JP4413703B2 - Magnetic disk and magnetic disk device - Google Patents

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本発明は、ディスクリートトラック型の磁気ディスク、およびこの磁気ディスクを有する磁気ディスク装置に関する。   The present invention relates to a discrete track type magnetic disk and a magnetic disk device having the magnetic disk.

近年、磁気記録媒体のさらなる高密度化に対応するために、隣接する記録トラックを溝または非磁性材料からなるガードバンドで分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラック媒体が注目を集めている。このようなディスクリートトラック媒体を製造する際には、スタンパを用いてインプリント法により磁性層のパターンを形成することができ、インプリント法によって記録トラックのパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性層のパターンも形成すれば、サーボトラックライトの工程をなくせるので、コスト低減につながる。   In recent years, in order to cope with further increase in the density of magnetic recording media, a discrete track medium in which adjacent recording tracks are separated by a groove or a guard band made of a nonmagnetic material to reduce magnetic interference between adjacent tracks. Has attracted attention. When manufacturing such a discrete track medium, a magnetic layer pattern can be formed by an imprint method using a stamper, and the magnetic layer corresponding to a signal in the servo area along with the recording track pattern by the imprint method. If this pattern is also formed, the servo track write process can be eliminated, leading to cost reduction.

従来、ディスクリートトラック媒体について、サーボ領域における位置検出マーク(サーボパターン)について言及した文献がある(特許文献1)。しかし、従来技術では、ディスクリートトラック媒体における再生信号の品質については検討されていない。
特開2004−110896号公報
Conventionally, there is a document that refers to a position detection mark (servo pattern) in a servo area for a discrete track medium (Patent Document 1). However, in the prior art, the quality of the reproduction signal on the discrete track medium has not been studied.
JP 2004-110896 A

本発明者らはディスクリートトラック媒体の再生実験を行った際に生じうる再生エラーの原因を検討した結果、以下のような結論に達した。浮上型磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置では、磁気ディスクの外周側ほどヘッド浮上量(フライングハイト:FH)が高くなる。これは、外周ほど磁気ディスクの周速が速く、ヘッドスライダが受ける空気の圧力が高くなるためである。   As a result of examining the cause of the reproduction error that may occur when the discrete track medium is reproduced, the present inventors have reached the following conclusion. In a magnetic disk apparatus using a floating magnetic head, the head flying height (flying height: FH) increases toward the outer peripheral side of the magnetic disk. This is because the peripheral speed of the magnetic disk is faster toward the outer periphery, and the air pressure received by the head slider is higher.

ところで、ディスクリートトラック媒体のデータ領域は、半径方向において記録トラックをなす磁性層のパターンと記録トラックを分離する非磁性部が交互に形成されている。このようなディスクリートトラック媒体において、ディスク全面において磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が均一であると、外周側または内周側で十分な信号ノイズ比(SNR)が得られず、再生エラーを発生させることがわかってきた。   By the way, in the data area of the discrete track medium, the pattern of the magnetic layer forming the recording track and the nonmagnetic portion separating the recording track are alternately formed in the radial direction. In such a discrete track medium, if the area ratio between the magnetic layer pattern and the nonmagnetic portion is uniform over the entire disk surface, a sufficient signal-to-noise ratio (SNR) cannot be obtained on the outer or inner circumference side, and reproduction is performed. It has been found to generate an error.

本発明の目的は、再生エラーを抑制することができる、ディスクリートトラック型の磁気ディスク、およびこの磁気ディスクを有する磁気ディスク装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a discrete track type magnetic disk capable of suppressing a reproduction error, and a magnetic disk device having the magnetic disk.

本発明の一態様に係る磁気ディスクは、ディスク基板上に形成された、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域と、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域と、前記磁性層のパターンを分離する非磁性部とを有し、前記データ領域における前記非磁性部の幅が半径位置によらず一定であり、かつ前記データ領域における前記記録トラックのピッチは、外周側の方が内周側よりも小さく、前記データ領域における前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする。 A magnetic disk according to an aspect of the present invention includes a data area formed on a disk substrate including a magnetic layer pattern forming a recording track, a servo area including a magnetic layer pattern used as a servo signal, A nonmagnetic portion for separating the pattern of the magnetic layer, the width of the nonmagnetic portion in the data region is constant regardless of the radial position, and the pitch of the recording track in the data region is The area ratio is smaller than the inner peripheral side, and the area ratio between the pattern of the magnetic layer and the non-magnetic portion in the data region differs depending on the radial position.

本発明の他の態様に係る磁気ディスク装置は、上記の磁気ディスクと、浮上型磁気ヘッドとを具備したことを特徴とする。   A magnetic disk device according to another aspect of the present invention includes the above magnetic disk and a floating magnetic head.

本発明の実施形態に係る磁気ディスクおよび磁気ディスク装置によれば、再生エラーを抑制することができる。   According to the magnetic disk and the magnetic disk device according to the embodiment of the present invention, reproduction errors can be suppressed.

図1に本発明の実施形態に係る磁気ディスク(ディスクリートトラック媒体)の概略的な平面図を示す。磁気ディスク1には、円周方向に沿って、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域2と、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域3とが交互に形成されている。なお、図1にはサーボ領域2を8つしか図示していないが、実際には例えば120というように多数のサーボ領域が存在する。また、図1ではサーボ領域2は半径方向に直線的な形状を有するものとして示しているが、サーボ領域2の形状はヘッドスライダを移動させるアクチュエータアームの軌跡に沿った円弧をなしていてもよい。サーボ領域2およびデータ領域3において、磁性層のパターンは非磁性部によって分離されている。ここで、非磁性部とは磁性層のパターンを分離する溝内の空気やカーボン保護層でもよいし、前記溝内に充填された絶縁層でもよい。   FIG. 1 is a schematic plan view of a magnetic disk (discrete track medium) according to an embodiment of the present invention. On the magnetic disk 1, servo areas 2 including magnetic layer patterns used as servo signals and data areas 3 including magnetic layer patterns forming recording tracks are alternately formed along the circumferential direction. Yes. Although only eight servo areas 2 are shown in FIG. 1, there are actually a large number of servo areas such as 120. In FIG. 1, the servo area 2 is shown as having a linear shape in the radial direction. However, the servo area 2 may have an arc along the trajectory of the actuator arm that moves the head slider. . In the servo area 2 and the data area 3, the pattern of the magnetic layer is separated by a nonmagnetic portion. Here, the nonmagnetic portion may be air in a groove that separates the pattern of the magnetic layer, a carbon protective layer, or an insulating layer filled in the groove.

