JPWO2009017016A1 - 磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

次の（１）〜（３）の順で実施をする３つの工程を含むことを特徴とする、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造する方法を提供する。（１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、（２）磁性層を磁気的に分離する領域の磁性層表層部分を除去する工程、（３）該磁性層表層部分を除去することにより露出した磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の保磁力および残留磁化を低減することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。この方法により、増大した記録密度を有し、かつ、磁気記録の際の書きにじみをなくした磁気記録媒体を、生産性よく製造することができる。

Description

本発明は、ハードディスク装置などの磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置に関する。

近年、磁気ディスク装置、フレキシブルディスク装置、磁気テープ装置など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、およびＰＲＭＬ技術の導入以来面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなどが導入されて、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おり、そのために磁性層の高保磁力化と高信号対雑音比（ＳＮＲ）、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、トラック密度は１１０ｋＴＰＩにも達している。しかし、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やすくなる。このことはそのままＢｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ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。しかし、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る。

また、トラック間距離が近づくために、磁気記録装置は極めて高精度のトラックサーボ技術を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。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、そのために十分なＳＮＲを確保することがむずか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、または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。このような技術を以下にディスクリートトラック法、それによって製造された磁気記録媒体をディスクリートトラック媒体と呼ぶ。
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およ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、あらかじめ基板表面に直接、ある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とがある（例えば、特許文献２，特許文献３参照。）。このうち、前者の方法は、しばしば磁気層加工型とよばれ、表面に対する物理的加工が媒体形成後に実施されるため、媒体が製造工程において汚染され易いという欠点があり、かつ製造工程がたいへん複雑であった。一方で、後者はしばしばエンボス加工型とよばれ、製造工程中の汚染はし難いが基板に形成された凹凸形状が成膜された膜に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、浮上高さが安定しないという問題点があった。

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、あらかじめ形成した磁性層に窒素、酸素などのイオンを注入し、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（特許文献４〜６参照。）。

しかしながら、この方法では、磁性層がイオン注入やレーザ照射によってダメージを受け、磁性層表面に凸凹が形成する場合があった。またこの方法では、注入するイオンやレーザのエネルギーは高いものの、メディア全面あたりのエネルギー密度が低く、メディア全面の磁性を変化させるまでの処理時間が長くなるという問題があった。

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

本発明の目的は、一面において、従来と同等以上の記録再生特性を確保しつつ、記録密度を大幅に増加させた磁気記録媒体を簡易に製造することができる磁気記録媒体の製造方法、また、他の一面において、磁気記録パターン部間領域の保磁力、残留磁化を極限まで低減させることにより磁気記録の際の書きにじみをなくし、ひいては増大した面記録密度を有する磁気記録媒体を簡易に製造することができる磁気記録媒体の製造方法を提供するにある。
本発明の他の目的は、上記のような特性を有する磁気記録媒体を具え、しかも、良好なヘッド浮上特性を有する、いわゆるディスクリートトラック型磁気記録媒体やパターンドメディアなどの磁気記録再生装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明者は鋭意努力研究した結果、本願発明に到達した。
すなわち、本発明によれば、以下に列挙する磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置が提供される。
［１］磁気的に分離し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、次の（１）、（２）、（３）の順で実施をする３つの工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
（２）磁性層を磁気的に分離する領域の磁性層表層部分を除去する工程、
（３）該磁性層表層部分を除去することにより露出した磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。

［２］工程（２）において除去される磁性層表層部分の厚さが、０．１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である上記［１］に記載の磁気記録媒体の製造方法。
［３］工程（２）において、磁性層表層部分の除去をイオンミリングで行う上記［１］または［２］に記載の磁気記録媒体の製造方法。
［４］工程（３）において、該磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことによって、改質された磁気特性を有する磁性層領域の磁化量を、改質されない磁気特性を有する磁性層領域の磁化量の７５％以下とする上記［１］〜［３］の何れかに記載の磁気記録媒体の製造方法。

