JP5186345B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
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され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、近年ではＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドなども導入されて、１年に約１００％ものペースで増加を続けている。
これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度を達成することが要求されている。このため、磁性層の高保磁力化、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、近年では線記録密度の向上と同時に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努力も続けられている。
最新の磁気記録装置においては、トラック密度１１０ｋＴＰＩにも達している。しかしながら、トラック密度を上げていくと、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合い、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりＳＮＲを損なうという問題が生じ易くなっており、このことはそのままビット・エラー・レートの低下につながるため、記録密度の向上に対して障害となっている。
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、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。その一方で、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り、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じてしまう。
また、トラック密度を上げていくと、トラック間距離が近づくために、磁気記録装置では極めて高精度のトラックサーボ技術が要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は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時よりも狭く実行する方法が一般的に用いられている。しかしながら、この方法ではトラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難であり、その結果十分なＳＮＲを確保することが難しいという問題がある。
このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、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、記録トラック同士を物理的に分離することによってトラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術は、一般にディスクリートトラック法と呼ばれており、それによって製造された磁気記録媒体のことをディスクリートトラック媒体と呼んでいる。また、同一トラック内のデータ領域を更に分割した、いわゆるパターンドメディアを製造しようとする試みもある。
ディスクリートトラック媒体の一例として、表面に凹凸パターンを形成した非磁性基板に磁気記録媒体を形成して、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を形成してなる磁気記録媒体が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
この磁気記録媒体は、表面に複数の凹凸のある基板の表面に軟磁性層を介して強磁性層が形成されており、その表面に保護膜を形成したものである。この磁気記録媒体では、凸部領域に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。
この磁気記録媒体によれば、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ないので、ノイズの少ない高密度磁気記録媒体を形成できるとされている。
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、予め基板表面に直接、或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（例えば、特許文献２，３を参照。）。
このうち、前者の方法は、磁気層加工型と呼ばれるものである。しかしながら、この方法の場合、媒体形成後に表面に対する物理的な加工が実施されるため、媒体が製造工程において汚染されやすく、かつ製造工程が非常に複雑となるといった欠点がある。一方、後者の方法は、エンボス加工型と呼ばれるものである。しかしながら、この方法の場合、製造工程中に媒体が汚染されにくいものの、基板に形成された凹凸形状がその上に成膜された膜にも引き継がれることになるため、媒体上を浮上しながら記録再生を行う記録再生ヘッドの浮上姿勢や、浮上高さが安定しなくなるとった問題がある。
また、ディスクリートトラック媒体の磁気トラック間領域を、予め形成した磁性層に窒素、酸素等のイオンを注入し、または、レーザを照射することにより、その部分の磁気的な特性を変化させて形成する方法が開示されている（例えば、特許文献４〜６を参照。）。
特開２００４−１６４６９２号公報
特開２００４−１７８７９３号公報
特開２００４−１７８７９４号公報
特開平５−２０５２５７号公報
特開２００６−２０９９５２号公報
特開２００６−３０９８４１号公報
ところで、上述した磁気的に分離された磁気記録パターンを有する、いわゆるディスクリートトラックメディアやパターンドメディアの製造する際に、磁性層をパターニングする方法としては、以下の（１），（２）の方法がある。
