JPH08203058A

JPH08203058A - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08203058A
Application number: JP861995A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kaede; 弘志楓; Fumio Kugiya; 文雄釘屋; Yoji Maruyama; 洋治丸山; Kyo Akagi; 協赤城; Migaku Komoda; 琢薦田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-01-24
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】表面凹凸の少ないサーボ・パターンを有する
垂直磁気記録用媒体及びその製造方法を提供する。【構成】磁性膜３の配向制御用下地膜２の有無、膜厚
等をサーボ・パターンに対応させて部分的に変えること
により、あるいは磁性膜をレーザ・アニールすることに
より、磁性膜３の磁気異方性、残留磁化、保磁力等の磁
気特性をサーボ・パターンに従って選択的に変化させ
る。そして、そのパターンを磁気ヘッドで走査したとき
発生される信号を磁気ヘッド位置決め用のサーボ信号と
する。また、同様の方法によりＲＯＭパターンを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録に用いられ
る磁気記録媒体及びその製造方法に係わり、特に高い記
録密度を有する垂直磁気記録媒体及びその記録媒体を用
いた磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気記録媒体、例えば磁気ディス
クは、ＮｉＰメッキされたアルミニウム合金基板上に磁
気記録膜をスピン塗布やスパッタリング等で形成するこ
とにより製造されていた。磁気記録用の磁性膜には、膜
面内方向に磁気異方性の大きい膜（以下、面内磁化膜と
いう）、膜面に対し垂直方向に磁気異方性の大きい膜
（以下、垂直磁化膜という）あるいは斜め方向に磁気異
方性を有する膜（斜め配向膜）のいずれかが用いられ
る。これら磁気記録媒体に記録を行うと、面内磁化膜で
は面内磁区が、垂直磁化膜では垂直磁区が、斜め配向膜
では斜めの磁区が形成される。このうち、垂直磁化膜を
用いた磁気記録（垂直磁気記録）は特に高密度の記録に
適していることが知られている〔応用物理、６３
（３）、２４０（１９９４）参照〕。

【０００３】上記磁気ディスクは磁気的及び構造的に一
様かつ平滑であり、いわゆるサーボ・トラック・ライテ
ィング方式によりサーボ信号の書き込みが行われ、浮上
ヘッドの採用とその低浮上化、即ちディスクとヘッド間
の狭ギャップ化により高記録密度化が図られてきた〔応
用物理、６３（３）、２６８（１９９４）参照〕。しか
しながらこの方式は記録密度、特にトラック数密度が低
い問題と、生産性が低い問題があった。そこで、ディス
ク上に磁気的に分離した情報トラックを形成し、光学的
に位置決め信号を得るサーボ方式の検討が行われた〔二
本等、電子情報通信学会論文誌、Ｃ−II、Ｊ７５−Ｃ−
１１、５６７（１９９２）〕。しかし、この方式は、光
学的に位置決め信号を得るために磁気ヘッドに半導体レ
ーザ等の光学部品を搭載する必要があり、磁気ヘッドの
構成が従来に比べ大変複雑となる問題がある。

【０００４】上記の問題を解決するため、例えば、表面
に凹凸サーボ・パターンを形成したプラスティクス基板
上に、磁気記録膜を一様に形成した磁気ディスクも提案
されている〔古川等、１９９４年電子情報通信学会春季
大会予稿集ＳＣ−３−５〕。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記１９９４年電子情
報通信学会春季大会予稿集ＳＣ−３−５に記載の技術は
面内磁化膜に関する。さらに、この技術は表面に２００
ｎｍ程度の凹凸をサーボ・パターンとして設ける。上述
の通り、高記録密度化には磁気ヘッドの低浮上化が必須
であるが、このような表面凹凸がある基板上に磁気ヘッ
ドを低浮上させるとディスク・クラッシュが発生する。

【０００６】また従来の磁気ディスクでは、サーボ信号
以外のデータ記録部分も磁気的及び構造的に一様であ
り、再生専用データの書き込みは磁気ディスク装置ごと
に行わなければならないため生産性が低い問題があっ
た。本発明の目的は、より高密度の記録が可能な垂直磁
化膜において、表面凹凸の極めて小さい埋め込み型のサ
ーボ・パターン又は再生専用メモリ・パターン（ＲＯＭ
パターン）を有する垂直磁気記録媒体及びその製造方法
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による垂直磁気記
録媒体は、磁性膜の膜面に垂直方向の磁気特性を所定の
パターンに従って選択的に変化させた領域を有し、前記
領域を磁気ヘッドで走査したとき発生される信号を磁気
ヘッド位置決め用のサーボ信号又は再生専用メモリ信号
とすることを特徴とする。

