WO2011004761A1

WO2011004761A1 - 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置

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Publication number: WO2011004761A1
Application number: PCT/JP2010/061246
Authority: WO
Inventors: 石橋　信一; 学上田; 坂脇　彰
Original assignee: 昭和電工株式会社
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2011-01-13
Also published as: CN102473422A; CN102473422B; JP5412196B2; US8828483B2; JP2011018424A; US20120113549A1

Abstract

鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することを可能とした磁気記録媒体の製造方法であって、非磁性基板（１）の上に磁性層（２）を形成する工程と、磁性層（２）の面上を覆うマスク層（３）を形成する工程と、マスク層（３）の上にレジスト層を形成する工程と、スタンプ（５）を用いてレジスト層をパターニングする工程と、レジスト層を用いてマスク層（３）をパターニングする工程と、磁性層（２）のマスク層（３）で覆われていない箇所を部分的に除去することにより凹部（６）を形成する工程と、凹部(６)が形成された面上を覆う非磁性層(７)を形成する工程Ｇと、マスク層（３）が表出するまで非磁性層（７）の表面を平坦化する工程Ｈと、表出されたマスク層（３）を除去する工程Ｉと、非磁性層（７）の突起部分（７ａ）を除去する工程Ｊと、突起部分（７ａ）が除去された面上を覆う保護層（８）を形成する工程Ｋとを含む。

Description

磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置

　本発明は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関するものである。

　近年、磁気ディスク装置、フレキシブルディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、近年ではＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドなども導入されて、１年に約１００％ものペースで増加を続けている。

　これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度を達成することが要求されている。このため、磁性層の高保磁力化、高信号対雑音比(ＳＮＲ)、及び高分解能を達成することが要求されている。また、近年では線記録密度の向上と同時にトラック密度の増加によって面記録密度を上昇させようとする努力も続けられている。

　最新の磁気記録装置においては、トラック密度１１０ｋＴＰＩにも達している。しかしながら、トラック密度を上げていくと、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合い、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりＳＮＲを損なうという問題が生じ易くなっており、このことはそのままビットエラーレートの低下につながるため、記録密度の向上に対して障害となっている。

　面記録密度を上昇させるためには、磁気記録媒体上の各記録ビットのサイズをより微細なものとし、各記録ビットに可能な限り大きな飽和磁化と磁性膜厚を確保する必要がある。その一方で、記録ビットを微細化していくと、１ビット当たりの磁化最小体積が小さくなり、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じてしまう。

　また、トラック密度を上げていくと、トラック間距離が近づくために、磁気記録装置では極めて高精度のトラックサーボ技術が要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために記録時よりも狭く実行する方法が一般的に用いられている。しかしながら、この方法ではトラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難であり、その結果十分なＳＮＲを確保することが難しいという問題がある。

　このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、記録媒体表面にトラックに沿った凹凸を形成し、記録トラック同士を物理的に分離することによってトラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術は、一般にディスクリートトラック法と呼ばれており、それによって製造された磁気記録媒体のことをディスクリートトラック媒体と呼んでいる。また、同一トラック内のデータ領域を更に分割した、いわゆるパターンドメディアを製造しようとする試みもある。

　ディスクリートトラック媒体の一例として、表面に凹凸パターンを形成した非磁性基板に磁気記録媒体を形成して、物理的に分離した磁気記録トラック及びサーボ信号パターンを形成してなる磁気記録媒体が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

　この磁気記録媒体は、表面に複数の凹凸のある基板の表面に軟磁性層を介して強磁性層が形成されており、その表面に保護膜を形成したものである。この磁気記録媒体では、凸部領域に周囲と物理的に分断された磁気記録領域が形成されている。

　この磁気記録媒体によれば、軟磁性層での磁壁発生を抑制できるため熱揺らぎの影響が出にくく、隣接する信号間の干渉もないので、ノイズの少ない高密度磁気記録媒体を形成できるとされている。

特開２００４－１６４６９２号公報

　ところで、上述した磁気的に分離された磁気記録パターンを有する、いわゆるディスクリートトラックメディアやパターンドメディアを製造する際に、磁性層をパターニングする方法としては、磁性層の表面にパターニングしたマスク層を設け、このマスク層を用いてイオンミリング等により磁性層を物理的に加工する方法が従来より用いられている。