［５］工程（３）において、該磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことによって、改質された磁気特性を有する磁性層領域の保磁力を、改質されない磁気特性を有する磁性層部分の保磁力の５０％以下とする上記［１］〜［４］の何れかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
［６］反応性プラズマまたは反応性イオンが、酸素イオンを含有するプラズマまたは反応性イオンである上記［１］〜［５］の何れかに記載の磁気記録媒体の製造方法。

［７］反応性プラズマまたは反応性イオンが、ハロゲンイオンを含有するプラズマまたは反応性イオンである上記［１］〜［６］の何れかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
［８］ハロゲンイオンが、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、ＣＣｌ₄、ＫＢｒからなる群から選ばれた少なくとも１種のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンである上記［７］に記載の磁気記録媒体の製造方法。
［９］ハロゲンイオンがＦイオンである上記［７］に記載の磁気記録媒体の製造方法。

［１０］磁気的に分離し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、次の（１）〜（７）の順で実施をする７つの工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
（２）磁性層の上にマスク層を形成する工程、
（３）マスク層の上にレジスト層を形成する工程、
（４）レジスト層の上に、磁性層を磁気的に分離する磁気記録パターンを形成する工程、
（５）磁気記録パターンにおいて磁性層を磁気的に分離する領域のマスク層部分を除去する工程、
（６）マスク層部分の除去によって露出した領域の磁性層の表層部分を除去する工程、
（７）磁性層の表層部分の除去により露出した領域の磁性層を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。

［１１］上記［１］〜［１０］の何れかに記載の磁気記録媒体の製造方法により製造された磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明の製造方法によれば、磁性層を非磁性基板上に成膜した後に磁気記録パターンを形成してなる磁気記録媒体であって、優れた磁気記録パターン分離性能を有し、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けず、高記録密度特性に優れた磁気記録媒体を生産性高く製造することができる。

また、本発明の製造方法により製造した磁気記録媒体は、良好な表面平滑性を保持するため、磁気ヘッドの低浮上化を実現した磁気記録再生装置となる。

本発明の磁気記録媒体の製造方法における製造工程を示す模式図である。 本発明の磁気記録媒体の製造方法における製造工程を示す模式図である。 本発明の磁気記録再生装置を示す模式図である。

符号の説明

１ 非磁性基板
２ 磁性層
３ マスク層
４ レジスト層
５ スタンプ
６ ミリングイオン
７ 部分的に磁性層表層部分が除去された領域
ｄ 除去された磁性層表層部分の厚さ
８ 磁気特性が改質された磁性層領域
９ 保護膜
１１ 媒体駆動部
２７ 磁気ヘッド
２８ ヘッド駆動部
２９ 記録再生信号系
３０ 磁気記録媒体

本願発明は、非磁性基板の少なくとも一方の表面に、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法に関する。
本願発明の方法は、次の（１）〜（３）の順に実施をされる３つの工程を含むことを特徴とする。
（１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
（２）磁性層を磁気的に分離する領域の磁性層表層部分を除去する工程、
（３）該磁性層表層部分を除去することにより露出した磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。

より具体的にいえば、本願発明の方法は、次の（１）〜（７）の順に実施をされる７つの工程を含むことを特徴とする。
（１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
（２）磁性層の上にマスク層を形成する工程、
（３）マスク層の上にレジスト層を形成する工程、
（４）レジスト層の上に、磁性層を磁気的に分離する磁気記録パターンを形成する工程、
（５）磁気記録パターンにおいて磁性層を磁気的に分離する領域のマスク層部分を除去する工程、
（６）マスク層部分の除去によって露出した領域の磁性層の表層部分を除去する工程、
（７）磁性層の表層部分の除去により露出した領域の磁性層を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。

