JP4799681B2 - 磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
本発明は、高密度記録可能な磁気記録媒体を具備する磁気記録再生装置に関する。
ハードディスクドライブはその筐体内部に磁気ディスクを搭載した記録装置である。磁気ディスクはガラス基板上に磁性体の膜(磁性膜)を堆積させることによって形成される。磁性膜はそれぞれ磁区を持った細かい粒子の集合であり、記録と記録の間には、粒子のサイズに応じたノイズが生じる。高記録密度化をするにあたって、磁気記録媒体は情報の記録単位である磁区を小さくせねばならない。
しかし、磁区をあまり小さくすると熱ゆらぎの問題が発生し、室温で記録を保つことが困難になってしまう。このため、現在では一般に用いられている連続な磁性体からなる記録層を磁気記録不可能な部位で分断し、磁区の大きさを保ったまま記録効率を上げる2つの磁気記録媒体が提唱されている。
上記2つの磁気記録媒体のうちの一つであるディスクリート磁気記録媒体は、磁気ディスク中の隣接した記録トラック同士を非記録部によって分離させ、トラックの位置情報を保ったままトラックピッチを小さくするものである(例えば、特許文献1参照)。磁性体の記録トラックの磁性を物理的に分離させ記録再生ヘッドの漏れ磁界の影響を排除することで記録トラック間の干渉を防ぐことができ、狭トラック化が可能になる。
もう一つの磁気記録媒体であるパターンド媒体は、磁気粒子を非磁性の母材中に規則的に配列させ、その磁気粒子を記録磁区の大きさとするものである(例えば、特許文献2参照)。記録位置の固定と熱揺らぎ問題との解決を同時に達成することができるが、連続した磁気的性質を持つ磁気粒子の規則的な配列と磁性体の加工には精度の高いプロセスが必要となる。特に記録膜の垂直磁気異方性の大きさや方向の劣化は大きな問題となっている。さらに、記録効率の向上には記録再生ヘッドの浮上高さを下げる必要があるが、凹凸の多いパターンド媒体においては浮上量を低くすることは困難であり、多くの平滑化プロセスが必要となる。
特開2003−16621号公報
特開2000−251236号公報
ディスクリート磁気記録媒体では、所定の幅を持つ記録トラック中に記録を行う。しかし、トラック内での記録再生ヘッドの記録位置のトラック方向のずれなどによって、記録位置にずれが生じ、記録再生のS/N比が悪いという問題がある。
パターンド媒体では記録部位同士を完全に分断しているため記録位置が常に固定されS/N比が良い。しかし、パターンド媒体は記録部位を分断するために記録に使える体積が小さく、再生信号強度が弱いという問題がある。
本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、記録再生のS/N比がよくかつ再生信号強度の強い高密度記録可能な磁気記録媒体を具備する磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様による磁気記録再生装置は、基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記連結部のトラック幅方向のサイズが、前記記録部のトラック幅方向のサイズ以下である磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の第2の態様による磁気記録再生装置は、基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状である磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の第3の態様による磁気記録再生装置は、基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録部のそれぞれはトラック幅方向に同じ幅を有し、前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きく、前記連結部のトラック幅方向のサイズが、前記記録部のトラック幅方向のサイズ以下である磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする。
また、本発明の第4の態様による磁気記録再生装置は、基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録部のそれぞれはトラック幅方向に同じ幅を有し、前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きく、前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状である磁気記録媒体と、記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、記録再生のS/N比がよくかつ再生信号強度の強い高密度記録可能な磁気記録媒体を具備する磁気記録再生装置を提供することができる。
本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による磁気記録媒体の平面図を図1に示す。本実施形態の磁気記録媒体は、図示しない基板上に設けられ磁性体からなる複数の記録トラック2と、隣接する記録トラック2を分離する非記録部4とを備えている。各記録トラック2は、記録情報が保持される記録部2aと、隣接する記録部2aを連結する連結部2bとを備え、1つの記録部2aおよび1つの連結部2bからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。1つの記録部2aに、データ“0”または“1”に対応する磁気情報が書き込まれる。