【０００８】前記磁気特性は磁気異方性、残留磁化、残
留磁化と膜厚の積、又は保磁力であり、磁気記録媒体に
極性を反転させた磁界を強度を変化させて印加すること
により、前記磁気特性を選択的に変化させた領域に選択
的に磁区を発生させることができる。また、本発明によ
る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と磁性膜との間に磁
性膜の配向制御用下地膜を設け、下地膜に磁気ヘッド位
置決め用のサーボ・パターン又は再生専用メモリ・パタ
ーンを形成したことを特徴とする。下地膜へのパターン
形成は、下地膜の有無、膜厚、又は材料を変化させるこ
とによって行うことができる。磁性膜の配向制御用下地
膜は、Ｔｉ，Ｒｕ，Ｇｅ，Ｚｒ又はＣｒとすることがで
き、磁性膜は、Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ又はＣｏ
−Ｃｒ−Ｐｔとすることができる。

【０００９】下地膜の有無の状態、又は膜厚を変えた本
発明の垂直磁気記録媒体は、非磁性基板表面のサーボ・
パターン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所
以外の部分をエッチングする工程と、エッチングした部
分に磁性膜の配向制御用下地膜を形成する工程と、その
上に磁性膜を形成する工程とによって製造することがで
きる。また、非磁性基板の表面のサーボ・パターン又は
再生専用メモリ・パターンに相当する個所、又はサーボ
・パターン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個
所以外の部分のいずれか一方をエッチングする工程と、
その上に磁性膜の配向制御用下地膜を形成する工程と、
下地膜の表面を研磨して平坦にする工程戸、その上に磁
性膜を形成する工程とによって製造することができる。
あるいは、非磁性基板の表面のサーボ・パターン又は再
生専用メモリ・パターンに相当する個所以外の部分をエ
ッチングする工程と、エッチングされた部分に配向また
は粒径制御用の第１の下地膜を形成する工程と、第１の
下地膜の上に磁性膜の配向制御用の第２の下地膜を形成
する工程と、その上に磁性膜を形成する工程とによって
も製造することができる。さらには、非磁性基板上に磁
性膜の配向制御用下地膜を形成する工程と、サーボ・パ
ターン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所の
下地膜を除去する工程と、その上に磁性膜を形成する工
程とによっても製造することができる。

【００１０】磁性膜の配向制御用下地膜の材料をサーボ
・パターン又は再生専用メモリ・パターンに従って部分
的に変化させるには、非磁性基板上に第１の下地膜を形
成し、その第１の下地膜のサーボ・パターン又は再生専
用メモリ・パターンに相当する個所を除去し、その除去
した個所に第２の下地膜を形成すればよい。

【００１１】下地膜の加工を真空外で行うことにより下
地膜表面に酸化層が生成した場合には、磁性膜を形成す
る工程の前に下地膜表面をスパッタ・エッチングして酸
化層を除去する工程を含むのが、磁性膜の配向性を向上
する上で好適である。磁性膜の垂直磁気特性は、磁性膜
のサーボ・パターン又は再生専用メモリ・パターンに相
当する個所以外の部分をレーザによって加熱することに
よっても変化せせることができる。

【００１２】

【作用】磁気記憶媒体を構成する磁性膜の垂直方向の磁
気特性をサーボ・パターンに応じて選択的に変化させて
おき、そこに選択的に磁区を形成すると、そのサーボ・
パターンの存在を電気的に検出することができる。その
検出信号の振幅が所定の範囲になるように検出機能部を
有するヘッドの位置を移動させることにより、記録情報
列と情報の入出力を行う磁気ヘッドとの相対位置を補正
することができる。これにより従来の磁気ディスク装置
と同様の位置合わせを行うことができる。

【００１３】同様の構成により再生専用メモリ・パター
ン（ＲＯＭパターン）の読み出しも可能となる。非磁性
基板と磁性膜との間に磁性膜の配向制御用下地膜が存在
するとき、下地膜にパターン形成を行い、下地膜が存在
する領域と存在しない領域を選択的に形成した後、この
下地膜の上に磁性膜を被着すれば、下地膜の存在の有無
に応じてその上に積層される磁性膜の磁気異方性、残留
磁化、残留磁化と膜厚の積、又は保磁力等の磁気特性が
変化する。

