JP4599328B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は磁気記録媒体および磁気記録装置に関する。

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非磁性材料で分離し、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（ＤＴＲ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、スタンパを用いたインプリント法によって記録トラックをなす磁性膜のパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性膜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。

代表的なインプリント法として、以下のような方法が知られている（特許文献１参照）。まず、シリコン基板上にレジストとして熱可塑性樹脂であるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を塗布し、スタンパを用いて熱サイクルナノインプリントを行い、スタンパのパターンをレジストに転写する。スタンパを取り外した後、酸素ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によりレジストパターン間の凹部に残っている残渣を除去してシリコン表面を露出させる。その後、レジストパターンをマスクとしてエッチングを行い、シリコンの凸パターンを形成する。

しかし、この方法をそのままＤＴＲ媒体の製造に利用した場合、磁気記録に特有の熱揺らぎ耐性の劣化の問題や、磁性膜パターン間の凹部へ非磁性体を埋め込んだときの表面の平坦性が悪くなるという問題が生じることがわかってきた。
米国特許第５，７７２，９０５号明細書

本発明の目的は、熱揺らぎ耐性の劣化がなく、磁性膜パターン間の凹部への非磁性体を埋め込んだときに良好な平坦性が得られる磁気記録媒体、およびこのような磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に凸状に形成され、側壁が勾配角度の異なる２面以上の面で形成された磁性膜パターンを含む磁気記録層とを有することを特徴とする。

本発明の他の態様に係る磁気記録装置は、上述した磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を回転させるスピンドルモーターと、記録再生ヘッドが組み込まれたヘッドスライダと、前記記録再生ヘッドが組み込まれたヘッドスライダを前記磁気記録媒体上に位置決めするアクチエータとを具備したことを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体によれば、磁性膜パターンの側壁が勾配角度の異なる２面以上の面または曲面で形成されているので、従来よりも磁性膜パターンの体積が大きくなり、熱揺らぎ耐性が向上する。また、本発明の磁気記録媒体によれば、磁性膜パターン間の凹部への非磁性体を埋め込んだときに良好な平坦性が得られる。

図１に本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図を示す。図１に示すように、この磁気記録媒体は、基板１１（下地層および中間層を含む）と、基板１１上に形成された凸状の磁性膜パターン１２と、磁性膜パターン１２間の凹部に埋め込まれた埋め込み層１３とを有する。図１の断面に示すように、磁性膜パターン１２の側壁は頂部から底部に向かって徐々になだらかになる曲面になっている。このような構造は、後述するように、磁気記録媒体の製造方法を工夫することによって形成することができる。なお、磁性膜パターン１２の側壁は勾配角度の異なる面を２面以上含んでいればよい。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体においては、磁性膜パターン１２の底部に広がった状態で磁性膜が残っている。このため、磁性膜パターン１２の体積（Ｖ）が増加しＫｕＶ／ＫＴ（Ｋｕは異方性定数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度）が上がるので、熱揺らぎ耐性が向上する。

本発明の実施形態に係る磁気記録媒体では、埋め込み層１３を良好に形成できるという利点も得られる。図２（ａ）〜（ｃ）を参照して、磁性膜パターンの側壁形状と、それに応じて形成される埋め込み層１３の状態について説明する。

通常、磁性膜パターン１２は、側壁の勾配角度が４０〜８０°になるように加工される。図２（ａ）に示すように、磁性膜パターン１２の側壁が９０°に近い勾配角度を有する１つの面で形成されている場合、スパッタリングなどのドライプロセスによって埋め込み層１３を形成すると、埋め込み層１３内にキャビティＣ（‘す’）が形成される。キャビティの形成は、磁性膜の腐食など不利な問題を引き起こす。逆に、磁性膜パターン１２の側壁が４０°未満の勾配角度を有する１つの面で形成されている場合、側壁へ書き込まれることがあり、記録再生ヘッドで信号を読み込む際にノイズが大きくなるおそれがある。