本発明の実施形態においては、データ領域3の半径位置に応じて、内周側のデータ領域3i、中間のデータ領域3m、および外周側のデータ領域3oの3つに区分し、それぞれの領域で磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が異なるようにしている。ここでは、データ領域3を半径位置によって3つに区分した例を示しているが、半径位置によるデータ領域3の区分は3つに限らず、2以上であればよい。   In the embodiment of the present invention, according to the radial position of the data area 3, the data area 3 is divided into an inner data area 3i, an intermediate data area 3m, and an outer data area 3o. The area ratio between the pattern of the magnetic layer and the nonmagnetic part is made different. Here, an example is shown in which the data area 3 is divided into three according to the radial position, but the number of the data area 3 according to the radial position is not limited to three and may be two or more.

図2を参照して、本発明の実施形態に係る磁気ディスク1の表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す。図2に示すように、円周方向に沿ってサーボ領域2とデータ領域3とが交互に形成されている。サーボ領域2は、それぞれ磁性層のパターンで形成された、プリアンブル部21、アドレス部22、バースト部23などの領域を含む。なお、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいてもよいし、各領域の順序や配置が異なっていてもよい。データ領域3には、磁性層のパターンからなる記録トラック31と、溝からなるガードバンド32とが半径方向に沿って交互に形成されている。   With reference to FIG. 2, an example of the magnetic layer pattern formed on the surface of the magnetic disk 1 according to the embodiment of the present invention is shown. As shown in FIG. 2, servo areas 2 and data areas 3 are alternately formed along the circumferential direction. The servo area 2 includes areas such as a preamble portion 21, an address portion 22, and a burst portion 23, each formed by a magnetic layer pattern. In addition to these regions, a gap portion may be included, and the order and arrangement of the regions may be different. In the data area 3, recording tracks 31 made of magnetic layer patterns and guard bands 32 made of grooves are alternately formed along the radial direction.

図3〜図5を参照して、本発明の実施形態に係る磁気ディスク1について、半径位置によって磁性層パターン52と非磁性部との面積比率を変化させる仕方を例示する。説明を単純にするために、これらの図ではディスク基板51とその上の磁性層パターン52のみを示している。   With reference to FIGS. 3 to 5, for the magnetic disk 1 according to the embodiment of the present invention, a method of changing the area ratio between the magnetic layer pattern 52 and the nonmagnetic portion according to the radial position will be exemplified. In order to simplify the explanation, in these drawings, only the disk substrate 51 and the magnetic layer pattern 52 thereon are shown.

図3では、内周側データ領域3i、中間データ領域3mおよび外周側データ領域3oのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを、外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。すなわち、トラックピッチTPi、TPm、TPoの関係を、TPi>TPm>TPoとしている。この例では、データ領域の半径位置によらず非磁性部(ガードバンド)の幅を一定とし、記録トラック幅を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。こうして、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。 In FIG. 3, the pitches of the recording tracks in the inner data area 3i, the intermediate data area 3m, and the outer data area 3o are made smaller on the outer circumference side than on the inner circumference side. That is, the relationship between the track pitches TP i , TP m and TP o is set as TP i > TP m > TP o . In this example, the width of the nonmagnetic portion (guard band) is made constant regardless of the radial position of the data area, and the recording track width is made smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side. In this way, the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion is set smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side.

図4では、内周側データ領域3i、中間データ領域3mおよび外周側データ領域3oのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを、外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。すなわち、トラックピッチTPi、TPm、TPoの関係を、TPi<TPm<TPoとしている。この例では、データ領域の半径位置によらず非磁性部(ガードバンド)の幅を一定とし、記録トラック幅を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。こうして、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしている。 In FIG. 4, the pitch of the recording track in each of the inner circumference data area 3i, the intermediate data area 3m, and the outer circumference data area 3o is set larger on the outer circumference side than on the inner circumference side. That is, the track pitch TP i, TP m, the relation between TP o, is set to TP i <TP m <TP o . In this example, the width of the nonmagnetic portion (guard band) is made constant regardless of the radial position of the data area, and the recording track width is made larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side. In this way, the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion is set larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side.

図5では、内周側データ領域3i、中間データ領域3mおよび外周側データ領域3oのそれぞれの領域における記録トラックのピッチを一定にしている(TPi=TPm=TPo)。一方、非磁性部(ガードバンド)の幅を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにして、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにしている。 In FIG. 5, the recording track pitches in the inner data area 3i, the intermediate data area 3m, and the outer data area 3o are constant (TP i = TP m = TP o ). On the other hand, the width of the nonmagnetic portion (guard band) is set larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side, and the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion is set on the outer peripheral side than on the inner peripheral side. I try to make it smaller.

図示しないが、図5と逆に、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも大きくなるようにしてもよい。   Although not shown, contrary to FIG. 5, the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion may be larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side.

図6を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録装置を説明する。この磁気記録装置は、筐体70の内部に、磁気ディスク71と、磁気ヘッドを含むヘッドスライダ76と、ヘッドスライダ76を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ(サスペンション75とアクチュエータアーム74)と、ボイスコイルモータ(VCM)77と、回路基板とを備える。   A magnetic recording apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This magnetic recording apparatus includes a magnetic disk 71, a head slider 76 including a magnetic head, a head suspension assembly (suspension 75 and actuator arm 74) that supports the head slider 76, and a voice coil motor ( VCM) 77 and a circuit board.

磁気ディスク71はスピンドルモータ72に取り付けられて回転され、垂直磁気記録方式により各種のディジタルデータが記録される。ヘッドスライダ76に組み込まれている磁気ヘッドはいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、シールド型MR再生素子(GMR膜、TMR膜など)を用いたリードヘッドとを含む。アクチュエータアーム74の一端にサスペンション75が保持され、サスペンション75によってヘッドスライダ76を磁気ディスク71に対向するように支持する。アクチュエータアーム74はピボット73に取り付けられる。アクチュエータアーム74の他端にはボイスコイルモータ(VCM)77が設けられている。ボイスコイルモータ(VCM)77によってヘッドサスペンションアッセンブリを駆動して、磁気ヘッドを磁気ディスク71の任意の半径位置に位置決めする。このときヘッドスライダ76および磁気ヘッドは磁気ディスク71上で浮上している。回路基板はヘッドICを備え、ボイスコイルモータ(VCM)の駆動信号、および磁気ヘッドによる読み書きを制御するための制御信号などを生成する。   The magnetic disk 71 is attached to a spindle motor 72 and rotated, and various digital data are recorded by a perpendicular magnetic recording system. The magnetic head incorporated in the head slider 76 is a so-called composite head, and includes a single magnetic pole structure write head and a read head using a shield type MR reproducing element (GMR film, TMR film, etc.). A suspension 75 is held at one end of the actuator arm 74, and the head slider 76 is supported by the suspension 75 so as to face the magnetic disk 71. The actuator arm 74 is attached to the pivot 73. A voice coil motor (VCM) 77 is provided at the other end of the actuator arm 74. A head suspension assembly is driven by a voice coil motor (VCM) 77 to position the magnetic head at an arbitrary radial position of the magnetic disk 71. At this time, the head slider 76 and the magnetic head are flying above the magnetic disk 71. The circuit board includes a head IC, and generates a drive signal for a voice coil motor (VCM), a control signal for controlling reading and writing by the magnetic head, and the like.