本発明の第1実施形態による磁気記録媒体の平面図を図1に示す。本実施形態の磁気記録媒体は、図示しない基板上に設けられ磁性体からなる複数の記録トラック2と、隣接する記録トラック2を分離する非記録部4とを備えている。各記録トラック2は、記録情報が保持される記録部2aと、隣接する記録部2aを連結する連結部2bとを備え、1つの記録部2aおよび1つの連結部2bからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。1つの記録部2aに、データ“0”または“1”に対応する磁気情報が書き込まれる。
1つの記録トラック2の斜視図を図2に示す。図2に示すように、連結部2bは、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する2つの記録部2aの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部2aに近づくにつれて増加するように構成され、連結部2bの略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、連結部2bのトラック幅方向の最大断面積は記録部2aの最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。すなわち、連結部2bは記録部2aの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。なお、本実施形態においては、連結部2bの最小断面積は「0」ではない。なお、後述する、本実施形態以外の実施形態では最少断面積が「0」であってもよい。
また、後述する実施例1で説明するように、本実施形態の記録媒体は、記録トラック2に対応するレジストの露光パターンは複数本の電子ビームを照射することにより得られる。例えば、トラックピッチ260nmの露光パターンを電子ビーム26本で書くと仮定し、記録トラック2と非記録部4の幅の比が2:1であれば、記録トラックに使用する電子ビームの本数は18本となる。この電子ビームの幅を変えることで記録部に対応する部分と連結部に対応する部分とを形成するものとすると、図20に示すように、連結部に対応する部分は少なくとも電子ビーム18本分の太さよりも細くしなければならない。このため、連結部に対応する部分は最大で電子ビーム16本分の太さになる。これにより、本実施形態の磁気記録媒体は、連結部2bのトラック幅方向の最大断面積は、記録部2aのトラック幅方向の最大断面積の8/9以下であればよい。
なお、本実施形態においては、図2に示すように、連結部2bは、基板面からの高さが記録部2aの高さHと実質的に同じで、トラック幅方向のサイズが、隣接する2つの記録部2aの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部2aに近づくにつれて増加するように構成されている。しかし、図3に示す本実施形態の変形例のように、連結部2bは、トラック幅方向のサイズが記録部2aの幅Bと実質的に同じで、基板面からの高さが隣接する2つの記録部2aの一方から離れるにつれて減少し他方の記録部2aに近づくにつれて増加するように構成されていてもよい。また、図2に示すトラック構造と、図3に示すトラック構造とを備えていてもよい。
次に、本実施形態の磁気記録媒体のトラック幅方向の断面、すなわちトラック長手方向に直交する平面で切断した断面を図4に示す。図4に示すように、本実施形態の磁気記録媒体は、基板10上に軟磁性層12が設けられ、軟磁性層12上に凸上の磁性体からなる複数の記録トラック2が設けられている。隣接する記録トラック2間には隣接する記録トラック2を磁気的に分離する溝が設けられ、この溝が非記録部4となる。なお、本実施形態においては、非記録部4となる溝には非磁性体からなる保護膜14が埋め込まれている。なお、保護膜14は図5に示す本実施形態の第2変形例のように、記録トラック2を覆っていてもよい。
このように構成された本実施形態の磁気記録媒体においては、記録トラック2中に周期的に配列された連結部2bは記録部2aの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えている。このため、連結部2bからトラック長手方向に多少ずれた部分に磁壁が来るような記録を行っても、磁壁は断面積が小さいほうが安定するので、本実施形態の磁気記録媒体においては、連結部2bに磁壁が移動することになる。本実施形態において、1つの記録トラック2の隣接する記録部2aに異なるデータを記録した場合のMFM(Magnetic Force Microscope)像を図6に模式的に示す。図6においては、白く表示された記録部2aにはデータ“0”、“1”のうちの一方が記録され、黒く表示された記録部2aには他方のデータが記録されている。図6からわかるように、磁壁は連結部2bに固定される。この結果、本実施形態の磁気記録媒体では記録トラック2に記録された磁気情報は記録部2aに記録され、隣接する磁気情報間の磁壁は等間隔で配列した連結部2bに移動し、記録長が記録再生ヘッドのトラック長手方向の位置ずれから修正されて等間隔となる。
一方、比較例として、非記録部4によって分離された記録トラック22が同じ断面積で連続しているディスクリート媒体の1つの記録トラックにデータ“0”とデータ“1”とを交互に記録した場合のMFM像を図7に模式的に示す。図7からわかるように、この比較例においては、トラック長手方向に磁壁がずれる記録が行われると、隣接する磁気情報間の磁壁は修正されず、等間隔とはならない。
したがって、本実施形態の磁気記録媒体においては、比較例に比べてS/N比が向上する。
なお、参考までに、パターンド媒体の、非磁性体26によって分断された磁性体からなる隣接した記録部24にデータ“0”とデータ“1”とを交互に記録した場合のMFM像を図8に模式的に示す。このパターンド媒体の場合は、各記録部24が非磁性体26によって磁気的に分離されているため、S/N比が劣化することはない。
