JPWO2005106869A1 - 磁気記録媒体とその製造方法、製造装置、記録再生方法、および記録再生装置 - Google Patents

Abstract

磁気記録媒体では、ディスク１枚ごとにサーボ用ピットを記録する必要があり、時間、コストがかかるという課題があった。そこで、本発明では、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の基板上に、あるいは、基板上に形成した下地層上に、表面粗さが他の領域と異なる信号領域を少なくとも一つ形成する。

Description

本発明は書き換え可能な磁気記録媒体、あるいは記録媒体に光を照射して温度上昇させながら信号を記録再生する磁気記録媒体において、特にサーボ基準信号を有する磁気記録媒体とその製造方法、製造装置、記録再生方法、および記録再生装置に関する。

磁気記録媒体や相変化記録媒体等の光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴うコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する媒体として需要が急増しつつある。
光記録媒体は、一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板上に記録層を含む記録膜等の多層薄膜を形成した構成を有する。この光記録媒体にレーザを照射して、フォーカスサーボ、および、案内溝あるいはプリピットを用いて、トラッキングサーボをかけながら情報の記録、消去を行ない、レーザの反射光を用いて信号を再生する。
磁気記録媒体は従来、固定磁界を加えて記録されている情報を消去した後、反対方向の固定磁界を加えて新たな情報を記録する、いわゆる光変調記録方式が中心であった。近年は、レーザを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能であり、しかも高記録密度であっても正確に記録できる方式として注目されている。また、相変化型の光記録媒体は、光変調記録方式によりダイレクトオーバーライト可能で、ＣＤやＤＶＤと同じ光学系で再生可能であるために普及が進んでいる。
光記録媒体の記録密度の限界は、光源のレーザ波長（λ）によって決まり、回折限界（〜λ／（２ＮＡ）：ＮＡは対物レンズの開口数）に依存している。近年は、対物レンズを２枚組にすることで０．８以上のＮＡをもったシステムが提案され、開発が活発に行なわれている。記録再生のためのレーザは従来、基板を通して記録層を含む記録膜に照射されていたが、ＮＡが大きくなるほど光が基板を通過した時の基板の傾き等による収差が大きくなるため、基板厚みを薄くする必要がある。
また、磁気記録媒体では、媒体の改良とＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドの実用化により、光記録媒体よりも高記録密度を実現しているが、光記録媒体のように、トラッキングサーボ用の案内溝、あるいはプリピットが無いため、サーボライター等によりトラッキング用の信号を記録しておく必要がある。
この解決法として、例えば、磁気転写によりサーボピットを形成する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−４０５４４号公報

しかしながら、上記従来の磁気記録媒体では、サーボライター等によりトラッキング用の信号を記録しておくため、媒体１枚ごとにサーボ基準信号を記録する必要があり、時間とコストがかかるという課題があった。また、上記特許文献１の提案方法では、転写磁界や工法等に課題があった。さらに、いずれの方法においても、記録容量の高密度化によりトラックピッチが小さくなった場合には、温度ドリフト等の周囲の環境の影響が大きくなり、安定したトラッキング情報の記録、あるいは安定なサーボ基準信号の形成、検出が困難になるという課題があった。
本発明の目的は、磁気的に記録再生を行なう記録媒体において上記課題を解決し、信号特性、トラッキング特性に優れた磁気記録媒体を提供することである。また、光を照射して記録層を含む記録膜の温度を上昇させながら磁気的に記録再生する記録媒体においても、サーボ基準信号の安定性を高め、信号特性に優れた磁気記録媒体を提供することである。
本発明の磁気記録媒体は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、基板上に少なくとも一つの信号領域を有し、信号領域と信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする。
これにより、トラッキング用のサーボ基準信号を媒体ごとに記録する必要がなくなり、生産性やコスト性が向上する。
本発明の磁気記録媒体は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、基板上に下地層を備え、下地層上に、少なくとも一つの信号領域を有し、信号領域と信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体において、下地層は、誘電体層、金属層、もしくは磁性層、あるいはそれらを積層した薄膜からなることが好ましい。
これにより、トラッキング用のサーボ基準信号を媒体ごとに記録する必要がなくなり、生産性やコスト性が向上する。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、凹形状または凸形状を有することが好ましい。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域に微粒子を充填することを特徴とする。
これらにより、磁気特性の変化を大きくでき、サーボ基準信号の安定性を高めることができるため、磁気記録媒体の信号特性が向上する。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットであり、信号領域以外の領域の表面粗さＲａが０．５ｎｍより小さくかつ一定であることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体において、記録層は、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体において、記録層に形成されている記録磁区が転写され、記録情報再生時には転写された記録磁区の磁壁が移動する再生層を、記録層上にさらに備えることが好ましい。
これにより、より高密度な記録再生方式に対応可能となる。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、記録再生用磁気ヘッドのサーボの基準となるプリピットを有することが好ましい。
本発明の磁気記録媒体において、記録再生用磁気ヘッドのトラッキングサーボの基準となるプリピットは、記録層に形成されている記録磁区の最小パターンよりも小さい凹凸パターンであることを特徴とする。
これらにより、サーボライター等を用いてサーボ基準信号の記録を必要とせず、安定したサーボ特性を持つ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できる。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、最大径が０．５μｍ以下であることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが前記信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成することを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより大きくさせることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより平滑化させることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、記録層を形成した後、記録層表面をエッチングすることにより平滑化させることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、スタンパ表面をエッチングすることにより、スタンパ上にプリピットを形成し、プリピットを基板上に転写させることにより、その表面粗さが信号領域以外の領域と異なる信号領域を形成することを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、エッチングは、エッチング面に微粒子を塗布した上で行なうことが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、エッチングは、イオンエッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングであることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、転写は、インプリントにより行なわれることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、転写は、加熱転写により行なわれることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、スタンパに形成されたプリピットを、基板上に形成した樹脂上に転写させることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、信号領域を基準信号として、磁気記録媒体上にサーボ信号を形成することを特徴とする。
これらの製造方法により、高密度記録再生した場合にも、優れた信号特性を持つ磁気記録媒体を製造できる。
また、本発明の磁気記録媒体の製造装置は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造装置であって、基板上に、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなる記録層を形成する記録層形成部と、基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成する領域形成部と、を備えることを特徴とする。
本発明の記録方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録方法であって、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出し、磁気特性の違いをもとにサーボ基準信号を形成し、トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、磁気記録媒体上に情報信号を記録することを特徴とする。
本発明の再生方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の再生方法であって、磁気記録媒体にレーザ光を照射して、記録層を昇温させながらサーボ基準信号を形成し、トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、磁気記録媒体上からの情報信号を再生することを特徴とする。
本発明の記録再生装置は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録再生装置であって、レーザ光を照射し、磁気記録媒体上に情報信号を記録再生する磁気ヘッドと、情報信号を再生時に磁気記録媒体にレーザ光を照射する光学ヘッドと、磁気ヘッドを制御し、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出する磁気ヘッド制御検出部と、磁気記録媒体を回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータの回転および駆動を制御し、レーザ光と磁気ヘッドのトラッキングサーボを制御するモータ駆動および制御回路とを備えることを特徴とする。
なお、本発明の磁気記録媒体は上記構成に限定されるものではなく、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを利用することで、サーボ基準信号を形成可能な構成を持つ磁気記録媒体とその製造方法、および記録再生方法と記録再生装置であればよい。
以上、上記本発明の磁気記録媒体において、基板上、あるいは基板上に形成した下地層上に、他の領域と表面粗さが異なる信号領域を形成した構成により、媒体の生産性向上およびコスト削減が図れ、さらには、安定したサーボ特性を持つ磁気記録媒体が得られる。
また、信号領域を、凹形状または凸形状とすることにより、光を照射して記録層を含む記録膜の温度を上昇させながら磁気的に記録再生する場合においても、サーボ基準信号の安定性および信頼性が向上した磁気記録媒体が得られる。
以上より、高密度な記録再生を行なう場合にも、優れた信号特性を持つ磁気記録媒体を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態２における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態３における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態４における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態５における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態６における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の製造方法を示す、（Ａ）断面構成図と、（Ｂ）斜視構成図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置の構成を示す図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の再生動作の説明のための磁気記録媒体の断面図。（ａ）磁気記録媒体の記録膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図。（ｂ）再生動作中の磁気記録媒体の位置に対する媒体内部での温度分布を示す特性図。（ｃ）再生層の磁壁エネルギー密度を示す特性図。（ｄ）再生層の磁壁を移動させようとする力を示す特性図。 表面粗さの違いから生じる磁気特性の違いを示すグラフ。 磁気ヘッドの位置による磁束密度の温度特性を示すグラフ。

符号の説明

１、２、３、４、５、６、２０１ 磁気記録媒体
１１、２１、４１、５１、６１ 基板
１２、２２、３２、４２、５２、６２ ピット領域
１３、２３、３３、４３、５３、６３ データ領域
１６、２６、３６、４６、５６、６６ 誘電体層
１７、２７、３７、４７、５７、６７ 記録膜
１８、２８、３８、４８、５８、６８ 潤滑保護層
１９、２９、３９、４９、５９、６９ 磁気ヘッド
３０、４０、６０、７０ レーザ光ビーム
５０ 微粒子
８０ スタンパ
２０２ 磁気ヘッド
２０３ スピンドルモータ
２０４ 光学ヘッド
２０５ レーザ駆動回路
２０６ 磁気ヘッド制御および検出回路
２０７ モータ駆動および制御回路

以下に、本発明について図面を参照しつつさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施の形態に限定されない。
なお、以下の実施の形態では、表面粗さＲａは以下の式で表され、測定面の面積（Ｘ×Ｙ）における平均面から測定点までの偏差の絶対値｜ｆ（Ｘ，Ｙ）｜を合計し平均した値であり、次の式で表される。
式１