（１）磁性層の表面にパターニングしたマスク層を設け、このマスク層を用いてイオンミリング等により磁性層を物理的に加工する方法。
（２）磁性層の表面に設けたマスク層を用いて磁性層に部分的にイオン注入等を行い、磁性層の磁気特性を部分的に改質して磁気記録パターンを形成する方法。
（１）磁性層の表面にパターニングしたマスク層を設け、このマスク層を用いてイオンミリング等により磁性層を物理的に加工する方法。
（２）磁性層の表面に設けたマスク層を用いて磁性層に部分的にイオン注入等を行い、磁性層の磁気特性を部分的に改質して磁気記録パターンを形成する方法。
しかしながら、（１）の方法を用いた場合には、磁性層がイオンミリングにより加工されると同時に、マスク層自体もイオンによりエッチングされるため、特にマスク層のエッジ部分にダレが生じてしまい、このダレが徐々に広がり、加工される磁性層の断面が台形形状となることがある。この場合、磁性層のエッジ部分がダレてしまうことにより、磁気記録パターンのパターンボケが発生してしまう。
一方、（２）の方法を用いた場合には、磁性層へのイオン注入に際して、マスク層のイオンエッチングが生じ、このマスク層のパターンが徐々に不鮮明となっていく。さらに、注入したイオンが磁性層内で散乱してしまうために、この散乱によっても磁気記録パターンのパターンボケが誘発されることになる。
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することを可能とした磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意研究を行った結果、パターニングされた磁性層を形成する際に、連続した磁性層の境界領域をイオンミリング等による加工や、イオン注入による磁気特性の改質を使用せず、パターニングされたレジスト層上に磁性層を形成し、その後レジスト層を除去する方法を採用することによって、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の手段を提供する。
（１） 磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
非磁性基板の上に第１の磁性層を形成する第１の工程と、
前記第１の磁性層の上に前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する第２の工程と、
前記第１の磁性層の前記レジスト層が形成された面上を覆う第２の磁性層を形成する第３の工程と、
前記レジスト層をその上に形成された前記第２の磁性層と共に除去する第４の工程と、
前記第１の磁性層を部分的に除去する、又は、前記第１の磁性層の磁気特性を部分的に改質する第５の工程とを、少なくとも有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２） 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の前記第２の磁性層に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質することを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３） 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４） 前記第５の工程において、第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質する際に、イオンビーム照射を用いることを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前記イオンビーム照射により前記第１の磁性層を除去した部分に非磁性材料を埋め込まずに保護層を形成する工程を含むことを特徴とする前項（４）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６） 前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記レジスト層が表出するまで前記第２の磁性層を除去し、且つその表面を平坦化する工程を含むことを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７） 第１の磁性層がグラニュラ構造の磁性層であり、第２の磁性層がグラニュラ構造ではない磁性層であることを特徴とする前項（１）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１） 磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
非磁性基板の上に第１の磁性層を形成する第１の工程と、
前記第１の磁性層の上に前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する第２の工程と、
前記第１の磁性層の前記レジスト層が形成された面上を覆う第２の磁性層を形成する第３の工程と、
前記レジスト層をその上に形成された前記第２の磁性層と共に除去する第４の工程と、
前記第１の磁性層を部分的に除去する、又は、前記第１の磁性層の磁気特性を部分的に改質する第５の工程とを、少なくとも有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２） 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の前記第２の磁性層に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質することを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３） 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（４） 前記第５の工程において、第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質する際に、イオンビーム照射を用いることを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５） 前記イオンビーム照射により前記第１の磁性層を除去した部分に非磁性材料を埋め込まずに保護層を形成する工程を含むことを特徴とする前項（４）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６） 前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記レジスト層が表出するまで前記第２の磁性層を除去し、且つその表面を平坦化する工程を含むことを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７） 第１の磁性層がグラニュラ構造の磁性層であり、第２の磁性層がグラニュラ構造ではない磁性層であることを特徴とする前項（１）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