本発明の製造方法により得られる磁気記録媒体は、磁気的に分離する磁気記録パターンを有し、磁気記録パターン部を磁気的に分離する領域、即ち、磁気記録パターンのネガパターンに該当する箇所の磁性層の表層部分をイオンミリングなどにより除去し、この表層部分が除去された箇所を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層表層部分が除去された領域の磁性層の磁気特性が改質されている、すなわち、非晶質化などにより磁化量や保磁力が低下していることを特徴とする。この製造方法では、磁気記録パターン部を磁気的に分離するのに際して、イオンミリングによる加工量が僅少でダストの発生が少なく、磁性層にイオンを注入するなどの磁性層にダメージを与える工程を有さないという特長を有する。

本願発明において、磁気記録パターンとは、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や、その他、サーボ信号パターンなどを含むものである。
本願発明では、上記の磁気記録パターンの中でも、磁気的に分離した磁気記録パターンが磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンである、いわゆる、ディスクリート型磁気記録媒体の製造に適用するのが、その製造プロセスの簡便性から好ましい。

本発明の製造方法を、図１、図２を参照して、具体的に工程を追って説明する。
製造される磁気記録媒体は、図２、工程Ｉに示すように、例えば、非磁性基板１の表面に、磁気パターンが形成された磁性層２、保護膜９を順次積層した構造を有し、さらに最表面には、所望により潤滑膜（図示せず）が形成されている。なお、本願発明の磁気記録媒体では、非磁性基板１および磁性層２以外は必要に応じて適宜設ければよい。よって、図１では、磁気記録媒体を構成する非磁性基板１、磁性層２、保護層９以外の層は省略している。通常は、図示していないが、非磁性基板１の表面に、軟磁性層および中間層を形成した後、磁気パターンを有する磁性層２が形成される。

本発明で使用する非磁性基板１としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金などの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。中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラスなどのガラス製基板またはシリコン基板を用いることが好ましい。
これら非磁性基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下、さらには０．５ｎｍ以下であることが好ましく、０．１ｎｍ以下であることが特に好ましい。

上記のような非磁性基板の表面に形成される磁性層２は、面内磁性層でも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。これら磁性層は主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。合金の具体例としては、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ₂合金が挙げられる。

非磁性基板上に垂直磁気記録媒体用の磁性層を形成するに際しては、所望により、軟磁性層（裏打ち層）、配向制御膜、Ｒｕなどの中間膜を順次形成し、その後、磁性層を形成する。軟磁性層（裏打ち層）は、例えば、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）などから形成される。裏打ち層上には、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどの配向制御膜を配することができる。さらに、必要によりその上に、Ｒｕなどの中間膜が配される。
面内磁気記録媒体用の磁性層としては、例えば、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層からなる積層構造が利用できる。

通常、磁性層はスパッタ法により薄膜として形成する。
磁性層の厚さは、３ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１５ｎｍの範囲である。磁性層は使用する磁性合金の種類と積層構造に対応して、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層の膜厚は再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層膜厚が必要である。一方、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。従って、出力と記録再生特性とを考慮して、最適な膜厚に設定することが好ましい。

磁気記録媒体の製造プロセスには、例えば、図１、図２に示すように、非磁性基板１上に、少なくとも磁性層２を形成する工程Ａ、磁性層２の上にマスク層３を形成する工程Ｂ、マスク層３の上にレジスト層４を形成する工程Ｃ、レジスト層４の上に磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプ５を用いて転写する工程Ｄ（工程Ｄにおける矢印はスタンプ５の動く方向を示す。）、磁気記録パターンのネガパターンに対応するマスク層３の部分を選択的に除去する工程Ｅ、マスク層３が除去された領域に対応する磁性層２の表層部を部分的にイオンミリング６して、該表層部分を除去する工程Ｆ（符号７は、イオンミリングされた磁性層部分を示す。また符号ｄは、イオンミリングにより除去された磁性層表層部分の厚さを示す。）、イオンミリングにより磁性層表層部分が除去された領域を反応性プラズマや反応性イオンに曝して該領域７の磁性層の磁気特性を改質する工程Ｇ（符号８は、磁気特性が改質された磁性層の領域を示す。）、レジスト層４およびマスク層３を除去する工程Ｈ、磁性層の表面を保護膜９で覆う工程Ｉが含まれる。