図２（ｂ）に示すように、磁性膜パターン１２の側壁が勾配角度の異なる２つの面で形成されている場合、スパッタリングなどのドライプロセスによって埋め込み層１３を形成際にバイアスを印加しなくても良好な埋め込みができ、埋め込み層１３内にキャビティが形成されることはない。また、磁性膜パターン１２の高さの半分以下の領域で勾配角度が緩やかになっているのであれば、その領域へ書き込まれることはないので、ノイズの増大を招くこともない。

図２（ｃ）に示すように、磁性膜パターン１２の側壁が曲面または勾配角度の異なる多段階の面で形成されている場合、スパッタリングなどのドライプロセスによって磁性膜パターン１２間の凹部に埋め込み層１３を均一に埋め込むことができる。

なお、後述するように、埋め込み層はウエットプロセスによって形成してもよい。また、埋め込み層を設けなくてもよい。埋め込み層を設けない場合でも、磁性膜パターン１２の底部に広がった状態で残っている磁性膜は、ヘッドスライダの浮上安定性を高める作用を示す。

本発明の実施形態に係る磁気記録媒体では、磁性膜パターン間に埋め込み層を埋め込んだときに、表面の平坦性を改善できる効果も奏する。一般的に、ＤＴＲ媒体を含むパターンド媒体では、磁性膜パターン（または凹部）の占有面積比が異なる領域が存在する。一例を挙げれば、磁性膜パターンの占有面積比は、サーボ領域のアドレス部とプリアンブル部で約５０％、サーボ領域のバースト部で約７５％、データ領域で約６７％となっている。このような構造では、凹部の面積が広い領域のほうが、凹部の面積が狭い領域に比べて、凹部に埋め込むべき非磁性体の体積が大きいため、埋め込み後の高さが低くなる。この現象は、埋め込み層を形成した後の表面の平坦性を悪くするように作用する。

図３に示す断面図を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体では、埋め込み層を形成した後の表面の平坦性を改善できることを説明する。図３に示すように、基板１１上に磁性膜パターン１２が形成され、磁性膜パターン１２間の凹部に埋め込み層１３が形成されている。その上に保護膜１４が形成され、潤滑剤１５が塗布されている。図３に示すように、本発明の実施形態においては、凹部の面積が広い領域（Ｌ１）における磁性膜パターンの高低差を、凹部の面積が狭い領域（Ｌ２）における磁性膜パターンの高低差よりも小さくする。すなわちＨ１＜Ｈ２とすることにより、Ｌ１およびＬ２の両方の領域で埋め込むべき埋め込み層の体積の差を緩和することができる。したがって、磁性膜パターン（または凹部）の占有面積比が異なる領域においても、埋め込み層を形成した後の表面の平坦性を改善することができる。上記のように磁性膜パターンの高低差がＨ１＜Ｈ２となっている構造は、後述するように、磁気記録媒体の製造方法を工夫することによって形成することができる。

磁性膜パターンの側壁の形状および高低差は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）の断面測定で観測できる。また、埋め込み層を形成した後でも、ＳＥＭまたはＴＥＭの断面測定を行えば、磁性膜パターンの側壁を観測できる。

次に、図４（ａ）〜（ｈ）を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。

図４（ａ）に示すように、基板４１上に磁性膜４２を成膜する。基板４１としては例えばリチウム系結晶化ガラスを用いることができる。基板４１上に、例えば高透磁率の軟磁性下地層および垂直記録層が成膜され、いわゆる垂直二層媒体が形成される。軟磁性下地層としては、例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などが挙げられる。垂直記録層としてはＣｏＣｒＰｔなどが挙げられる。また、軟磁性下地層と垂直記録層との間に非磁性膜からなる中間層を設け、軟磁性下地層と垂直記録層との交換結合相互作用を遮断し、垂直記録層の結晶性を制御するようにしてもよい。中間層の材料としては、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もしくは窒化物が挙げられる。ただし、媒体の構成はこれらに限定されない。図においては、基板４１は下地層および中間層を含むものとし、磁性膜４２は垂直記録層を指すものとする。