以上のように、本発明によれば、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することが可能となるため、記録密度の高い磁気記録媒体を高い生産性で製造することが可能となる。また、このような磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置では、更なる電磁変換特性の向上が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
（磁気記録媒体の製造方法）
本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、例えば図１（ａ）〜（ｆ）に示すように、非磁性基板１０の上に第１の磁性層１１を形成する第１の工程と、第１の磁性層１１の上に磁気記録パターンＭＰに対応した形状にパターニングされたレジスト層１２を形成する第２の工程と、第１の磁性層１１のレジスト層１２が形成された面上を覆う第２の磁性層１３を形成する第３の工程と、レジスト層１２をその上に形成された第２の磁性層１３と共に除去する第４の工程と、第１の磁性層１１を部分的に除去する、又は、第１の磁性層１１の磁気特性を部分的に改質する第５の工程とを、少なくとも有することを特徴とする。
本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、例えば図１（ａ）〜（ｆ）に示すように、非磁性基板１０の上に第１の磁性層１１を形成する第１の工程と、第１の磁性層１１の上に磁気記録パターンＭＰに対応した形状にパターニングされたレジスト層１２を形成する第２の工程と、第１の磁性層１１のレジスト層１２が形成された面上を覆う第２の磁性層１３を形成する第３の工程と、レジスト層１２をその上に形成された第２の磁性層１３と共に除去する第４の工程と、第１の磁性層１１を部分的に除去する、又は、第１の磁性層１１の磁気特性を部分的に改質する第５の工程とを、少なくとも有することを特徴とする。
具体的に、このような磁気記録媒体を製造する際は、先ず、図１（ａ）に示すように、非磁性基板１０の上に第１の磁性層１１を形成した後に、この第１の磁性層１１の上に、例えばフォトリソグラフィー法やナノインプリント法などを用いて、磁気記録パターンＭＰに対応した形状にパターニングされたレジスト層１２を形成する。
ここで、レジスト層１２をパターニングする際は、ナノインプリント法を用いることが好ましい。このナノインプリント法では、放射線を照射することにより硬化する材料をレジスト層１２に用い、このレジスト層１２にスタンプを用いてパターンを転写する。
また、本発明では、このようなパターンを転写する工程の後に、レジスト層１２に放射線を照射することが好ましい。これにより、レジスト層１２にスタンプの形状を精度良く転写することができ、磁気記録パターンＭＰの形成特性を向上させることが可能となる。
特に、レジスト層１２にスタンプを用いてパターンを転写する際は、レジスト層１２の流動性が高い状態で、このレジスト層１２にスタンプを押圧し、その押圧した状態で、レジスト層１２に放射線を照射することによりレジスト層１２を硬化させ、その後、スタンプをレジスト層１２から離すことにより、スタンプの形状を精度良く、レジスト層１２に転写することが可能である。
レジスト層１２にスタンプを押圧した状態で、レジスト層１２に放射線を照射する方法としては、例えば、スタンプの反対側、すなわち非磁性基板１０側から放射線を照射する方法や、スタンプの材料として放射線を透過できる物質を選択し、スタンプ側から放射線を照射する方法、スタンプ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、スタンプ材料又は非磁性基板１０からの熱伝導により放射線を照射する方法などを用いることができる。
なお、本発明における放射線とは、熱線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などの広い概念の電磁波のことを言う。また、放射線を照射することにより硬化する材料としては、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を挙げることができる。
また、このような材料の中でも特に、レジスト層１２として、ノボラック系樹脂、アクリル酸エステル類、脂環式エポキシ類などの紫外線硬化樹脂を用い、スタンプ材料として、紫外線に対して透過性の高いガラス又は樹脂を用いることが好ましい。
上述したパターンを転写する工程では、スタンプとして、例えば、金属プレートに電子線描画などの方法を用いて微細なトラックパターンを形成したスタンパを用いることができる。また、スタンパには、上記プロセスに耐え得る硬度及び耐久性が要求されるため、例えばＮｉなどが使用されるが、上記目的に合致するものであれば、その材質について特に限定されるものではない。さらに、スタンプには、通常のデータを記録するトラックの他にも、バーストパターンや、グレイコードパターン、プリアンブルパターンなどといったサーボ信号のパターンも形成することができる。
また、レジスト層１２は、図１（ｂ）に示すように、パターンを転写した後に、第１の磁性層１１が表出するまで、イオンミリング等により除去される。