本実施の形態では、測定面の面積について約１μｍ^２を基準として測定を行なっている。
（実施の形態１）
従来の磁気記録媒体（以下、磁気ディスク）には、トラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて磁気ディスク１枚ごとにサーボ基準信号を記録しており、時間とコストがかかるという課題があった。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向での高精度な位置制御が困難であった。また、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度等の変化に伴う半径方向の位置変動等により、記録再生信号特性の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。
これに対し、本発明の実施の形態１における磁気ディスク１は、表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を基板上に有する構成により、サーボライター等を用いたサーボ信号の記録を必要としない。また、サーボ用プリピットに基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、サーボ用プリピットを基準として記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。図１０に、サーボ用プリピットと他の領域との表面粗さの違いから生じる磁気特性の違いを示す例として、環境温度変化と保磁力Ｈｃの関係を、表面粗さＲａが０．５ｎｍと０．２ｎｍの場合を例にして示している。これにより、表面粗さが異なると保磁力Ｈｃも異なることから、上記課題の解決するために表面粗さを変えることは有効である。
図１に、本発明の実施の形態１における磁気ディスク１の構造を示す。
１１はガラスからなる透明な基板、１６は下地層である誘電体層、１７は磁性層である記録膜、１８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド１９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。１４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域１２と情報記録用のデータ領域１３とにより構成されている。ピット領域１２には、表面粗さがピット領域１２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用プリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット１５ａとアドレス検出用のプリピット１５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク１のトラックピッチは０．３μｍである。
上記磁気ディスク１においては、記録膜１７に対して潤滑保護層１８が形成された側からレーザ光ビームを照射し、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッド１９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。情報の記録時には、磁気ディスク１が回転し、情報信号に伴って変調された記録信号が磁気ヘッド１９で変調されて記録マークとして磁気ディスク１に記録される。また、記録信号再生時には、磁気ヘッド１９により記録マークの記録磁区からの磁束を検出して再生する。
以下、磁気ディスク１の作製方法について詳細に説明する。
まず、透明なガラスからなる基板１１を加熱溶融し、エッチングにより形成されたピットパターンを有するスタンパを押し付けてピットパターンを熱転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットを形成している。ここで、熱転写するためのスタンパの表面粗さは、イオンエッチングにより制御している。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＳｉターゲットを設置し、プリピットが形成された基板１１を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａになるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板１１を回転させながら、ＳｉＮからなる下地層である誘電体層１６を５ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成する。
さらに、Ａｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板１１を回転させながら、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの各ターゲットを用いて、磁性層であるＴｂＦｅＣｏの記録膜１７を４０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜１７は、補償組成温度が１２０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して製膜した。この時、室温での保磁力は８ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド１９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、かつ磁気ヘッド１９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
記録膜１７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層を、ＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中でＣターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、５ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層１８を形成する。
なお、磁気ディスク１について、加熱溶融によりピットパターンを熱転写した基板１１上に、記録膜１７を形成した構成について述べてきたが、熱転写の代わりにガラス基板を直接加工する方法、あるいはインプリント等の方法を用いてもよい。
さらに、磁気ディスク１では、トラックピッチが０．３μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
（実施の形態２）
従来のディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。また、サーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。
これに対し、本実施の形態２の磁気ディスク２は、下地層である誘電体層上に表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録膜における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化に対しても、安定したサーボ特性が得られる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。
図２に、本発明の実施の形態２における磁気ディスク２の構造を示す。
２１は金属材料からなる基板、２６は下地層である誘電体層、２７は磁性層群である記録膜、２８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド２９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド２９は、磁気ディスク２にレーザ光ビーム３０を照射するための図示しない対物レンズを有する。２４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域２２と、情報記録用のデータ領域２３とにより構成されている。ピット領域２２には、表面粗さがピット領域２２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用プリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット２５ａとアドレス検出用のプリピット２５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク２のトラックピッチは０．２５μｍである。
上記磁気ディスク２においては、記録膜２７に対して潤滑保護層２８が形成された側からレーザ光ビーム３０を照射し、磁気ヘッド２９により信号が記録再生される。これは、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。
ここで、本実施の形態２の記録膜２７について詳しく説明する。
記録膜２７は、積層した磁性層群からなる。磁性層群は、図９に示す多層膜により構成されている。多層膜は、記録情報を保持しておく記録層１１３と、記録情報を磁壁の移動によって検出させるための再生層１１１と、再生層１１１と記録層１１３との間の交換結合を制御するための中間遮断層（以降、中間層）１１２とを有している。
図２で示した磁気ディスク２において、記録層１１３から中間層１１２を通して再生層１１１に転写した記録情報の磁壁は、光ビームによる温度勾配に差し掛かり次々と移動する。この磁壁の移動を磁気ヘッドにより検出することによって、再生時の磁気ヘッドでの検出感度を向上させて、超解像再生が可能となるＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ Ｗａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式を磁気ディスクに適用できる。
上述の積層した記録膜２７は、磁壁の移動を利用して、再生信号の振幅、および信号量を大きくする方法であるＤＷＤＤ方式の一例であり、大きな界面飽和保磁力を有する磁性膜を記録層、小さな界面飽和保磁力を有する磁性膜を磁壁移動する再生層とし、比較的低いキュリー温度を有する磁性膜間の転写を切り換えるための中間層を用いている。したがって、記録膜２７はＤＷＤＤ方式を可能にする磁性層を用いていれば良く、この膜構成に限るものではない。
上記したＤＷＤＤ方式の再生原理について、図９を参照しながらさらに詳しく説明する。
図９（ａ）は、回転している磁気ディスクの記録膜２７の断面を示す図であり、図示しない基板と誘電体層の上に、再生層１１１、中間層１１２、記録層１１３からなる３層構成となっている。
再生層１１１として磁壁抗磁力の小さい磁性膜材料、中間層１１２としてキュリー温度の小さい磁性膜、記録層１１３として小さなドメイン径でも記録磁区を保持できる磁性膜を用いている。ここで、再生層は、記録トラック間を分離するガードバンド等を形成することにより、閉じていない磁壁を含む磁区構造を有している。
図に示すように、情報信号は、記録層１１３に熱磁気記録された記録磁区として形成されている。レーザ光スポットの照射されていない室温での記録膜２７は、記録層１１３、中間層１１２、再生層１１１がそれぞれ強く交換結合しているため、記録層１１３の記録磁区はそのまま再生層１１１に転写形成される。
図９（ｂ）は、図９（ａ）の断面図に対応した位置χと記録膜２７の温度Ｔとの関係を表す。記録信号の再生時には磁気ディスクが回転し、記録トラックに沿ってレーザ光による再生ビームスポットが照射される。この時、記録膜２７は、図９（ｂ）に示すような温度分布を示し、中間層１１２がキュリー温度Ｔｃ以上となる温度領域Ｔｓが存在し、再生層１１１と記録層１１３との交換結合が遮断される。
また、再生ビームが照射されると、図９（ｃ）の磁壁エネルギー密度σに対する依存性に示すように、図９（ａ）、（ｂ）の位置に対応する磁気ディスク回転方向であるχ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配が存在するために、図９（ｄ）に示すように、位置χでの各層の磁壁に対して磁壁を駆動させる力Ｆが作用する。この記録膜２７に作用する力Ｆは、図に示すように磁壁エネルギー密度σの低い方に磁壁を移動させるように作用する。再生層１１１は、磁壁抗磁力が小さく磁壁の移動度が大きいので、閉じていない磁壁を有する場合の再生層１１１単独では、この力Ｆによって容易に磁壁が移動する。従って、再生層１１１の磁壁は、矢印で示したように、より温度が高くかつ磁壁エネルギー密度の小さい領域へと瞬時に移動する。そして、再生ビームスポット内を磁壁が通過すると、スポット内での再生層１１１の磁化は光スポットの広い領域で同じ方向に揃う。この結果、記録磁区の大きさに依らず、再生磁区の大きさは、常に一定の最大振幅になる。このため、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、光ビーム等により記録膜２７を昇温させているため、再生層１１１での転写磁区を拡大することにより、常に一定の最大振幅の信号量になるのである。
このような磁気ディスク２において、情報の記録時には磁気ディスク２が回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射されながら磁気ヘッドで記録される。この時、記録層１１３は高温で保磁力が低下することから、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度上昇させながら、上記したＤＷＤＤ方式を用いて磁壁移動により転写磁区を拡大させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドで再生磁区を検出する。この時、再生層の飽和磁化Ｍｓも温度と共に上昇する構成であれば、昇温時に再生信号が極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し再生信号が増大する。
次に、磁気ディスク２の作製方法について詳細に説明する。
まず、金属からなる基板２１をマスクし、マスクした表面をイオンガンによりエッチィングすることにより、表面粗さＲａが０．８ｎｍ以上のプリピットを形成している。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｌＴｉターゲットを設置し、基板を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板を回転させながら、ＡｌＴｉからなる金属の下地層を４ｎｍ形成する。さらに、ＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、反応性スパッタリングにより、ＡｌＴｉＮ膜の誘電体層２６を５ｎｍ形成する。この結果、誘電体層の表面粗さＲａが０．６ｎｍ以上のサーボ用のプリピットが形成される。
そして、真空排気をしたままＡｒガスを１．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層１１３を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１１３は補償組成温度が−５０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜した。この結果、記録層１１３の保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に減少するという膜特性が得られるため、昇温した状態では保磁力が小さくなり、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、本実施の形態においては、光ビームを照射した状態での温度勾配によるＤＷＤＤ方式により信号を再生するが、再生層１１１は９０℃で飽和磁化Ｍｓが極大となるため、再生信号の増大効果が得られる。
次に、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを２．０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏＣｒの中間層１１２を２０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。そしてさらに、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを０．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＧｄＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層１１１を３０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。
さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を４ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成されている。そして、その上に、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体層をＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、３ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布して、潤滑保護層２８を形成する。
なお、磁気ディスク２について、基板表面を直接エッチングにより加工した構成について述べてきたが、フォトポリマーによりプリピットを形成する方法、インプリント等を用いた方法、あるいは、基板上の下地表面を直接エッチングし直接プリピットの加工を行なう方法を用いてもよい。
さらに、磁気ディスク２について、トラックピッチが０．２５μｍとしたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
（実施の形態３）
従来の記録ディスクでは、トラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて磁気ディスク１枚ごとにサーボ信号を記録しており、時間とコストがかかるという課題があった。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向における高精度な位置制御が困難であった。また、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度の変動や記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴いサーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。特に、半径方向の位置変動、クロストーク、クロスイレースや、記録再生信号の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。
これに対し、本願発明の磁気ディスクは、基板上に、表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を有する磁気ディスクの構成により、サーボライター等でのサーボ信号の記録を必要としない磁気ディスクとその製造方法を実現できる。また、ディスク上に基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、磁気特性の異なるサーボ用のプリピットを基準に記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。
図３に、本発明の実施の形態３における磁気ディスク３の構造を示す。
３１はガラスからなる透明な基板、３６は下地層である誘電体層、３７は磁性層群である記録膜、３８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド３９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。３４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域３２と情報記録用のデータ領域３３とにより構成されている。ピット領域３２には、表面粗さがピット領域３２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット３５ａとアドレス検出用のプリピット３５ｂが形成されている。プリピット３５ａ、３５ｂ共に、凹形状を有している。なお、本実施の形態の磁気ディスク３のトラックピッチは０．３５μｍである。
上記磁気ディスク３においては、基板３１側からレーザ光ビーム４０を照射し、記録膜３７に対して潤滑保護層３８が形成された側から、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッド３９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。また、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる。また、記録膜３７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃが減少し、飽和磁化Ｍｓが増加する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク３が回転し、磁気ヘッド３９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜３７は高温で保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、７０℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
以下、磁気ディスク３の作製方法について詳細に説明する。
まず、基板３１の作成には、図７に示すようなスタンパ８０を用いる。スタンパ８０にはフォトレジストを用いて、インプリントに用いられるピットパターン７６を形成し、ピットパターン７６の底面はイオンエッチングにより表面粗さを制御している。
次に、スタンパ８０をガラスからなる基板３１に押し付けてピットパターン７６を転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上の凹形状を有するプリピット３５ａ、３５ｂを基板３１に形成する。この工程により、基板３１の記録トラック３４にピット領域３２と、データ領域３３も形成される。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｌＴｉターゲットを設置し、凹形状を有するプリピット３５ａ、３５ｂが形成された基板３１を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａになるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板３１を回転させながら、ＡｌＴｉＮからなる下地層である誘電体層３６を７ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。
さらに、Ａｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板３１を回転させながら、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの各ターゲットを用いて、磁性層であるＴｂＦｅＣｏの記録膜３７を５０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜３７は、補償組成温度が−１３０℃であり、キュリー温度は３２０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して製膜した。この時、室温での保磁力は６ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド３９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド３９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。ここで、図１１に、信号領域と信号領域以外の領域における、磁気ヘッドの位置による磁束密度の温度特性を示す。図１１に示す磁束密度の変化をサーボ基準信号として検出し、サーボ信号を記録することで、情報信号の記録再生が可能となる。
そして、さらに記録膜３７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層をＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、４ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層３８を形成する。
なお、磁気ディスク３について、インプリントにより表面粗さがが他の領域と異なるよう形成したプリピットを有する基板に記録膜３７を形成した構成について述べてきたが、ガラス基板を直接加工する方法、加熱溶融による転写する方法、あるいはフォトポリマーにより転写する方法等を用いてもよい。
さらに、磁気ディスク３では、トラックピッチを０．３５μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３５μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
（実施の形態４）
従来の磁気ディスクでは、特にトラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて、磁気ディスク１枚ごとに、サーボ信号を記録していたために、時間とコストがかかるという課題を有していた。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向での位置制御が課題となっていた。特に、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度の変動、記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。特に、半径方向の位置変動等、クロストーク、クロスイレーズや、記録再生信号の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。
これに対し、磁気ディスク４は、基板上に、表面粗さが他の領域と異なるよう形成したサーボ用プリピット（信号領域）を有する構成により、サーボライターでのサーボ基準信号の記録を必要としない磁気ディスクとその製造方法を実現できる。また、ディスク上に基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、磁気特性の異なるサーボ用のプリピットを基準に記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。
図４に、本発明の実施の形態４における磁気ディスク４の構造を示す。
４１はガラスからなる透明な基板、４６は下地層である誘電体層、４７は磁性層群である記録膜、４８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド４９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。４４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域４２と、情報記録用のデータ領域４３とにより構成されている。ピット領域４２には、表面粗さがピット領域４２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット４５ａとアドレス検出用のプリピット４５ｂが形成されている。プリピット４５ａ、４５ｂ共に、凹形状を有している。なお、本実施の形態の磁気ディスク４のトラックピッチは０．４μｍであり、プリピット径は０．３５μｍである。
上記磁気ディスク４においては、記録膜４７に対して潤滑保護層４８が形成された側から、磁気ヘッド４９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。また、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる。情報の記録時には、磁気ディスク４が回転し、磁気ヘッド４９により記録が行なわれる。この時、記録膜４７は、保磁力が８ｋＯｅ低下になるため、磁気ヘッド４９での記録が可能となる。また、信号再生時には、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区からの磁束を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、６０℃で極大となる組成に調整すれば、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
以下、磁気ディスク４の作製方法について詳細に説明する。
まず、基板４１の作成には、図７に示した実施の形態３と同様に、記録トラックにピット領域とデータ領域が形成されているスタンパを用いる。スタンパはフォトレジストを用いてインプリントに用いられるプリピットが形成されている。
次もまた同様に、スタンパをガラスからなる基板に押し付けてピットパターンを転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットを基板４１に形成する。この工程により、基板４１には、記録トラック４４にピット領域４２とデータ領域４３が形成される。