　しかしながら、このような従来の方法を用いた場合には、磁性層がイオンミリングにより加工されると同時に、マスク層自体もイオンによりエッチングされるため、特にマスク層のエッジ部分にダレが生じてしまい、このダレが徐々に広がり、加工される磁性層の断面が台形形状となることがある。この場合、磁性層のエッジ部分がダレてしまうことにより、磁気記録パターンのパターンボケが発生し、この磁気記録パターンからの信号が減少することによって、エラーレートの悪化を招くことになる。

　そこで、本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することを可能とした磁気記録媒体の製造方法、並びに、そのような製造方法により製造された磁気記録媒体を用い、更なる電磁変換特性の向上を可能とした磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

　本発明は、以下の手段を提供する。（１）　磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
　非磁性基板の少なくとも一方の面上に磁性層を形成する工程と、
　前記磁性層の面上を覆うマスク層を形成する工程と、
　前記マスク層の上に前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する工程と、
　前記レジスト層を用いて前記マスク層を前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程と、
　前記磁性層の前記マスク層で覆われていない箇所を部分的に除去することにより凹部を形成する工程と、
　前記凹部が形成された面上を覆う非磁性層を形成する工程と、
　前記マスク層が表出するまで前記非磁性層の表面を平坦化する工程と、
　前記表出されたマスク層を除去する工程と、
　前記凹部の内側から前記磁性層の表面よりも外側に突き出した非磁性層の突起部分を除去する工程と、
　前記突起部分が除去された面上を覆う保護層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。（２）　前記非磁性層を前記凹部に埋め込むのに十分な厚みで形成し、前記非磁性層の突起部分を除去する際は、前記凹部に埋め込まれた非磁性層及び前記磁性層の表面を平坦化することを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。（３）　前記マスク層を形成する工程において、下部マスク層と上部マスク層とを積層して形成することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。（４）　前記下部マスク層として、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉの何れかを含む合金膜を形成し、前記上部マスク層として、炭素膜を形成することを特徴とする前項（３）に記載の磁気記録媒体の製造方法。（５）　前項（１）～（４）の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
　前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
　前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
　前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
　前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。

　以上のように、本発明によれば、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を簡便なプロセスで製造することが可能となるため、記録密度の高い磁気記録媒体を高い生産性で製造することが可能となる。また、このような磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置では、更なる電磁変換特性の向上が可能となる。

本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。本発明を適用して製造される磁気記録媒体の製造工程Ａ～Ｆを示す断面図である。本発明を適用して製造される磁気記録媒体の製造工程Ｇ～Ｋを示す断面図である。比較例として示す従来の磁気記録媒体の製造工程Ｌ～Ｐを示す断面図である。本発明を適用して製造される磁気記録媒体の別の製造工程Ｇ’～Ｋ’を示す断面図である。本発明を適用した磁気記再生装置の一例を示す斜視図である。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。（磁気記録媒体の製造方法）
　本実施形態では、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法として、ディスクリート型磁気記録媒体を製造する場合を例に挙げて具体的に説明する。

　本発明を適用して製造されるディスクリート型磁気記録媒体は、例えば図１に示すように、非磁性基板１００の少なくとも一方の面上に、軟磁性層及び中間層２００と、磁気記録パターンが形成された磁性領域３００及び非磁性領域４００と、保護層５００とが形成されており、さらに最表面には、図示省略の潤滑膜が形成された構造を有している。また、磁性領域３００は記録トラック領域、非磁性領域４００は磁性領域３００を分離する領域を形成している。

　また、本発明を適用して製造されるディスクリート型磁気記録媒体は、磁性領域３００の幅Ｗを２００ｎｍ以下、非磁性領域４００の幅Ｌを１００ｎｍ以下とすることが好ましい。したがって、記録密度を高めるために、トラックピッチＰ（＝Ｗ＋Ｌ）は、３００ｎｍ以下の範囲で、できるだけ狭くすることが好ましい。

　なお、図１に示すディスクリート型磁気記録媒体は、非磁性領域４００の部分の磁性層が除去された例であるが、この部分の磁性層はその表層部のみを除去し、凹部深さを２～１５ｎｍ、望ましくは５～１０ｎｍにすることが浮上特性の観点より望ましい。

　本発明の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等を含んでいる。この中で、本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンが、磁気記録トラック及びサーボ信号パターンである、いわゆる、ディスクリート型磁気記録媒体に適用するのが、その製造における簡便性から好ましい。