【００１４】このように磁気特性を変化させた領域を含
む領域に強い磁界を印加し、全ての領域の磁化を飽和さ
せる。この後、強度を調整した極性の異なる磁界を印加
すると、磁気特性の変化した領域と他の領域で磁化方向
が異なった状態（磁区）を作ることができる。以上の操
作により、磁気特性の変化させた領域に選択的に磁区を
発生させることができる。また、サーボ・パターンをフ
ォトリソグラフィーの工程を利用して形成するため、サ
ーボ・ライタによる記録よりもパターンの精度を向上さ
せることができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。〔実施例１〕図３に平面図を示すディスク状の磁気記録
媒体を作製した。図３にはディスク半径方向に延びるサ
ーボ領域２０のみを簡略化して示してある。下方の円内
にその一部を拡大して示すように、サーボ領域２０に
は、クロック・パターン２１，２２及びクロック・パタ
ーン２４，２５で挟まれてサーボ・パターン２３が形成
されている。記録トラックはサーボ領域２０と交差する
ようにディスク円周方向に設定され、一部のトラックに
はサーボ・パターン２３やクロック・パターン２１，２
２，…の形成方法と同様の方法でデータやプログラムが
再生専用メモリ、すなわちＲＯＭパターンとして形成さ
れている。図１は、図３のＡ−Ａ断面模式図である。

【００１６】この磁気記録媒体の製造工程を図２を用い
て説明する。図２は、図３のＡ−Ａ断面に相当する図で
ある。まず中心に直径２０ｍｍの穴のあいた、直径２．
５インチの石英ガラス基板１を用意した〔図２
（ａ）〕。次に、図２（ｂ）に示すように、この基板１
の表面上にレジスト３０を塗布し、半導体素子等の製造
プロセスで利用されているフォトリソグラフィー法によ
り、基板１上のサーボ領域２０に図３の円内に示したよ
うにパターン露光し現像して、図２（ｃ）に示すとおり
選択的にレジスト膜３０を残した。しかる後、フレオン
系の反応性イオンエッチングにより、石英ガラス基板１
のレジスト膜３０のない領域を選択的に７０ｎｍエッチ
ングし、図２（ｄ）のように石英ガラス基板１表面に所
望の凹凸パターンを形成した。

【００１７】次に、基板１に、Ａｒ雰囲気、圧力０．２
Ｐａの条件で、図２（ｅ）に示すとおり下地膜２として
Ｔｉを７０ｎｍ成膜した。続いて上記レジスト膜をアセ
トン中で溶解し、リフトオフ法によってレジスト膜とと
もにその上のＴｉ下地膜２を除去した〔リフトオフ法に
ついては、例えば西原他著「光集積回路」オーム社（昭
和６０年）１９０頁参照〕。

【００１８】この試料と同時に処理した試料と同じ材料
からなる直径１０ｍｍのテストピースをＳＥＭで観察し
たところ、図２（ｆ）のように、石英ガラス基板１がエ
ッチングされた領域にＴｉ下地膜２が埋め込まれてい
た。その結果、記録トラックを横断して放射状に設けら
れている複数個所のサーボ領域２０において、図３の円
内に拡大して示すように、クロック・パターン２１，２
２、サーボ・パターン２３、及びクロック・パターン２
４，２５以外の部分でＴｉ下地膜２が埋め込まれた。本
実施例ではクロック・パターン２１，２２，２４，２５
の幅は２μｍとし、サーボ・パターン２３は幅２μｍ、
長さ５μｍの長円形とした。ただし、これらの寸法、あ
るいは個数は単なる例示のためのものであり、本発明を
限定するものではない。

【００１９】その後、この試料表面を軽くスパッタリン
グした後、Ａｒ雰囲気、圧力７０Ｐａの条件で、図２
（ｇ）に示すように磁性膜３としてＣｏＣｒ₁₇を５０ｎ
ｍ成膜し、最後に図２（ｈ）のように保護膜４としてカ
ーボンを、Ａｒ雰囲気、圧力０．２Ｐａの条件で１０ｎ
ｍ成膜した。磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、Ｔｉ下地膜２が有る領域と無い領域における
磁性膜３の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃ及び膜面に垂直
方向の残留磁化Ｍｒを振動型試料磁化測定装置（ＶＳ
Ｍ）で測定したところ、Ｔｉ下地膜２の有る領域ではＨ
ｃは１５３０Ｏｅ、Ｍｒは５１０ｅｍｕ／ｃｃであり、
Ｔｉ下地膜２の無い領域ではＨｃは５００Ｏｅ、Ｍｒは
４７０ｅｍｕ／ｃｃであった。

【００２０】このように下地膜２の有る領域と無い領域
とで、その上に形成された磁性膜３の磁気特性が異な
る。この２つの領域のＨｃの違いを利用して、図４
（ａ）に示すように、始め磁気ヘッド４０から強い磁界
を発生して磁性膜３を膜面垂直方向にＤＣ消磁し、次に
図４（ｂ）に示すように極性を変えた小さい磁界でＤＣ
消磁すると、Ｈｃの小さな領域のみ磁化の向きが反転し
て下地膜の有無に対応した磁区が形成される。図中、領
域１３は垂直方向の保磁力Ｈｃの小さな領域を表し、領
域１４はＨｃの大きな領域を表す。図４（ｃ）に示すよ
うに垂直磁化膜では、その反磁界４１の効果から上記磁
区は安定に存在する。