次に、自己組織化する有機物の微粒子５０を凹形状を有するプリピット４５ａ、４５ｂ内に塗布する。この構成により、プリピット４５ａ、４５ｂ内とそれ以外の部分との表面形状が変化し、表面粗さＲａの違いにより、記録膜４７の磁気特性を変化させることができる。（図１０および１１、実施の形態１および３参照。）
この後、直流マグネトロンスパッタリング装置内の基板ホルダーに基板４１を固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＯ_２ガスを導入し、基板４１を回転させながら、Ｔａターゲットを用いてＴａＯからなる下地層である誘電体層４６を１０ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。
さらに、真空排気をしたままＡｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板４１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜４７を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金ターゲットの組成と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜４７は補償組成温度が１８０℃であり、キュリー温度は３３０℃になるようにターゲット組成と条件を設定して膜組成を調整して製膜した。この組成により、室温での保磁力が６ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド４９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド４９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
そして、さらに磁性膜４７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層をＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、３ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層４８を形成する。
なお、磁気ディスク４について、インプリントによりプリピットを形成し、自己組織化する微粒子により表面粗さがが他の領域と異なるようプリピット形成した基板４１に、記録膜４７を形成した構成について述べてきたが、ガラス基板を直接加工する方法、加熱溶融による転写する方法、あるいはフォトポリマーにより転写する方法等を用いてもよい。また、プリピットに微粒子を塗布してからエッチィング等を行なっても、表面粗さを容易に変えることができ、本発明のより顕著な効果が得られる。
微粒子に関して、直径が０．２μｍより小さく、均一な特性を有するものであれば、同等の効果が得られる。
さらに塗布工程やエッチング工程の調整により、表面粗さが互いに異なる複数の所望の領域を形成できる。
さらに、磁気ディスク４では、トラックピッチが０．４μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態５）
従来の磁気ディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。あるいは、さらにサーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。
これに対し、磁気ディスク５は、下地層上に表面粗さが他の領域と異なるよう形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録層における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化に対しても安定したサーボ特性が得られる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。
図５に、本発明の実施の形態５における磁気ディスク５の構造を示す。
５１はガラスからなる透明な基板、５６は下地層である誘電体層、５７は磁性層群である記録膜、５８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド５９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド５９は、磁気ディスク５にレーザ光ビーム６０を照射するための図示しない対物レンズを有する。５４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域５２と情報記録用のデータ領域５３とにより構成されている。ピット領域５２には、表面粗さがピット領域５２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット５５ａとアドレス検出用のプリピット５５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク５のトラックピッチは０．４μｍである。
上記磁気ディスク５においては、記録膜５７に対して潤滑保護層５８が形成された側からレーザ光ビームを照射し、磁気ヘッド５９により信号が記録再生される。これは、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。また、記録膜５７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓが減少する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク５が回転し、磁気ヘッド５９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜５７は高温では保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１００℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
次に、磁気ディスク５の作製方法について詳細に説明する。
まず、透明なガラスからなる基板５１の表面にフォトポリマーを用いてプリピットを形成する。プリピット部は、表面粗さＲａが０．５ｎｍより小さくかつ一定に平滑化されて形成される。プリピット部以外の領域は、マスクを通してイオンガンによりエッチングすることにより、表面粗さをＲａ０．５ｎｍ以上にする。この結果、プリピット部の表面粗さがプリピット部以外の領域の表面粗さよりも小さいサーボ用のプリピットが形成される。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＺｎＳ−ＳｉＯ_２ターゲットを設置し、基板５１を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．２Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板５１を回転させながら、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２からなる下地層である誘電体層５６を１０ｎｍ、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により形成する。これにより、基板５１のプリピットが、下地層５６にも形成される。
そして、真空排気をしたままＡｒガスを２．０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板５１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜５７を８０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜５７は、補償組成温度が−４０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜した。
さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板５１を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を２ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成されている。さらにその上に、アモルファスカーボンからなる固体潤滑層をＡｒガス雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、ＤＣスパッタリングにより、２ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布して、潤滑保護層５８を形成する。
この結果、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１２０℃で極大となり、また、保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に、減少するという膜特性が得られる。
また、磁気ディスク５では、光ビームを照射した状態での温度である１２０℃で、飽和磁化Ｍｓが極大となり、微小磁区を記録した場合にも安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
なお、磁気ディスク５について、基板５１のフォトポリマー表面を直接エッチングにより加工した構成について述べてきたが、スタンパの表面粗さの違いをフォトポリマーに転写させてプリピットを形成する方法、インプリント等を用いてフォトポリマーに転写させる方法、あるいは、基板上の下地表面のプリピット以外の部分を直接エッチングし、表面の粗さを変化させる工法を行なってもよい。
さらに、本実施の形態では、トラックピッチが０．４μｍであったが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態６）
従来の磁気ディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは劣化するという課題があった。さらにサーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。
これに対し、本実施の形態６の磁気ディスク６は、下地層上に表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録層における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化にも、安定したサーボ特性が得られ。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。
図６に、本発明の実施の形態６における磁気ディスク６の構造を示す。
６１はガラスからなる透明な基板、６６は下地層である誘電体層、６７は磁性層群である記録膜、６８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド６９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド６９は、磁気ディスク６にレーザ光ビーム７０を照射するための図示しない対物レンズを有する磁気ヘッドである。６４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域６２と情報記録用のデータ領域６３とにより構成されている。ピット領域６２には、表面粗さがピット領域６２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット６５ａとアドレス検出用のプリピット６５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク６のトラックピッチは０．３５μｍである。
上記磁気ディスク６においては、記録膜６７に対して潤滑保護層６８が形成された側から、レーザ光ビームを照射し、磁気ヘッド６９により信号が記録再生される。これは、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。また、記録膜６７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓが減少する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク６が回転し、磁気ヘッド６９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜６７は、高温で保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１００℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
次に、磁気ディスク６の作製方法について詳細に説明する。
まず、ガラス原盤にフォトレジストを塗布して作製したスタンパの表面を、ピット形状のマスクを通してイオンガンによりエッチングし、表面粗さＲａを０．７ｎｍ以上に大きくする。次に、図７に示す製造方法と同様に、このスタンパを透明なガラスからなる基板６１に押し付けてピットパターンを転写させ、プリピットを基板６１に形成する。
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｇＣｕターゲットを設置し、プリピットが形成された基板６１を基板ホルダーに固定した後、８×１０＾（−６）Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板６１を回転させながら、ＡｇＣｕからなる金属の下地層である誘電体層６６を６ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成する。これにより、基板６１のプリピットが、下地層６６の表面にも形成される。
そして、真空排気をしたままＡｒガスを１．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板６１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜６７を５０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。
ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜６７は補償組成温度が−７０℃であり、キュリー温度は３２０℃になるように膜組成を調整して製膜した。この結果、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１１０℃で極大となる。また、保磁力Ｈｃは、室温から温度上昇と共に減少するという特性が得られる。従って、本実施の形態の磁気ディスク６では、光ビームを照射した状態での温度である１１０℃で飽和磁化Ｍｓが極大となり、微小磁区を記録した場合にも安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド６９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ_２ガスを導入し、基板６１を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を２ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。そして、その上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体の層をＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、プラズマＣＶＤにより、３ｎｍ形成する。この時、保護層表面をエッチングすることにより、表面粗さをＲａ０．７ｎｍ以上にする。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層６８を形成する。
このように、本実施の形態の潤滑保護層表面に面粗さの大きい凹凸を形成する構成により、磁気ヘッドの潤滑保護層表面への吸着を防止でき、磁気ヘッドの摺動特性、浮上特性に優れた潤滑保護層を形成できる。
なお、磁気ディスク６について、フォトレジスト原盤を直接エッチングにより加工して作製したスタンパを用いて、基板に転写させた構成について述べてきたが、フォトポリマーによりプリピットを形成した構成、基板を直接加工する方法等、あるいは基板上の下地表面を直接エッチングし、直接プリピットの加工を行なう方法を用いてもよい。
さらに、磁気ディスク６では、トラックピッチを０．４μｍとしたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。
以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態７）
次に、本発明の磁気ディスクの記録再生装置について説明する。図８に、記録再生装置の構成を示す。
スピンドルモータ２０３に取り付けられた磁気ディスク２０１は、磁気ヘッド制御および検出回路２０６でコントロールされた磁気ヘッド２０２により、信号が記録再生される。また、光学ヘッド２０４は、レーザ駆動回路２０５により制御されたレーザ光をディスク上に照射しながら、磁気ヘッドでの記録再生を行なう。この時、モータ駆動および制御回路２０７により、モータの回転駆動制御と、レーザ光のサーボ制御等が行なわれる。光ヘッドの反射光はフォトディテクタ２１２により検出され、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に利用される。
このような構成の記録再生装置を用いて、面粗さの異なるプリピットをもとにトラッキングサーボをかけながら、本発明の磁気ディスクに情報の記録再生を行なう。
ここで、本実施の形態の磁気ディスク２０１は、面粗さの異なるプリピットを形成した磁気ディスクであり、プリピットからの信号によりトラッキングサーボとアドレスの検出を行ない、さらに、プリピットを基準信号にサーボ信号をディスク上に記録形成して、磁気ディスクのフォーマットを行なうものである。
光学ヘッド２０４は、光学素子２０８、２０９、２１０、２１１を有する。ここでは、光学ヘッド２０４を磁気ヘッドと反対方向に配置した構成について示してあるが、実施の形態２、５、６に示したように、磁気ヘッドと同じ側から照射する構成であってもよい。
以上のように、本実施の形態の記録再生装置を用いると、高密度に記録再生した場合にも、安定したサーボ基準信号が検出でき、優れた記録再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
（他の実施の形態）
基板は、直接エッチング、あるいは、スタンパ等を介して、インプリント等で転写する方法により、表面粗さが他の領域と異なるよう形成した複数の領域を形成する構成について述べてきたが、これらの方法に限定されるものではなく、表面粗さが異なる複数の領域を形成してプリピットを作製する方法であればよい。
基板の記録トラックのトラックピッチは、０．２５μｍから０．４μｍの基板について説明してきたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であればよい。また、記録トラック、線記録密度が小さくなった場合には、本発明の効果がより大きい。
上記実施の形態では、プリピットの深さは限定していないが、より好ましくは、１０ｎｍから２００ｎｍの範囲にある深さのプリピットを有する構成により、トラッキングサーボ用のプリピット、アドレス検出用のプリピット等からの信号を磁気ヘッドにより検出可能な構成であれば、本発明と同等以上の効果を実現できる。
磁気ディスクは、基板と誘電体の下地層の間に熱伝導率の大きい熱吸収層を形成し、さらに、熱伝導率の小さい層を形成して、ディスク内での温度分布、熱伝導を制御した構成であってもよい。
記録膜の構成は、単層、あるいは磁気的超解像を用いた多層構造について述べてきたが、積層した磁性記録膜に、記録情報を保持しておく記録層を有する構成であればよい。この時、再生情報の信号量を増大させるための再生層と記録層とで構成され、２層間は磁気的に交換結合されている構成であってもよい。
記録層の材料については、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層について述べてきたが、希土類金属−遷移金属合金を用いた磁性層であって、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ等の材料と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属を含む磁性薄膜であればよい。
再生層の材料については、ＧｄＦｅＣｏＣｒからなる再生層について述べてきたが、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、もしくはその他の材料組成、あるいはそれらの材料を積層した構成であってもよい。
記録層、再生層等の磁性層群に含まれる磁性膜には、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を添加して、耐腐食性を高めた構成であってもよい。
ＴｂＦｅＣｏの記録層を製膜時に、製膜速度、基板の回転数を制御することにより、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの遷移金属を、周期構造に積層した構成であってもよい。この時の積層周期としては、少なくとも２．０ｎｍ以下にすることにより、記録層の飽和磁化Ｍｓと保磁力Ｈｃとの積Ｍｓ・Ｈｃを増大させることができる。実際、１．０ｎｍの積層周期の記録層では、４．０×１０＾（６）ｅｒｇ／ｃｍ^３という大きなＭｓ・Ｈｃ値が得られた。５０ｎｍ以下の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
記録層は、ＴｂとＦｅＣｏが２．０ｎｍ以下の周期的な積層構成に限定されるものではなく、積層周期が０．３ｎｍ以上、４ｎｍ以下に積層した構成であって、記録層の膜厚を２０ｎｍ以上、より好ましくは、４０ｎｍから２００ｎｍに形成した構成であれば、同等の効果が得られる。
本実施の形態では、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの遷移金属が周期的な積層構成に限定されるものではなく、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれ異なるターゲット、あるいは、それ以外の材料を含む構成であっても、２ｎｍ以下の積層周期を有する記録層の構成であればよい。
ＴｂＦｅＣｏからなる記録層のキュリー温度は２９０℃から３２０℃に設定していたが、磁気ヘッドの特性、光学ヘッドにより温度上昇の条件、さらに、環境温度の許容範囲に応じて、少なくとも１５０℃以上の温度範囲に設定してよい。
記録層の製造方法では、記録層ＴｂＦｅＣｏ製膜時に、製膜速度、基板の回転数を制御することにより、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの膜のミクロな構造を変化させることができ、磁気異方性の大きい非晶質な膜構造の磁性薄膜を用いてもよい。より具体的には、ＴｂＦｅＣｏの記録層製膜時に、４０ｒｐｍで自公転の回転をしながら、それぞれの元素粒子が０．５ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートでそれぞれ製膜することにより、上記膜構造の形成が可能である。
以上のように、本実施の形態の構成により、記録層、中間層、再生層からなる３層構造の記録膜を用いた場合にも、記録層の記録情報が安定して磁気ヘッドにより検出でき、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。
これらの結果、本発明においては、記録情報の書き換え可能な記録層、中間層、再生層を順次積層した構成の記録膜に断熱層を介して潤滑層を形成した構成により、トラックピッチが０．６ｕｍ以下であって、０．３μｍ以下の微小磁区を安定して形成することができ、再生層に転写した再生信号の増大を可能にすることができる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
ＤＷＤＤ方式を用いた磁気的超解像による磁気ディスクについては、その膜構成が、再生層、中間層、記録層から形成されたものについて述べてきたが、この構成に限定されず、ＲＡＤ（Ｒｅａｒ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＦＡＤ（Ｆｒｏｎｔ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、ＣＡＤ（Ｃｅｎｔｅｒ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、あるいは、ダブルマスク方式の磁気的超解像方式、あるいは、ＭＡＭＭＯＳ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）方式等の転写した磁区が拡大再生されるような膜構成の磁気ディスクであってもよい。
記録膜の構成は、記録層、中間層、再生層の３層構造に限定されず、必要な機能を有した多層膜を形成した構成であればよい。
本実施の形態では、記録層をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングする製造方法について述べてきたが、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを用いてもよい。また、それらの雰囲気ガス中に、Ｈ_２等を含有させてもよい。
本実施の形態の磁気ディスクでは、面粗さの異なるプリピットを形成した基板について述べてきたが、基板にグルーブ、あるいは、ランドを有し、記録トラック間を分離する構成であってもよい。このような構成であれば、情報の記録されるトラック間が磁性的遮断され、再生層に転写された記録磁区が容易に磁壁移動する構成を実現でき、前述したＤＷＤＤ方式では、より信号特性に優れた磁気ディスクを実現できる。また、グルーブ、あるいは、ランドの凹凸により記録トラック間の分離も容易になり、この結果、０．１μｍ以下の微小磁区を安定して形成し、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の磁壁の移動度を確保でき、再生信号特性に優れた磁気ディスクを実現することができる。さらに、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
基板の材料は、ガラス、金属について述べてきたが、材料特性に問題がなければ、プラスチック材料等、その他の材料を用いてもよい。
下地層である誘電体層としては、基板上にＳｉＮ、ＡｌＴｉＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２、ＴａＯ、ＡｌＴｉ、ＡｇＣｕについて述べてきたが、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａあるいはその他の材料の酸化物、もしくは窒化物、あるいはカルコゲン系化合物等のＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、あるいはさらに、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料、あるいはそれらを含む混合材料であってもよい。
また、上記材料を、保護膜材料として用いてもよい。
保護層について、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体潤滑層を、ＡｒとＣＨ_４の混合雰囲気中でＣターゲットを用い、反応性ＲＦスパッタリングにより形成する方法、およびアモルファスカーボンからなる固体潤滑層を、Ａｒガス雰囲気中でＣターゲットを用い、ＤＣスパッタリングにより形成する方法について述べてきたが、ＣＶＤ等を用いてダイヤモンドライクカーボン膜を形成すると、さらに緻密な膜の形成が可能になる。
また、保護層として、エポキシアクリレート系からなる樹脂、あるいはウレタン系樹脂を用いて、スピンコートにより５μｍ程度の均一な膜厚に塗布し、紫外線ランプを照射して硬化させることにより形成する方法であってもよい。
さらに、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑保護層を塗布する構成について述べてきたが、スピンコート法、あるいはディッピング法等を用いてもよい。
本願発明の磁気ディスクについて、テープバーニッシュ処理をさらに追加して、表面を傷つけることなく異物、突起等を除去し、内周から外周端まで保護コートの分布が±５％以下と良好な膜厚分布で均一に塗布する工程を用いてもよい。
基板は、両面タイプであってもよい。その場合には、トラッキングサーボ用のプリピットを両面に形成し、記録層や保護層の形成を両面に行なう必要がある。また、記録再生装置では、記録層を含む記録膜両面に磁気ヘッドを取り付けたドライブ構成にする必要がある。さらに、両面に成膜後、媒体表面をテープバーニッシュ装置に装着し、回転させながら両面を内周から外周に向かってテープバーニッシュすることで、異物、突起等を除去した構成であってもよい。
上記実施の形態における磁気特性の変化とは、基板、あるいは下地層の変化に伴う、記録膜の磁気特性であり、保磁力、飽和磁化、磁束密度、磁気異方性、あるいはそれらの温度特性等を含み、磁気ヘッドで検出可能な磁気特性の変化であれば、本発明と同等の効果が得られる。