また、本実施形態においては、記録トラック2の連結部2bの最小断面積は0でないから、記録トラック2の記録部2aが完全に分断されず、記録に使用できる体積が減少するのを可及的に防止することができる。この結果、再生した信号強度は同記録密度のパターンド媒体と比べて体積に比例して強くなり、図9に示すように良好な記録の再生が可能になる。なお、図9は、図6に示すような隣接した記録部2aにデータ“0”とデータ“1”とを交互に記録した場合の再生信号である。参考までに、隣接した記録部にデータ“0”とデータ“1”とを交互に記録した場合のパターンド媒体および上記比較例によるディスクリート媒体の再生信号を図10および図11に示す。図10からわかるように、パターンド媒体の再生信号は図9に示す本実施形態の磁気記録媒体の再生信号に比べて再生信号強度は低い。また、図11からわかるように、ディスクリート媒体の再生信号は、図9に示す本実施形態の磁気記録媒体の再生信号に比べて再生信号強度と間隔が一定ではない。
本実施形態の磁気記録媒体においては、隣接する記録トラック2の間隔は、記録パターン中の磁壁が不安定となる200nm以下で特に効果がある。記録部2aの幅はトラック間隔に対して、50%〜90%が好ましく、60%〜80%がより好ましい。
また、図4に示す軟磁性層12の表面からの記録トラック2の高さは、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するためには100nm以下が好ましいが、磁性の分離という観点から、1nm以下であることは好ましくない。
また、記録部2aの最小断面積に対する連結部2bの最小断面積の割合は大きすぎると磁壁が安定に固定されず、小さすぎると磁性体体積を損ねて信号強度が低下するため、10%〜90%が好ましく、さらに20%〜80%が好ましく、理想的には50%であることが好ましい。
また、連結部2bの幅と高さについては両方が記録部2aより小さいことが好ましいが、どちらか片方のみが小さくても問題はない。
本実施形態において、基板は中心部に穴が開いた円形状のもので、その材質としては金属あるいはその合金・化合物、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。
また、記録トラックを構成する磁性体材料としては、飽和磁化Isが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適している。この観点から、磁性体材料としてCo、Pt、Sm、Fe、Ni、Cr、Mn、Bi、Alならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの中では特に結晶磁気異方性の大きいCo基合金、特にCoPt、SmCo、CoCrをベースとしたものや、FePt、CoPt等の規則合金が好ましい。磁性体の厚さについては特に制限はないが、高密度記録を行うことを考えると、100nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、20nm以下が更に好ましい。0.1nm以下になると薄膜を構成するのが困難になるので好ましくない。
非磁性体材料としては、磁性体でない金属、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。特に、金属であればCu、Ti、Mo、Al、Mgならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種を含むもの、またはそれを複数層にわたって重ねたものが好ましい。非金属であれば、SiO2やCを含む材料が好ましい。
保護膜の材料は上記の非磁性体材料とほぼ同一でよいが、記録再生ヘッドの浮上量を低く抑えるため、表面の凹凸は30nm以下が好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生のS/N比がよく、再生信号強度が強く、高密度記録が可能となる。
また、本実施形態においては、非記録部4が非磁性体からなっているので、隣接する記録トラックが磁気的に分離され、記録再生ヘッドの漏れ磁界の影響を受けずに記録トラックへの記録が可能となる。
また、本実施形態においては、記録トラックの連結部の最小面積が「0」でないため、パターンド媒体に比べて凹の部分が少なく平滑化が容易であり、その結果、記録再生ヘッドの浮上が媒体に対して低い位置で安定する。
なお、本実施形態においては、連結部2bの最小断面積は「0」ではなかったが、最小断面積が0となる連結部を含んでいてもよい。連結部全体に対する最小断面積が0となる連結部の割合は、50%未満であることが好ましい。この場合も、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による磁気記録媒体用基板を図12および図13を参照して説明する。図12は本実施形態の磁気記録媒体用基板30の平面図、図13は本実施形態の磁気記録媒体用基板30を図12に示す切断線で切断した場合の断面図である。
次に、本発明の第2実施形態による磁気記録媒体用基板を図12および図13を参照して説明する。図12は本実施形態の磁気記録媒体用基板30の平面図、図13は本実施形態の磁気記録媒体用基板30を図12に示す切断線で切断した場合の断面図である。
本実施形態の磁気記録媒体用基板30は、記録トラックに対応する凸部32と、隣接する凸部を分断する凹部34とを備えている。凸部32は、記録部に対応する第1部分32aと、隣接する第1部分32aを連結する連結部32bとを備え、1つの第1部分32aおよび1つの第2部分32bからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。