図3または図5のように、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにした磁気ディスクを用いた場合には、以下のような効果が得られる。外周側では、ディスクの周速は速いが、磁性層パターン52の面積比率が相対的に小さいためヘッドスライダが磁性層パターン52から受ける空気の圧力が小さくなる。内周側では、ディスクの周速は遅いが、磁性層パターン52の面積比率が相対的に大きいためヘッドスライダが磁性層パターン52から受ける空気の圧力が大きくなる。したがって、ディスクの半径位置によらず磁気ヘッドの浮上量(FH)を均一に近づけることができる。また、ビット誤り率(BER)の厳しい内周側で磁性層パターン52の面積比率が相対的に大きいため、信号ノイズ比(SNR)を低減できる。   As shown in FIG. 3 or 5, when a magnetic disk in which the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion is smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side, the following effects are obtained. Is obtained. On the outer peripheral side, the peripheral speed of the disk is fast, but since the area ratio of the magnetic layer pattern 52 is relatively small, the pressure of the air received by the head slider from the magnetic layer pattern 52 becomes small. On the inner peripheral side, the peripheral speed of the disk is slow, but since the area ratio of the magnetic layer pattern 52 is relatively large, the pressure of the air received by the head slider from the magnetic layer pattern 52 increases. Therefore, the flying height (FH) of the magnetic head can be made uniform regardless of the radial position of the disk. Further, since the area ratio of the magnetic layer pattern 52 is relatively large on the inner peripheral side where the bit error rate (BER) is severe, the signal-to-noise ratio (SNR) can be reduced.

図4のように、非磁性部に対する磁性層パターン52の面積比率を外周側の方が内周側よりも小さくなるようにした磁気ディスクを用いた場合には、以下のような効果が得られる。外周側では、磁気ヘッドの浮上量(FH)が高いが、磁性層パターン52の面積比率が相対的に大きく磁性層パターン52からの磁化量が大きいため、信号ノイズの低減を図ることができる。   As shown in FIG. 4, when a magnetic disk is used in which the area ratio of the magnetic layer pattern 52 to the nonmagnetic portion is smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side, the following effects can be obtained. . On the outer peripheral side, the flying height (FH) of the magnetic head is high, but since the area ratio of the magnetic layer pattern 52 is relatively large and the amount of magnetization from the magnetic layer pattern 52 is large, signal noise can be reduced.

(実施例1)
図7(A)〜(F)および図8(A)〜(F)に示す工程に従って、インプリント法により磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクは、データ領域が半径位置4.8mm〜10.2mmの範囲にあり、1トラックが120セクタで構成され、1セクタの容量が10000ビットである。
Example 1
A magnetic disk was manufactured by imprinting according to the steps shown in FIGS. 7A to 7F and FIGS. 8A to 8F. In this magnetic disk, the data area is in a radial position range of 4.8 mm to 10.2 mm, one track is composed of 120 sectors, and the capacity of one sector is 10,000 bits.

本実施例では、磁気ディスクの内周側のデータ領域3i、中間のデータ領域3m、および外周側のデータ領域3oの半径位置と、それぞれの領域のトラックピッチを以下のように設定した。   In the present embodiment, the radial positions of the data area 3i on the inner circumference side, the intermediate data area 3m, and the data area 3o on the outer circumference side of the magnetic disk and the track pitch of each area are set as follows.

半径位置 トラックピッチ
内周側 4.8mm〜6.6mm 250nm
中間 6.6mm〜8.4mm 225nm
外周側 8.4mm〜10.2mm 200nm。
Radial position Track pitch inner circumference side 4.8mm to 6.6mm 250nm
Middle 6.6mm-8.4mm 225nm
Outer peripheral side: 8.4 mm to 10.2 mm 200 nm.

なお、非磁性部(ガードバンド)の幅はいずれの領域でも70nmとした。したがって、この磁気ディスクは図3に示すような構造を有し、外周側における磁性層パターン52/非磁性部の面積比率が内周側よりも小さくなっている。   The width of the nonmagnetic part (guard band) was 70 nm in any region. Therefore, this magnetic disk has a structure as shown in FIG. 3, and the area ratio of the magnetic layer pattern 52 / nonmagnetic portion on the outer peripheral side is smaller than that on the inner peripheral side.

以下、本実施例の磁気ディスクの製造方法をより詳細に説明する。
まず、図7(A)〜(F)に示す方法によりスタンパを作製した。
図7(A)に示すように、6インチ径のSiウエハー41を用意し、その表面をヘキサメチルジシラザン(HMDS)で処理した。一方、日本ゼオン社製のレジストZEP−520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した。Siウエハー41上にレジスト溶液をスピンコートした後、200℃で3分間プリベークして、厚さ約0.1μmのレジスト42を形成した。
Hereinafter, the method for manufacturing the magnetic disk of this embodiment will be described in more detail.
First, a stamper was produced by the method shown in FIGS.
As shown in FIG. 7A, a 6-inch diameter Si wafer 41 was prepared, and the surface thereof was treated with hexamethyldisilazane (HMDS). On the other hand, resist ZEP-520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. was diluted 2-fold with anisole and filtered through a 0.2 μm membrane filter. A resist solution was spin-coated on the Si wafer 41 and then pre-baked at 200 ° C. for 3 minutes to form a resist 42 having a thickness of about 0.1 μm.

図7(B)に示すように、ZrO/W熱電界放射型の電子銃エミッターを有する電子ビーム描画装置を用い、加速電圧50kVの条件で、Siウエハー1上のレジスト2に所望のパターンを直接描画した。描画時にはサーボパターン、バーストパターン、アドレスパターン、トラックパターンを形成するための信号と、描画装置のステージ駆動系へ送る信号と、電子ビームの偏向制御信号とを同期させて発生する信号源を用いた。描画中は線速度500mm/sのCLV(Constant Linear Velocity)でステージを回転させるとともに、半径方向にもステージを移動させた。また、1回転毎に電子ビームに偏向をかけて、同心円をなすトラック領域を描画した。   As shown in FIG. 7B, a desired pattern is directly formed on the resist 2 on the Si wafer 1 using an electron beam lithography apparatus having a ZrO / W thermal field emission type electron gun emitter under the condition of an acceleration voltage of 50 kV. Drawn. When writing, a signal source that generates signals in synchronism with signals for forming servo patterns, burst patterns, address patterns, track patterns, signals sent to the stage drive system of the drawing apparatus, and deflection control signals for electron beams was used. . During drawing, the stage was rotated at a linear velocity of 500 mm / s with CLV (Constant Linear Velocity), and the stage was also moved in the radial direction. Also, a concentric track area was drawn by deflecting the electron beam every rotation.