次に、磁性膜４２上にインプリント用のレジスト４３を塗布する。レジスト４３としては、作製する高密度記録媒体に応じて、インプリント工程後のエッチングなどのプロセスに適合するものが選択される。レジスト４３は、インプリント時にスタンパ表面の凹凸パターンを確実に転写できるようにスタンパ材料よりも軟らかく、かつインプリント後に転写された凹凸パターンを室温で保持できる安定性を持つことが要求される。すなわち、レジストのガラス転移温度及び融点は室温以上である。より具体的には、５００ｂａｒ以上の荷重においてスタンパの凹凸パターンを転写できる程度に軟らかく、ガラス転移点が１００℃以下であることが望ましい。従って、レジストとしては、たとえば半導体プロセスにおいて用いられるノボラック樹脂などのフォトレジストや、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）が挙げられる。磁性膜の酸化を防止するには酸素ＲＩＥを用いずにエッチングできるＳＯＧが好ましいが、これに限定されない。レジストの膜厚は、２０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下とする。また、この段階で、基板端部で導通をとるため、基板端部に塗布されているレジストをリンスする。

図４（ｂ）に示すように、レジスト４３に例えばニッケル製のスタンパ４４をプレスして、スタンパ４４のパターンをレジスト４３に転写する（インプリント）。

図４（ｃ）に示すように、インプリント後にスタンパ４４を剥離した後、パターン化されたレジスト４３の凹部にレジスト残渣を残したままイオンミリングを行い、レジスト４３凹部のレジスト残渣および磁性膜４２をエッチングする。

イオンミリングは、一般的に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）による加工が困難な磁性金属などを加工する際に用いられる。強磁性合金に含まれるＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの金属をＲＩＥによりエッチングする過程で生じる中間生成物のハロゲン化物（ハロイド）は高融点、高沸点であり、室温での蒸気圧が極めて低く、蒸発熱も大きい。すなわち、これらのラジカル反応生成物を除去することは困難になる。そこで、磁性膜の加工にはイオンミリングを用いている。ミリングとは、アルゴンなどの不活性ガスをイオン化して電界加速し、材料表面分子を物理的に弾き飛ばすスパッタリング現象を利用したエッチング法であり、ほとんどの物質をエッチングすることが可能である。イオンミリングにより磁性膜をエッチングする際には、磁性膜のダメージをなくすために、再付着現象を抑えるようにイオン入射角を４０°、７０°と変化させている。

従来、インプリントを用いた磁性膜の加工においては、レジストパターンの凹凸比の違いによるレジスト残渣のばらつきやサイドエッチングを抑えるために、ＲＩＥ、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）などを用いた異方性エッチングにより、レジストパターン間の凹部に残存するレジスト残渣を除去した後に、レジストパターンをマスクとして磁性膜を加工している。この場合、図２（ａ）に示したように、側壁が１つの勾配角度を有する１つの面で形成された磁性膜パターン１２が形成され、上述したさまざまな問題が生じる。

これに対して、本実施形態においては、レジストパターン間の凹部にレジスト残渣を残したままイオンミリングを行うことにより、図２（ｃ）に示したように、側壁が徐々になだらかになる曲面となった磁性膜パターンを形成することができる。この結果、磁性膜パターンの体積が増加して熱揺らぎ耐性が向上する。

また、本実施形態においては、磁性膜４２上に塗布するレジスト４３の膜厚を薄くし、インプリント後のレジストパターンの凹部に残るレジスト残渣の膜厚も薄くした状態でイオンミリングを行うので、サイドエッチングを抑えることができる。そして、レジスト残渣のばらつきを利用して、図３に示したように、凹部の面積が広い領域（Ｌ１）における磁性膜パターンの高低差を、凹部の面積が狭い領域（Ｌ２）における磁性膜パターンの高低差よりも小さくすることができる。この結果、埋め込み層を形成した後の表面の平坦性を改善することができる。このように、イオンミリングによってレジスト残渣を残したまま磁性膜をエッチングすることにより、インプリント後のレジストパターンの形状を磁性膜に転写することができ、磁性膜パターンの占有面積比が異なる領域においても磁性膜パターンの底部に同じ曲率半径をもたせることができる。