第2部分32bは、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する2つの第1部分32aの一方から離れるにつれて減少し他方の第1部分32aに近づくにつれて増加するように構成され、第2部分32bの略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、第2部分32bのトラック幅方向の最大断面積は第1部分32aの最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。すなわち、第2部分32bは第1部分32aの断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。なお、本実施形態においては、第2部分32bの最小断面積は「0」ではない。しかし、第1実施形態で説明した場合と同様に、最小断面積が「0」である第2部分を含んでいてもよく、この場合、最小断面積が「0」である第2部分の、第2部分全体に対する割合は50%未満であることが好ましい。
このように構成された本実施形態の基板30から磁気記録媒体を作製するには、図14に示すように、基板30の表面に磁性膜36をスパッタ法で形成すればよい。このとき、凸部32上に形成された磁性膜36が記録トラックとなり、凹部34が非記録部となる。
その後、図15に示すように凹部34に非磁性材料からなる埋め込み層38を形成してもよい。また、図16に示すように、埋め込み層38は記録トラックとなる凸部32を覆うように形成してもよい。また、図17に示すように、磁性膜36上に非磁性材料または潤滑剤を含む材料からなる保護膜40を形成してもよい。磁性膜36が形成された第1部分32aが第1実施形態の磁気記録媒体の記録部に対応し、磁性膜が形成された第2部分32bが第1実施形態の磁気記録媒体の連結部に対応する。なお、本実施形態の磁気記録媒体は基板加工型磁気記録媒体と呼ばれ、第1実施形態の磁気記録媒体は磁性体加工型磁気記録媒体と呼ばれる。
その後、図15に示すように凹部34に非磁性材料からなる埋め込み層38を形成してもよい。また、図16に示すように、埋め込み層38は記録トラックとなる凸部32を覆うように形成してもよい。また、図17に示すように、磁性膜36上に非磁性材料または潤滑剤を含む材料からなる保護膜40を形成してもよい。磁性膜36が形成された第1部分32aが第1実施形態の磁気記録媒体の記録部に対応し、磁性膜が形成された第2部分32bが第1実施形態の磁気記録媒体の連結部に対応する。なお、本実施形態の磁気記録媒体は基板加工型磁気記録媒体と呼ばれ、第1実施形態の磁気記録媒体は磁性体加工型磁気記録媒体と呼ばれる。
なお、本実施形態においては、図2で説明した第1実施形態の場合と同様に、第2部分32bは、凹部34の底面からの高さが第1部分32aの高さと実質的に同じで、トラック幅方向のサイズが、隣接する2つの第1部分32aの一方から離れるにつれて減少し他方の第1部分32aに近づくにつれて増加するように構成されている。しかし、図3で説明した第1実施形態の変形例の場合と同様に、第2部分32bは、トラック幅方向のサイズが第1部分32aの幅と実質的に同じで、凹部34の底面からの高さが隣接する2つの第1部分32aの一方から離れるにつれて減少し他方の第1部分32aに近づくにつれて増加するように構成されていてもよい。また、両方の構造を備えていてもよい。
本実施形態の基板によって製造された磁気記録媒体は、第1実施形態と同様に、基板30上に設けられ磁性体36からなる複数の記録トラックと、隣接する記録トラックを分離する非記録部とを備えている。そして各記録トラックは、記録情報が保持される記録部と、隣接する記録部を連結する連結部とを備え、1つの記録部および1つの連結部からなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。1つの記録部に、データ“0”または“1”に対応する磁気情報が書き込まれる。また、連結部は、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する2つの記録部の一方から離れるにつれて減少し他方の記録部に近づくにつれて増加するように構成され、連結部の略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、連結部のトラック幅方向の最大断面積は記録部の最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。
すなわち、連結部は記録部の断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。
本実施形態の基板によって製造された磁気記録媒体は、第1実施形態と同様に、基板30上に設けられ磁性体36からなる複数の記録トラックと、隣接する記録トラックを分離する非記録部とを備えている。そして各記録トラックは、記録情報が保持される記録部と、隣接する記録部を連結する連結部とを備え、1つの記録部および1つの連結部からなる組が周期的にトラック長手方向に配置されるように構成されている。1つの記録部に、データ“0”または“1”に対応する磁気情報が書き込まれる。また、連結部は、トラック長手方向に直交する方向、すなわちトラック幅方向の断面積が、隣接する2つの記録部の一方から離れるにつれて減少し他方の記録部に近づくにつれて増加するように構成され、連結部の略中央で断面積が最小となるように構成されている。そして、連結部のトラック幅方向の最大断面積は記録部の最小断面積と実質的に同じとなるように構成されている。
すなわち、連結部は記録部の断面積よりも小さな断面積を有する部分を備えていることになる。
このため、本実施形態の基板用いて作製された磁気記録媒体は、第1実施形態と同様に、記録再生のS/N比がよく、再生信号強度が強く、高密度記録が可能となる。
なお、本実施形態の磁気記録媒体用基板においては、隣接する凸部32の間隔は、第1実施形態の場合と同様に200nm以下で特に効果がある。第1部分32aの幅は凸部32の間隔に対して、50%〜90%が好ましく、60%〜80%がより好ましい。