【００２１】従って、図５（ａ）に実線で示すように、
磁気ヘッドが記録トラック上に位置決めされた状態でサ
ーボ領域２０を通過すると、図５（ｂ）のような検出信
号が得られる。一方、図５（ａ）に破線で示すように、
記録トラックからずれた状態でサーボ領域を通過する
と、そのずれの方向とずれ量に応じて図５（ｃ）に示す
ようなサーボ信号が発生する。磁気記録装置は、検出信
号が図５（ｂ）に示すような波形に近づくように磁気ヘ
ッドのトラック幅方向位置を制御し、磁気記録媒体に対
する磁気ヘッドの位置決めを行う。

【００２２】前記磁気記録媒体を図１２に概略を示す磁
気記憶装置に組み込んだ後、図４で説明したように、そ
の極性と大きさを変えたＤＣ磁界で２回消磁した。ただ
し、ＤＣ磁界による消磁は、磁気記録媒体を磁気記憶装
置に組み込む前に行ってもよい。磁気記憶装置は、リー
ド／ライト（Ｒ／Ｗ）機構部、復調、制御系、信号処理
部を有する周知の構成のものである。磁気ヘッドは、書
き込み用に誘導型薄膜ヘッドを備え、信号読み取り用に
磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドを備えた記録再生分離型ヘッド
である。信号処理部で発生されたデータは、Ｄ／Ａ変換
器でアナログ信号に変換されて磁気ヘッドに送られる。
モータによって回転駆動される磁気記録媒体からＭＲヘ
ッドによって読み出された磁気信号は、Ｒ／Ｗ回路を介
してクロック・マーク検出回路、データ再生回路、トラ
ッキング信号生成回路に入力される。クロック・マーク
検出回路からのクロック・マーク検出信号を受けて、Ｐ
ＬＬクロック再生回路はＰＬＬクロックを再生する。Ｐ
ＬＬクロックはトラッキング信号生成回路と、データ再
生回路及び信号処理部に入力される。

【００２３】トラッキング信号生成回路では、入力され
たＰＬＬクロックに従ってウインドウを開き、Ｒ／Ｗ回
路から入力される信号からトラッキング信号を生成す
る。トラッキング制御回路は、トラッキング信号をもと
に磁気ヘッドを位置決めするアクチュエータのパワード
ライバーに駆動信号を出力し、トラックに対する磁気ヘ
ッドの追従制御を行う。一方、データ再生回路では、入
力されたＰＬＬクロックに従ってウインドウを開き、信
号処理部から入力される信号と合わせてＲ／Ｗ回路から
入力される信号からデータ信号を生成し、信号処理部に
入力してデータを読み出す。

【００２４】ＭＲヘッドを用いてスペーシング０．０７
μｍ、周速１０ｍ／ｓで再生したところ、Ｓ／Ｎ比５．
２で位置決め信号を得ることができた。この条件でＲＯ
Ｍパターンが形成されたトラック上に磁気ヘッドを位置
決めしデータの再生を試みたところ、パターンに対応す
るデータがＳ／Ｎ比３．８で得られた。同様な結果が、
下地膜２としてＴｉ膜の替わりにＲｕ膜、Ｇｅ膜、Ｚｒ
膜を形成した場合にも得られた。各膜の下地膜２が有る
領域と無い領域において、磁性膜３の膜面に垂直方向の
保磁力Ｈｃ及び膜面に垂直方向の残留磁化Ｍｒを振動型
試料磁化測定装置で測定したところ、以下の測定値を得
た。

【００２５】下地膜材料有無Ｈｃ（Ｏｅ）Ｍｒ（ｅｍｕ／ｃｃ）Ｒｕ有り１４８０５２０無し５１０４８０Ｇｅ有り１４５０５１０無し５００４８０Ｚｒ有り１４１０５００無し５００４７０本実施例では基板１として石英ガラス基板を用いたが、
他に例えばＳｉ基板、熱酸化Ｓｉ基板を用いても同様の
結果が得られた。

【００２６】〔実施例２〕図６は、本発明による磁気記
録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図であ
る。実施例１では下地膜の有無によってサーボ・パター
ンを形成したが、本実施例では下地膜であるＴｉ膜の膜
厚を選択的に変化させることによってサーボ・パターン
を形成した。サーボ・パターンの形成方法は以下の通り
である。