レジスト４３の膜厚は薄いことが好ましいが、一方でスタンパ４４の溝へレジスト４３が十分に充填して磁性膜４２を加工するためのマスクとして機能する厚さが必要であるため、上述したように、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好適である。

図４（ｄ）に示すように、エッチングマスクとして用いたレジスト４３を除去する。レジスト４３の材料に応じて除去方法を適宜選択する。例えば、レジスト４３としてＳＯＧを用いた場合には、ＩＣＰエッチング装置を用いてＣＦ₄ガスまたはＳＦ₆ガスにより除去する方法が挙げられるが、これに限定されない。必要に応じて、水洗など、加工した磁性膜表面の不純物を除去するための処理を行ってもよい。

その後、非磁性体からなる埋め込み層４５の成膜（図４（ｅ））、平坦化エッチバック（図４（ｆ））、保護膜４６の成膜（図４（ｇ））を行う。埋め込み層４５を成膜するには、スパッタやＣＶＤなどによるドライ埋め込みや、スピンコートなどによるウエット埋め込みが用いられるが、特に限定されない。さらに、図４（ｈ）に示すように、潤滑剤４７を塗布する。こうして本実施形態に係る磁気記録媒体を製造する。

本発明の他の実施形態においては、インプリント後にＲＩＥによりレジストパターンの凹部のレジスト残渣を除去し、イオンミリングにより磁性膜をエッチングする際に、イオン入射角を例えば４０°、２０°、７０°と変化させることによって、図２（ｂ）に示すように、磁性膜パターンの側壁を勾配角度の異なる２面で形成することができる。

図５（ａ）〜（ｇ）を参照して、本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）の工程と同様に、図５（ａ）〜（ｃ）の工程を行う。図５（ｄ）に示すように、図５（ｃ）の工程でエッチングマスクとして用いたレジストパターンを剥離することなく、スピンコーティングにより磁性膜パターン４２間の凹部に埋め込み層４５’をウエット埋め込みする。その後、図４（ｆ）〜（ｈ）の工程と同様に、図５（ｅ）〜（ｇ）の工程を行う。

また、ＲＩＥは磁性膜の腐食の原因となりうるが、図４に示した方法ではレジスト残渣除去のためのＲＩＥがなく、図５に示した方法ではレジスト残渣除去およびレジストパターン剥離のためのＲＩＥがないので、磁性膜の腐食を防止するのに有効である。

なお、以上においては、ＤＴＲ媒体の製造について説明したが、上記実施形態の製造方法は狭義のパターンド媒体の製造にも適用できる。

図６に、本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）の斜視図を示す。この磁気記録再生装置は、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ー（ＶＣＭ）７７と、回路基板とを備える。

磁気ディスク（ディスクリートトラック媒体）７１はスピンドルモーター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の記録面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ー（ＶＣＭ）７７が設けられている。ボイスコイルモーター（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。回路基板はヘッドＩＣを備え、ボイスコイルモーター（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。

図７に本発明の実施形態に係る磁気記録装置（ハードディスクドライブ）のブロック図を示す。この図では磁気ディスクの上面にのみヘッドスライダを示しているが、磁気ディスクの両面に垂直磁気記録層が形成されており、この磁気ディスクの上下面にダウンヘッド／アップヘッドがそれぞれ設けられる。なお、ドライブ構成は、磁気ディスクが本発明の実施形態に係るものである点を除けは、基本的に従来と同様の構成である。

ディスクドライブは、ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体部と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２００とからなる。

ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００は、磁気ディスク７１と、磁気ディスクを回転させるスピンドルモーター７２と、リードヘッドおよびライトヘッドを含むヘッドスライダ７６と、サスペンション７５およびアクチュエータアーム７４と、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７と、図示しないヘッドアンプ（ＨＩＣ）を有する。ヘッドスライダ７６には、ＧＭＲ素子を含むリードヘッドおよび単磁極を含むライトヘッドが形成されている。