また、凹部34の底面からの凸部32の高さは、第1実施形態の場合と同様に、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するためには100nm以下が好ましいが、磁性の分離という観点から、1nm以下であることは好ましくない。
また、第1部分32aの最小断面積に対する第2部分32bの最小断面積の割合は大きすぎると磁壁が安定に固定されず、小さすぎると磁性体体積を損ねて信号強度が低下するため、10%〜90%が好ましく、さらに20%〜80%が好ましく、理想的には50%であることが好ましい。
また、第2部分32bの幅と高さについては両方が第1部分32aより小さいことが好ましいが、どちらか片方のみが小さくても問題はない。
本実施形態において、基板は中心部に穴が開いた円形状のもので、その材質としては金属、ガラス、セラミックス、有機材料を用いることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態による磁気記録再生装置を図18および図19に
示す。本実施形態の磁気記録再生装置150は、第1実施形態およびその変形例による磁気記録媒体または第2実施形態による基板を用いて作製された磁気記録媒体が搭載される。
次に、本発明の第3実施形態による磁気記録再生装置を図18および図19に
示す。本実施形態の磁気記録再生装置150は、第1実施形態およびその変形例による磁気記録媒体または第2実施形態による基板を用いて作製された磁気記録媒体が搭載される。
図18は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本実施形態による磁気記録再生装置150は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、長手記録用または垂直記録用磁気記録媒体200は、スピンドル152に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Aの方向に回転する。磁気記録媒体200は、長手記録用または垂直記録用の記録層を有する。磁気記録媒体200は、磁気記録媒体200に格納される情報の記録再生を行うヘッドスライダ153は、薄膜状のサスペンション154の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ153は、磁気抵抗効果素子を再生素子として備えた磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。
磁気記録媒体200が回転すると、ヘッドスライダ153の媒体走行面(ABS)は磁気記録媒体200の表面から所定の浮上量をもって保持される。
サスペンション154は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム155の一端に接続されている。アクチュエータアーム155の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ156が設けられている。ボイスコイルモータ156は、アクチュエータアーム155のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
アクチュエータアーム155は、固定軸157の上下2箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ156により回転摺動が自在にできるようになっている。
図19は、アクチュエータアーム155から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ160は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム155を有し、アクチュエータアーム155の一端にはサスペンション154が接続されている。
サスペンション154の先端には、前述したいずれかの磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ153が取り付けられている。再生用ヘッドを組み合わせても良い。サスペンション154は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線164を有し、このリード線164とヘッドスライダ153に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中165は磁気ヘッドアッセンブリ160の電極パッドである。
なお、本実施形態の磁気記録再生装置においては、記録再生ヘッドの記録単位の周期が磁気記録媒体200の記録トラックの記録部の周期である。また、本実施形態の磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体は、第1実施形態で説明したように、記録の境界である磁壁が周期的に配列した連結部に存在するため、記録読み取り時のS/N比が向上する効果がある。したがって、本実施形態の磁気記録再生装置においては、記録の周波数の逆数が、(磁気記録媒体200の回転数)×(記録トラック1周の長さ)÷(隣接する連結部同士の間隔)に等しくなる。
以下、本発明の実施例を説明する。
(実施例1)
本発明の実施例1による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、直径が2.5インチの第1実施形態による磁性体加工型記録媒体であって、トラックピッチが85nm、記録部と連結部の周期が、2.5インチの記録媒体の中心から14mmの位置で12nmである。この実施例1の記録媒体が搭載される磁気記録装置の媒体回転数を4200rpm、記録周波数を500MHzと設定した。これにより、2.5インチの記録媒体の最内周即ち半径位置14mmにおける記録部と連結部の配列周期は2MFCI(Mega Flux Changes per Inches)に相当する12nmである。
