磁気記録媒体およびその製造方法
【課題】微細な磁性ドットを形成し、さらにその位置をビットサイズのレベルで制御してスキュー角に応じた規則的な格子を組んで配列し、かつ記録材料の配列の乱れおよび欠陥の発生のないパターン磁気記録媒体、およびその製造方法を提供することにある。
【解決手段】磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、データ記録領域の各トラックごとまたは隣接する複数のトラック群ごとに磁性ドットは所定の配列がなされ、その配列は、各記録ビットごとに磁性ドットが１個配置され、トラック方向で隣接する３または４磁性ドットが多角形を形成しており、１辺は前記トラック方向に平行で、１辺は磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする。
前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることが好ましい。
【解決手段】磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、データ記録領域の各トラックごとまたは隣接する複数のトラック群ごとに磁性ドットは所定の配列がなされ、その配列は、各記録ビットごとに磁性ドットが１個配置され、トラック方向で隣接する３または４磁性ドットが多角形を形成しており、１辺は前記トラック方向に平行で、１辺は磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする。
前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法に関し、より詳しくは磁気記録用のパターンが形成された垂直磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会を支える情報の記録装置の一つとして固定磁気記憶装置（ハードディスクドライブ）が用いられているが、情報の大量化に伴って、磁気記憶装置に用いられる磁気記録媒体には記録密度の向上が要求されている。高記録密度を実現するためには、磁化反転が生じる単位を小さくしなければならない。そのためには、磁性粒子のサイズの微細化と同時に、磁化反転する単位を明確に分離して区切ることで、隣接する記録単位間の磁気的な相互作用を低減することが重要である。
【０００３】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が近年用いられている。垂直磁気記録媒体用の磁気記録層用材料としては、現在では主として、六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）をもつＣｏＣｒ系合金結晶質膜が検討されており、そのｃ軸が膜面に垂直（すなわちｃ面が膜面に平行）になるように結晶配向を制御して垂直磁気記録させている。
【０００４】
また、磁気記録媒体の今後の更なる高密度化に対応するために、このＣｏＣｒ系合金結晶質膜を構成する結晶粒の微細化、粒径分布の低減、粒間の磁気的な相互作用の低減等に対する取り組みがなされている。
【０００５】
更に、高密度化のための磁性層構造制御の一方式として、一般にグラニュラー磁性層と呼ばれる、磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ構造をもつ磁性層を用いる方法がある。グラニュラー磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られる。
【０００６】
一般的には、Ｒｕを下地層とし、グラニュラー構造をもつＣｏＰｔＣｒＯ合金を磁性層とした垂直磁気記録媒体が提案されており、グラニュラー磁性層の下地層であるＲｕ層の膜厚を増加させるにしたがってｃ軸配向性が向上し、それに伴い、優れた磁気特性と電磁変換特性とが得られる。
【０００７】
また、ＳｉＯ2等の酸化物が添加されたＣｏＮｉＰｔターゲットを用いてＲＦスパッタリング成膜を行うことで、各々の磁性結晶粒が非磁性の酸化物で囲まれて個々に分離した構造を持つグラニュラー記録膜が形成でき、低ノイズ化が実現されることが報告されている（例えば、特許文献１等参照。）。このようなグラニュラー磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制することにより、低ノイズ特性が得られると考えられている。
【０００８】
また、結晶構造が磁性層の強磁性結晶粒のそれと同じｈｃｐ構造を有する結晶配向制御層を設けると、この上に成長する磁性層中のＣｏ粒子が、結晶配向制御層の結晶質（結晶粒子）に対応して成長し、結晶配向制御層の結晶粒子粒界多孔質領域あるいは非晶質領域に対応して磁性層中に酸化物が析出・成長する。換言すれば、結晶配向制御層の結晶粒子の上に磁性層結晶粒子をエピタキシャルに成長させ、その結果、結晶配向制御層の結晶配向性を磁性層に引き継がせることで磁性層の結晶配向性を制御でき、かつ、磁性層を構成する結晶粒子の周囲に介在する非晶質相の結晶粒界を形成せしめ、グラニュラー構造の磁性層の結晶状態を制御することが可能となるとの提案がされている（例えば、特許文献２、３等参照。）。
【０００９】
また、垂直磁気記録媒体の磁性層を、グラニュラー構造の第１の磁性層と非グラニュラー構造の第２の磁性層で構成することにより、良好な電磁気変換特性と共に、高い耐久性を担保することが可能になるとしている。（例えば、特許文献４等参照。）
あるいは熱安定性を損ねることなく記録容易性を向上するために、結合層を挟んで、強磁性結合する第１の磁気記録層と、第２の磁気記録層とからなる層構成が提案されている。また、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の少なくともいずれか一つがグラニュラー構造であることが好ましいとされている。（例えば、特許文献５等参照。）