ヘッドスライダ７６はサスペンション７５に設けられたジンバルを介して弾性支持され、サスペンション７５はアクチュエータアーム７４に取り付けられ、アクチュエータアーム７４はピボット７３に回転自在に取り付けられている。ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７はアクチュエータアーム７４にピボット７３周りの回転トルクを発生させ、ヘッドを磁気ディスク７１の半径方向に移動させる。ヘッドの入出力信号を増幅するためのヘッドアンプ（ＨＩＣ）がアクチュエータアーム７４上に固定され、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１２０を通してプリント回路基板（ＰＣＢ）２００に接続されている。なお、上記のようにヘッドアンプ（ＨＩＣ）をアクチュエータアーム７４上に設ければヘッド信号のノイズを有効に低減できるが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はＨＤＡ本体に固定してもよい。

上述したように磁気ディスク７１には両面に垂直磁気記録層が形成され、両面のそれぞれにおいて、ヘッドが移動する軌跡に一致するようにサーボ領域が円弧をなして形成されている。磁気ディスクの仕様は、ドライブに適応した外径および内径、記録再生特性などを満足する。サーボ領域がなす円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子までの距離として与えられる。

プリント回路基板（ＰＣＢ）２００は、４つの主要なシステムＬＳＩを搭載している。これらは、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０、リード／ライトチャネルＩＣ２２０、ＭＰＵ２３０およびモータードライバＩＣ２４０である。

ＭＰＵ２３０はドライブ駆動システムの制御部であり、本実施形態に係るヘッド位置決め制御システムを実現するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵおよびロジック処理部を含む。ロジック処理部はハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理が行われる。また、その動作ソフト（ＦＷ）はＲＯＭに保存されており、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。

ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０はハードディスク内のインターフェース部であり、ディスクドライブとホストシステム（例えばパーソナルコンピュータ）とのインターフェースや、ＭＰＵ、リード／ライトチャネルＩＣ、モータードライバＩＣとの情報交換を行い、ドライブ全体を管理する。

リード／ライトチャネルＩＣ２２０はリード／ライトに関連するヘッド信号処理部であり、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）のチャネル切替えやリード／ライトなどの記録再生信号を処理する回路で構成される。

モータードライバＩＣ２４０は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）７７およびスピンドルモーター７２のドライバ部であり、スピンドルモーター７２を一定回転に駆動制御したり、ＭＰＵ２３０からのＶＣＭ操作量を電流値としてＶＣＭ７７に与えてヘッド移動機構を駆動したりする。

以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。

図４に示した本発明の方法を用いてＤＴＲ媒体を作製した。

基板４１として直径１．８インチのリチウム系結晶化ガラス基板を用いた。基板４１を洗浄した後、スパッタリング装置に導入し、軟磁性下地層、中間層、磁性層４２（垂直記録層）を順に成膜した。軟磁性下地層にはＣｏＺｒ系合金、中間層にはＲｕ、垂直記録層にはＣｏＣｒＰｔを用いた。

磁性層４２上にレジスト４３としてＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔ−７ ４０００Ｔ；東京応化工業株式会社）を５０００ｒｐｍでスピンコートした。塗布後のレジスト膜厚は約６０ｎｍであった。その後、外周端から３００μｍの領域でレジスト（ＳＯＧ）４３をリンスした。リンス液にはシクロヘキサノンを用いた。

他方、レジスト（ＳＯＧ）４３にパターンを転写するためのニッケル製のスタンパ４４を用意した。本実施形態では、磁性膜パターンの占有面積比が、サーボ領域のアドレス部とプリアンブル部で約５０％、サーボ領域のバースト部で約７５％、データ領域で約６７％であるＤＴＲ媒体を製造することを目標としており、スタンパ４４は目標とするＤＴＲ媒体に対応した凹凸パターンを有する。また、スタンパ４４の凸パターンの高さは９０ｎｍである。