本発明の実施例1による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、直径が2.5インチの第1実施形態による磁性体加工型記録媒体であって、トラックピッチが85nm、記録部と連結部の周期が、2.5インチの記録媒体の中心から14mmの位置で12nmである。この実施例1の記録媒体が搭載される磁気記録装置の媒体回転数を4200rpm、記録周波数を500MHzと設定した。これにより、2.5インチの記録媒体の最内周即ち半径位置14mmにおける記録部と連結部の配列周期は2MFCI(Mega Flux Changes per Inches)に相当する12nmである。
本実施例の磁気記録媒体は、インプリントスタンパを用いたインプリント法によって作製される。本実施例の磁気記録媒体の製造方法を図21(a)乃至図27(d) を参照して説明する。
まず、インプリントスタンパの製造方法を図21(a)乃至図23を参照して説明する。
図21(a)に示すように、シリコン基板42上に、レジストをアニソールで2倍に希釈し、0.2μmのメンブランフィルタでろ過後、スピンコートした。その直後、200℃で3分間プリベークして、0.1μm厚のレジスト44を得た。
次に、露光装置を用いて、図1に示す記録トラック2および非記録部4のパターンを露光することによりレジスト44に転写した(図21(b)参照)。このときの露光パターンを図22に示す。図22において、黒い部分は電子線が照射された跡である。複数本の電子線を照射することにより、記録部2aに対応する部分442aと、連結部2bに対応する部分442bとの露光パターンが形成される。なお、図22は記録トラック2が図2に示す形状の場合の露光パターンであったが、記録トラック2が図3に示す形状の場合は、図23に示すように、記録部2aに対応する部分442aと、連結部2bに対応する部分442bとで露光強度に強弱を付けることによって露光パターンが得られる。
露光後、上記基板42を現像液に浸漬して現像し、その後、リンス液に浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させることにより、レジストパターン44aを有するレジスト原盤を得た(図21(c)参照)。
次に、図21(d)に示すように、レジスト原盤上にスパッタリング法によって薄い導電膜46を形成した。ターゲットには純ニッケルを使用し、8×10−3Pa迄真空引きした後、アルゴンガスを導入して1Paに調整されたチャンバー内で400WのDCパワーをかけてスパッタリングさせて、導電膜46を得た。
その後、導電膜46の付いたレジスト原盤を、メッキ液を使用して電鋳し、電鋳膜48を形成した(図21(e)参照)。
この後、レジスト原盤から電鋳膜48を剥離することにより、導電膜46および電鋳膜48ならびにレジスト残渣を備えたスタンパ50を得た(図21(f)参照)。続いて、レジスト残渣を酸素プラズマアッシング法で除去した(図21(g)参照)。これにより、導電膜46および電鋳膜48を備えたファザースタンパ50を得た。その後、得られた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用スタンパとした。
スタンパ50をアセトンで超音波洗浄をした後、インプリント時の離型性を高めるため、フルオロアルキルシラン(CF3(CF2)7CH2CH2Si(OMe)3)(GE東芝シリコーン株式会社製、TSL8233)をエタノールで5%に希釈した溶液で30分浸し、ブロアーで溶液を飛ばした後に、120℃で1時間アニールした。
なお、スタンパ50は、PS−PMMA(Polystyrene-Polymethylmethacrylate)のような相分離で海島構造を作るジブロックポリマー49を、溝47aが形成されたレジストパターン47の上記溝47a内に図24のように配列させ、それをマスクとしてエッチングを行い、スタンパにパターンを形成してもよい。相分離によるポリマーの配列は島と島が互いに分離しているが、エッチングの工程で島と島を繋げ、図25に示すような島と島を繋がったパターン50aを有する構造とすることが可能である。
次に、このスタンパ50を用いた磁性体加工型磁気記録媒体の作成を説明する。 図26(a)に示すように、2.5インチドーナツ型ガラス基板からなる被加工材基板31上にCoCrPtからなる磁性膜52が形成された基板を用意し、この磁性膜52上に炭素からなる保護膜53を形成し、その後、保護膜53上にレジストを100nmの厚さでスピンコートし、レジスト膜54を形成した。続いて、上述のスタンパ50の被加工材基板51に対する位置合わせを行い(図26(b)参照)、スタンパ50をプレスすることによって、レジスト膜54にそのパターンを転写した(図26(c)参照)。パターンが転写されたレジスト膜54を紫外線照射して硬化し、その後、加熱処理を行った。
以上のようにインプリントされた基板を、例えば、ICP(誘導結合プラズマ)エッチング装置を用い、2mTorrのエッチング圧下でレジスト膜54に酸素RIEを行ってレジストパターン54aを形成した(図26(d)参照)。
続いて、レジストパターン54aをマスクとして、Arイオンミリングを用いて保護膜53、磁性膜52をエッチングし、表面に保護膜53aが載置されたディスクリートな磁性膜52aが形成された(図27(a)参照)。磁性膜52aを形成後、酸素RIEを行い、エッチングマスクとなっていたレジストパターン54aを剥離し、保護膜53aを露出させた。このとき、基板51からの磁性膜52aの高さは5nm〜50nmであった。
また、保護膜53aはレジストパターン54aと同時に除去し、磁性膜52aを露出させてもよい。
また、保護膜53aはレジストパターン54aと同時に除去し、磁性膜52aを露出させてもよい。