【００２７】まず直径２．５インチのＳｉ基板１の表面
上に、図２（ｂ）、（ｃ）と同様にしてフォトリソグラ
フィー法でレジスト・パターンを形成した。このレジス
ト膜をマスクにして、ＣＦ₄ガスを用いた反応性イオン
・エッチングによりＳｉ基板１を４０ｎｍエッチングし
た。次に、レジスト膜をアセトンで溶解除去し、Ｓｉ基
板１の凹凸面上にＴｉ下地膜２を８０ｎｍスパッタリン
グ成膜した。その後、Ｔｉ下地膜２をテープ研磨して表
面を平坦にし、Ｓｉ基板１の凹凸に対応してＴｉ膜２の
膜厚を変化させた。得られたＴｉ下地膜２を軽くスパッ
タ・エッチングして表面を清浄にし、その上に磁性膜３
としてＣｏＣｒ₁₇を５０ｎｍスパッタ成膜し、その上に
保護膜４としてカーボン膜を１０ｎｍスパッタ成膜し
た。更に、カーボン保護膜４の上に潤滑剤１１を塗布し
た。

【００２８】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、Ｔｉ下地膜２が厚い領域と薄い領域における
磁性膜３の、膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃ及び膜面に垂
直方向の残留磁化Ｍｒを振動型試料磁化測定装置で測定
した。その結果、Ｔｉ下地膜２の厚い領域ではＨｃは１
１００Ｏｅ、Ｍｒは４８０ｅｍｕ／ｃｃでり、Ｔｉ下地
膜６の薄い領域ではＨｃは１５７０Ｏｅ、Ｍｒは５００
ｅｍｕ／ｃｃであった。この磁気記録媒体を、図４で説
明したように、その極性と大きさを変えたＤＣ磁界で２
回消磁した後、図１２に概略を示す周知の磁気記憶装置
に組み込み、ＭＲヘッドを用いてスペーシング０．０７
μｍ、周速１０ｍ／ｓで再生したところ、Ｓ／Ｎ比４．
６で位置決め信号を得ることができた。

【００２９】以上は基板１のサーボ・パターンに相当す
る個所をエッチングした例であるが、基板１のサーボ・
パターンに相当する個所以外の部分をエッチングしても
同様の結果が得られた。例えば、基板１を２０ｎｍエッ
チングした後、その上に下地膜としてＴｉ膜を３０ｎｍ
形成した。そして、磁気記録媒体と同時に作製したテス
トピースを用い、Ｔｉ下地膜が厚い領域と薄い領域にお
ける磁性膜の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃ及び膜面に垂
直方向の残留磁化Ｍｒを振動型試料磁化測定装置で測定
したところ、Ｔｉ下地膜の厚い領域ではＨｃは１５３０
Ｏｅ、Ｍｒは５１０ｅｍｕ／ｃｃであり、Ｔｉ下地膜の
薄い領域ではＨｃは１０５０Ｏｅ、Ｍｒは４８０ｅｍｕ
／ｃｃであった。また、本実施例では基板１として石英
ガラス基板を用いたが、他に例えば、光ディスク同様、
射出成形法によりあらかじめ凹凸付きで成形したポリ・
エーテル・イミド（ＰＥＩ）基板、アモルファス・ポリ
・オレフィン（ＡＰＯ）基板を用いても同様の結果が得
られた。

【００３０】〔実施例３〕図７は、本発明による磁気記
録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図であ
る。実施例１では石英ガラス基板に下地膜としてＴｉを
埋め込んだ構造としたが、本実施例では基板１として表
面に厚さ３００ｎｍの酸化膜を有する熱酸化Ｓｉを用
い、その表面に２層から成る下地膜をリフト・オフ法に
より埋め込んだ。

【００３１】基板表面上に形成される第一層下地膜６と
してＴｉＣｒ₁₀膜を３０ｎｍ、その上の第二層下地膜５
としてＴｉ膜を２０ｎｍスパッタリング成膜した。その
後、試料表面を軽くスパッタ・エッチングして表面を清
浄にし、その上に磁性膜３としてＣｏＣｒ₁₉Ｐｔ₁₂を１
００ｎｍスパッタ成膜し、その上に保護膜４としてカー
ボン膜を１０ｎｍスパッタ成膜した。

【００３２】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、ＴｉＣｒ膜６とＴｉ膜５の２層からなる下地
膜が有る領域と無い領域における磁性膜３の膜面に垂直
方向の保磁力Ｈｃ及び膜面に垂直方向の残留磁化Ｍｒを
振動型試料磁化測定装置（ＶＳＭ）で測定した。その結
果、下地膜の有る領域ではＨｃは２１００Ｏｅ、Ｍｒは
４９０ｅｍｕ／ｃｃであり、下地膜の無い領域ではＨｃ
は５００Ｏｅ、Ｍｒは４４０ｅｍｕ／ｃｃであった。こ
の磁気記録媒体を、図４で説明したように、その極性と
大きさを変えたＤＣ磁界で２回消磁した後、図１２に概
略を示す周知の磁気記憶装置に組み込み、ＭＲヘッドを
用いてスペーシング０．０７μｍ、周速１０ｍ／ｓで再
生したところ、Ｓ／Ｎ比６．４で位置決め信号を得るこ
とができた。