　また、本発明の磁気記録パターンは、上述した磁性層の３００が非磁性領域４００により分離された状態に限らず、磁性層が表面側から見て分離されていれば、磁性層の底部において分離されていなくとも、本発明の目的を達成することが可能であり、本発明の磁気的に分離された磁気記録パターンの概念に含まれる。

　次に、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法を図２及び図３に示す工程Ａ～Ｋに従って説明する。
　本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造する際に、非磁性基板１の少なくとも一方の面上に磁性層２を形成する工程Ａと、磁性層２の面上を覆うマスク層３を形成する工程Ｂと、マスク層３の上にレジスト層４を形成する工程Ｃと、スタンプ５を用いてレジスト層４を磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程Ｄと、レジスト層４を用いてマスク層３を磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程Ｅと、磁性層２のマスク層３で覆われていない箇所を部分的に除去することにより凹部６を形成する工程Ｆと、凹部６が形成された面上を覆う非磁性層７を形成する工程Ｇと、マスク層３が表出するまで非磁性層７の表面を平坦化する工程Ｈと、表出されたマスク層３を除去する工程Ｉと、凹部６の内側から磁性層２の表面よりも外側に突き出した非磁性層７の突起部分７ａを除去する工程Ｊと、突起部分７ａが除去された面上を覆う保護層８を形成する工程Ｋとを含むことを特徴とする。

　具体的に、非磁性基板１としては、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ－Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。その中でも、非磁性基板１には、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。

　磁性層２は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。また、磁性層２は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成することが好ましい。

　例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層２としては、例えば軟磁性のＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＺｒ、ＦｅＣｏＺｒＢ、ＦｅＣｏＺｒＢＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａＮ、ＦｅＴａＣなど）、Ｃｏ合金（ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＺｒＮＢ、ＣｏＢなど）等からなる軟磁性層と、Ｒｕ等からなる中間層と、７０Ｃｏ－１５Ｃｒ－１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ－５Ｃｒ－１５Ｐｔ－１０ＳｉＯ_２合金からなる記録磁性層とを積層したものを利用できる。また、軟磁性層と中間層との間にＰｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を積層してもよい。

　一方、面内磁気記録媒体用の磁性層２としては、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものを利用できる。

　磁性層２の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。また、磁性層２は、再生の際に一定以上の出力を得るのにある程度以上の膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。磁性層２は、通常はスパッタ法により薄膜として形成する。

　マスク層３としては、例えば炭素膜を用いることが好ましい。また、炭素膜は、スパッタリング法やＣＶＤ法などにより成膜することができるが、ＣＶＤ法を用いた方がより緻密性の高い炭素膜を成膜することができる。さらに、炭素膜は、酸素ガスを用いたドライエッチング（反応性イオンエッチング又は反応性イオンミリング）が容易であるため、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。

　マスク層３の膜厚は、５ｎｍ～４０ｎｍの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ～３０ｎｍの範囲である。マスク層３の膜厚が５ｎｍより薄いと、このマスク層３のエッジ部分がだれて磁気記録パターンの形成特性が悪化することになる。また、レジスト層４及びマスク層３を透過したイオンが磁性層２に侵入して、磁性層２の磁気特性を悪化させることになる。一方、マスク層３が４０ｎｍより厚くなると、このマスク層３のエッチング時間が長くなり生産性が低下することになる。また、マスク層３をエッチングする際の残渣が磁性層２の表面に残留しやすくなる。

　本発明の磁気記録媒体の製造方法では、マスク層３の上にレジスト層４を形成し、このレジスト層４に磁気記録パターンのネガパターン（凹部）９を形成する。レジスト層４にネガパターン９を形成する方法は、通常のフォトリソグラフィー技術を用いることができるが、レジスト層４にスタンプ５を用いて、磁気記録パターンのネガパターン９を転写する方法を用いることが作業効率の点から好ましい。

　レジスト層４には、放射線照射により硬化性を有する材料を用い、このレジスト層４にスタンプ５を用いて磁気記録パターンのネガパターン９を転写するに際して、又は、パターン転写工程の後には、レジスト層４に放射線を照射することが好ましい。これにより、レジスト層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り、後述するマスク層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。