次に、図１（ｃ）に示すように、レジスト層１２が形成された第１の磁性層１１の面上を覆うように第２の磁性層１３を形成する。なお、第２の磁性層１３は、後述する第１の磁性層１１に対してイオンビーム照射等を行う際のマスク層となるため、照射されるイオンに対して耐性の高い層とすることが好ましい。
ここで、本発明では、図１（ｄ）に示すように、レジスト層１２を除去する前に、このレジスト層１２が表出するまで第２の磁性層１３を除去し、且つその表面を平坦化することが好ましい。本工程では、非磁性基板１０を回転させながら斜め方向からイオンを照射し、イオンミリングを行う方法、選択エッチング、又は、定盤及び研磨材を用いた機械的なポリッシングを行う方法などを用いることができる。このような工程を設けることにより、第２の磁性層１３のエッジ部における形状を整え、後述する磁気記録パターンＭＰの形状が鮮明なものとなる。
次に、図１（ｅ）に示すように、レジスト層１２をその上に形成された第２の磁性層１３と共に除去する。これにより、第１の磁性層１１上に残存した第２の磁性層１３の間から第１の磁性層１１が表出した状態となる。
次に、図１（ｆ）に示すように、第１の磁性層１１の第２の磁性層１３に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質する。これにより、磁気的に分離された磁気録パターンＭＰが形成される。なお、図１（ｆ）では、第１の磁性層１１の第２の磁性層１３に覆われていない箇所を除去することによって磁気的に分離された第１及び第２の磁性層１１，１３からなる磁気録パターンＭＰを示している。
また、本発明では、第１の磁性層１１の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質することが好ましい。
本発明において、磁気特性を改質するとは、イオンビーム照射を用いて、磁性層の一部にイオンを注入し、この部分を非磁性化する、又は、この部分の保磁力（Ｈｃ）や飽和磁化（Ｍｓ）などを低下させることを言う。
本発明において、磁気特性を改質するとは、イオンビーム照射を用いて、磁性層の一部にイオンを注入し、この部分を非磁性化する、又は、この部分の保磁力（Ｈｃ）や飽和磁化（Ｍｓ）などを低下させることを言う。
具体的に、本発明では、磁気記録パターンＭＰを形成するために、第１の磁性層１１を磁気的に分離する領域の表層部分のみをイオンミリング等により除去し、この表層部分が除去された領域の下層部分にイオンビームを照射する。これにより、下層部分の保磁力（Ｈｃ）や飽和磁化（Ｍｓ）などを低下させ、その磁気特性を改質させる。
また、本発明では、イオンビームとして、例えば窒素と水素とを混合したイオン、又は、窒素とネオンとを混合したイオンを用いることにより、上述した第１の磁性層１１に対するエッチング工程と、エッチングにより除去された部分の下層の磁気特性を改質する工程とを同時に進行させることにより、効率良く処理を行うことが可能である。
なお、イオンビームエッチングでは、アルゴンを用いる場合が多いが、アルゴンは高い速度で磁性層をエッチングできる一方、下層の磁気特性を改質する工程と同時に進行させることは非常に困難である。
以上の工程を経ることによって、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することができ、記録密度の高い磁気記録媒体を高い生産性で製造することが可能となる。
ここで、従来の磁気記録媒体の製造方法について図２を参照して説明する。
従来の製造方法では、先ず、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１００の上に第１の磁性層１０１を形成した後に、この第１の磁性層１０１の上に、例えばフォトリソグラフィー法やナノインプリント法などを用いて、磁気記録パターンＭＰ’に対応した形状にパターニングされたレジスト層１０２を形成する。また、レジスト層１０２は、図２（ｂ）に示すように、パターンを転写した後に、磁性層１０１が表出するまで、イオンミリング等により除去される。
従来の製造方法では、先ず、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１００の上に第１の磁性層１０１を形成した後に、この第１の磁性層１０１の上に、例えばフォトリソグラフィー法やナノインプリント法などを用いて、磁気記録パターンＭＰ’に対応した形状にパターニングされたレジスト層１０２を形成する。また、レジスト層１０２は、図２（ｂ）に示すように、パターンを転写した後に、磁性層１０１が表出するまで、イオンミリング等により除去される。
次に、図２（ｃ）に示すように、磁性層１０１のレジスト層１０２に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質する。これにより、図２（ｄ）に示すような磁気的に分離された磁気録パターンＭＰ’が形成される。なお、図２（ｄ）では、磁性層１０１のレジスト層１０２に覆われていない箇所を除去することによって磁気的に分離された磁性層１０１からなる磁気録パターンＭＰ’を示している。
従来の製造方法では、磁性層１０１がイオンミリングにより加工されると同時に、マスク層１０２自体もイオンによりエッチングされるため、特にマスク層１０２のエッジ部分にダレが生じてしまい、このダレが徐々に広がり、加工される磁性層１０１の断面が台形形状となる。
このように、従来の製造方法では、部分的にイオンミリング等を施すために、磁性層１０１の表面にマスク層１０２を設ける必要があるが、マスク層１０２がイオンミリング等によってエッチングされ、これによりマスクパターンが不鮮明となり、磁気記録パターンＭＰ’の鮮明さが低下する場合がある。また、磁性層１０１は、通常、多結晶合金であり、イオンによるエッチング率や注入率の異なる物質を多数内在しているため、イオンミリング等を用いても鮮明なパターンを有する磁性層１０１を形成することは困難である。
これに対して、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、第１の磁性層１１の上に磁気記録パターンＭＰのネガパターンをレジスト層１２で形成し、このレジスト層１２が形成された第１の磁性層１１の上に第２の磁性層１３を形成した後、レジスト層１２をその上に形成された第２の磁性層１３と共に除去することによって、第１の磁性層１１を部分的に除去する、又は、第１の磁性層１１の磁気特性を部分的に改質する際に、レジスト層１２の形状を反転転写した鮮明な磁気記録パターンＭＰを形成することができる。