本願発明の磁気記録媒体の製造方法における工程Ｂで、磁性層２の上に形成するマスク層３は、Ｔａ、Ｗ、Ｔａ窒化物、Ｗ窒化物、Ｓｉ、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｎｉからなる群から選ばれた何れか一種以上を含む材料で形成するのが好ましい。このような材料を用いることにより、マスク層３のミリングイオン６に対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層３による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。さらに、これらの物質は、反応性ガスを用いたドライエッチングにより容易に除去されるため、図１の工程Ｈにおいて、マスク残留物を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。

上記マスク層形成工程Ｂにおいて用いるマスク層形成用物質の中でも、Ａｓ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｇａを用いるのが好ましく、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂを用いるのがより好ましく、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗを用いるのが最も好ましい。

上記工程Ｃにおいて形成されたレジスト層４に対して、工程Ｄに図示するようにスタンプ５を押圧して、磁気記録パターンのネガパターンを転写するに際し、転写後のレジスト層４の凹部の厚さを１０ｎｍ以下とすることが好ましい。レジスト層４の凹部の厚さをこの範囲とすることにより、図１の工程Ｅで示したマスク層３のエッチング工程において、マスク層３のエッジの部分のダレを無くし、マスク層３のミリングイオン６に対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層３による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。

図１の工程Ｃにおいて形成するレジスト層４に用いる材料として、放射線照射により硬化性を示す材料を用い、かつ、レジスト層４にスタンプ５を用いて磁気記録パターンを転写する工程Ｄにおいて、または、パターン転写工程Ｄの後に、レジスト層４に放射線を照射することが好ましい。このような手法を用いることにより、レジスト層４に、スタンプ５の形状を精度良く転写することが可能となる。その結果、図１の工程Ｅで示したマスク層３のエッチングによる除去工程において、マスク層３のエッジの部分のダレを無くし、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。
レジストの硬化に用いる放射線とは、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を指す。また、放射線照射により硬化性を示す材料としては、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が挙げられる。

本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、特に、レジスト層４にスタンプ５を用いてパターンを転写する工程Ｄにおいて、レジスト層４の流動性が高い状態で、レジスト層４にスタンプ５を押圧し、その押圧した状態で、レジスト層に放射線を照射することによりレジスト層４を硬化させ、その後、スタンプ５をレジスト層４から離すことが望ましい。このような方法によれば、スタンプ５の形状を精度良く、レジスト層４に転写することが可能となる。

レジスト層４にスタンプ５を押圧した状態で、レジスト層に放射線を照射する方法としては、スタンプの押圧とは反対側、すなわち基板側から放射線を照射する方法、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、スタンプ押圧側から放射線を照射する方法、スタンプ５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、スタンプ材料または基板からの熱伝導により放射線を照射する方法を用いることができる。

上記方法において、放射線硬化性レジスト材として、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または樹脂を用いるのが好ましい。
上記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、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提供することが可能となる。

前記のパターン転写工程Ｄで用いられるスタンプは、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ものが使用できる。スタンプ材料としては、プロセスに耐えうる硬度、良好な耐久性を有するもの、例えば、Ｎｉなどが好ましく使用できるが、前述の目的に合致するものであれば材料は問わない。
スタンプに形成されるパターンとしては、通常のデータを記録するトラックの他にバーストパターン、グレイコードパターン、プリアンブルパターンといったサーボ信号のパターンも含まれる。

本願発明では、成膜された磁性層において、例えば、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する領域を、反応性プラズマや反応性イオンに曝して該領域の磁性層の磁気特性を改質する。