インプリントを行う前に、剥離材であるパーフルオロアルキル誘導体を用いてインプリント後の離型性を高める処理を行った。まず、パーフルオロアルキル誘導体とニッケル製スタンパとの密着性を上げるために、５分間酸素ガスを用いたＲＩＥによりスタンパを酸化させた。その後、パーフルオロアルキル誘導体であるパーフルオロポリエーテル（ＨＯＯＣ−ＣＦ₂−Ｏ−（ＣＦ₂−ＣＦ₂−Ｏ）_m−（ＣＦ₂−Ｏ）_n−（ＣＦ₂−ＣＯＯＨ）をＧＡＬＤＥＮ−ＨＴ７０（ソルベイソレクシス社）で希釈した溶液が入っているルーバーを用い、スタンパ４４をパーフルオロアルキル誘導体でコートした。最後にスタンパ４４を窒素雰囲気中において１５０℃で１０分間アニールした。

処理したスタンパ４４をレジスト（ＳＯＧ）４３に対して、２０００ｂａｒで１分間プレスすることによって、レジスト４３にそのパターンを転写した。パターン転写後のレジスト４３の凹部の高さは６０〜７０ｎｍ、レジスト残渣の厚さは約３０ｎｍであった。また、断面ＳＥＭによる観察の結果、インプリント後のパターン底部の曲率半径は約５ｎｍであった。

その後、レジスト残渣を残したままＡｒイオンミリングを行い、レジスト残渣および磁性膜をエッチングした。この際、磁性層のダメージをなくすため、再付着現象を抑えるように、イオン入射角を４０°、７０°と変化させた。この結果、凸状の磁性膜パターン４２の側壁に４０°〜８０°の範囲の勾配角度を有する曲面が形成された。また、断面ＴＥＭによる観測の結果、磁性膜加工後のパターン底部の曲率半径は、インプリント後と同様に約５ｎｍであった。また、サーボ領域とデータ領域とで磁性膜パターンの高低差を比較したところ、高低差はデータ領域のほうがサーボ領域に比べて約５ｎｍ大きかった。

磁性膜加工後、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥにより、レジスト４３であるＳＯＧを除去した。ＲＩＥはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ；誘導結合プラズマ）エッチング装置を用いて２ｍＴｏｒｒ程度のエッチング圧で行った。

その後、スパッタリングにより埋め込み層４５としてカーボンを約１００ｎｍ成膜して、Ａｒイオンミリングにより磁性膜４２の表面が出るまで平坦化エッチバックを行った。この際、イオン入射角を４０°とした。次に、ＣＶＤにより腐食防止用の保護膜４６としてカーボンを約３ｎｍ成膜した。さらに、潤滑剤４７としてパーフルオロポリエーテルをディップコート法で約２ｎｍ塗布した。

また、インプリント後にＲＩＥによりレジストパターンの凹部のレジスト残渣を除去し、イオンミリングにより磁性膜をエッチングする際に、イオン入射角を４０°、２０°、７０°と変化させることによって、磁性膜パターンの側壁に勾配角度の異なる２面を形成した。

一方、比較例として、インプリント後にＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥによりレジスト残渣を除去したこと以外、上記と同様の方法を用いてＤＴＲ媒体を作製した。この場合、凸状の磁性膜パターンの側壁には１つの勾配角度を有する１つの面が形成された。断面ＴＥＭで観測した結果、パターン底部の曲率半径は１ｎｍ以下であった。また、サーボ領域とデータ領域とで磁性膜パターンの高低差を比較したところ、高低差は１ｎｍ以下であった。

また、他の実施例として、図５に示したように、ＲＩＥによるレジスト残渣の除去を行うことなくＡｒイオンミリングで磁性膜の加工を行い、ＲＩＥによるレジスト剥離を行うことなくＳＯＧ（ＯＣＤ Ｔ−７ ４０００Ｔ；東京応化工業株式会社）を５０００ｒｐｍでスピンコートして埋め込みを行い、Ａｒイオンミリングで磁性膜４２の表面が出るまで平坦化エッチバックをした以外、上記と同様の方法を用いてＤＴＲ媒体を作製した。

上記のようにして製造した、磁性膜パターンの側壁が１面、２面（レジスト残渣除去あり）、または曲面（レジスト残渣除去なし）であるそれぞれのＤＴＲ媒体について、キャビティの有無、平坦性、熱揺らぎ耐性を調べた。これらの結果を表１に示す。