図7(C)に示すように、Siウエハー41をZED−N50(日本ゼオン社製)に90秒間浸漬してレジスト42を現像した後、ZMD−B(日本ゼオン社製)に90秒間浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させ、レジスト原盤45を作製した。   As shown in FIG. 7C, the Si wafer 41 is immersed in ZED-N50 (manufactured by ZEON Corporation) for 90 seconds to develop the resist 42, and is then immersed in ZMD-B (manufactured by ZEON Corporation) for 90 seconds. The resist master 45 was prepared by rinsing and drying by air blow.

図7(D)に示すように、レジスト原盤45上にスパッタリングによってNiからなる導電膜46を形成した。具体的には、ターゲットに純ニッケルを使用し、8×10-3Paまで真空引きした後、アルゴンガスを導入して圧力を1Paに調整したチャンバー内で400WのDCパワーを印加して40秒間スパッタリングを行い、厚さ約30nmの導電膜46を成膜した。 As shown in FIG. 7D, a conductive film 46 made of Ni was formed on the resist master 45 by sputtering. Specifically, after using pure nickel as a target and evacuating to 8 × 10 −3 Pa, a DC power of 400 W was applied for 40 seconds in a chamber in which argon gas was introduced and the pressure was adjusted to 1 Pa. Sputtering was performed to form a conductive film 46 having a thickness of about 30 nm.

図7(E)に示すように、導電膜46をつけたレジスト原盤45をスルファミン酸ニッケルメッキ液(昭和化学(株)製、NS−160)に浸漬し、90分間Ni電鋳して、厚さ約300μmの電鋳膜47を形成した。電鋳浴条件は次の通りである。   As shown in FIG. 7 (E), the resist master 45 with the conductive film 46 is immersed in a nickel sulfamate plating solution (NS-160, Showa Chemical Co., Ltd.), Ni electroformed for 90 minutes, An electroformed film 47 having a thickness of about 300 μm was formed. The electroforming bath conditions are as follows.

スルファミン酸ニッケル:600g/L
ホウ酸:40g/L
界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム):0.15g/L
液の温度:55℃
pH:4.0
電流密度:20A/dm2
Nickel sulfamate: 600 g / L
Boric acid: 40 g / L
Surfactant (sodium lauryl sulfate): 0.15 g / L
Liquid temperature: 55 ° C
pH: 4.0
Current density: 20 A / dm 2 .

図7(F)に示すように、レジスト原盤45から、電鋳膜47および導電膜46をレジスト残渣がついた状態で剥離した。酸素プラズマアッシングによりレジスト残渣を除去した。具体的には、酸素ガスを100ml/minで導入して圧力を4Paに調整したチャンバー内で100Wのパワーを印加して20分間プラズマアッシングを行った。こうした導電膜46および電鋳膜47を含むファザースタンパを得た。その後、ファザー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スタンパ48を得た。   As shown in FIG. 7F, the electroformed film 47 and the conductive film 46 were peeled off from the resist master 45 with a resist residue attached. Resist residues were removed by oxygen plasma ashing. Specifically, plasma ashing was performed for 20 minutes by applying a power of 100 W in a chamber in which oxygen gas was introduced at 100 ml / min and the pressure was adjusted to 4 Pa. A father stamper including the conductive film 46 and the electroformed film 47 was obtained. Thereafter, an imprint stamper 48 was obtained by punching unnecessary portions of the father stamper with a metal blade.

次に、図8(A)〜(F)に示す方法により、磁気ディスクを作製した。
図8(A)に示すように、スタンパ48をアセトンで15分間超音波洗浄をした。インプリント時の離型性を高めるために、スタンパ48に次のような処理を施した。フルオロアルキルシラン[CF3(CF27CH2CH2Si(OMe)3](GE東芝シリコーン株式会社製、TSL8233)をエタノールで5%に希釈した溶液を調製した。スタンパ48をこの溶液に30分間浸し、ブロアーで溶液をとばした後に、120℃で1時間アニールした。
Next, a magnetic disk was manufactured by the method shown in FIGS.
As shown in FIG. 8A, the stamper 48 was ultrasonically cleaned with acetone for 15 minutes. In order to improve the releasability during imprinting, the stamper 48 was subjected to the following treatment. A solution was prepared by diluting fluoroalkylsilane [CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OMe) 3 ] (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8233) to 5% with ethanol. The stamper 48 was immersed in this solution for 30 minutes, the solution was blown off with a blower, and annealed at 120 ° C. for 1 hour.

一方、0.85インチ径のドーナツ型ガラスからなるディスク基板51上にスパッタリングにより磁気記録層52を形成した。この磁気記録層52上にレジスト55(ローム・アンド・ハース製、S1801)を回転数3800rpmでスピンコートした。   On the other hand, a magnetic recording layer 52 was formed by sputtering on a disk substrate 51 made of 0.85 inch diameter donut glass. A resist 55 (manufactured by Rohm and Haas, S1801) was spin-coated on the magnetic recording layer 52 at a rotational speed of 3800 rpm.

図8(B)に示すように、スタンパ48をディスク基板51表面のレジスト55に押し付け、2000barで1分間プレスすることによって、レジスト55にスタンパ48のパターンを転写した。パターンが転写されたレジスト55を5分間UV照射した後、160℃で30分間ベークした。インプリントによる凹凸形成プロセスでは、パターン凹部の底にレジスト残渣が残る。   As shown in FIG. 8B, the stamper 48 was pressed against the resist 55 on the surface of the disk substrate 51 and pressed at 2000 bar for 1 minute to transfer the pattern of the stamper 48 to the resist 55. The resist 55 to which the pattern was transferred was irradiated with UV for 5 minutes and then baked at 160 ° C. for 30 minutes. In the unevenness formation process by imprinting, a resist residue remains on the bottom of the pattern recess.