すなわち、工程Ｆに示すように、イオンミリングなどにより、磁性層を磁気的に分離する磁性層の表層の一部を除去する。磁性層の表層の一部を除去し、その後に、除去部分の表面を反応性プラズマや反応性イオンに曝して、該磁性層部分の磁気特性を改質させることによって、そのような磁性層表層部分の除去および反応性プラズマや反応性イオンへの曝露を行わない場合に比べ、磁気記録パターンのコントラストがより鮮明になり、また磁気記録媒体のＳ／Ｎが向上する。この理由としては、磁性層の表層部を除去することにより、その表面の清浄化・活性化が図られ、反応性プラズマや反応性イオンとの反応性が高まったこと、また、磁性層の表層部に空孔などの欠陥が導入され、その欠陥を通じて磁性層に反応性イオンが侵入しやすくなったことが考えられる。

イオンミリングなどにより除去される磁性層表層部分の厚さｄは、好ましくは０．１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲、より好ましくは１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内とする。イオンミリングによる除去厚さが０．１ｎｍより少ない場合は、前述の磁性層の除去効果が不十分である。逆に、除去厚さが１５ｎｍより大きくなると、磁気記録媒体の表面平滑性が悪化し、製造される磁気記録再生装置の磁気ヘッドの浮上特性が悪くなる。

本願発明の、磁気的に分離した磁気記録パターンとは、図２の工程Ｇに示されているように、磁気記録媒体を表面側から見た場合、磁性層２が非磁性化した領域８により分離されている磁気記録パターンを指す。すなわち、磁性層２が表面側から見て分離されていれば、磁性層２の底部において分離されていなくとも、本願発明の目的を達成することが可能であり、このような態様も、磁気的に分離した磁気記録パターンの概念に含まれる。

本願発明で、磁気記録パターンを形成するための磁性層の改質とは、磁性層をパターン化するために、磁性層の保磁力、残留磁化などを部分的に変化させることを指し、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを指す。
本願発明では、特に、磁気特性の改質として、反応性プラズマや反応性イオンに曝した領域の磁性層の磁化量を、非改質領域の好ましくは７５％以下、より好ましくは５０％以下とする。また、保磁力を、非改質領域の好ましくは５０％以下、より好ましくは２０％以下とする。このような方法を用いてディスクリートトラック型磁気記録媒体を製造することにより、本媒体に磁気記録を行う際の書きにじみをなくし、高い面記録密度の磁気記録媒体を提供することが可能となる。

さらに、本願発明では、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する領域を、すでに成膜された磁性層を反応性プラズマや反応性イオンに曝して磁性層を非晶質化することにより実現することも可能である。本願発明における磁性層の磁気特性の改質は、磁性層の結晶構造の改変によって実現することも含む。

本願発明で、磁性層を非晶質化するとは、磁性層の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の形態とすることを指し、より具体的には、２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることを指す。この原子配列状態を分析手法により確認する場合は、Ｘ線回折または電子線回折により、結晶面を表すピークが認められず、また、ハローが認められるのみの状態として認められる。

本願発明において用いる反応性プラズマとしては、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）や反応性イオンプラズマ（ＲＩＥ；Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｐｌａｓｍａ）が例示できる。
また、本願発明にいて用いる反応性イオンとしては、前述の誘導結合プラズマ、反応性イオンプラズマ内に存在する反応性のイオンが例示できる。

誘導結合プラズマとは、気体に高電圧をかけることによってプラズマ化し、さらに高周波数の変動磁場によってそのプラズマ内部に渦電流によるジュール熱を発生させることによって得られる高温のプラズマである。誘導結合プラズマは電子密度が高く、従来のイオンビームを用いてディスクリートトラックメディアを製造する場合に比べ、広い面積の磁性膜において、高い効率で磁気特性の改質を実現することができる。
反応性イオンプラズマとは、プラズマ中にＯ₂、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、ＣＦ₄、ＣＣｌ₄などの反応性ガスを加えた反応性の高いプラズマである。このようなプラズマを本願発明の反応性プラズマとして用いることにより、磁性膜の磁気特性の改質をより高い効率で実現することが可能となる。