【００３３】本実施例では第一層下地膜としてＴｉＣｒ
₁₀膜６を用いたが、他に例えばＧｅ膜を用いても、下地
膜の有る領域ではＨｃは２１００Ｏｅ、Ｍｒは４９０ｅ
ｍｕ／ｃｃとなり、下地膜の無い領域ではＨｃは５００
Ｏｅ、Ｍｒは４４０ｅｍｕ／ｃｃとなって同様の結果が
得られた。本実施例の２層下地膜において、第一層下地
膜であるＴｉＣｒ₁₀膜やＧｅ膜は主に粒径を制御する作
用をし、第二層下地膜であるＴｉ膜は主に結晶の配向を
制御する作用をする。

【００３４】〔実施例４〕図８は、本発明による磁気記
録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図であ
る。実施例１から３では垂直磁化膜中に、同じく垂直配
向ではあるが磁気特性の低い領域を選択的に形成するこ
とにより磁区を形成したが、本実施例では垂直磁化膜中
に面内配向領域を選択的に形成して磁区を形成した。そ
の方法は以下の通りである。

【００３５】石英基板１の表面上に下地膜２としてＴｉ
膜を３０ｎｍスパッタリング成膜した。次に、Ｔｉ下地
膜２上にサーボ・パターンに合わせて選択的にレジスト
膜を形成した。続いて、ＣＣｌ₄ガスを用いた反応性イ
オンエッチングにより、石英基板１のレジスト膜のない
領域を選択的に３０ｎｍエッチングし、リフト・オフ法
によりスパッタリング成膜したＣｒ膜１５を埋込んだ。
しかる後、得られた試料を軽くスパッタ・エッチング
し、その上に磁性膜３としてＣｏＣｒ₁₇Ｔａ₃を１００
ｎｍの厚さにスパッタ成膜し、その上に保護膜４として
カーボン膜を１０ｎｍの厚さにスパッタ成膜した。

【００３６】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、Ｔｉ下地膜２が有る領域とＣｒ膜１５が有る
領域における、磁性膜３の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃ
及び膜面に垂直方向の残留磁化Ｍｒを振動型試料磁化測
定装置で測定した。その結果、Ｔｉ下地膜２の有る領域
ではＨｃは１８１０Ｏｅ、Ｍｒは５００ｅｍｕ／ｃｃで
あり、Ｃｒ膜１５の有る領域ではＨｃは９５０Ｏｅ、Ｍ
ｒは１１０ｅｍｕ／ｃｃであった。この磁気記録媒体を
一方向にＤＣ消磁した後、図１２に概略を示す周知の磁
気記憶装置に組み込み、ＭＲヘッドを用いてスペーシン
グ０．１μｍ、周速１０ｍ／ｓで再生したところ、Ｓ／
Ｎ比２．８で位置決め信号を得ることができた。

【００３７】〔実施例５〕図９は、本発明による磁気記
録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図であ
る。本実施例では磁性膜をレーザを用いて選択的に熱処
理することにより、より磁性膜中に垂直方向の保磁力Ｈ
ｃの高い領域を形成した。磁気記録媒体の作製に当たっ
ては、石英基板１上に下地膜２としてＴｉ膜を３０ｎ
ｍ、磁性膜３としてＣｏＣｒ₁₇膜を３０ｎｍ、保護膜４
としてカーボン膜を１０ｎｍスパッタ成膜した。得られ
た試料をＣＤ−ＲＯＭ等の原盤作製に用いられているＡ
ｒレーザ搭載のカッティング・マシーンで選択的にレー
ザ・アニールした。その際、レーザは垂直方向の保磁力
Ｈｃを高くする部分に照射した。すなわち、図３に示し
た幅２μｍのクロック・パターン及び幅２μｍ、長さ５
μｍの長円形領域の配列からなるサーボ・パターンの部
分を除き、データ領域を含めてほとんどの部分に照射し
た。

【００３８】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、レーザを照射した領域１２と照射していない
領域における磁性膜３の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃを
振動型試料磁化測定装置で測定した。その結果、レーザ
を照射した領域１２ではＨｃは１７２０Ｏｅであり、照
射していない領域ではＨｃは１４８０Ｏｅであった。こ
の磁気記録媒体を、図４で説明したように、その極性と
大きさを変えたＤＣ磁界で２回消磁した後、図１２に概
略を示す周知の磁気記憶装置に組み込み、ＭＲヘッドを
用いてスペーシング０．０７μｍ、周速１０ｍ／ｓで再
生したところ、Ｓ／Ｎ比３．５で位置決め信号を得るこ
とができた。