なお、レジスト層１２は、半導体プロセス等において、微細なパターン形成や残渣の少ない除去に関して実績があり、磁性層１０１を加工するより高い形状制御性や除去性が達成される。
また、本発明では、第１の磁性層１１の前記第２の磁性層１３に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質することにより、第１及び第２の磁性層１１，１３を多層構造とし、さまざまな電磁変換特性を両立させた磁気記録媒体を製造することができる。
また、本発明では、上述した第１の磁性層１１をグラニュラ構造の磁性層とし、第２の磁性層１３を非グラニュラ構造の磁性層とした磁性層を用いることにより、第１の磁性層１１に対するイオン注入や、第１の磁性層１１のイオンミリング等による改質・加工を容易なものとする一方、これらに対する第２の磁性層１３の耐性を高めることが可能である。
また、本発明では、イオンミリング等による第１及び第２の磁性層１１，１３の除去を僅かな深さとすることができるため、第１及び第２の磁性層１１，１３を除去した箇所に非磁性材料を埋め込まずに保護層を形成し、簡便な方法で磁気記録媒体を製造することができる。
一方、従来の製造方法では、磁性層１０１をパターニングする際に、磁性層１０１を深くエッチングする必要があり、そのエッチング部分を磁気記録媒体の表面に残存させた場合に、磁気ヘッドの走行に際してエッチング部分の凹凸により空気の乱流が生じて磁気ヘッドを安定させて浮上走行させることができなかった。
これに対して、本発明では、イオンビームミリングによる第１及び第２の磁性層１１，１３の除去が僅かな深さであるため、この上にそのまま硬質炭素膜等の保護層を形成し、磁気記録媒体の表面に凹凸が残存する状態としても、この凹凸は僅かであるため、磁気ヘッドを安定して浮上走行させることができる。
さらに、本発明によれば、非磁性材料を埋め込む工程や、埋め込み後に表面を平滑化する工程などが不要となるため、磁気記録媒体の製造効率を著しく高めることが可能となる。
また、本発明では、レジスト層１２をその上に形成された第２の磁性層１３と共に除去（リフトオフ）することにより、第２の磁性層１３に磁気記録パターンＭＰを表出させることができるが、第２の磁性層１３のパターンをより鮮明なものとするためには、レジスト層１２を除去する前に、このレジスト層１２が表出するまで第２の磁性層１３を除去し、且つその表面を平坦化することが好ましい。このような工程を設けることにより、第２の磁性層１３のエッジ部分における形状を整え、磁気記録パターンＭＰを鮮明なものとすることができる。
また、本発明では、磁気記録パターンＭＰを形成するために、第１の磁性層１１を磁気的に分離する領域の表層部分のみをイオンミリング等により除去し、この表層部分が除去された領域の下層部分にイオンビームを照射することが好ましい。
この場合、下層部分の保磁力（Ｈｃ）や飽和磁化（Ｍｓ）などを低下させ、その磁気特性を改質させることによって、磁気的に分離された磁気記録パターンＭＰを形成する際に、イオンミリングによる加工量が僅少とできるため、ダストの発生が少なく清浄な表面を有する磁気記録媒体を得ることができる。また、このような方法を用いることにより、磁気トラック間領域の保磁力や残留磁化を極限まで低減させることができ、その結果、磁気記録の際の書きにじみをなくし、高い面記録密度の磁気記録媒体を得ることが可能である。
（磁気記録媒体）
次に、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の具体的な構成について、例えば図３に示すディスクリート型の磁気記録媒体３０を例に挙げて詳細に説明する。
なお、以下の説明において例示される磁気記録媒体３０はほんの一例であって、本発明を適用して製造される磁気記録媒体はそのような構成に必ずしも限定されるものではなく、上述した非磁性基板１０や第１及び第２の磁性層１１，１３以外の構成については適宜変更して実施することが可能である。
次に、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の具体的な構成について、例えば図３に示すディスクリート型の磁気記録媒体３０を例に挙げて詳細に説明する。
なお、以下の説明において例示される磁気記録媒体３０はほんの一例であって、本発明を適用して製造される磁気記録媒体はそのような構成に必ずしも限定されるものではなく、上述した非磁性基板１０や第１及び第２の磁性層１１，１３以外の構成については適宜変更して実施することが可能である。
この磁気記録媒体３０は、図３に示すように、非磁性基板１の上に、軟磁性層２と、中間層３と、磁気記録パターンＭＰを有する磁性層４と、保護層５とが順次積層されてなり、更に最表面に潤滑膜（図示せず。）が形成された構造を有している。
このうち、非磁性基板１については、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、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、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。その中でも、非磁性基板１については、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
磁性層４は、第１の磁性層４ａと第２の磁性層４ｂとが積層されてなるものであり、この磁性層４を磁気的に分離した磁気記録パターンＭＰが形成されている。
磁性層４は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の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。また、磁性層４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く、例えば、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系、ＣｏＣｒＰｔＴａ系の磁性層や、これらにＳｉＯ２や、Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物を加えたグラニュラ構造の磁性層を用いることができる。