本発明の磁気記録媒体は、高密度に情報の記録が可能であり、情報蓄積デバイス、メモリー媒体として有用である。

本発明は書き換え可能な磁気記録媒体、あるいは記録媒体に光を照射して温度上昇させながら信号を記録再生する磁気記録媒体において、特にサーボ基準信号を有する磁気記録媒体とその製造方法、製造装置、記録再生方法、および記録再生装置に関する。

磁気記録媒体や相変化記録媒体等の光記録媒体は、大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴うコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する媒体として需要が急増しつつある。

光記録媒体は、一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板上に記録層を含む記録膜等の多層薄膜を形成した構成を有する。この光記録媒体にレーザを照射して、フォーカスサーボ、および、案内溝あるいはプリピットを用いて、トラッキングサーボをかけながら情報の記録、消去を行ない、レーザの反射光を用いて信号を再生する。

磁気記録媒体は従来、固定磁界を加えて記録されている情報を消去した後、反対方向の固定磁界を加えて新たな情報を記録する、いわゆる光変調記録方式が中心であった。近年は、レーザを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能であり、しかも高記録密度であっても正確に記録できる方式として注目されている。また、相変化型の光記録媒体は、光変調記録方式によりダイレクトオーバーライト可能で、ＣＤやＤＶＤと同じ光学系で再生可能であるために普及が進んでいる。

光記録媒体の記録密度の限界は、光源のレーザ波長（λ）によって決まり、回折限界（〜λ／（２ＮＡ）：ＮＡは対物レンズの開口数）に依存している。近年は、対物レンズを２枚組にすることで０．８以上のＮＡをもったシステムが提案され、開発が活発に行なわれている。記録再生のためのレーザは従来、基板を通して記録層を含む記録膜に照射されていたが、ＮＡが大きくなるほど光が基板を通過した時の基板の傾き等による収差が大きくなるため、基板厚みを薄くする必要がある。

また、磁気記録媒体では、媒体の改良とＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドの実用化により、光記録媒体よりも高記録密度を実現しているが、光記録媒体のように、トラッキングサーボ用の案内溝、あるいはプリピットが無いため、サーボライター等によりトラッキング用の信号を記録しておく必要がある。

この解決法として、例えば、磁気転写によりサーボピットを形成する方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−４０５４４号公報

しかしながら、上記従来の磁気記録媒体では、サーボライター等によりトラッキング用の信号を記録しておくため、媒体１枚ごとにサーボ基準信号を記録する必要があり、時間とコストがかかるという課題があった。また、上記特許文献１の提案方法では、転写磁界や工法等に課題があった。さらに、いずれの方法においても、記録容量の高密度化によりトラックピッチが小さくなった場合には、温度ドリフト等の周囲の環境の影響が大きくなり、安定したトラッキング情報の記録、あるいは安定なサーボ基準信号の形成、検出が困難になるという課題があった。

本発明の目的は、磁気的に記録再生を行なう記録媒体において上記課題を解決し、信号特性、トラッキング特性に優れた磁気記録媒体を提供することである。また、光を照射して記録層を含む記録膜の温度を上昇させながら磁気的に記録再生する記録媒体においても、サーボ基準信号の安定性を高め、信号特性に優れた磁気記録媒体を提供することである。

本発明の磁気記録媒体は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、基板上に少なくとも一つの信号領域を有し、信号領域と信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする。

これにより、トラッキング用のサーボ基準信号を媒体ごとに記録する必要がなくなり、生産性やコスト性が向上する。
本発明の磁気記録媒体は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、基板上に下地層を備え、下地層上に、少なくとも一つの信号領域を有し、信号領域と信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体において、下地層は、誘電体層、金属層、もしくは磁性層、あるいはそれらを積層した薄膜からなることが好ましい。
これにより、トラッキング用のサーボ基準信号を媒体ごとに記録する必要がなくなり、生産性やコスト性が向上する。

本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、凹形状または凸形状を有することが好ましい。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域に微粒子を充填することを特徴とする。

これらにより、磁気特性の変化を大きくでき、サーボ基準信号の安定性を高めることができるため、磁気記録媒体の信号特性が向上する。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットであり、信号領域以外の領域の表面粗さＲａが０．５ｎｍより小さくかつ一定であることが好ましい。