　具体的に、本発明では、レジスト層４にスタンプ５を用いてネガパターン９を転写する工程に際して、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４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から離すことにより、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４に放射線を照射する方法としては、スタンプ５の反対側、すなわち非磁性基板１側から放射線を照射する方法、スタンプ５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５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５又は非磁性基板１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。この中でも特に、レジスト材料として、ノボラック系樹脂、アクリル酸エステル類、脂環式エポキシ類等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もしくは樹脂を用いることが好ましい。なお、本発明で用いる放射線とは、熱線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線等の広い概念の電磁波のことである。また、放射線照射により硬化性を有する材料とは、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である。

　また、レジスト層４には、特にＳｉＯ_２系レジストを用いることが好ましい。ＳｉＯ_２系レジストは、酸素ガスを用いたドライエッチングに対して耐性が高く、マスク層３にイオンミリングを用いて磁気記録パターンのネガパターンを形成する際に、像のぼけを低減することができる。すなわち、マスク層３は、酸素ガスを用いたドライエッチングによって容易に加工が可能であり、一方で、ＳｉＯ_２系レジストは、酸素ガスを用いたドライエッチングに対して耐性が高いため、ドライエッチングによりマスク層３を垂直に切り立った形状に加工することが可能となり、シャープな形状の磁気記録パターンを形成することが可能となる。

　レジスト層４に磁気記録パターンのネガパターン（凹部）９を形成した後、このレジスト層４の凹部９における厚みは、０～２０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。これにより、後述するマスク層３及び磁性層２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の形成特性を向上させることができる。

　レジスト層４を用いてマスク層３を磁気記録パターンに対応した形状にパターニングした後に、このマスク層３に形成された凹部１０内にレジストが残っている場合は、そのレジストを除去する。このマスク層３のパターニング及びレジストの除去には、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどのドライエッチングを用いることができる。

　磁性層２のマスク層３で覆われていない箇所を部分的に除去する際は、例えばＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）装置に酸素ガスを導入して、マスク層３のレジスト層４で覆われていない箇所を反応性イオンエッチングにより除去した後に、引き続き、磁性層２のマスク層３で覆われていない箇所をイオンミリングする。これにより、磁性層２に凹部６を形成することができる。

　本発明では、このような方法を採用することにより、残された磁性層２のエッジ部を垂直に形成することが可能となる。これは、磁性層２の上のマスク層３が垂直に切り立った形状であるため、その下の磁性層２も同様の形状となるからである。これにより、フリンジ特性の優れた磁性層２（磁気記録パターン）を形成することができる。

　また、本発明では、例えばＩＣＰ装置を用いて、磁性層２の凹部６が形成された部分を酸素雰囲気に暴露することによって、この磁性層２の凹部６が形成された部分における磁気特性を改質、すなわち磁化を消失又は磁化量を低減させる工程を設けることが好ましい。これにより、磁気記録媒体のフリンジ特性をより向上させることができる。

　また、本発明では、上述したＩＣＰ装置を用いてマスク層３のレジスト層４で覆われていない箇所を反応性イオンエッチングにより除去する際は、酸素ガスを用いることが好ましいものの、その後の磁性層２のドライエッチングについては、例えばＩＣＰやＲＩＥなどの反応性イオンエッチング装置を用いて、ＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスを導入して行うことができる。また、上述した磁性層２のイオンミリングを、例えばＡｒガスやＮ_２ガス等の不活性ガスを用いて行ってもよい。すなわち、マスク層３のミリングイオンと磁性層２のミリングイオンとを、それぞれ最適なもの、例えばマスク層３は酸素ガスを用いたＩＣＰ、磁性層２はＡｒ、Ｎ_２ガスを用いたイオンシリングに変更することが可能である。

　凹部６が形成された面上を覆う非磁性層７としては、例えば、Ｃｒ又はＣｒＴｉやＣｒＮｉなどのＣｒ合金、Ｔｉ又はＴｉＢ／ＴｉＡｌやＴｉＡｌＷなどのＴｉ合金、Ａｌ又はＡｌＳｉなどのＡｌ合金等を用いることができる。

　また、本発明では、磁気記録トラック、サーボ信号パターン部、又は、磁気記録ビットを磁気的に分離する非磁性層７を、磁性層２のイオンミリング加工した凹部６に非磁性材料を埋め込むことにより形成する。これにより、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、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。