キャビティの有無は、走査電子顕微鏡の断面像により判定した。磁性膜パターンの側壁が１つの勾配角度を有する１面で形成されている場合にのみ、キャビティが観測された。

平坦性は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、磁性膜パターンの高低差の最大値を５μｍ角の領域で測定することによって評価した。その結果、磁性膜パターンの側壁が１つの勾配角度を有する１面で形成されている場合には高低差が２０ｎｍと最も大きかった。このように、通常のスパッタリングでは磁性パターン間の凹部を良好に埋め込むことは困難である。それに対して、磁性膜パターンの側壁が勾配角度の異なる２面または曲面で形成されている場合には、磁性膜パターンの高低差は５ｎｍ以下になる。

熱揺らぎ耐性に関しては、加速度試験によって飽和磁化の経時変化を観測し、１日後および１週間後における磁化の減少を測定した。磁性膜パターンの側壁が１つの勾配角度を有する１面で形成されている場合、磁化の減少率は１日後で５％、１週間後で７％に増加していた。これに対して、磁性膜パターンの側壁に曲面で形成されている場合、磁化の減少率は１日後で１％、１週間後で２％であり、熱揺らぎ耐性が高いことがわかった。

レジスト残渣除去を含む方法およびレジスト残渣除去を含まない方法で製造したＤＴＲ媒体について、埋め込み層（カーボン）の埋め込み後、平坦化エッチバックを行う前に断面ＴＥＭ観察を行った。各々のＤＴＲ媒体について、磁性パターンの占有面積比が異なるサーボ領域とデータ領域とで、凹部における磁性層と埋め込み層（カーボン）の合計膜厚を比較した。結果を表２に示す。

ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥによりレジスト残渣除去を行ったＤＴＲ媒体では、凹部の磁性膜と埋め込み層との合計膜厚は、データ領域のほうがサーボ領域よりも約５ｎｍ厚くなっていた。これに対して、レジスト残渣を除去せずに磁性膜を加工し、領域に応じて磁性膜パターンの高低差を変えたＤＴＲ媒体では、いずれの領域でも凹部の磁性膜と埋め込み層との合計膜厚は同じであった。

上記のようにして製造した各々のＤＴＲ媒体について、磁気光学Ｋｅｒｒ効果を用いて垂直保磁力Ｈｃおよび逆磁区核形成磁界Ｈｎを調べ、磁性膜の腐食による磁気特性の劣化を評価した。結果を表３に示す。

加工前の磁性膜は、垂直保磁力Ｈｃが４．０ｋＯｅ、逆磁区核形成磁界Ｈｎが２．２ｋＯｅである。レジスト残渣除去とレジスト剥離においてフッ素系ガスを用いたＲＩＥを含む方法で製造されたＤＴＲ媒体では、Ｈｃが増加し、Ｈｎが減少していた。これは、磁気特性が劣化したことを意味している。図４を用いて説明したように、レジスト残渣除去を行わない方法で製造されたＤＴＲ媒体は、Ｈｃが４．１ｋＯｅ、Ｈｎが２．０ｋＯｅであり、加工前の磁性膜からの変動が少なかった。図５を用いて説明したように、レジスト残渣除去もレジスト剥離も行わない方法で製造されたＤＴＲ媒体は、加工前の磁性膜からの変動が最も少なかった。

本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 磁性膜パターンの側壁の形状と、埋め込み層の状態を示す断面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明の一実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。 本発明の他の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る磁気記録装置のブロック図。

符号の説明

１１…基板、１２…磁性膜パターン、１３…埋め込み層、
７０…筐体、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモーター、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ー（ＶＣＭ）、１００…ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、１２０…フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）、２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、２１０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、２２０…リード／ライトチャネルＩＣ、２３０…ＭＰＵ、２４０…モータードライバＩＣ。

Claims (2)

1. 基板と、
   前記基板上に凸状に形成され、側壁が勾配角度の異なる２面以上の面で形成された磁性膜パターンを含む磁気記録層と
   を有し、前記磁性膜パターンは高さの半分以下の領域で側壁の勾配角度が緩やかになっていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記磁性膜パターンは側壁が下に凸の曲面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。

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