本発明の磁気記録媒体において、記録層は、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体において、記録層に形成されている記録磁区が転写され、記録情報再生時には転写された記録磁区の磁壁が移動する再生層を、記録層上にさらに備えることが好ましい。

これにより、より高密度な記録再生方式に対応可能となる。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、記録再生用磁気ヘッドのサーボの基準となるプリピットを有することが好ましい。

本発明の磁気記録媒体において、記録再生用磁気ヘッドのトラッキングサーボの基準となるプリピットは、記録層に形成されている記録磁区の最小パターンよりも小さい凹凸パターンであることを特徴とする。

これらにより、サーボライター等を用いてサーボ基準信号の記録を必要とせず、安定したサーボ特性を持つ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できる。
本発明の磁気記録媒体において、信号領域は、最大径が０．５μｍ以下であることが好ましい。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造方法であって、基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが前記信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成することを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより大きくさせることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより平滑化させることが好ましい。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、記録層を形成した後、記録層表面をエッチングすることにより平滑化させることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、スタンパ表面をエッチングすることにより、スタンパ上にプリピットを形成し、プリピットを基板上に転写させることにより、その表面粗さが信号領域以外の領域と異なる信号領域を形成することを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法において、エッチングは、エッチング面に微粒子を塗布した上で行なうことが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、エッチングは、イオンエッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングであることが好ましい。

本発明の磁気記録媒体の製造方法において、転写は、インプリントにより行なわれることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、転写は、加熱転写により行なわれることを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法において、スタンパに形成されたプリピットを、基板上に形成した樹脂上に転写させることを特徴とする。
本発明の磁気記録媒体の製造方法において、信号領域を基準信号として、磁気記録媒体上にサーボ信号を形成することを特徴とする。

これらの製造方法により、高密度記録再生した場合にも、優れた信号特性を持つ磁気記録媒体を製造できる。
また、本発明の磁気記録媒体の製造装置は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造装置であって、基板上に、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなる記録層を形成する記録層形成部と、基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成する領域形成部と、を備えることを特徴とする。

本発明の記録方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録方法であって、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出し、磁気特性の違いをもとにサーボ基準信号を形成し、トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、磁気記録媒体上に情報信号を記録することを特徴とする。

本発明の再生方法は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の再生方法であって、磁気記録媒体にレーザ光を照射して、記録層を昇温させながらサーボ基準信号を形成し、トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、磁気記録媒体上からの情報信号を再生することを特徴とする。

本発明の記録再生装置は、基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録再生装置であって、レーザ光を照射し、磁気記録媒体上に情報信号を記録再生する磁気ヘッドと、情報信号を再生時に磁気記録媒体にレーザ光を照射する光学ヘッドと、磁気ヘッドを制御し、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出する磁気ヘッド制御検出部と、磁気記録媒体を回転させるスピンドルモータと、スピンドルモータの回転および駆動を制御し、レーザ光と磁気ヘッドのトラッキングサーボを制御するモータ駆動および制御回路とを備えることを特徴とする。

なお、本発明の磁気記録媒体は上記構成に限定されるものではなく、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを利用することで、サーボ基準信号を形成可能な構成を持つ磁気記録媒体とその製造方法、および記録再生方法と記録再生装置であればよい。

磁気記録媒体において、基板上、あるいは基板上に形成した下地層上に、他の領域と表面粗さが異なる信号領域を形成した構成により、媒体の生産性向上およびコスト削減が図れ、さらには、安定したサーボ特性を持つ磁気記録媒体が得られる。

また、信号領域を、凹形状または凸形状とすることにより、光を照射して記録層を含む記録膜の温度を上昇させながら磁気的に記録再生する場合においても、サーボ基準信号の安定性および信頼性が向上した磁気記録媒体が得られる。

以上より、高密度な記録再生を行なう場合にも、優れた信号特性を持つ磁気記録媒体を提供することが可能となる。

以下に、本発明について図面を参照しつつさらに詳細に説明するが、本発明はその趣旨を越えない限り以下の実施の形態に限定されない。
なお、以下の実施の形態では、表面粗さＲａは以下の式で表され、測定面の面積（Ｘ×Ｙ）における平均面から測定点までの偏差の絶対値｜ｆ（Ｘ，Ｙ）｜を合計し平均した値であり、次の式で表される。

本実施の形態では、測定面の面積について約１μｍ²を基準として測定を行なっている。
（実施の形態１）
従来の磁気記録媒体（以下、磁気ディスク）には、トラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて磁気ディスク１枚ごとにサーボ基準信号を記録しており、時間とコストがかかるという課題があった。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向での高精度な位置制御が困難であった。また、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度等の変化に伴う半径方向の位置変動等により、記録再生信号特性の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。

これに対し、本発明の実施の形態１における磁気ディスク１は、表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を基板上に有する構成により、サーボライター等を用いたサーボ信号の記録を必要としない。また、サーボ用プリピットに基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、サーボ用プリピットを基準として記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。図１０に、サーボ用プリピットと他の領域との表面粗さの違いから生じる磁気特性の違いを示す例として、環境温度変化と保磁力Ｈｃの関係を、表面粗さＲａが０．５ｎｍと０．２ｎｍの場合を例にして示している。これにより、表面粗さが異なると保磁力Ｈｃも異なることから、上記課題の解決するために表面粗さを変えることは有効である。

図１に、本発明の実施の形態１における磁気ディスク１の構造を示す。
１１はガラスからなる透明な基板、１６は下地層である誘電体層、１７は磁性層である記録膜、１８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド１９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。１４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域１２と情報記録用のデータ領域１３とにより構成されている。ピット領域１２には、表面粗さがピット領域１２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用プリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット１５ａとアドレス検出用のプリピット１５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク１のトラックピッチは０．３μｍである。

上記磁気ディスク１においては、記録膜１７に対して潤滑保護層１８が形成された側からレーザ光ビームを照射し、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッド１９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。情報の記録時には、磁気ディスク１が回転し、情報信号に伴って変調された記録信号が磁気ヘッド１９で変調されて記録マークとして磁気ディスク１に記録される。また、記録信号再生時には、磁気ヘッド１９により記録マークの記録磁区からの磁束を検出して再生する。

以下、磁気ディスク１の作製方法について詳細に説明する。
まず、透明なガラスからなる基板１１を加熱溶融し、エッチングにより形成されたピットパターンを有するスタンパを押し付けてピットパターンを熱転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットを形成している。ここで、熱転写するためのスタンパの表面粗さは、イオンエッチングにより制御している。

次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＳｉターゲットを設置し、プリピットが形成された基板１１を基板ホルダーに固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａになるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、基板１１を回転させながら、ＳｉＮからなる下地層である誘電体層１６を５ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成する。

さらに、Ａｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板１１を回転させながら、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの各ターゲットを用いて、磁性層であるＴｂＦｅＣｏの記録膜１７を４０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜１７は、補償組成温度が１２０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して製膜した。この時、室温での保磁力は８ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド１９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、かつ磁気ヘッド１９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。

記録膜１７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層を、ＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中でＣターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、５ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層１８を形成する。

なお、磁気ディスク１について、加熱溶融によりピットパターンを熱転写した基板１１上に、記録膜１７を形成した構成について述べてきたが、熱転写の代わりにガラス基板を直接加工する方法、あるいはインプリント等の方法を用いてもよい。

さらに、磁気ディスク１では、トラックピッチが０．３μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。

（実施の形態２）
従来のディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。また、サーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。

これに対し、本実施の形態２の磁気ディスク２は、下地層である誘電体層上に表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録膜における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化に対しても、安定したサーボ特性が得られる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。

図２に、本発明の実施の形態２における磁気ディスク２の構造を示す。
２１は金属材料からなる基板、２６は下地層である誘電体層、２７は磁性層群である記録膜、２８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド２９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド２９は、磁気ディスク２にレーザ光ビーム３０を照射するための図示しない対物レンズを有する。２４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域２２と、情報記録用のデータ領域２３とにより構成されている。ピット領域２２には、表面粗さがピット領域２２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用プリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット２５ａとアドレス検出用のプリピット２５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク２のトラックピッチは０．２５μｍである。

上記磁気ディスク２においては、記録膜２７に対して潤滑保護層２８が形成された側からレーザ光ビーム３０を照射し、磁気ヘッド２９により信号が記録再生される。これは、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。

ここで、本実施の形態２の記録膜２７について詳しく説明する。
記録膜２７は、積層した磁性層群からなる。磁性層群は、図９に示す多層膜により構成されている。多層膜は、記録情報を保持しておく記録層１１３と、記録情報を磁壁の移動によって検出させるための再生層１１１と、再生層１１１と記録層１１３との間の交換結合を制御するための中間遮断層（以降、中間層）１１２とを有している。

図２で示した磁気ディスク２において、記録層１１３から中間層１１２を通して再生層１１１に転写した記録情報の磁壁は、光ビームによる温度勾配に差し掛かり次々と移動する。この磁壁の移動を磁気ヘッドにより検出することによって、再生時の磁気ヘッドでの検出感度を向上させて、超解像再生が可能となるＤＷＤＤ(Domain Wall Displacement Detection）方式を磁気ディスクに適用できる。

上述の積層した記録膜２７は、磁壁の移動を利用して、再生信号の振幅、および信号量を大きくする方法であるＤＷＤＤ方式の一例であり、大きな界面飽和保磁力を有する磁性膜を記録層、小さな界面飽和保磁力を有する磁性膜を磁壁移動する再生層とし、比較的低いキュリー温度を有する磁性膜間の転写を切り換えるための中間層を用いている。したがって、記録膜２７はＤＷＤＤ方式を可能にする磁性層を用いていれば良く、この膜構成に限るものではない。

上記したＤＷＤＤ方式の再生原理について、図９を参照しながらさらに詳しく説明する。
図９（ａ）は、回転している磁気ディスクの記録膜２７の断面を示す図であり、図示しない基板と誘電体層の上に、再生層１１１、中間層１１２、記録層１１３からなる３層構成となっている。

再生層１１１として磁壁抗磁力の小さい磁性膜材料、中間層１１２としてキュリー温度の小さい磁性膜、記録層１１３として小さなドメイン径でも記録磁区を保持できる磁性膜を用いている。ここで、再生層は、記録トラック間を分離するガードバンド等を形成することにより、閉じていない磁壁を含む磁区構造を有している。

図に示すように、情報信号は、記録層１１３に熱磁気記録された記録磁区として形成されている。レーザ光スポットの照射されていない室温での記録膜２７は、記録層１１３、中間層１１２、再生層１１１がそれぞれ強く交換結合しているため、記録層１１３の記録磁区はそのまま再生層１１１に転写形成される。

図９（ｂ）は、図９（ａ）の断面図に対応した位置χと記録膜２７の温度Ｔとの関係を表す。記録信号の再生時には磁気ディスクが回転し、記録トラックに沿ってレーザ光による再生ビームスポットが照射される。この時、記録膜２７は、図９（ｂ）に示すような温度分布を示し、中間層１１２がキュリー温度Ｔｃ以上となる温度領域Ｔｓが存在し、再生層１１１と記録層１１３との交換結合が遮断される。

また、再生ビームが照射されると、図９（ｃ）の磁壁エネルギー密度σに対する依存性に示すように、図９（ａ）、（ｂ）の位置に対応する磁気ディスク回転方向であるχ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配が存在するために、図９(ｄ)に示すように、位置χでの各層の磁壁に対して磁壁を駆動させる力Ｆが作用する。この記録膜２７に作用する力Ｆは、図に示すように磁壁エネルギー密度σの低い方に磁壁を移動させるように作用する。再生層１１１は、磁壁抗磁力が小さく磁壁の移動度が大きいので、閉じていない磁壁を有する場合の再生層１１１単独では、この力Ｆによって容易に磁壁が移動する。従って、再生層１１１の磁壁は、矢印で示したように、より温度が高くかつ磁壁エネルギー密度の小さい領域へと瞬時に移動する。そして、再生ビームスポット内を磁壁が通過すると、スポット内での再生層１１１の磁化は光スポットの広い領域で同じ方向に揃う。この結果、記録磁区の大きさに依らず、再生磁区の大きさは、常に一定の最大振幅になる。このため、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、光ビーム等により記録膜２７を昇温させているため、再生層１１１での転写磁区を拡大することにより、常に一定の最大振幅の信号量になるのである。