本願発明では、成膜された磁性層を、反応性プラズマに曝すことにより磁性層を改質するが、この改質は、磁性層を構成する磁性金属と反応性プラズマ中の原子またはイオンとの反応により実現するのが好ましい。反応とは、例えば、磁性金属に反応性プラズマ中の原子などが侵入し、磁性金属の結晶構造が変化すること、磁性金属の組成が変化すること、磁性金属が酸化すること、磁性金属か窒化すること、磁性金属が珪化することなどの作用が含まれる。

本願発明では特に、反応性プラズマとして酸素原子を含有するものを用いて、磁性層を構成する磁性金属と反応性プラズマ中の酸素原子とを反応させることにより、磁性層を酸化させるのが好ましい。磁性層を部分的に酸化させることにより、酸化部分の残留磁化および保磁力などを効率よく低減させることが可能となるため、短時間の反応性プラズマ処理により、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造することが可能となるからである。

本願発明では、反応性プラズマに、ハロゲンイオンを含有させるのが好ましい。ハロゲンイオンは、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、ＣＣｌ₄、ＫＢｒからなる群から選ばれた少なくとも１種のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンであることが好ましい。ハロゲンイオンとしては、Ｆイオンが特に好ましい。

ハロゲンイオンは、酸素イオンとともに反応性プラズマ中に含有されてもよい。また酸素イオンを用いずに、反応性プラズマ中に含有せしめてもよい。前述のように、反応性プラズマに酸素イオンなどを含有せしめることにより、磁性層を構成する磁性金属と酸素イオンなどが反応して磁性層の磁気特性を改質させることが可能となる。この際、反応性プラズマに酸素イオンとともにハロゲンイオンを含有させることにより、この反応性をさらに高めることが可能となる。

反応性プラズマ中に酸素イオンを含有せしめない場合においても、ハロゲンイオンが磁性合金と反応して、磁性層の磁気特性を改質させることが可能となる。この理由の詳細は明らかではないが、反応性プラズマ中のハロゲンイオンが、磁性層の表面に形成している異物をエッチングし、これにより磁性層の表面が清浄化し、磁性層の反応性が高まることが考えられる。また、清浄化した磁性層表面とハロゲンイオンとが高い効率で反応することが考えられる。このような効果を有するハロゲンイオンとしてＦイオンを用いるのが特に好ましい。

本願発明では、その後、工程Ｈに示すように、レジスト４およびマスク３を除去し、工程Ｉに示すように、保護層９を形成する。保護層の形成は省くこともできる。さらに保護層の上に、潤滑材を塗布することができる。
工程Ｈに示した反応性プラズマ処理を行った後のレジスト４およびマスク３の除去は、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリング、湿式エッチングなどの手法を用いることができる。

保護膜としては、炭素（Ｃ）、水素化炭素（Ｈ_xＣ）、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）などの炭素質層やＳｉＯ₂、Ｚｒ₂Ｏ₃、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護膜が２層以上の層から構成されていてもよい。
保護膜９の形成は、一般的にはＤｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎの薄膜をＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜する方法が行われるが特に限定されるものではない。

保護膜９の膜厚は１０ｎｍ未満とする必要がある。保護膜の膜厚が１０ｎｍを越えるとヘッドと磁性層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。
保護膜の上には潤滑層を形成することが好ましい。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤およびこれらの混合物などが挙げられ、通常１〜４ｎｍの厚さで潤滑層を形成する。