1000枚目にインプリントしたディスク基板を用い、ICP(誘導結合プラズマ)エッチング装置によって、図8(C)に示すように2mTorrで酸素ガスを用いたRIEによりパターン凹部の底にあるレジスト残渣を除去し、続けて、図8(D)に示すようにレジスト55のパターンをマスクとしてArイオンミリングにより磁気記録層52をエッチングした。図8(E)に示すように、400W、1Torrで酸素RIEによりレジスト55のパターンを剥離した。図8(F)に示すように、CVD(化学気相成長)により全面に約3nmのダイヤモンドライクカーボン(DLC)からなる保護層53を成膜した。その後、作製した磁気ディスクにディップ法により約1nm厚の潤滑剤を塗布した。   Using the 1000th imprinted disk substrate, the ICP (inductively coupled plasma) etching device removes the resist residue at the bottom of the pattern recess by RIE using oxygen gas at 2 mTorr as shown in FIG. 8C. Subsequently, as shown in FIG. 8D, the magnetic recording layer 52 was etched by Ar ion milling using the pattern of the resist 55 as a mask. As shown in FIG. 8E, the pattern of the resist 55 was peeled off by oxygen RIE at 400 W and 1 Torr. As shown in FIG. 8F, a protective layer 53 made of about 3 nm of diamond-like carbon (DLC) was formed on the entire surface by CVD (chemical vapor deposition). Thereafter, a lubricant having a thickness of about 1 nm was applied to the produced magnetic disk by a dip method.

製造した磁気ディスクを用いて図6に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図9に示すような浮上量データが得られた。この図に示されるように、ディスクの半径位置によらず磁気ヘッドの浮上量はほぼ一定していた。また、ディスク全面において磁気信号を良好に再生できた。   A magnetic recording apparatus as shown in FIG. 6 was manufactured using the manufactured magnetic disk, and a magnetic head flying test was performed by rotating the magnetic disk. As a result, flying height data as shown in FIG. 9 was obtained. As shown in this figure, the flying height of the magnetic head was almost constant regardless of the radial position of the disk. Also, the magnetic signal could be reproduced satisfactorily on the entire disk surface.

参照例として、ディスクリート型ではない従来の面内記録媒体を用いて図6に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図10に示すような浮上量データが得られた。この場合、磁気ディスクの外周側ほど浮上量が高くなっていた。   As a reference example, a magnetic recording apparatus as shown in FIG. 6 was manufactured using a conventional in-plane recording medium that is not a discrete type, and a magnetic head flying test was performed by rotating the magnetic disk. As a result, flying height data as shown in FIG. 10 was obtained. In this case, the flying height increases toward the outer peripheral side of the magnetic disk.

比較のために、半径位置4.8mm〜10.2mmのすべてのデータ領域において、トラックピッチを200nm、非磁性部(ガードバンド)の幅を70nmとした磁気ディスクを作製し、実施例1と同様に磁気ヘッドを浮上させて磁気信号を再生した。その結果、内周部で再生エラーが起こり、再生不可能であった。   For comparison, a magnetic disk having a track pitch of 200 nm and a nonmagnetic portion (guard band) width of 70 nm in all data regions having a radial position of 4.8 mm to 10.2 mm was manufactured. The magnetic head was levitated to reproduce the magnetic signal. As a result, a reproduction error occurred in the inner periphery, and reproduction was impossible.

(実施例2)
実施例1と同様の工程にしたがって、データ領域が半径位置4.8mm〜10.2mmの範囲にあり、1トラックが120セクタで構成され、1セクタの容量が10000ビットである磁気ディスクをインプリント法により作製した。
(Example 2)
According to the same process as in the first embodiment, a magnetic disk in which the data area is in the radius range of 4.8 mm to 10.2 mm, one track is composed of 120 sectors, and the capacity of one sector is 10,000 bits is imprinted. It was produced by the method.

本実施例では、磁気ディスクの内周側のデータ領域3i、中間のデータ領域3m、および外周側のデータ領域3oの半径位置と、それぞれの領域のトラックピッチを以下のように設定した。   In the present embodiment, the radial positions of the data area 3i on the inner circumference side, the intermediate data area 3m, and the data area 3o on the outer circumference side of the magnetic disk and the track pitch of each area are set as follows.

半径位置 トラックピッチ
内周側 4.8mm〜6.6mm 300nm
中間 6.6mm〜8.4mm 400nm
外周側 8.4mm〜10.2mm 500nm。
Radial position Track pitch inner circumference side 4.8mm ~ 6.6mm 300nm
Middle 6.6mm-8.4mm 400nm
Outer peripheral side: 8.4 mm to 10.2 mm 500 nm.

なお、非磁性部(ガードバンド)の幅はいずれの領域でも100nmとした。したがって、この磁気ディスクは図4に示すような構造を有し、外周側における磁性層パターン52/非磁性部の面積比率が内周側よりも大きくなっている。   The width of the nonmagnetic part (guard band) was 100 nm in any region. Therefore, this magnetic disk has a structure as shown in FIG. 4, and the area ratio of the magnetic layer pattern 52 / nonmagnetic portion on the outer peripheral side is larger than that on the inner peripheral side.

1000枚目にインプリントしたディスク基板を用いて実施例1と同様に磁気ディスクを作製した。製造した磁気ディスクを用いて図6に示すような磁気記録装置を作製し、磁気ディスクを回転させて磁気ヘッドの浮上テストを行った。その結果、図11に示すような浮上量データが得られた。この図に示されるように、磁気ディスクの外周側ほど浮上量が高くなっていたが、ディスク全面において磁気信号を良好に再生できた。   A magnetic disk was manufactured in the same manner as in Example 1 by using the disk substrate imprinted on the 1000th sheet. A magnetic recording apparatus as shown in FIG. 6 was manufactured using the manufactured magnetic disk, and a magnetic head flying test was performed by rotating the magnetic disk. As a result, flying height data as shown in FIG. 11 was obtained. As shown in this figure, the flying height increased toward the outer peripheral side of the magnetic disk, but the magnetic signal could be satisfactorily reproduced on the entire disk surface.

比較のために、半径位置4.8mm〜10.2mmのすべてのデータ領域において、トラックピッチを300nm、非磁性部(ガードバンド)の幅を100nmとした磁気ディスクを作製し、上記と同様に磁気ヘッドを浮上させて磁気信号を再生した。その結果、外周部で再生エラーが起こり、再生不可能であった。   For comparison, a magnetic disk having a track pitch of 300 nm and a non-magnetic portion (guard band) width of 100 nm in all data regions having a radial position of 4.8 mm to 10.2 mm was manufactured. The magnetic signal was reproduced by flying the head. As a result, a reproduction error occurred at the outer periphery, and reproduction was impossible.