垂直磁気記録媒体の場合には、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２と、Ｒｕ等からなる中間層３と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる磁性層４とを積層したものを利用できる。また、軟磁性層２と中間層３との間にＰｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を積層してもよい。
一方、面内磁気記録媒体の場合には、磁性層４として、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものを利用できる。
磁性層４の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。また、磁性層４は、再生の際に一定以上の出力を得るのに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ーは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。磁性層４は、通常はスパッタ法により薄膜として形成する。
本発明では、第１の磁性層４ａと第２の磁性層４ｂとを有するが、第２の磁性層４ｂは、第１の磁性層４ａに対してイオンビーム照射等を行う際のマスク層となるため、照射されるイオンに対して耐性の高い層とすることが好ましい。例えば、第１の磁性層４ａをグラニュラ構造の磁性層とし、第２の磁性層４ｂをグラニュラ構造ではない磁性層とすることにより第２の磁性層４ｂのイオン照射に対する耐性を高めることができる。
グラニュラ構造の磁性層としては、少なくとも磁性粒子としてＣｏとＣｒを含み、磁性粒子の粒界部に少なくともＳｉ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｗ酸化物、Ｃｏ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｒｕ酸化物の中から選ばれる少なくとも１種又は２種以上を含むものが好ましい。具体的には、例えば、ＣｏＣｒＰｔ−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｗ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｏ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ酸化物−Ｗ酸化物、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ酸化物−Ｒｕ酸化物、ＣｏＲｕＰｔ−Ｃｒ酸化物−Ｓｉ酸化物、ＣｏＣｒＰｔＲｕ−Ｃｒ酸化物−Ｓｉ酸化物などを挙げることができる。
グラニュラ構造を有する磁性結晶粒子の平均粒径は、１ｎｍ以上、１２ｎｍ以下であることが好ましい。また磁性層中に存在する酸化物の総量は、３〜１５モル％であることが好ましい。また、グラニュラ構造ではない磁性層としては、ＣｏとＣｒを含み、好ましくはＰｔを含む磁性合金を用いた層が例示できる。
保護層５としては、一般的にはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）の薄膜をＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜したものを用いることができるが、これに特に限定されるものではない。すなわち、保護層５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、ＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなど、通常保護層として用いられる材料を用いることができる。また、保護層５は、２層以上の層から構成されていてもよい。保護層５の厚みは、１０ｎｍ未満とする必要がある。保護層５の厚みが１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと磁性層４との距離が大きくなり、十分な出入力信号の強さが得られなくなるからである。
保護層５の上には、潤滑剤を塗布して潤滑膜（図示せず。）を形成することが好ましい。潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等を挙げることができ、通常は潤滑剤を１〜４ｎｍの厚みで塗布して潤滑膜を形成する。
（磁気記録再生装置）
次に、本発明を適用した磁気記録再生装置（ＨＤＤ）の一構成例を図３に示す。
本発明を適用した磁気記録再生装置は、図３に示すように、上記本発明を適用して製造された磁気記録媒体３０と、この磁気記録媒体を回転駆動する回転駆動部（磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部）３１と、磁気記録媒体３０に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３２と、磁気ヘッド３２を磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部（磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段）３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２から出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系（記録再生信号処理手段）３４とを備えている。
次に、本発明を適用した磁気記録再生装置（ＨＤＤ）の一構成例を図３に示す。