このような磁気ディスク２において、情報の記録時には磁気ディスク２が回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射されながら磁気ヘッドで記録される。この時、記録層１１３は高温で保磁力が低下することから、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度上昇させながら、上記したＤＷＤＤ方式を用いて磁壁移動により転写磁区を拡大させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドで再生磁区を検出する。この時、再生層の飽和磁化Ｍｓも温度と共に上昇する構成であれば、昇温時に再生信号が極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し再生信号が増大する。

次に、磁気ディスク２の作製方法について詳細に説明する。
まず、金属からなる基板２１をマスクし、マスクした表面をイオンガンによりエッチングすることにより、表面粗さＲａが０．８ｎｍ以上のプリピットを形成している。

次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｌＴｉターゲットを設置し、基板を基板ホルダーに固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板を回転させながら、ＡｌＴｉからなる金属の下地層を４ｎｍ形成する。さらに、ＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、反応性スパッタリングにより、ＡｌＴｉＮ膜の誘電体層２６を５ｎｍ形成する。この結果、誘電体層の表面粗さＲａが０．６ｎｍ以上のサーボ用のプリピットが形成される。

そして、真空排気をしたままＡｒガスを１．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録層１１３を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層１１３は補償組成温度が−５０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜した。この結果、記録層１１３の保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に減少するという膜特性が得られるため、昇温した状態では保磁力が小さくなり、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、本実施の形態においては、光ビームを照射した状態での温度勾配によるＤＷＤＤ方式により信号を再生するが、再生層１１１は９０℃で飽和磁化Ｍｓが極大となるため、再生信号の増大効果が得られる。

次に、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを２．０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏＣｒの中間層１１２を２０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。そしてさらに、真空排気をしたまま真空室を移動し、Ａｒガスを０．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＧｄＦｅＣｏＣｒの合金ターゲットを用いて、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層１１１を３０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＧｄＦｅＣｏＣｒの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。

さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を４ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成されている。そして、その上に、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体層をＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、３ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布して、潤滑保護層２８を形成する。

なお、磁気ディスク２について、基板表面を直接エッチングにより加工した構成について述べてきたが、フォトポリマーによりプリピットを形成する方法、インプリント等を用いた方法、あるいは、基板上の下地表面を直接エッチングし直接プリピットの加工を行なう方法を用いてもよい。

さらに、磁気ディスク２について、トラックピッチが０．２５μｍとしたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。

（実施の形態３）
従来の記録ディスクでは、トラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて磁気ディスク１枚ごとにサーボ信号を記録しており、時間とコストがかかるという課題があった。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向における高精度な位置制御が困難であった。また、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度の変動や記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴いサーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。特に、半径方向の位置変動、クロストーク、クロスイレースや、記録再生信号の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。

これに対し、本願発明の磁気ディスクは、基板上に、表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を有する磁気ディスクの構成により、サーボライター等でのサーボ信号の記録を必要としない磁気ディスクとその製造方法を実現できる。また、ディスク上に基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、磁気特性の異なるサーボ用のプリピットを基準に記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。

図３に、本発明の実施の形態３における磁気ディスク３の構造を示す。
３１はガラスからなる透明な基板、３６は下地層である誘電体層、３７は磁性層群である記録膜、３８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド３９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。３４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域３２と情報記録用のデータ領域３３とにより構成されている。ピット領域３２には、表面粗さがピット領域３２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット３５ａとアドレス検出用のプリピット３５ｂが形成されている。プリピット３５ａ、３５ｂ共に、凹形状を有している。なお、本実施の形態の磁気ディスク３のトラックピッチは０．３５μｍである。

上記磁気ディスク３においては、基板３１側からレーザ光ビーム４０を照射し、記録膜３７に対して潤滑保護層３８が形成された側から、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッド３９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。また、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる。また、記録膜３７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃが減少し、飽和磁化Ｍｓが増加する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク３が回転し、磁気ヘッド３９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜３７は高温で保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、７０℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。

以下、磁気ディスク３の作製方法について詳細に説明する。
まず、基板３１の作成には、図７に示すようなスタンパ８０を用いる。スタンパ８０にはフォトレジストを用いて、インプリントに用いられるピットパターン７６を形成し、ピットパターン７６の底面はイオンエッチングにより表面粗さを制御している。

次に、スタンパ８０をガラスからなる基板３１に押し付けてピットパターン７６を転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上の凹形状を有するプリピット３５ａ、３５ｂを基板３１に形成する。この工程により、基板３１の記録トラック３４にピット領域３２と、データ領域３３も形成される。

次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｌＴｉターゲットを設置し、凹形状を有するプリピット３５ａ、３５ｂが形成された基板３１を基板ホルダーに固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａになるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、基板３１を回転させながら、ＡｌＴｉＮからなる下地層である誘電体層３６を７ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。

さらに、Ａｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板３１を回転させながら、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの各ターゲットを用いて、磁性層であるＴｂＦｅＣｏの記録膜３７を５０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜３７は、補償組成温度が−１３０℃であり、キュリー温度は３２０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して製膜した。この時、室温での保磁力は６ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド３９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド３９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。ここで、図１１に、信号領域と信号領域以外の領域における、磁気ヘッドの位置による磁束密度の温度特性を示す。図１１に示す磁束密度の変化をサーボ基準信号として検出し、サーボ信号を記録することで、情報信号の記録再生が可能となる。

そして、さらに記録膜３７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層をＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、４ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層３８を形成する。

なお、磁気ディスク３について、インプリントにより表面粗さがが他の領域と異なるよう形成したプリピットを有する基板に記録膜３７を形成した構成について述べてきたが、ガラス基板を直接加工する方法、加熱溶融による転写する方法、あるいはフォトポリマーにより転写する方法等を用いてもよい。

さらに、磁気ディスク３では、トラックピッチを０．３５μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３５μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。

（実施の形態４）
従来の磁気ディスクでは、特にトラッキングサーボのためのサーボ信号を記録するために、サーボライター等を用いて、磁気ディスク１枚ごとに、サーボ信号を記録していたために、時間とコストがかかるという課題を有していた。また、記録密度が高密度化されると、特にトラッキング方向での位置制御が課題となっていた。特に、サーボライターと実際の記録再生装置との記録トラック間の相関、さらに、環境温度の変動、記録膜へのレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度上昇等に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。特に、半径方向の位置変動等、クロストーク、クロスイレーズや、記録再生信号の劣化、あるいは再生信号量が低下するという課題を有していた。

これに対し、磁気ディスク４は、基板上に、表面粗さが他の領域と異なるよう形成したサーボ用プリピット（信号領域）を有する構成により、サーボライターでのサーボ基準信号の記録を必要としない磁気ディスクとその製造方法を実現できる。また、ディスク上に基準となる位置情報が正確に記録されているため、環境温度等が変化した場合にも、磁気特性の異なるサーボ用のプリピットを基準に記録再生が可能となるため、温度変化に対する安定性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。

図４に、本発明の実施の形態４における磁気ディスク４の構造を示す。
４１はガラスからなる透明な基板、４６は下地層である誘電体層、４７は磁性層群である記録膜、４８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド４９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。４４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域４２と、情報記録用のデータ領域４３とにより構成されている。ピット領域４２には、表面粗さがピット領域４２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット４５ａとアドレス検出用のプリピット４５ｂが形成されている。プリピット４５ａ、４５ｂ共に、凹形状を有している。なお、本実施の形態の磁気ディスク４のトラックピッチは０．４μｍであり、プリピット径は０．３５μｍである。

上記磁気ディスク４においては、記録膜４７に対して潤滑保護層４８が形成された側から、磁気ヘッド４９により信号が記録再生される。これは、高密度に記録された磁気ディスクの記録マークの記録再生に適用できる。また、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも、小さい記録マークの記録再生が可能となる。情報の記録時には、磁気ディスク４が回転し、磁気ヘッド４９により記録が行なわれる。この時、記録膜４７は、保磁力が８ｋＯｅ低下になるため、磁気ヘッド４９での記録が可能となる。また、信号再生時には、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区からの磁束を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、６０℃で極大となる組成に調整すれば、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。

以下、磁気ディスク４の作製方法について詳細に説明する。
まず、基板４１の作成には、図７に示した実施の形態３と同様に、記録トラックにピット領域とデータ領域が形成されているスタンパを用いる。スタンパはフォトレジストを用いてインプリントに用いられるプリピットが形成されている。

次もまた同様に、スタンパをガラスからなる基板に押し付けてピットパターンを転写させ、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットを基板４１に形成する。この工程により、基板４１には、記録トラック４４にピット領域４２とデータ領域４３が形成される。

次に、自己組織化する有機物の微粒子５０を凹形状を有するプリピット４５ａ、４５ｂ内に塗布する。この構成により、プリピット４５ａ、４５ｂ内とそれ以外の部分との表面形状が変化し、表面粗さＲａの違いにより、記録膜４７の磁気特性を変化させることができる。（図１０および１１、実施の形態１および３参照。）
この後、直流マグネトロンスパッタリング装置内の基板ホルダーに基板４１を固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＯ₂ガスを導入し、基板４１を回転させながら、Ｔａターゲットを用いてＴａＯからなる下地層である誘電体層４６を１０ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。

さらに、真空排気をしたままＡｒガスを１．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板４１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜４７を６０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成される。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金ターゲットの組成と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜４７は補償組成温度が１８０℃であり、キュリー温度は３３０℃になるようにターゲット組成と条件を設定して膜組成を調整して製膜した。この組成により、室温での保磁力が６ｋＯｅ以下となった。また、磁気ヘッド４９により微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド４９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。

そして、さらに磁性膜４７の上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体保護層をＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより、３ｎｍ形成する。さらに、その上にパーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層４８を形成する。

なお、磁気ディスク４について、インプリントによりプリピットを形成し、自己組織化する微粒子により表面粗さがが他の領域と異なるようプリピット形成した基板４１に、記録膜４７を形成した構成について述べてきたが、ガラス基板を直接加工する方法、加熱溶融による転写する方法、あるいはフォトポリマーにより転写する方法等を用いてもよい。また、プリピットに微粒子を塗布してからエッチング等を行なっても、表面粗さを容易に変えることができ、本発明のより顕著な効果が得られる。

微粒子に関して、直径が０．２μｍより小さく、均一な特性を有するものであれば、同等の効果が得られる。
さらに塗布工程やエッチング工程の調整により、表面粗さが互いに異なる複数の所望の領域を形成できる。

さらに、磁気ディスク４では、トラックピッチが０．４μｍとしたが、情報の記録される記録トラック幅が０．６μｍ以下であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。

（実施の形態５）
従来の磁気ディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは、劣化するという課題があった。あるいは、さらにサーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。

これに対し、磁気ディスク５は、下地層上に表面粗さが他の領域と異なるよう形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録層における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化に対しても安定したサーボ特性が得られる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。

図５に、本発明の実施の形態５における磁気ディスク５の構造を示す。
５１はガラスからなる透明な基板、５６は下地層である誘電体層、５７は磁性層群である記録膜、５８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド５９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド５９は、磁気ディスク５にレーザ光ビーム６０を照射するための図示しない対物レンズを有する。５４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域５２と情報記録用のデータ領域５３とにより構成されている。ピット領域５２には、表面粗さがピット領域５２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット５５ａとアドレス検出用のプリピット５５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク５のトラックピッチは０．４μｍである。

上記磁気ディスク５においては、記録膜５７に対して潤滑保護層５８が形成された側からレーザ光ビームを照射し、磁気ヘッド５９により信号が記録再生される。これは、再生時のレーザ光スポットの検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。また、記録膜５７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓが減少する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク５が回転し、磁気ヘッド５９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜５７は高温では保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１００℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。