以上においては、磁性層パターンが溝からなるガードバンドによって分離されている磁気ディスクについて説明したが、本発明の実施形態に係る磁気ディスクは磁性層パターンの間の溝部分に非磁性体を埋め込んだ後、研磨・エッチングなどの加工プロセスを経て表面を平坦化したものでもよい。   In the above, the magnetic disk in which the magnetic layer pattern is separated by the guard band including the grooves has been described. However, the magnetic disk according to the embodiment of the present invention has a nonmagnetic material embedded in the groove portion between the magnetic layer patterns. Thereafter, the surface may be flattened through a processing process such as polishing and etching.

図12に、このような磁気ディスクの断面図を示す。図12において、ディスク基板101上に、下地層102、磁気記録層103および保護層104が形成され、表面に潤滑層105が塗布されている。磁気記録層103は磁性層パターン111とその間を充填する非磁性体112を含み、表面が平坦化されている。その上に形成されている保護層104は電子顕微鏡の断面観察やAFM測定によれば概ね凹凸のない表面を有する。しかし、ヘッドスライダを浮上させると、磁気ディスクの表面に凹凸があるような浮上量変化・変動が観察されることがわかった。その理由を詳細に調べたところ、潤滑層105の厚さが磁性体部分と非磁性体部分の上で異なることがわかった。その理由はよくわからないが次のような現象が起こっているものと想起される。図12に示すように、磁気記録層103の中の磁性体部分と非磁性体部分の上では、DLC保護層104の成長が開始される界面の違いによって膜質が微視的に異なる。この結果、DLC保護層104の表面の原子構造が異なってくる。図12では、磁性体部分の上部に成長したDLC保護層104の表面を太い線で示している。このため、表面の原子構造が異なるDLC保護層104上に潤滑剤の厚さも異なってくる。成膜法の違いに基づくDLCの膜質の違いによって付着する潤滑剤の厚さが異なることは、当業者にとって一般に知られていることである。この現象がミクロに起こるため、図12に強調して示すように、潤滑層の厚さが異なるようになる。ヘッドスライダは潤滑層105の表面を、浮上の基準となる実効的な底面として感じるので、この厚さの差が浮上量の差・変動へとつながると考えられる。   FIG. 12 shows a cross-sectional view of such a magnetic disk. In FIG. 12, an underlayer 102, a magnetic recording layer 103, and a protective layer 104 are formed on a disk substrate 101, and a lubricating layer 105 is applied to the surface. The magnetic recording layer 103 includes a magnetic layer pattern 111 and a non-magnetic material 112 filling the space, and the surface is flattened. The protective layer 104 formed thereon has a substantially uneven surface according to cross-sectional observation with an electron microscope and AFM measurement. However, it was found that when the head slider was levitated, changes and fluctuations in the flying height were observed such that the surface of the magnetic disk had irregularities. When the reason was examined in detail, it was found that the thickness of the lubricating layer 105 was different between the magnetic part and the non-magnetic part. The reason is not clear, but it is recalled that the following phenomenon is occurring. As shown in FIG. 12, on the magnetic part and the non-magnetic part in the magnetic recording layer 103, the film quality is microscopically different depending on the interface where the growth of the DLC protective layer 104 is started. As a result, the atomic structure of the surface of the DLC protective layer 104 is different. In FIG. 12, the surface of the DLC protective layer 104 grown on the magnetic material portion is indicated by a thick line. For this reason, the thickness of the lubricant is also different on the DLC protective layer 104 having a different surface atomic structure. It is generally known to those skilled in the art that the thickness of the adhering lubricant varies depending on the difference in the film quality of DLC based on the difference in the film formation method. Since this phenomenon occurs microscopically, the thickness of the lubricating layer becomes different as shown in FIG. Since the head slider feels the surface of the lubricating layer 105 as an effective bottom surface that serves as a reference for flying, it is considered that this difference in thickness leads to differences and fluctuations in the flying height.

以下、本発明に実施形態に係る磁気ディスクの各層に用いられる材料や、各層の積層構造について説明する。   Hereinafter, materials used for each layer of the magnetic disk according to the embodiment of the present invention and a laminated structure of each layer will be described.

<磁気ディスク基板>
磁気ディスク基板としては、たとえばガラス基板、Al系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するSi単結晶基板、およびこれらの基板の表面にNiP層を形成したものなどを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。基板の表面にNiP層を形成するには、メッキやスパッタリングが用いられる。
<Magnetic disk substrate>
As the magnetic disk substrate, for example, a glass substrate, an Al-based alloy substrate, a ceramic substrate, a carbon substrate, a Si single crystal substrate having an oxidized surface, and a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of these substrates can be used. Amorphous glass or crystallized glass can be used for the glass substrate. Examples of the amorphous glass include soda lime glass and aluminosilicate glass. Examples of crystallized glass include lithium-based crystallized glass. As the ceramic substrate, a sintered body mainly composed of aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride or the like, or a fiber reinforced one of these sintered bodies can be used. To form the NiP layer on the surface of the substrate, plating or sputtering is used.

<軟磁性下地層>
垂直磁気記録媒体を作製する場合には、軟磁性下地層(SUL)上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体とする。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。
<Soft magnetic underlayer>
When producing a perpendicular magnetic recording medium, a so-called perpendicular double-layer medium having a perpendicular magnetic recording layer on a soft magnetic underlayer (SUL) is used. The soft magnetic underlayer of the perpendicular double-layer medium is provided in order to pass the recording magnetic field from the recording magnetic pole and to return the recording magnetic field to the return yoke disposed in the vicinity of the recording magnetic pole. That is, the soft magnetic underlayer plays a part of the function of the recording head and plays a role of improving the recording efficiency by applying a steep vertical magnetic field to the recording layer.

軟磁性下地層には、Fe、NiおよびCoのうち少なくとも1種を含む高透磁率材料が用いられる。このような材料として、FeCo系合金たとえばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金たとえばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系およびFeSi系合金たとえばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金たとえばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金たとえばFeZrNなどが挙げられる。   For the soft magnetic underlayer, a high magnetic permeability material containing at least one of Fe, Ni, and Co is used. Such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr and FeNiSi, FeAl alloys and FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, FeAlO, and FeTa alloys such as Examples thereof include FeZr alloys such as FeTa, FeTaC, and FeTaN, such as FeZrN.

軟磁性下地層に、Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。   For the soft magnetic underlayer, a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like containing Fe at 60 at% or more or a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix can be used.

軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Coは、好ましくは80at%以上含まれる。このようなCo合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばCoZr、CoZrNb、及びCoZrTa系合金などを挙げることができる。   As another material of the soft magnetic underlayer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can be used. Co is preferably contained at 80 at% or more. When such a Co alloy is formed by sputtering, an amorphous layer is easily formed. Amorphous soft magnetic materials do not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, and thus exhibit very excellent soft magnetism. Further, the use of an amorphous soft magnetic material can reduce the noise of the medium. Suitable examples of the amorphous soft magnetic material include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa-based alloys.

軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けてもよい。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。   An underlayer may be further provided under the soft magnetic underlayer in order to improve the crystallinity of the soft magnetic underlayer or the adhesion to the substrate. As the underlayer material, Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing these, or oxides or nitrides thereof can be used.

軟磁性下地層と垂直磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断すること、および記録層の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。   An intermediate layer made of a non-magnetic material may be provided between the soft magnetic underlayer and the perpendicular magnetic recording layer. The role of the intermediate layer is to block the exchange coupling interaction between the soft magnetic underlayer and the recording layer and to control the crystallinity of the recording layer. As the intermediate layer material, Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, an alloy containing these, or an oxide or nitride thereof can be used.

スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ0.5〜1.5nmのRuを挟んで反強磁性結合させてもよい。また、軟磁性層と、CoCrPt、SmCo、FePtなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはIrMn、PtMnなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させてもよい。この場合、交換結合力を制御するために、Ru層の上下に、磁性層たとえばCo、または非磁性層たとえばPtを積層してもよい。   In order to prevent spike noise, the soft magnetic underlayer may be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by sandwiching Ru having a thickness of 0.5 to 1.5 nm. Alternatively, the soft magnetic layer and a pinning layer made of a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, or FePt or an antiferromagnetic material such as IrMn or PtMn may be exchange-coupled. In this case, in order to control the exchange coupling force, a magnetic layer such as Co or a nonmagnetic layer such as Pt may be laminated on the upper and lower sides of the Ru layer.

<垂直磁気記録層>
垂直磁気記録層には、たとえば、Coを主成分とし、少なくともPtを含み、必要に応じてCrを含み、さらに酸化物(たとえば酸化シリコン、酸化チタン)を含む材料が用いられる。垂直磁気記録層中では、磁性結晶粒子が柱状構造をなしていることが好ましい。このような構造を有する垂直磁気記録層では、磁性結晶粒子の配向性および結晶性が良好であり、結果として高密度記録に適した信号/ノイズ比(S/N比)を得ることができる。上記のような構造を得るためには、酸化物の量が重要になる。酸化物の含有量は、Co、Pt、Crの総量に対して、3mol%以上12mol%以下が好ましく、5mol%以上10mol%以下がより好ましい。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量が上記の範囲であれば、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を孤立化および微細化させることができる。酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる。一方、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の孤立化および微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号/ノイズ比(S/N比)が得られなくなる。
<Perpendicular magnetic recording layer>
For the perpendicular magnetic recording layer, for example, a material containing Co as a main component, containing at least Pt, optionally containing Cr, and further containing an oxide (for example, silicon oxide or titanium oxide) is used. In the perpendicular magnetic recording layer, the magnetic crystal grains preferably have a columnar structure. In the perpendicular magnetic recording layer having such a structure, the orientation and crystallinity of the magnetic crystal grains are good, and as a result, a signal / noise ratio (S / N ratio) suitable for high-density recording can be obtained. In order to obtain the above structure, the amount of oxide is important. The content of the oxide is preferably 3 mol% or more and 12 mol% or less, and more preferably 5 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total amount of Co, Pt, and Cr. When the content of the oxide in the perpendicular magnetic recording layer is in the above range, the oxide is precipitated around the magnetic particles, and the magnetic particles can be isolated and refined. When the content of the oxide exceeds the above range, the oxide remains in the magnetic particles, the orientation and crystallinity of the magnetic particles are impaired, and further, oxides are deposited above and below the magnetic particles. As a result, the magnetic particles However, a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically is not formed. On the other hand, when the oxide content is less than the above range, isolation and miniaturization of the magnetic particles are insufficient, resulting in an increase in noise during recording and reproduction, and a signal / noise ratio suitable for high density recording ( (S / N ratio) cannot be obtained.

垂直磁気記録層のPtの含有量は、10at%以上25at%以下であることが好ましい。Pt含有量が上記範囲であると、垂直磁気記録層に必要な一軸磁気異方性定数Kuが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好になり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られる。Pt含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にfcc構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがある。一方、Pt含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適したKuしたがって熱揺らぎ特性が得られなくなる。   The Pt content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 10 at% or more and 25 at% or less. When the Pt content is in the above range, the uniaxial magnetic anisotropy constant Ku necessary for the perpendicular magnetic recording layer can be obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are improved, which is suitable for high density recording as a result. Thermal fluctuation characteristics and recording / reproduction characteristics can be obtained. When the Pt content exceeds the above range, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic particles, and the crystallinity and orientation may be impaired. On the other hand, when the Pt content is less than the above range, Ku suitable for high density recording, and hence thermal fluctuation characteristics, cannot be obtained.

垂直磁気記録層のCrの含有量は、0at%以上16at%以下が好ましく、10at%以上14at%以下がより好ましい。Cr含有量が上記範囲であると、磁性粒子の一軸磁気異方性定数Kuを下げることなく高い磁化を維持でき、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。Cr含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のKuが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、かつ磁性粒子の結晶性、配向性が悪化し、結果として記録再生特性が悪くなる。   The Cr content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0 at% or more and 16 at% or less, and more preferably 10 at% or more and 14 at% or less. When the Cr content is in the above range, high magnetization can be maintained without lowering the uniaxial magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic particles, and as a result, recording / reproducing characteristics suitable for high-density recording and sufficient thermal fluctuation characteristics can be obtained. . When the Cr content exceeds the above range, the Ku of the magnetic particles is reduced, so that the thermal fluctuation characteristics are deteriorated, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are deteriorated. As a result, the recording / reproducing characteristics are deteriorated.

垂直磁気記録層は、Co、Pt、Cr、酸化物に加えて、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reから選ばれる1種類以上の添加元素を含んでいてもよい。これらの添加元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進するか、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。これらの添加元素の合計含有量は、8at%以下であることが好ましい。8at%を超えた場合、磁性粒子中にhcp相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られなくなる。   The perpendicular magnetic recording layer contains one or more additive elements selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Pt, Cr, and oxide. You may go out. By including these additive elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording. it can. The total content of these additive elements is preferably 8 at% or less. If it exceeds 8 at%, phases other than the hcp phase are formed in the magnetic particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic particles are disturbed, resulting in recording / reproduction characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for high-density recording. It becomes impossible.