本発明を適用した磁気記録再生装置は、図３に示すように、上記本発明を適用して製造された磁気記録媒体３０と、この磁気記録媒体を回転駆動する回転駆動部（磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部）３１と、磁気記録媒体３０に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３２と、磁気ヘッド３２を磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部（磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段）３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２から出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系（記録再生信号処理手段）３４とを備えている。
この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体３０を用いることにより、この磁気記録媒体３０に磁気記録を行う際の書きにじみをなくし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記本発明を適用した磁気記録媒体３０を用いることで記録密度の高い磁気記録再生装置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、従来はトラックエッジ部の磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして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、磁気ヘッド３２の再生部をＧＭＲヘッド又は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、高記録密度を持った磁気記録再生装置を実現することができる。またこの磁気ヘッド３２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍの範囲内とし、従来より低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置ＳＮＲが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録再生装置を提供することができる。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でき、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ビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳＮＲが得られる。
なお、本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンＭＰを有する磁気記録媒体に対して幅広く適用することが可能であり、磁気記録パターンを有する磁気記録媒体としては、磁気記録パターンが１ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆ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、その他、サーボ信号パターン等を含む磁気記録媒体を挙げることができる。本発明は、この中でも磁気的に分離された磁気記録パターンが磁気記録トラック及びサーボ信号パターンである、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体に適用することが、その製造における簡便性から好ましい。
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１）
実施例１では、先ず、ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバを予め１．０×１０−５Ｐａ以下に真空排気した。ここで使用したガラス基板はＬｉ２Ｓｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ−Ｐ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３−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（単位：Å、０．２ｎｍ）である。
実施例１では、先ず、ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバを予め１．０×１０−５Ｐａ以下に真空排気した。ここで使用したガラス基板はＬｉ２Ｓｉ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３−Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ−Ｐ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３−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（単位：Å、０．２ｎｍ）である。
次に、このガラス基板にＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として層厚６０ｎｍのＦｅＣｏＢ膜、中間層として層厚１０ｎｍのＲｕ膜と、第１の磁性層として層厚１５ｎｍの７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金膜とをこの順で積層した。
次に、この上に、レジストをスピンコート法により塗布し、層厚１００ｎｍのレジスト層を形成した。なお、レジストには、紫外線硬化樹脂であるノボラック系樹脂を用いた。そして、磁気記録パターンのポジパターンを有するガラス製のスタンプを用いて、このスタンプを１ＭＰａ（約８．８ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧力でレジスト層に押し付けた状態で、波長２５０ｎｍの紫外線を、紫外線の透過率が９５％以上であるガラス製のスタンプの上部から１０秒間照射し、レジスト層を硬化させた。その後、スタンプをレジスト層から分離し、レジスト層に磁気記録パターンに対応した凹凸パターンを転写した。