　非磁性層７を形成した後は、この非磁性層４に対してＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）による研磨加工を施す。これにより、平坦化された非磁性層４の間からマスク層３が表出した状態となる。また、マスク層３が表出するまで非磁性層７を平坦化する方法としては、このような研磨加工の他にも、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどのドライエッチングを用いることができる。

　マスク層３の除去に際しては、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどのドライエッチングを用いることが好ましい。特に、マスク層３を形成する炭素膜は、酸素プラズマにより容易に除去することができる。

　マスク層３を除去した後、非磁性層７には、凹部６の内側から磁性層２の表面よりも外側に突き出した突起部分（バリという。）７ａが形成される。このバリ７ａの除去には、ＣＭＰと共に、反応性イオンビームエッチングや反応性イオンエッチング、プラズマエッチングなどのドライエッチングを用いることができる。特に、バリ７ａだけを効率良く除去するためには、例えば斜方イオンビームエッチングによりイオンビームを斜め方向から入射させて、凹部６の内側に対するエッチング速度を低下させたり、プラズマエッチングではプラズマを非磁性基板１に近づけて、非磁性層７の表層部分におけるエッチング速度を高め、逆に凹部６のエッチング速度を下げたりする手法を用いることが好ましい。

　一方、磁性層２のエッジ部分は、この部分（凹部６の内側面）を被覆する非磁性層７によって保護されるため、バリ７ａを除去した後も、垂直に切り立ったシャープな形状（矩形性）を維持することが可能である。

　非磁性層７の突起部分７ａを除去した後は、その全面を覆う保護層８を形成する。保護層８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）等の炭素質層やＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護層材料を用いることができる。また、保護層８が２層以上の層から構成されていてもよい。

　保護層８の膜厚は１０ｎｍ未満とする必要がある。保護層８の膜厚が１０ｎｍを越えると磁気ヘッドと磁性層２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。通常、保護膜層はスパッタ法もしくはＣＶＤ法により形成される。

　保護層８の上には潤滑膜を形成することが好ましい。潤滑膜に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、通常１～４ｎｍの厚さで潤滑膜を形成する。

　以上のように、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、上述した工程Ｆの後に工程Ｇを行う。すなわち、磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたマスク層３を用いて磁性層２に凹部６を形成した後に、凹部６が形成された面上を覆う非磁性層７を形成する。

　この場合、保護層８を形成するまでの間に磁性層２のエッジ部分がダレてしまうことを未然に防ぐことが可能である。すなわち、上記工程Ｇの後に、マスク層３が表出するまで非磁性層７の表面を平坦化する工程Ｈと、表出されたマスク層３を除去する工程Ｉと、凹部６の内側から磁性層２の表面よりも外側に突き出した非磁性層７のバリ７ａを除去する工程Ｊとを行う場合、磁性層２のエッジ部分は、この部分（凹部６の内側面）を被覆する非磁性層７によって保護されるため、バリ７ａを除去した後も、垂直に切り立ったシャープな形状（矩形性）を維持することが可能である。

　一方、図４に示すように、上記工程Ｆの後に、マスク層３をエッチングにより除去する工程Ｌを行った場合には、磁性層２のエッジ部分もエッチングされるため、この磁性層２のエッジ部分に工程Ｍに示すようなダレが発生してしまう。

　したがって、この工程Ｍの後に、マスク層３が除去された面上を覆う非磁性層７を形成する工程Ｎと、磁性層２が表出するまで非磁性層７の表面を平坦化する工程Ｏと、この平坦化された面上を覆う保護層８を形成する工程Ｋとを経ることによって作製された磁気記録媒体では、最終的に磁性層２（磁気記録パターン）の断面が台形形状となり、この磁性層２の平坦部分の幅が狭くなるため、信号強度が低下し、ＳＮ比の低下を招くことになる。さらに、上記工程Ｎにおいては、凹部６に非磁性層７を埋め込むのに必要な膜厚も上記工程Ｇに比べて２倍以上となるため、その分だけ工程にかかる時間が増すことになる。

　これに対して、本発明を適用して製造された磁気記録媒体では、磁性層２のエッジ部分が垂直に切り立ったシャープな形状（矩形性）を維持しており、この磁性層２の平坦部分の幅も広いため、高い信号強度が得られるだけでなく、高ビットエラーレートを確保できる。さらに、磁性層２のエッジ部分は、この部分（凹部６の内側面）を被覆する非磁性層７によって保護されるため、耐食性も良好なものとなる。