垂直磁気記録層の他の材料としては、CoPt系合金、CoCr系合金、CoPtCr系合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi、CoPtCrSiが挙げられる。垂直磁気記録層に、Pt、Pd、RhおよびRuからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とする合金と、Coとの多層膜を用いることもできる。また、これらの多層膜の各層に、Cr、BまたはOを添加した、CoCr/PtCr、CoB/PdB、CoO/RhOなどの多層膜を用いることもできる。   Other materials for the perpendicular magnetic recording layer include CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, and CoPtCrSi. For the perpendicular magnetic recording layer, a multilayer film of Co and an alloy mainly composed of at least one selected from the group consisting of Pt, Pd, Rh, and Ru can be used. In addition, a multilayer film such as CoCr / PtCr, CoB / PdB, or CoO / RhO to which Cr, B, or O is added can be used for each layer of these multilayer films.

垂直磁気記録層の厚さは、5〜60nmが好ましく、10〜40nmがより好ましい。この範囲の厚さを有する垂直磁気記録層は高記録密度に適している。垂直磁気記録層の厚さが5nm未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。一方、垂直磁気記録層の厚さが40nmを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、237000A/m(3000Oe)以上であることが好ましい。保磁力が237000A/m(3000Oe)未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、0.8以上であることが好ましい。垂直角型比が0.8未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。   The thickness of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 5 to 60 nm, and more preferably 10 to 40 nm. A perpendicular magnetic recording layer having a thickness in this range is suitable for high recording density. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is less than 5 nm, the reproduction output tends to be too low and the noise component tends to be higher. On the other hand, if the thickness of the perpendicular magnetic recording layer exceeds 40 nm, the reproduction output tends to be too high and the waveform tends to be distorted. The coercive force of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior. The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.

<保護層>
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ作用を有する。保護層の材料としては、たとえばC、SiO2、ZrO2を含む材料が挙げられる。保護層の厚さは、1〜10nmとすることが好ましい。保護層の厚さを上記の範囲にすると、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。
<Protective layer>
The protective layer functions to prevent corrosion of the perpendicular magnetic recording layer and to prevent damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Examples of the material for the protective layer include materials containing C, SiO 2 , and ZrO 2 . The thickness of the protective layer is preferably 1 to 10 nm. When the thickness of the protective layer is in the above range, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high density recording.

<潤滑層>
潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
<Lubrication layer>
As the lubricant, for example, perfluoropolyether, fluorinated alcohol, fluorinated carboxylic acid and the like can be used.

本発明の実施形態に係る磁気ディスク(ディスクリートトラック媒体)を概略的に示す平面図。1 is a plan view schematically showing a magnetic disk (discrete track medium) according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る磁気ディスクの表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す平面図。1 is a plan view showing an example of a magnetic layer pattern formed on a surface of a magnetic disk according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the magnetic disc from which the area ratio of a magnetic layer pattern and a nonmagnetic part differs according to radial position based on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクの他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the other example of the magnetic disc from which the area ratio of a magnetic layer pattern and a nonmagnetic part differs according to radial position based on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る、半径位置によって磁性層パターンと非磁性部との面積比率が異なる磁気ディスクのさらに他の例を示す断面図。Sectional drawing which shows the further another example of the magnetic disk which differs in the area ratio of a magnetic layer pattern and a nonmagnetic part based on radial position based on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図。1 is a perspective view showing a magnetic recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例において用いたスタンパの製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the stamper used in the Example of this invention. 本発明の実施例における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the magnetic disc in the Example of this invention. 実施例1の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。FIG. 3 is a diagram showing flying data of the magnetic head with respect to the magnetic disk of Example 1. 参照例の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。The figure which shows the flying data of the magnetic head with respect to the magnetic disk of a reference example. 実施例2の磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上データを示す図。FIG. 6 is a diagram showing flying data of a magnetic head with respect to a magnetic disk of Example 2. 本発明の他の実施形態に係る磁気ディスクの断面図。Sectional drawing of the magnetic disc which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…磁気ディスク、2…サーボ領域、3…データ領域、21…プリアンブル部、22…アドレス部、23…バースト部、31…記録トラック、32…ガードバンド、41…Siウエハー、42…レジスト、45…レジスト原盤、46…導電膜、47…電鋳膜、48…スタンパ、51…ディスク基板、52…磁気記録層、53…カーボン保護膜、55…レジスト、70…筐体、71…磁気ディスク、72…スピンドルモータ、73…ピボット、74…アクチュエータアーム、75…サスペンション、76…ヘッドスライダ、77…ボイスコイルモータ(VCM)、101…ディスク基板、102…下地層、103…磁気記録層、104…保護層、105…潤滑層、111…磁性層パターン、112…非磁性体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic disk, 2 ... Servo area, 3 ... Data area, 21 ... Preamble part, 22 ... Address part, 23 ... Burst part, 31 ... Recording track, 32 ... Guard band, 41 ... Si wafer, 42 ... Resist, 45 DESCRIPTION OF SYMBOLS: Resist master, 46 ... Conductive film, 47 ... Electroformed film, 48 ... Stamper, 51 ... Disk substrate, 52 ... Magnetic recording layer, 53 ... Carbon protective film, 55 ... Resist, 70 ... Housing, 71 ... Magnetic disk, 72 ... Spindle motor, 73 ... Pivot, 74 ... Actuator arm, 75 ... Suspension, 76 ... Head slider, 77 ... Voice coil motor (VCM), 101 ... Disk substrate, 102 ... Underlayer, 103 ... Magnetic recording layer, 104 ... Protective layer, 105 ... lubricating layer, 111 ... magnetic layer pattern, 112 ... nonmagnetic material.

Claims (2)

ディスク基板上に形成された、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域と、サーボ信号として利用される磁性層のパターンを含むサーボ領域と、前記磁性層のパターンを分離する非磁性部とを有し、前記データ領域における前記非磁性部の幅が半径位置によらず一定であり、かつ前記データ領域における前記記録トラックのピッチは、外周側の方が内周側よりも小さく、前記データ領域における前記磁性層のパターンと非磁性部との面積比率が半径位置によって異なることを特徴とする磁気ディスク。 A data area including a magnetic layer pattern forming a recording track, a servo area including a magnetic layer pattern used as a servo signal, and a nonmagnetic portion for separating the magnetic layer pattern formed on the disk substrate. The width of the nonmagnetic portion in the data area is constant regardless of the radial position, and the pitch of the recording track in the data area is smaller on the outer peripheral side than on the inner peripheral side, and the data A magnetic disk, wherein an area ratio between the pattern of the magnetic layer and the nonmagnetic portion in the region varies depending on a radial position. 請求項1に記載の磁気ディスクと、浮上型磁気ヘッドとを具備したことを特徴とする磁気ディスク装置。 A magnetic disk device comprising the magnetic disk according to claim 1 and a floating magnetic head.
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