本発明の磁気記録再生装置の構成を図３に示す。本発明の磁気記録再生装置は、上述の本発明の磁気記録媒体３０と、これを記録方向に駆動する媒体駆動部１１と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド２７と、磁気ヘッド２７を磁気記録媒体３０に対して相対運動させる手段（ヘッド駆動部２８）と、磁気ヘッド２７への信号入力と磁気ヘッド２７からの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせた記録再生信号系２９とを具備したものである。これらを組み合わせることにより記録密度の高い磁気記録装置を構成することが可能となる。磁気記録媒体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。

さらに上述の磁気ヘッドの再生部をＧＭＲヘッドあるいは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装置を実現することができる。またこの磁気ヘッドの浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍと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。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
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）が２オングストロームのものである。

該ガラス基板にＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層としてＦｅＣｏＢ、中間層としてＲｕ、磁性層として７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ₂合金の順に薄膜を積層した。それぞれの層の膜厚は、ＦｅＣｏＢ軟磁性層は６００Å、Ｒｕ中間層は１００Å、磁性層は１５０Åとした。

その上に、スパッタ法を用いてマスク層を形成した、マスク層は、Ｔａを用いて膜厚６０ｎｍとした。
その上に、レジスト材料をスピンコート法により塗布した。レジスト材料には、紫外線硬化樹脂であるノボラック系樹脂を用いた。レジスト層の膜厚は１００ｎｍとした。

その上に、磁気記録パターンのネガパターンを有するガラス製のスタンプを用いて、スタンプを１ＭＰａ（約８．８ｋｇｆ／ｃｍ²）の圧力で、レジスト層に押圧した。その状態で、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、レジストを硬化させた。その後、スタンプをレジスト層から分離し、磁気記録パターンを転写した。レジスト層に転写した磁気記録パターンは、レジストの凸部が幅１２０ｎｍの円周状、レジストの凹部が幅６０ｎｍの円周状であり、レジスト層の厚さは８０ｎｍ、レジスト層の凹部の厚さは 約５ｎｍであった。また、レジスト層凹部の基板面に対する角度は、ほぼ９０度であった。

その後、マスク層で、レジスト層の凹部の箇所、および、その下のＴａ層をドライエッチングで除去した。ドライエッチング条件は、レジストのエッチングに関しては、Ｏ₂ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力０．３Ｐａ，高周波プラズマ電力３００Ｗ、ＤＣバイアス３０Ｗ、エッチング時間１０秒とし、Ｔａ層のエッチングに関しては、ＣＦ₄ガスを５０ｓｃｃｍ、圧力０．６Ｐａ、高周波プラズマ電力５００Ｗ、ＤＣバイアス６０Ｗ、エッチング時間３０秒とした。

その後、磁性層においてマスク層で覆われていな箇所について、その表面をイオンミリングにより除去した。イオンミリングにはＡｒイオンを用いた。イオンの量は、５×１０¹⁶原子／ｃｍ²、加速電圧は２０ｋｅＶとし、磁性層のミリング深さ（除去された磁性層表層部分の厚さ）を０．１ｎｍとした。

この表面を反応性プラズマに曝し、イオンミリングを施した箇所の磁性層について磁気特性の改質を行った。磁性層の反応性プラズマ処理は、アルバック社の誘導結合プラズマ装置ＮＥ５５０を用いた。プラズマの発生に用いるガスおよび条件としては、Ｏ₂を９０ｃｃ／分を用い、プラズマ発生のための投入電力は２００Ｗ、装置内の圧力は０．５Ｐａとし、磁性層を３００秒間処理した。
その後、レジスト、マスク層をドライエッチングにより除去し、その表面にＣＶＤ法にてカーボン保護膜を５ｎｍ成膜し、その後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。製造条件を表１に示す。

（実施例２〜１１）
磁性膜のイオンミリング深さ（除去された磁性層表層部分の厚さ）を表１に示すように変化させた他は、実施例１と同様な条件・手法により磁気記録媒体を製造した。製造条件を表１に示す。