次に、磁気ディスク５の作製方法について詳細に説明する。
まず、透明なガラスからなる基板５１の表面にフォトポリマーを用いてプリピットを形成する。プリピット部は、表面粗さＲａが０．５ｎｍより小さくかつ一定に平滑化されて形成される。プリピット部以外の領域は、マスクを通してイオンガンによりエッチングすることにより、表面粗さをＲａ０．５ｎｍ以上にする。この結果、プリピット部の表面粗さがプリピット部以外の領域の表面粗さよりも小さいサーボ用のプリピットが形成される。

次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＺｎＳ−ＳｉＯ₂ターゲットを設置し、基板５１を基板ホルダーに固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．２Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板５１を回転させながら、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂からなる下地層である誘電体層５６を１０ｎｍ、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により形成する。これにより、基板５１のプリピットが、下地層５６にも形成される。

そして、真空排気をしたままＡｒガスを２．０Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板５１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜５７を８０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜５７は、補償組成温度が−４０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように膜組成を調整して製膜した。

さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、基板５１を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を２ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成されている。さらにその上に、アモルファスカーボンからなる固体潤滑層をＡｒガス雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、ＤＣスパッタリングにより、２ｎｍ形成する。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布して、潤滑保護層５８を形成する。

この結果、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１２０℃で極大となり、また、保磁力Ｈｃは、室温からは温度上昇と共に、減少するという膜特性が得られる。
また、磁気ディスク５では、光ビームを照射した状態での温度である１２０℃で、飽和磁化Ｍｓが極大となり、微小磁区を記録した場合にも安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。

なお、磁気ディスク５について、基板５１のフォトポリマー表面を直接エッチングにより加工した構成について述べてきたが、スタンパの表面粗さの違いをフォトポリマーに転写させてプリピットを形成する方法、インプリント等を用いてフォトポリマーに転写させる方法、あるいは、基板上の下地表面のプリピット以外の部分を直接エッチングし、表面の粗さを変化させる工法を行なってもよい。

さらに、本実施の形態では、トラックピッチが０．４μｍであったが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。

（実施の形態６）
従来の磁気ディスクでは、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、サーボ特性が変動する、あるいは劣化するという課題があった。さらにサーボ信号の変動に伴い、記録再生特性が低下する等の課題を有していた。

これに対し、本実施の形態６の磁気ディスク６は、下地層上に表面粗さが他の領域と異なるよう変化させて形成したサーボ用プリピット（信号領域）を形成し、記録層における磁気特性の変化をサーボ基準信号として検出することにより、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化にも、安定したサーボ特性が得られ。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気ディスクを実現できるものである。

図６に、本発明の実施の形態６における磁気ディスク６の構造を示す。
６１はガラスからなる透明な基板、６６は下地層である誘電体層、６７は磁性層群である記録膜、６８は記録膜を保護し、かつ磁気ヘッド６９を摺動させるための潤滑層の役割も果たす潤滑保護層である。また、磁気ヘッド６９は、磁気ディスク６にレーザ光ビーム７０を照射するための図示しない対物レンズを有する磁気ヘッドである。６４は記録トラックであり、サーボ用のピット領域６２と情報記録用のデータ領域６３とにより構成されている。ピット領域６２には、表面粗さがピット領域６２と異なるよう変化させて形成した２種類のサーボ用のプリピットである、トラッキングサーボ用のプリピット６５ａとアドレス検出用のプリピット６５ｂが形成されている。なお、磁気ディスク６のトラックピッチは０．３５μｍである。

上記磁気ディスク６においては、記録膜６７に対して潤滑保護層６８が形成された側から、レーザ光ビームを照射し、磁気ヘッド６９により信号が記録再生される。これは、レーザ光スポットの再生時の検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が必要な磁気ディスクに適用できる。また、記録膜６７は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Msが減少する特性を有している。情報の記録時には、磁気ディスク６が回転し、磁気ヘッド６９によりトラックに沿ってレーザ光ビームスポットが照射され、記録が行なわれる。この時、記録膜６７は、高温で保磁力が低下するため、磁気ヘッドでの記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して温度を上昇させながら、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドにより、記録磁区を検出する。この時、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１００℃で極大となるため、磁気ヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。

次に、磁気ディスク６の作製方法について詳細に説明する。
まず、ガラス原盤にフォトレジストを塗布して作製したスタンパの表面を、ピット形状のマスクを通してイオンガンによりエッチングし、表面粗さＲａを０．７ｎｍ以上に大きくする。次に、図７に示す製造方法と同様に、このスタンパを透明なガラスからなる基板６１に押し付けてピットパターンを転写させ、プリピットを基板６１に形成する。

次に、直流マグネトロンスパッタリング装置にＡｇＣｕターゲットを設置し、プリピットが形成された基板６１を基板ホルダーに固定した後、８×１０ ^−６ Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスを導入し、基板６１を回転させながら、ＡｇＣｕからなる金属の下地層である誘電体層６６を６ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により膜形成する。これにより、基板６１のプリピットが、下地層６６の表面にも形成される。

そして、真空排気をしたままＡｒガスを１．８Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板６１を回転させながら、ＴｂＦｅＣｏの合金ターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜６７を５０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。

ここで、ＴｂＦｅＣｏの膜組成は、合金のターゲット組成比と製膜条件を調整することにより、所望の膜組成に合わせることができる。ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録膜６７は補償組成温度が−７０℃であり、キュリー温度は３２０℃になるように膜組成を調整して製膜した。この結果、飽和磁化Ｍｓは温度と共に上昇し、１１０℃で極大となる。また、保磁力Ｈｃは、室温から温度上昇と共に減少するという特性が得られる。従って、本実施の形態の磁気ディスク６では、光ビームを照射した状態での温度である１１０℃で飽和磁化Ｍｓが極大となり、微小磁区を記録した場合にも安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッド６９により繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。

さらに、０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ₂ガスを導入し、基板６１を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の層を２ｎｍ、反応性スパッタリング法により形成する。そして、その上には、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体の層をＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、プラズマＣＶＤにより、３ｎｍ形成する。この時、保護層表面をエッチングすることにより、表面粗さをＲａ０．７ｎｍ以上にする。さらに、パーフルオロポリエーテルを塗布することで、潤滑保護層６８を形成する。

このように、本実施の形態の潤滑保護層表面に面粗さの大きい凹凸を形成する構成により、磁気ヘッドの潤滑保護層表面への吸着を防止でき、磁気ヘッドの摺動特性、浮上特性に優れた潤滑保護層を形成できる。

なお、磁気ディスク６について、フォトレジスト原盤を直接エッチングにより加工して作製したスタンパを用いて、基板に転写させた構成について述べてきたが、フォトポリマーによりプリピットを形成した構成、基板を直接加工する方法等、あるいは基板上の下地表面を直接エッチングし、直接プリピットの加工を行なう方法を用いてもよい。

さらに、磁気ディスク６では、トラックピッチを０．４μｍとしたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録するような磁気ディスクであれば、本発明の効果はより大きい。

以上のように、本実施の形態の構成によると、高密度な記録情報を記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成されることになるため、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。
（実施の形態７）
次に、本発明の磁気ディスクの記録再生装置について説明する。図８に、記録再生装置の構成を示す。

スピンドルモータ２０３に取り付けられた磁気ディスク２０１は、磁気ヘッド制御および検出回路２０６でコントロールされた磁気ヘッド２０２により、信号が記録再生される。また、光学ヘッド２０４は、レーザ駆動回路２０５により制御されたレーザ光をディスク上に照射しながら、磁気ヘッドでの記録再生を行なう。この時、モータ駆動および制御回路２０７により、モータの回転駆動制御と、レーザ光のサーボ制御等が行なわれる。光ヘッドの反射光はフォトディテクタ２１２により検出され、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に利用される。

このような構成の記録再生装置を用いて、面粗さの異なるプリピットをもとにトラッキングサーボをかけながら、本発明の磁気ディスクに情報の記録再生を行なう。
ここで、本実施の形態の磁気ディスク２０１は、面粗さの異なるプリピットを形成した磁気ディスクであり、プリピットからの信号によりトラッキングサーボとアドレスの検出を行ない、さらに、プリピットを基準信号にサーボ信号をディスク上に記録形成して、磁気ディスクのフォーマットを行なうものである。

光学ヘッド２０４は、光学素子２０８、２０９、２１０、２１１を有する。ここでは、光学ヘッド２０４を磁気ヘッドと反対方向に配置した構成について示してあるが、実施の形態２、５、６に示したように、磁気ヘッドと同じ側から照射する構成であってもよい。

以上のように、本実施の形態の記録再生装置を用いると、高密度に記録再生した場合にも、安定したサーボ基準信号が検出でき、優れた記録再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。
（他の実施の形態）
基板は、直接エッチング、あるいは、スタンパ等を介して、インプリント等で転写する方法により、表面粗さが他の領域と異なるよう形成した複数の領域を形成する構成について述べてきたが、これらの方法に限定されるものではなく、表面粗さが異なる複数の領域を形成してプリピットを作製する方法であればよい。

基板の記録トラックのトラックピッチは、０．２５μｍから０．４μｍの基板について説明してきたが、情報の記録されるグルーブ幅が０．６μｍ以下の構成であって、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であればよい。また、記録トラック、線記録密度が小さくなった場合には、本発明の効果がより大きい。

上記実施の形態では、プリピットの深さは限定していないが、より好ましくは、１０ｎｍから２００ｎｍの範囲にある深さのプリピットを有する構成により、トラッキングサーボ用のプリピット、アドレス検出用のプリピット等からの信号を磁気ヘッドにより検出可能な構成であれば、本発明と同等以上の効果を実現できる。

磁気ディスクは、基板と誘電体の下地層の間に熱伝導率の大きい熱吸収層を形成し、さらに、熱伝導率の小さい層を形成して、ディスク内での温度分布、熱伝導を制御した構成であってもよい。

記録膜の構成は、単層、あるいは磁気的超解像を用いた多層構造について述べてきたが、積層した磁性記録膜に、記録情報を保持しておく記録層を有する構成であればよい。この時、再生情報の信号量を増大させるための再生層と記録層とで構成され、２層間は磁気的に交換結合されている構成であってもよい。

記録層の材料については、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層について述べてきたが、希土類金属―遷移金属合金を用いた磁性層であって、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ等の材料と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属を含む磁性薄膜であればよい。

再生層の材料については、ＧｄＦｅＣｏＣｒからなる再生層について述べてきたが、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、もしくはその他の材料組成、あるいはそれらの材料を積層した構成であってもよい。

記録層、再生層等の磁性層群に含まれる磁性膜には、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の材料を添加して、耐腐食性を高めた構成であってもよい。
ＴｂＦｅＣｏの記録層を製膜時に、製膜速度、基板の回転数を制御することにより、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏの遷移金属を、周期構造に積層した構成であってもよい。この時の積層周期としては、少なくとも２．０ｎｍ以下にすることにより、記録層の飽和磁化Ｍｓと保磁力Ｈｃとの積Ｍｓ・Ｈｃを増大させることができる。実際、１．０ｎｍの積層周期の記録層では、４．０×１０ ^６ ｅｒｇ／ｃｍ³という大きなＭｓ・Ｈｃ値が得られた。５０ｎｍ以下の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。

記録層は、ＴｂとＦｅＣｏが２．０ｎｍ以下の周期的な積層構成に限定されるものではなく、積層周期が０．３ｎｍ以上、４ｎｍ以下に積層した構成であって、記録層の膜厚を２０ｎｍ以上、より好ましくは、４０ｎｍから２００ｎｍに形成した構成であれば、同等の効果が得られる。

本実施の形態では、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの遷移金属が周期的な積層構成に限定されるものではなく、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれ異なるターゲット、あるいは、それ以外の材料を含む構成であっても、２ｎｍ以下の積層周期を有する記録層の構成であればよい。

