約５ｎｍであった。また、レジスト層４の凸部の側面の、非磁性基板１面に対する角度は、ほぼ９０度であった。

次いで、レジスト層の凹部４ａの直下に積層されている薄膜１０及び炭素マスク層３をドライエッチングで除去し、次いで、磁性層２の表層部をイオンエッチングにより除去した。この時のドライエッチング条件は、薄膜１０及び炭素マスク層３についてはＯ_２ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｐａ，高周波プラズマ電力３００Ｗ、ＤＣバイアス３０Ｗ、エッチング時３０秒とした。また、磁性層２についての条件は、Ｎ_２ガスを１０ｓｃｃｍ、圧力０．１Ｐａ、加速電圧３００Ｖでエッチング時間を３０秒とした。このとき、磁性層２の凹部７の、第二層２ａ表面との段差ｄは約１０ｎｍであった。なお、磁性層２ａの凹部７における残部、約５ｎｍの領域はＮ原子のイオン注入により非磁性化していた。

次いで、記録領域８上に積層されているレジスト層４と薄膜１０および炭素マスク層３を、ドライエッチングにより除去した。その後、イオンミリング装置により、Ａｒ１０ｓｃｃｍ，０．５Ｐａ、５秒の条件で磁性層２の表面を約１〜２ｎｍの範囲でエッチングした。次いでＣＶＤ法により、カーボンより構成される、膜厚５ｎｍの保護膜９を磁性層２上に成膜し、最後にフッ素系潤滑膜を２ｎｍの膜厚で塗布して、磁気記録媒体３０の製造を完了した。

製造した磁気記録媒体３０について、スピンスタンドを用いて電磁変換特性の評価を実施し、電磁変換特性として、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときの３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。この測定結果を表１に示す。
（比較例１，２）

実施例１と同様に磁気記録媒体を製造したが、比較例１では、薄膜１０を形成せずに磁気記録媒体３０を製造した。また、比較例２においては、膜厚３ｎｍの薄膜１０を形成して磁気記録媒体３０を製造した。
（実施例５〜８）

ＳｉＯ_２から構成される薄膜１０を用いて、実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した。
（比較例３，４）

実施例５と同様に磁気記録媒体を製造したが、比較例３では、薄膜１０を形成せずに磁気記録媒体３０を製造した。また、比較例４においては、膜厚３ｎｍの薄膜１０を形成して磁気記録媒体３０を製造した。
（実施例９〜１２）

Ｔａから構成される薄膜１０を用いて、実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した。
（比較例５，６）

実施例９と同様に磁気記録媒体を製造したが、比較例５では、薄膜１０を形成せずに磁気記録媒体３０を製造した。また、比較例６においては、膜厚３ｎｍの薄膜１０を形成して磁気記録媒体３０を製造した。

本発明によれば、高い製造歩留まりで磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造することが可能となる。

Ｗ…磁性部幅、Ｌ…非磁性部幅、１…非磁性基板、２…磁性層、２ａ…第二層、２ｂ…第一層、３…炭素マスク層、４…レジスト層、４ａ…レジスト層の凹部、５…スタンプ、６…境界領域、６ａ…非磁性領域、６ｂ…非磁性領域、７…凹部、８…記録領域、９…保護膜、ｄ…磁性層の除去した幅、ｅ…レジスト層の凹部の厚さ、１０…薄膜、１１…媒体駆動部、２７…磁気ヘッド、２８…ヘッド駆動部、２９…記録再生信号系、３０…磁気記録媒体、４０…磁気記録再生装置

Claims (7)

1. 非磁性基板に、磁性層と、炭素により構成される炭素マスク層と、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ｔａのいずれかを主として構成される膜厚０．５ｎｍ〜２ｎｍの薄膜と、レジスト層とを順次積層して、前記レジスト層に磁気記録パターンを転写する工程と、
   前記レジスト層をマスクにして、前記炭素マスク層を、酸素を用いたイオンエッチングによりパターニングする工程と、
   前記レジスト層と前記薄膜及び前記炭素マスク層を除去する工程を有することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記炭素マスク層を酸素を用いたイオンイエッチングによりパターニングする工程と、前記レジスト層を除去する工程との間に、露出した前記磁性層の表層部に凹部を形成する工程を有することを特徴とする、請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記磁性層の上に形成する前記炭素マスク層の膜厚が、５ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記レジスト層に前記磁気記録パターンを転写する工程において、スタンプを用いた転写を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記レジスト層に前記磁気記録パターンを転写する工程において、前記レジスト層の凹部の厚さを０〜２０ｎｍとすることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記磁性層の磁性部幅を２００ｎｍ以下、非磁性部幅を１００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体と、
   前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、
   記録部と再生部とからなる磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、
   前記磁気ヘッドへの信号入力と、
   当該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と、を具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。

Images