　また、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、例えば図５に示す工程Ｇ’～Ｋ’のように、非磁性層７を凹部６に埋め込むのに十分な厚みで形成し、非磁性層７の突起部分７ａを除去する際は、非磁性層７及び磁性層２の表面が平ら面を形成するまで平坦化を行うようにしてもよい。

　この場合も、上述した磁性層２のエッジ部分における矩形性を維持できると共に、凹部６に埋め込まれた非磁性層７が磁性層２（磁気記録パターン）の間を磁気的に分離することによって、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る。したがって、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製造することができる。

　また、本発明では、上記マスク層３として、例えばＴｉＡｌ、ＮｉＷ、ＮｉＴｉなどのＣｒ，Ｎｉ，Ｔｉの何れかを含む合金膜からなる下部マスク層と、炭素膜からなる上部マスク層とを積層して形成することも可能である。この場合、上記工程Ｉにおいて、表出された上部マスク層を除去した後、上記工程Ｊにおいて、凹部６の内側から磁性層２の表面よりも外側に突き出した非磁性層７のバリ７ａを除去する際に、下部マスク層が磁性層２の表面を保護することで、バリ７ａを除去した後に、磁性層２の垂直に切り立ったシャープな形状（矩形性）を更に良好に保つことが可能である。

（磁気記録再生装置）
　次に、本発明を適用した磁気記録再生装置（ＨＤＤ）の一構成例を図６に示す。
　本発明を適用した磁気記録再生装置は、図３に示すように、上記本発明を適用して製造された磁気記録媒体３０と、この磁気記録媒体を回転駆動する回転駆動部（磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部）３１と、磁気記録媒体３０に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３２と、磁気ヘッド３２を磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部（磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段）３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２から出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系（記録再生信号処理手段）３４とを備えている。

　この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体３０を用いることにより、この磁気記録媒体３０に磁気記録を行う際の書きにじみをなくし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記本発明を適用した磁気記録媒体３０を用いることで記録密度の高い磁気記録再生装置を構成することが可能となる。また、磁気記録媒体３０の記録トラックを磁気的に不連続に加工したことによって、従来はトラックエッジ部の磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができる。これにより十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることができるようになる。

　さらに、磁気ヘッド３２の再生部をＧＭＲヘッド又はＴＭＲヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、高記録密度を持った磁気記録再生装置を実現することができる。またこの磁気ヘッド３２の浮上量を０．００５μｍ～０．０２０μｍの範囲内とし、従来より低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置ＳＮＲが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録再生装置を提供することができる。また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度１００ｋトラック／インチ以上、線記録密度１０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり１００Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳＮＲが得られる。

　以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１）
　実施例１では、上記図２及び図３に示す工程Ａ～Ｋに従って磁気記録媒体を製造した。具体的には、ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ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Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３－Ｋ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３－Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ－Ｐ_２Ｏ_５、Ｓｂ_２Ｏ_３－ＺｎＯを構成成分とする結晶化ガラスを材質とし、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、平均表面粗さ（Ｒａ）は２オングストロームである。

　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－１０ＳｉＯ_２合金、メタル保護層としてＣｒＴｉを積層し、さらに、スパッタ法を用いて、マスク層としてＣを積層した。各層の厚みは、軟磁性層は６０ｎｍ、中間層は１０ｎｍ、磁性層は１６ｎｍ、メタル保護層は５ｎｍ、マスク層は３３ｎｍとした。

　その上に、ＳｉＯ_２レジストをスピンコート法により塗布した。膜厚は６０ｎｍ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１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）の圧力で、レジスト層に押圧した。その後、スタンプをレジスト層から分離し、レジスト層に磁気記録パターンを転写した。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６２ｎｍの円周状、レジストの凹部が幅２０ｎｍの円周状であり、レジスト層の層厚は４０ｎｍ、レジスト層の凹部の厚さは約１０ｎｍ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、レジスト層の凹部の箇所について、マスク層をドライエッチングで、また、磁性層をイオンビームエッチングで除去した。ドライエッチングの条件は、マスク層についてはＯ_２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３０秒とした。また、イオンビームエッチングは、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍ、圧力０．１Ｐａ、加速電圧３００Ｖでエッチング時間を３０秒とした。磁性層の凹部の深さは約１０ｎｍであった。