【００３９】〔実施例６〕図１０は、本発明による磁気
記録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図で
ある。単結晶雲母基板１の表面上に、フォトリソグラフ
ィー法でレジスト・パターンを形成した。このレジスト
膜をマスクにして、Ａｒガスを用いたイオン・ミリング
により雲母基板１に深さ３０ｎｍのピットを形成した。
続いて、リフト・オフ法により雲母基板１のピットに下
地膜２として電子ビーム蒸着したＴｉ膜を３０ｎｍ埋め
込んだ。しかる後、得られた試料を軽くスパッタ・エッ
チングし、その上に磁性膜３としてＣｏを３０ｎｍ電子
ビーム蒸着し、その上に保護膜４としてカーボン膜を１
０ｎｍスパッタ成膜した。

【００４０】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、Ｔｉ下地膜２が有る領域と無い領域における
磁性膜３の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃを振動型試料磁
化測定装置で測定した。その結果、Ｔｉ下地膜２の有る
領域ではＨｃは１０３０Ｏｅであり、Ｔｉ下地膜２の無
い領域ではＨｃは７５０Ｏｅであった。この磁気記録媒
体を、図４で説明したように、その極性と大きさを変え
たＤＣ磁界で２回消磁した後、図１２に概略を示す周知
の磁気記憶装置に組み込み、ＭＲヘッドを用いてスペー
シング０．０７μｍ、周速１０ｍ／ｓで再生したとこ
ろ、Ｓ／Ｎ比２．２で位置決め信号を得ることができ
た。

【００４１】〔実施例７〕図１１は、本発明による磁気
記録媒体の他の実施例の、図１に相当する断面模式図で
ある。石英基板１の表面上に、下地膜２としてＴｉ膜を
２０ｎｍスパッタ成膜した。次に、フォトリソグラフィ
ー法でレジスト・パターンを形成した後、ＣＣｌ₄ガス
を用いた反応性イオンエッチングにより、サーボ・パタ
ーンに合わせてＴｉ下地膜２の有無を形成した。しかる
後、得られた試料を軽くスパッタ・エッチングし、その
上に磁性膜３としてＣｏＣｒ₁₇Ｔａ₃を５０ｎｍスパッ
タ成膜し、その上に保護膜４としてカーボン膜を１０ｎ
ｍスパッタ成膜した。

【００４２】磁気記録媒体と同時に作製したテストピー
スを用い、Ｔｉ下地膜２が有る領域と無い領域における
磁性膜３の膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃを振動型試料磁
化測定装置で測定した。その結果、Ｔｉ下地膜２の有る
領域ではＨｃは１５１０Ｏｅ、Ｔｉ下地膜２の無い領域
ではＨｃは５２０Ｏｅであった。この磁気記録媒体を、
図４で説明したように、その極性と大きさを変えたＤＣ
磁界で２回消磁した後、図１２に概略を示す周知の磁気
記憶装置に組み込み、ＭＲヘッドを用いてスペーシング
０．０７μｍ、周速１０ｍ／ｓで再生したところ、Ｓ／
Ｎ比４．５で位置決め信号を得ることができた。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、より高密度の記録が可
能な垂直磁化膜において、表面凹凸の無い、もしくは極
めて小さいサーボ・パターン及びＲＯＭパターンをあら
かじめ磁気記録媒体上に形成できるため、記録密度の向
上と生産性の向上を図ることができると共に、ディスク
・クラッシュを防止できる。また、リソグラフィー法に
よれば、光の回折限界までの微小なパターン（約０．３
μｍ）を形成することができるため、従来のサーボ・ト
ラック・ライターで実現できなかった高密度のサーボ用
磁区パターンを形成できる。このため、Ｇｂ／ｉｎ²級
の超高密度の磁気ディスク装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録媒体の一実施例の一部断
面図。

【図２】本発明による磁気記録媒体の一実施例の製造工
程図。

【図３】磁気記録媒体の平面図。

【図４】磁化状態の説明図。

【図５】サーボ・パターンとサーボ信号の説明図。

【図６】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一部
断面図。

【図７】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一部
断面図。

【図８】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一部
断面図。

【図９】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一部
断面図。

【図１０】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一
部断面図。

【図１１】本発明による磁気記録媒体の他の実施例の一
部断面図。

【図１２】磁気記憶装置の説明図。

【符号の説明】１…基板、２…下地膜、３…磁性膜、４…保護膜、５…
Ｔｉ膜、６…ＴｉＣｒ膜、１１…潤滑剤、１２…磁性膜
中のレーザ照射部分、１３…磁性膜中の低保磁力部分、
１４…磁性膜中の高保磁力部分、１５…Ｃｒ膜、２０…
サーボ領域、２１，２２，２４，２５…クロック・パタ
ーン、２３…サーボ・パターン、３０…レジスト、４０
…磁気ヘッド、４１…磁性膜中の各磁区に作用する反磁
界