なお、レジスト層に転写した凹凸パターンは、２７１ｋトラック／インチの磁気記録パターンに対応しており、凸部が幅６４ｎｍの円周状、凹部が幅３０ｎｍの円周状であり、レジスト層の層厚は６５ｎｍ、レジスト層の凹部の深さは約５ｎｍであった。また、凹部の基板面に対する角度は、ほぼ９０度であった。
次に、レジスト層の凹部の箇所をドライエッチングで除去した。ドライエッチングの条件は、Ｏ２ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．３Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、ＤＣバイアスを３０Ｗ、エッチング時間を１０秒とした。
次に、レジスト層が形成された第１の磁性層の上に、第２の磁性層として層厚１４ｎｍの７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金膜を積層した。
次に、レジスト層が表出するまで第２の磁性層の表層部分をイオンミリングにより除去すると共に、その表面を平滑化した。なお、イオンミリングにはＡｒイオンを用い、イオンの量は５×１０１６原子／ｃｍ２、加速電圧は１０００ｋｅＶとした。
次に、レジスト層をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、Ｏ２ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．３Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、ＤＣバイアスを３０Ｗ、エッチング時間を３０秒とした。
次に、第１及び第２の磁性層の表面にイオンビームを照射した。イオンビームは、窒素ガス４０ｓｃｃｍ、水素ガス２０ｓｃｃｍ、ネオン２０ｓｃｃｍの混合ガスを用いて発生させた。イオンの量は５×１０１６原子／ｃｍ２、加速電圧は２０ｋｅＶ、エッチング速度は０．１ｎｍ／秒とし、エッチング時間を６０秒とした。なお、第１の磁性層の加工深さは６ｎｍ、第２の磁性層の加工量は１ｎｍであった。また、このとき第２の磁性層の磁気特性はほとんど変化しなかった。
次に、この上に保護層として、層厚５ｎｍのカーボン膜をＣＶＤ法により形成した。最後に、この上に潤滑剤を塗布することによって潤滑膜を形成し、実施例１の磁気記録媒体を得た。
以上の方法により作製された実施例１の磁気記録媒体について、電磁変換特性（ＳＮＲおよび３Ｔ−ｓｑｕａｓｈ）、及びヘッド浮上高さ（グライドアバランチ）を測定した。なお、電磁変換特性の評価はスピンスタンドを用いて実施した。また、評価用のヘッドには、記録には垂直記録ヘッド、読み込みにはＴｕＭＲヘッドを用いて、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値及び３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
その結果、実施例１の磁気記録媒体は、ＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈに優れ、また、ヘッド浮上特性も安定していることがわかった。
１…非磁性基板 ２…軟磁性層 ３…中間層 ４…記録磁性層 ４ａ…第１の磁性層 ４ｂ…第２の磁性層 ５…保護層 ＭＰ…磁気記録パターン
１０…非磁性基板 １１…第１の磁性層 １２…レジスト層 １３…第２の磁性層
３０…磁気記録媒体 ３１…媒体駆動部 ３２…磁気ヘッド ３３…ヘッド駆動部 ３４…記録再生信号系
１０…非磁性基板 １１…第１の磁性層 １２…レジスト層 １３…第２の磁性層
３０…磁気記録媒体 ３１…媒体駆動部 ３２…磁気ヘッド ３３…ヘッド駆動部 ３４…記録再生信号系
Claims (7)
- 磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
非磁性基板の上に第１の磁性層を形成する第１の工程と、
前記第１の磁性層の上に前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する第２の工程と、
前記第１の磁性層の前記レジスト層が形成された面上を覆う第２の磁性層を形成する第３の工程と、
前記レジスト層をその上に形成された前記第２の磁性層と共に除去する第４の工程と、
前記第１の磁性層を部分的に除去する、又は、前記第１の磁性層の磁気特性を部分的に改質する第５の工程とを、少なくとも有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の前記第２の磁性層に覆われていない箇所を部分的に除去する、又は、当該箇所の磁気特性を部分的に改質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。
- 前記第５の工程において、前記第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記第５の工程において、第１の磁性層の表層部分を除去し、その除去した部分の下層の磁気特性を改質する際に、イオンビーム照射を用いることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記イオンビーム照射により前記第１の磁性層を除去した部分に非磁性材料を埋め込まずに保護層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記第３の工程と前記第４の工程との間に、前記レジスト層が表出するまで前記第２の磁性層を除去し、且つその表面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記第１の磁性層をグラニュラ構造の磁性層とし、前記第２の磁性層をグラニュラ構造ではない磁性層とすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
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