ＴｂＦｅＣｏからなる記録層のキュリー温度は２９０℃から３２０℃に設定していたが、磁気ヘッドの特性、光学ヘッドにより温度上昇の条件、さらに、環境温度の許容範囲に応じて、少なくとも１５０℃以上の温度範囲に設定してよい。

記録層の製造方法では、記録層ＴｂＦｅＣｏ製膜時に、製膜速度、基板の回転数を制御することにより、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの膜のミクロな構造を変化させることができ、磁気異方性の大きい非晶質な膜構造の磁性薄膜を用いてもよい。より具体的には、ＴｂＦｅＣｏの記録層製膜時に、４０ｒｐｍで自公転の回転をしながら、それぞれの元素粒子が０．５ｎｍ／ｓｅｃの製膜レートでそれぞれ製膜することにより、上記膜構造の形成が可能である。

以上のように、本実施の形態の構成により、記録層、中間層、再生層からなる３層構造の記録膜を用いた場合にも、記録層の記録情報が安定して磁気ヘッドにより検出でき、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。

これらの結果、本発明においては、記録情報の書き換え可能な記録層、中間層、再生層を順次積層した構成の記録膜に断熱層を介して潤滑層を形成した構成により、トラックピッチが０．６ｕｍ以下であって、０．３μｍ以下の微小磁区を安定して形成することができ、再生層に転写した再生信号の増大を可能にすることができる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できるものである。

ＤＷＤＤ方式を用いた磁気的超解像による磁気ディスクについては、その膜構成が、再生層、中間層、記録層から形成されたものについて述べてきたが、この構成に限定されず、ＲＡＤ(Rear Aperture Detection)、ＦＡＤ(Front Aperture Detection)、ＣＡＤ(Center Aperture Detection)、あるいは、ダブルマスク方式の磁気的超解像方式、あるいは、ＭＡＭＭＯＳ（Magnetic Amplifying Magneto-Optical System）方式等の転写した磁区が拡大再生されるような膜構成の磁気ディスクであってもよい。

記録膜の構成は、記録層、中間層、再生層の３層構造に限定されず、必要な機能を有した多層膜を形成した構成であればよい。
本実施の形態では、記録層をＡｒガス雰囲気中でスパッタリングする製造方法について述べてきたが、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等の不活性ガスを用いてもよい。また、それらの雰囲気ガス中に、Ｈ₂等を含有させてもよい。

本実施の形態の磁気ディスクでは、面粗さの異なるプリピットを形成した基板について述べてきたが、基板にグルーブ、あるいは、ランドを有し、記録トラック間を分離する構成であってもよい。このような構成であれば、情報の記録されるトラック間が磁性的遮断され、再生層に転写された記録磁区が容易に磁壁移動する構成を実現でき、前述したＤＷＤＤ方式では、より信号特性に優れた磁気ディスクを実現できる。また、グルーブ、あるいは、ランドの凹凸により記録トラック間の分離も容易になり、この結果、０．１μｍ以下の微小磁区を安定して形成し、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の磁壁の移動度を確保でき、再生信号特性に優れた磁気ディスクを実現することができる。さらに、記録再生時に隣接トラックからのクロスライトおよびクロストークも低減できる。

基板の材料は、ガラス、金属について述べてきたが、材料特性に問題がなければ、プラスチック材料等、その他の材料を用いてもよい。
下地層である誘電体層としては、基板上にＳｉＮ、ＡｌＴｉＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ₂、ＴａＯ、ＡｌＴｉ、ＡｇＣｕについて述べてきたが、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａあるいはその他の材料の酸化物、もしくは窒化物、あるいはカルコゲン系化合物等のＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、あるいはさらに、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料、あるいはそれらを含む混合材料であってもよい。

また、上記材料を、保護膜材料として用いてもよい。
保護層について、ダイヤモンドライクカーボンからなる固体潤滑層を、ＡｒとＣＨ₄の混合雰囲気中でＣターゲットを用い、反応性ＲＦスパッタリングにより形成する方法、およびアモルファスカーボンからなる固体潤滑層を、Ａｒガス雰囲気中でＣターゲットを用い、ＤＣスパッタリングにより形成する方法について述べてきたが、ＣＶＤ等を用いてダイヤモンドライクカーボン膜を形成すると、さらに緻密な膜の形成が可能になる。

また、保護層として、エポキシアクリレート系からなる樹脂、あるいはウレタン系樹脂を用いて、スピンコートにより５μｍ程度の均一な膜厚に塗布し、紫外線ランプを照射して硬化させることにより形成する方法であってもよい。

さらに、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑保護層を塗布する構成について述べてきたが、スピンコート法、あるいはディッピング法等を用いてもよい。
本願発明の磁気ディスクについて、テープバーニッシュ処理をさらに追加して、表面を傷つけることなく異物、突起等を除去し、内周から外周端まで保護コートの分布が±５％以下と良好な膜厚分布で均一に塗布する工程を用いてもよい。

基板は、両面タイプであってもよい。その場合には、トラッキングサーボ用のプリピットを両面に形成し、記録層や保護層の形成を両面に行なう必要がある。また、記録再生装置では、記録層を含む記録膜両面に磁気ヘッドを取り付けたドライブ構成にする必要がある。さらに、両面に成膜後、媒体表面をテープバーニッシュ装置に装着し、回転させながら両面を内周から外周に向かってテープバーニッシュすることで、異物、突起等を除去した構成であってもよい。

上記実施の形態における磁気特性の変化とは、基板、あるいは下地層の変化に伴う、記録膜の磁気特性であり、保磁力、飽和磁化、磁束密度、磁気異方性、あるいはそれらの温度特性等を含み、磁気ヘッドで検出可能な磁気特性の変化であれば、本発明と同等の効果が得られる。

本発明の磁気記録媒体は、高密度に情報の記録が可能であり、情報蓄積デバイス、メモリー媒体として有用である。

本発明の実施の形態１における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態２における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態３における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態４における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態５における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態６における磁気記録媒体の構成を示す図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の製造方法を示す、（Ａ）断面構成図（Ｂ）斜視構成図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置の構成を示す図。 本発明の実施の形態における磁気記録媒体の再生動作の説明のための磁気記録媒体の断面図。

（ａ）磁気記録媒体の記録膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図。
（ｂ）再生動作中の磁気記録媒体の位置に対する媒体内部での温度分布を示す特性図。

（ｃ）再生層の磁壁エネルギー密度を示す特性図。
（ｄ）再生層の磁壁を移動させようとする力を示す特性図。
表面粗さの違いから生じる磁気特性の違いを示すグラフ。 磁気ヘッドの位置による磁束密度の温度特性を示すグラフ。

符号の説明

１、２、３、４、５、６、２０１ 磁気記録媒体
１１、２１、４１、５１、６１ 基板
１２、２２、３２、４２、５２、６２ ピット領域
１３、２３、３３、４３、５３、６３ データ領域
１６、２６、３６、４６、５６、６６ 誘電体層
１７、２７、３７、４７、５７、６７ 記録膜
１８、２８、３８、４８、５８、６８ 潤滑保護層
１９、２９、３９、４９、５９、６９ 磁気ヘッド
３０、４０、６０、７０ レーザ光ビーム
５０ 微粒子
８０ スタンパ
２０２ 磁気ヘッド
２０３ スピンドルモータ
２０４ 光学ヘッド
２０５ レーザ駆動回路
２０６ 磁気ヘッド制御および検出回路
２０７ モータ駆動および制御回路

Claims (28)

1. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、
   前記基板上に、少なくとも一つの信号領域を有し、
   前記信号領域と前記信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする、磁気記録媒体。
2. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体であって、
   前記基板上に下地層を備え、
   前記下地層上に、少なくとも一つの信号領域を有し、
   前記信号領域と前記信号領域以外の領域との表面粗さが異なることを特徴とする、磁気記録媒体。
3. 前記下地層は、誘電体層、金属層、もしくは磁性層、あるいはそれらを積層した薄膜からなることを特徴とする、請求項２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記信号領域は、凹形状または凸形状を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
5. 前記信号領域に微粒子を充填することを特徴とする、請求項４に記載の磁気記録媒体。
6. 前記微粒子は、自己組織化する有機化合物であることを特徴とする、請求項５に記載の磁気記録媒体。
7. 前記信号領域は、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上のプリピットであり、前記信号領域以外の領域の表面粗さＲａが０．５ｎｍより小さくかつ一定であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
8. 前記信号領域は、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下のプリピットであり、前記信号領域以外の領域の表面粗さＲａが０．５ｎｍより大きくかつ一定であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
9. 前記記録層は、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
10. 前記記録層に形成されている記録磁区が転写され、記録情報再生時には前記転写された記録磁区の磁壁が移動する再生層を、前記記録層上にさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の磁気記録媒体。
11. 前記信号領域は、記録再生用磁気ヘッドのトラッキングサーボの基準となるプリピットを有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
12. 前記記録再生用磁気ヘッドのトラッキングサーボの基準となるプリピットは、前記記録層に形成されている記録磁区の最小パターンよりも小さい凹凸パターンを有することを特徴とする、請求項１１に記載の磁気記録媒体。
13. 前記信号領域は、最大径が０．５μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の磁気記録媒体。
14. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造方法であって、
    前記基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが前記信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
15. 前記磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより大きくすることを特徴とする、請求項１４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
16. 前記磁気記録媒体の表面の表面粗さを、エッチングにより平滑化することを特徴とする、請求項１４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
17. 前記記録層を形成後、前記記録層表面をエッチングすることにより平滑化することを特徴とする、請求項１４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
18. スタンパ表面をエッチングすることにより、スタンパ上にプリピットを形成し、
    前記プリピットを前記基板上に転写させることにより、その表面粗さが前記信号領域以外の領域と異なる前記信号領域を形成することを特徴とする、請求項１４記載の磁気記録媒体の製造方法。
19. 前記エッチングは、エッチング面に微粒子を塗布した上で行なうことを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
20. 前記エッチングは、イオンエッチング、プラズマエッチング等のドライエッチングであることを特徴とする、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
21. 前記転写は、インプリントにより行なわれることを特徴とする、請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
22. 前記転写は、加熱転写により行なわれることを特徴とする、請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
23. 前記スタンパに形成された前記プリピットを、前記基板上に形成した樹脂上に転写させることを特徴とする、請求項１８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
24. 前記信号領域を基準信号として、前記磁気記録媒体上にサーボ信号を形成することを特徴とする、請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
25. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体の製造装置であって、
    基板上に、膜面垂直方向に磁気異方性を有する磁性膜からなる記録層を形成する記録層形成部と、
    前記基板上に、少なくとも一つの信号領域を、その表面粗さが前記信号領域以外の領域の表面粗さと異なるように、エッチングにより形成する領域形成部と、を備えることを特徴とする、磁気記録媒体の製造装置。
26. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録方法であって、
    表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出し、
    前記磁気特性の違いをもとにサーボ基準信号を形成し、
    トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、前記磁気記録媒体上に情報信号を記録することを特徴とする、磁気記録媒体の記録方法。
27. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体の再生方法であって、
    前記磁気記録媒体にレーザ光を照射して、前記記録層を昇温させながらサーボ基準信号を形成し、
    トラッキングサーボをかけながらレーザ光を照射して、前記磁気記録媒体上からの情報信号を再生することを特徴とする、磁気記録媒体の再生方法。
28. 基板上に記録層を備える磁気記録媒体の記録再生装置であって、
    レーザ光を照射して、前記磁気記録媒体上に情報信号を記録再生する磁気ヘッドと、
    前記情報信号を再生時に前記磁気記録媒体にレーザ光を照射する光学ヘッドと、
    前記磁気ヘッドを制御し、表面粗さの違いによる磁気特性の違いを検出する磁気ヘッド制御検出部と、
    前記磁気記録媒体を回転させるスピンドルモータと、
    前記スピンドルモータの回転および駆動を制御し、レーザ光と前記磁気ヘッドのトラッキングサーボを制御するモータ駆動および制御回路とを備えることを特徴とする、磁気記録媒体の記録再生装置。

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