　その後、凹部が形成された面上を覆う非磁性層として、膜厚１０ｎｍのＣｒＴｉ膜を形成した後、この非磁性層の表面に対してＣＭＰによる研磨加工を２００～３００秒行い、マスク層３が表出するまで平坦化を行った。そして、表出されたマスク層３を酸素プラズマにより除去した後、凹部の内側から磁性層の表面よりも外側に突き出した非磁性層のバリをＡｒガスによるプラズマエッチングにより除去した。

　その後、ＣＶＤ法によりカーボン保護膜５ｎｍを成膜し、最後にフッ素系潤滑膜２ｎｍを塗布し、磁気記録媒体の製造を完了した。

（実施例２）
　実施例２では、上記図２及び図５に示す工程Ａ～Ｆ，Ｇ’～Ｋ’に従って磁気記録媒体を製造した。具体的には、非磁性層として膜厚４５ｎｍのＣｒＴｉ膜を形成し、この非磁性層を凹部に埋め込むのに十分な厚みで形成した以外は、実施例１と同様の条件にて磁気記録媒体を製造した。

（比較例１）
　比較例１では、上記図２及び図４に示す工程Ａ～Ｆ，Ｌ～Ｐに従って磁気記録媒体を製造した。具体的には、磁性層に凹部を形成した後に、マスク層をエッチングにより除去し、マスク層が除去された面上を覆う非磁性層を形成し、磁性層が表出するまで非磁性層の表面を平坦化し、平坦化された面上を覆う保護層を形成した以外は、実施例１と同様の条件にて磁気記録媒体を製造した。

　そして、これら実施例１，２及び比較例１の磁気記録媒体について、スピンスタンドを用いて信号強度及び電磁変換特性の評価を実施した。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。そして、読み出し時の信号強度として、ＴＡＡ値（μＶpp）と、電磁変換特性として、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときの２Ｔ－ｓｑｕａｓｈ（ｄＢ）を測定した。

　その結果、実施例１の磁気記録媒体では、信号強度が７２００μＶpp、電磁変換特性が１３．３ｄＢであった。
　また、実施例２の磁気記録媒体では、信号強度が７１４０μＶpp、電磁変換特性が１３．２ｄＢであった。
　一方、比較例１の磁気記録媒体では、信号強度が６６２１μＶpp、電磁変換特性が１２．６ｄＢであった。

　本発明によれば、磁気記録パターンを形成する磁気記録媒体において、ヘッド浮上の安定性を確保でき、優れた磁気記録パターンの分離性能を有し、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として利用することができる。

１００…非磁性基板　２００…軟磁性層及び中間層　３００…磁性領域　４００…非磁性領域　５００…保護層　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…凹部　７…非磁性層　７ａ…バリ（突起部分）８…保護層９…ネガパターン（凹部）１０…凹部　３０…磁気記録媒体　３１…媒体駆動部　３２…磁気ヘッド　３３…ヘッド駆動部　３４…記録再生信号系

Claims

　磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
　非磁性基板の少なくとも一方の面上に磁性層を形成する工程と、
　前記磁性層の面上を覆うマスク層を形成する工程と、
　前記マスク層の上に前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングされたレジスト層を形成する工程と、
　前記レジスト層を用いて前記マスク層を前記磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程と、
　前記磁性層の前記マスク層で覆われていない箇所を部分的に除去することにより凹部を形成する工程と、
　前記凹部が形成された面上を覆う非磁性層を形成する工程と、
　前記マスク層が表出するまで前記非磁性層の表面を平坦化する工程と、
　前記表出されたマスク層を除去する工程と、
　前記凹部の内側から前記磁性層の表面よりも外側に突き出した非磁性層の突起部分を除去する工程と、
　前記突起部分が除去された面上を覆う保護層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
　前記非磁性層を前記凹部に埋め込むのに十分な厚みで形成し、前記非磁性層の突起部分を除去する際は、前記凹部に埋め込まれた非磁性層及び前記磁性層の表面が平らな面を形成するまで平坦化を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
　前記マスク層を形成する工程において、下部マスク層と上部マスク層とを積層して形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
　前記下部マスク層として、Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉの何れかを含む合金膜を形成し、前記上部マスク層として、炭素膜を形成することを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
　請求項１～４の何れか一項に記載の製造方法により製造された磁気記録媒体と、
　前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
　前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
　前記磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段と、
　前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理手段とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。