磁性膜52aの高さが10nm以上ある場合は、図27(b)に示すように、磁性膜52aおよび保護膜53aを覆うように、非磁性体層56を堆積する。なお、非磁性体の材料としては、SiO2、C、Cu、Al、Tiなどが用いられる。
続いて、磁性体層56をエッチバックし、保護膜53aまたは磁性膜52aの表面を露出させる(図27(c)参照)。その後、図27(d)に示すように、全面に、例えば、炭素からなる保護膜58を堆積する。さらに、テープバニッシュで異常突起を取り除き、その後、潤滑剤をディップ法で1nm厚となるように塗布し、磁性体加工型磁気記録媒体を完成した。
なお、本実施例の磁気記録媒体は、同心円状のサーボ、アドレス、プリアンブル、記録トラック、および非記録部を有している。
(実施例2)
次に、本発明の実施例2による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、第2実施形態による磁気記録媒体用基板によって作製された基板加工型記録媒体であって、実施例1と同じサイズを有している。
次に、本発明の実施例2による磁気記録媒体を説明する。本実施例の磁気記録媒体は、第2実施形態による磁気記録媒体用基板によって作製された基板加工型記録媒体であって、実施例1と同じサイズを有している。
本実施例の磁気記録媒体の基板は、インプリント法によって作製される。本実施例の磁気記録媒体の製造方法を図28(a)乃至図29(d)を参照して説明する。
SOG(Spin-On-Glass)をスピンコートすることによりSOG層62が形成された円盤状のガラス基板61を用意し(図28(a)参照)、実施例1で説明したスタンパ50を用いてインプリントを行い、SOG層62にパターンを転写した(図28(a)、(b)参照)。なお、SOGのかわりに、Al2O3あるいはTiO2のアルコール分散液を用いてもよい。
次に、フッ素系ガス(例えば、SF6)を用いた反応性エッチング処理を行い、転写されたパターンの凹部の底部に残存しているSOGの残さを除去し、SOGパターン62aを形成する(図28(c)参照)。続いて、SOGパターン62aをマスクとして、Arを用いたイオンミリングにより、ガラス基板61を加工し、加工基板61aを得た(図28(d)参照)。
次に、図29(a)に示すように、SF6ガスを用いて、加工基板61a上のSOGパターン62aを剥離する。その後、加工基板61a上に、CoCrPtを磁性膜63としてスパッタし、続いて、基板61aの凹凸に対してSiO2、C、Cu、Al、Tiなどの非磁性材料からなる非磁性膜64をスパッタで埋め込んだ(図29(b)参照)。
次に、図29(c)に示すように、非磁性膜64をエッチバックし、基板61aの凸部上の磁性膜63を露出する。その後、カーボンからなる保護膜65をスパッタ法で堆積させる(図29(d)参照)。続いて、テープバニッシュで異常突起を取り除いた後、潤滑剤を塗布して本実施例の磁気記録媒体を得た。
(実施例3)
次に、本発明の実施例3による磁気記録媒体の製造方法を図30(a)乃至図31(d)を参照して説明する。本実施例の製造方法は、ジブロックポリマー使用して磁性体を加工するマスクを形成するものであり、この製造方法によって製造された磁気記録媒体は第1実施形態の磁性体加工型記録媒体となる。
次に、本発明の実施例3による磁気記録媒体の製造方法を図30(a)乃至図31(d)を参照して説明する。本実施例の製造方法は、ジブロックポリマー使用して磁性体を加工するマスクを形成するものであり、この製造方法によって製造された磁気記録媒体は第1実施形態の磁性体加工型記録媒体となる。
図30(a)に示すように、基板71上に磁性膜72を形成し、この磁性膜72上にインプリント法によって形成された、断面積が一定で幅が例えば、20nm〜150nmの範囲のトラック形状の溝を備えたレジストパターン74を形成する。
続いて、レジストパターン72の上記トラック形状の溝にPS−PMMA(Polystyrene-Polymethylmethacrylate)からなるジブロックポリマー75をPGMEA(Plopylene glycol monomethylether acetate)に溶かしたものをスピンコートで塗布した(図30(b)参照)。その後、H2を1〜3%程含むN2雰囲気中で180℃のアニール処理を行った。この処理を行うことでジブロックポリマー74はPS(Polystyrene)74bの海に一定周期のPMMA74aの島が配列した海島構造になった(図30(c)参照)。
次に、O2を使用した反応性イオンエッチングを行う。すると、PS74bとPMMA74aはエッチングレートが異なるため、図31(a)に示すように、PMMA74a部分のみがエッチングされ、PMMA74a部分がエッチング除去された場所は穴75が形成される。続いて、図31(b)に示すように、上記穴75をSOG76で充填する。
次に、図31(c)に示すように、SOG76をマスクとして、O2を使用した反応性イオンエッチングを行い、レジストパターン74と、その上にSOG76が形成されている以外のPS74bをエッチング除去する。続いて、残置しているSOG76およびその下にあるPS74bをマスクとして、Arガスを用いて磁性膜72をパターニングし、その後SOG76およびその下のPS74bを除去することにより、図31に示すパターニングされた磁性膜72aを得られる。この後、実施例1で説明したと同様に非磁性層および保護膜を形成し、磁気記録媒体を完成する。
本実施例においては、トラックはインプリントによって形成したが、電子ビームを用いたリソグラフィー技術を用いて形成してもよい。
なお、ジブロックポリマーのPSとPMMAの組成比を変えることで、本実施例の場合と海島が逆転したパターンを作成することができる。この場合は、島以外の部分をトラックとして使うことになる。
次に、上記実施例に対して以下のような比較例1および比較例2の磁気記録媒体を作製した。
比較例1として、トラック幅一定である以外は実施例1の磁気記録媒体と同じサイズのディスクリート媒体を作製した。また、比較例2として、サイズおよび記録密度が上記実施例1と同じパターンド媒体を作製した。