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤城協東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者薦田琢東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性膜の膜面に垂直方向の磁気特性を所
定のパターンに従って選択的に変化させた領域を有し、
前記領域を磁気ヘッドで走査したとき発生される信号を
磁気ヘッド位置決め用のサーボ信号又は再生専用メモリ
信号とすることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】前記磁気特性は磁気異方性、残留磁化、
残留磁化と膜厚の積、又は保磁力であることを特徴とす
る請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】極性を反転させた磁界を強度を変化させ
て印加することにより、前記磁気特性を選択的に変化さ
せた領域に選択的に磁区を発生させたことを特徴とする
請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】非磁性基板と磁性膜との間に前記磁性膜
の配向制御用下地膜を設け、該下地膜に磁気ヘッド位置
決め用のサーボ・パターン又は再生専用メモリ・パター
ンを形成したことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項５】前記下地膜の有無、又は膜厚を前記サー
ボ・パターン又は再生専用メモリ・パターンに対応させ
て変化させたことを特徴とする請求項４記載の垂直磁気
記録媒体。
【請求項６】前記下地膜の材料を前記サーボ・パター
ン又は再生専用メモリ・パターンに対応させて変化させ
たことを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】前記配向制御用下地膜は、Ｔｉ，Ｒｕ，
Ｇｅ，Ｚｒ又はＣｒからなることを特徴とする請求項
４、５又は６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】前記磁性膜は、Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｔａ又はＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔからなることを特徴とする
請求項４、５、６又は７記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】非磁性基板の表面の前記サーボ・パター
ン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所以外の
部分をエッチングする工程と、前記エッチングした部分
に磁性膜の配向制御用下地膜を形成する工程と、その上
に磁性膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求
項５に記載された垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】非磁性基板の表面の前記サーボ・パタ
ーン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所、又
は前記サーボ・パターン又は再生専用メモリ・パターン
に相当する個所以外の部分のいずれか一方をエッチング
する工程と、その上に磁性膜の配向制御用下地膜を形成
する工程と、前記形成した下地膜の表面を研磨して平坦
にする工程と、その上に磁性膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項５に記載された垂直磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項１１】非磁性基板の表面の前記サーボ・パタ
ーン又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所以外
の部分をエッチングする工程と、エッチングされた部分
に配向または粒径制御用の第１の下地膜を形成する工程
と、前記第１の下地膜の上に磁性膜の配向制御用の第２
の下地膜を形成する工程と、その上に磁性膜を形成する
工程とを含むことを特徴とする請求項５に記載された垂
直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】非磁性基板上に磁性膜の配向制御用の
第１の下地膜を形成する工程と、前記サーボ・パターン
又は再生専用メモリ・パターンに相当する個所の前記第
１の下地膜を除去する工程と、前記第１の下地膜を除去
した個所に磁性膜の配向制御用の第２の下地膜を形成す
る工程と、前記第１の下地膜及び第２の下地膜の上に磁
性膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６
に記載された垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】非磁性基板上に磁性膜の配向制御用下
地膜を形成する工程と、その上に磁性膜を形成する工程
と、前記サーボ・パターン又は再生専用メモリ・パター
ンに相当する個所以外の部分の磁性膜をレーザを用いて
加熱する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載さ
れた垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】非磁性基板上に磁性膜の配向制御用下
地膜を形成する工程と、前記サーボ・パターン又は再生
専用メモリ・パターンに相当する個所の前記下地膜を除
去する工程と、その上に磁性膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする請求項５に記載された垂直磁気記録媒
体の製造方法。
【請求項１５】磁性膜を形成する工程の前に下地膜を
エッチングする工程を含むことを特徴とする請求項９、
１０、１１、１２又は１４のいずれか１項記載の垂直磁
気記録媒体の製造方法。
【請求項１６】請求項１〜８のいずれか１項に記載さ
れた垂直磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を回転駆動
する手段と、磁気ヘッドと、前記磁気記録媒体に設けら
れたサーボ・パターンによって発生されるサーボ信号に
よって前記磁気ヘッドの位置を制御する手段とを含むこ
とを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１７】前記磁気記録媒体に設けられた再生専
用メモリ・パターンによって発生される信号を再生する
手段を含むことを特徴とする請求項１６記載の磁気記憶
装置。