（比較例１）
実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した。ただし、磁性膜のイオンミリングは行わなかった。製造条件を表１に示す。

（比較例２）
実施例１と同様に磁気記録媒体を製造した。この際、磁性層のイオンミリングおよび磁性層の反応性プラズマによる改質処理を行わなかった。製造条件を表１に示す。

実施例１〜１１、比較例１、２において製造した磁気記録媒体の磁化量、保磁力量、電磁変換特性（ＳＮＲおよび３Ｔ−ｓｑｕａｓｈ）、ヘッド浮上高さ（グライドアバランチ）を測定した。
磁化量および保磁力量は、イオンミリングによる磁性層表層部分の除去および反応性プラズマによる改質処理を行わなかった試料（比較例２）について測定した磁化量および保磁力量に対する、それぞれの百分率で表した。これらの百分率は、イオンミリングによる磁性層表層部分の除去および反応性プラズマによる改質処理を行わなかった領域の磁化量および保磁力量に対する、イオンミリングによる磁性層表層部分の除去および反応性プラズマによる改質処理を行なった領域の磁化量および保磁力量の百分率と同じである。
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。このとき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ヘッドを用いたて、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
表１に評価結果を示す。

表１に示されるように、本発明の方法により製造された磁気記録媒体は、ＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈといったＲＷ特性に優れ、また、ヘッド浮上特性も安定していた。すなわち、磁気記録媒体表面の平滑性が高く、磁性層のトラック間の非磁性部による分離特性が優れていた。

本発明の製造方法によれば、優れた磁気記録パターン分離性能を有し、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けず、高記録密度特性に優れた磁気記録媒体を生産性高く製造することができる。また、表面の平滑性が良好であるため、磁気ヘッドの低浮上化を実現した磁気ディスク装置などの磁気記録再生装置が提供される。

Claims (11)

1. 磁気的に分離し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、次の（１）、（２）、（３）の順で実施をする３つの工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
   （１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
   （２）磁性層を磁気的に分離する領域の磁性層表層部分を除去する工程、
   （３）該磁性層表層部分を除去することにより露出した磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。
2. 工程（２）において除去される磁性層表層部分の厚さが、０．１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内である請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 工程（２）において、磁性層表層部分の除去をイオンミリングにより行う請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 工程（３）において、該磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことによって、改質された磁気特性を有する磁性層領域の磁化量を、改質されない磁気特性を有する磁性層領域の磁化量の７５％以下とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 工程（３）において、該磁性層領域の表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことによって、改質された磁気特性を有する磁性層領域の保磁力を、改質されない磁気特性を有する磁性層部分の保磁力の５０％以下とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 反応性プラズマまたは反応性イオンが、酸素イオンを含有するプラズマまたは反応性イオンである請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 反応性プラズマまたは反応性イオンが、ハロゲンイオンを含有するプラズマまたは反応性イオンである請求項１〜６の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. ハロゲンイオンが、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、ＣＣｌ₄、ＫＢｒからなる群から選ばれた少なくとも１種のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンである請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. ハロゲンイオンがＦイオンである請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
10. 磁気的に分離し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、次の（１）〜（７）の順で実施をする７つの工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
    （１）非磁性基板上に磁性層を形成する工程、
    （２）磁性層の上にマスク層を形成する工程、
    （３）マスク層の上にレジスト層を形成する工程、
    （４）レジスト層の上に、磁性層を磁気的に分離する磁気記録パターンを形成する工程、
    （５）磁気記録パターンにおいて磁性層を磁気的に分離する領域のマスク層部分を除去する工程、
    （６）マスク層部分の除去によって露出した領域の磁性層の表層部分を除去する工程、
    （７）磁性層の表層部分の除去により露出した領域の磁性層を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して、該磁性層領域の磁気特性を改質することにより、改質された磁気特性を有する磁性層領域によって磁気的に分離されている磁気記録パターンを形成する工程。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法により製造された磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。

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