上記実施例1乃至3の磁気記録媒体および比較例1,2の記録媒体を、第3実施形態で説明した磁気記録再生装置に搭載し、書き込みヘッドとして単磁極ヘッドを用いて信号を書き込み、再生ヘッドとしてGMRヘッドを用いて信号を読み取る方法により、リード/ライト(R/W)のテストを行った。測定条件は、中心からの半径位置14mmと一定の位置で、磁気記録媒体を4200rpmに回転させて行った。2MFCIの信号について出力を示した。媒体S/N比(S/Nm)において、S値は、10kFCIの孤立波形の1磁化反転におけるpp値(+、−のそれぞれ最高値の差)を半分にした値、Nm値は、2MFCIでのノイズのrms(root mean square)値である。さらに、AEセンサーによる媒体表面でのヘッドの浮上特性も評価した。
この比較結果から、実施例1乃至3の磁気記録媒体は、パターンド媒体である比較例2に比べて出力は大きくなり、ディスクリート媒体である比較例1に比べてS/N特性が良好であることがわかる。
2 記録トラック
2a 記録部
2b 連結部
4 非記録部
10 基板
12 軟磁性層
14 非磁性層
2a 記録部
2b 連結部
4 非記録部
10 基板
12 軟磁性層
14 非磁性層
Claims (13)
- 基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記連結部のトラック幅方向のサイズが、前記記録部のトラック幅方向のサイズ以下である磁気記録媒体と、
記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、
を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。 - 前記連結部のトラック幅方向の断面積が、前記隣接した2つの記録部のうちの一方から離れるにつれて減少して最小値を持ち、そこから他方の記録部に近づくにつれて増加することを特徴とする請求項1記載の磁気記録再生装置。
- 前記記録部の1つと前記連結部の1つからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されていることを特徴とする請求項1または2記載の磁気記録再生装置。
- 前記連結部の高さが、前記記録部の高さ以下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記録再生装置。
- 前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至4のいずかに記載の磁気記録再生装置。
- 前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の磁気記録再生装置。
- 基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状である磁気記録媒体と、
記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、
を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。 - 前記連結部のトラック幅方向の断面積が、前記隣接した2つの記録部のうちの一方から離れるにつれて減少して最小値を持ち、そこから他方の記録部に近づくにつれて増加することを特徴とする請求項7記載の磁気記録再生装置。
- 前記記録部の1つと前記連結部の1つからなる組が周期的にトラック長手方向に配置されていることを特徴とする請求項7または8記載の磁気記録再生装置。
- 前記連結部の高さが、前記記録部の高さ以下であることを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の磁気記録再生装置。
- 前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きいことを特徴とする請求項7乃至10のいずかに記載の磁気記録再生装置。
- 基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録部のそれぞれはトラック幅方向に同じ幅を有し、前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きく、前記連結部のトラック幅方向のサイズが、前記記録部のトラック幅方向のサイズ以下である磁気記録媒体と、
記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、
を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。 - 基板上に設けられそれぞれが磁性体からなる複数の記録トラックと、前記基板上の隣接する前記記録トラック間に設けられ隣接する前記記録トラック間を分離する連続した非磁性体からなる非記録部と、を備え、前記記録トラックのそれぞれは、複数の記録部と、トラック長手方向に隣接する記録部を連結し、そのトラック幅方向の断面積が前記隣接する記録部のそれぞれのトラック幅方向の断面積よりも小さい部分を有し、等間隔で配置された連結部と、を備え、隣接する磁気情報間の磁壁は前記連結部に存在するが前記記録部には存在せず、前記記録部のそれぞれはトラック幅方向に同じ幅を有し、前記連結部のトラック幅方向の最小断面積が0よりも大きく、前記記録トラックはトラック幅方向の断面形状が凸状であり、前記非記録部の前記トラック幅方向の断面形状が凹状である磁気記録媒体と、
記録再生時に前記磁気記録媒体上を相対的に移動するヘッドと、
を備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
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