このようなグラニュラー垂直磁気記録媒体においては、比較的良好な磁気特性と電磁変換特性とが得られている。しかしながら、これまでのグラニュラー垂直磁気記録媒体は、平面方向に見れば連続膜、いわゆるベタ膜であった。さらなる高記録密度化のためには、隣接トラックへの書きにじみの防止、ランダム配置の粒子によるジグザグ磁壁の形成の低減、結晶粒を小さくしていくことによる熱揺らぎによる影響、更に、磁性粒子間の磁気的な相互作用を極力低減してゆく必要がある。
【００１０】
そこで、提案されているのが、ディスクリートトラック媒体である。磁化反転する単位を明確に区切ること、ここでは、トラックとトラックの区間を磁気的に完全に切断した磁性体列を作り、隣接トラックの境界を人工的に得るものである。上記の隣接トラックへの書きにじみやジグザグ磁壁の形成をなくすことができる。
【００１１】
さらに、パターン媒体が注目されている。このパターン媒体は、形状や大きさを人工的にそろえた単一磁区に分離したドットをアレイ状に並べ、単一の磁性材料ドットを単一の記録ビットとして記録再生を行うパターン媒体が提案されている。（例えば、特許文献６等参照。）
パターン媒体の磁性材料を分離した構造を形成する方法として、従来から知られている各種の技術が使用可能であるが、いずれも一長一短があることから改善が求められている。例えば、光リソグラフィーは一括露光であるためスループットの面で有利なものの、十数ｎｍの微細なパターンを、磁気記録媒体のような大面積に一括露光することは困難が伴う。電子線リソグラフィー方法や集束イオンビーム方法は、パターンに沿ってなぞりながら電子線や収束イオンビームを照射していくため、十数ｎｍの微細なパターンを形成することができるが、磁気記録媒体のような大面積をすべて加工するには、数日を要し、加工時間による加工コストから現実的ではない。
【００１２】
この欠点を解決する方法として、自己組織化を利用した方法がいくつか提案されている。例えば、基板上に直径数ナノメートルから数マイクロメートルの微粒子を２次元的に配列させ、微粒子をマスクとしてパターニングを行うことによって、基板上に孤立した磁性微粒子が形成された磁気記録媒体を作製する方法が開示されている。（例えば、特許文献７等参照。）。
【００１３】
また、ブロックコポリマーの自己組織的な相分離構造を利用したパターン形成方法が提案されている（例えば、非特許文献１、２等参照。）。ブロックコポリマーを利用する方法は、適当な溶媒に溶かして被加工体上に塗布するだけの非常に簡便なプロセスにより規則配列したパターンを形成することが可能である。通常、ブロックコポリマーの相分離構造は、ハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生する。
【００１４】
また、陽極酸化アルミナポアの自己組織的な配列構造を利用してアルミナポア中に磁性金属を充填してなる磁気記録媒体も提案されている（例えば、特許文献８等参照。）。該磁気記録媒体は、基板上に、下地電極層と陽極酸化アルミナポアとをこの順に有してなり、陽極酸化アルミナポアには、多数のアルミナポアが秩序配列して形成されており、該アルミナポア中に強磁性金属が充填されて強磁性層が形成されている。なお、通常、前記陽極酸化アルミナポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生する
これらの微粒子の配列や、ブロックコポリマーの自己組織化、陽極酸化アルミナの自己組織化によれば、大面積に微細な配列を低コストで形成可能となる。しかしながら、この方法による配列は、十数の微粒子にわたる比較的近距離では２次元的な配列が秩序化されているが、遠距離間では配列の秩序性がなく、多結晶体の様相を呈すものであり、磁気記録媒体全体から見ると多数の欠陥箇所が発生するものである。
【００１５】
この点を解決し、磁気記録媒体全体の秩序性を確保するために、いくつかの方法が提案されている。例えば、基材上に凹凸ラインを形成し、該凹凸ライン上に微粒子をパターン状に単層配列させた後、該微粒子の配列パターンをスタンパ形成材料に転写してスタンパを作製し、該スタンパを用いて金属基材上にナノホール形成用起点を形成した後、該金属基材にナノホール形成処理を行う方法が提案されている。（例えば、特許文献９等参照。）。あるいは、ブロックコポリマーの自己組織化を利用した方法としては、ディスク基板上に、トラック方向に沿うほぼ平行な直線と、これらの直線に対して６０°または１２０°の角度をなして交わるほぼ平行な直線を含む分離領域によって囲まれた複数の平行四辺形をなすセルが形成され、複数のセル内において粒子状の記録材料が規則的な格子を組んで配列した構造を有する記録媒体が提案されている。（例えば、特許文献１０等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，６７９，４７３号明細書
【特許文献２】特開２００３−１２３２３９号公報
【特許文献３】特開２００３−２４２６２３号公報
【特許文献４】特開２００７−１０３００８号公報
【特許文献５】特開２００６−４８９００号公報
【特許文献６】特開平１０−２３３０１５号公報
【特許文献７】特開平１０−３２０７７２号公報
【特許文献８】特開２００２−１７５６２１号公報
【特許文献９】特開２００６−３４６８２０号公報
【特許文献１０】特開２００２−３３４４１４号公報
【特許文献１１】特開２００６−７３１３７号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｐ．Ｍａｎｓｋｙ他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．６８、ｐ．２５８６
【非特許文献２】Ｍ．Ｐａｒｋ他、Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．２７６、ｐ．１４０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、磁気記録を行う記録の単位を微細なパターンから構成して記録密度を向上する方法が各種提案されている。しかしながら、ハードディスクドライブにおいて用いられる実際の読み書きの動作を効果的に行うためには、単に記録する単位を微細化するだけでは不十分である。
【００１９】
図１は、磁気記録ヘッド（以下、単にヘッドと呼ぶ場合も有る。）により磁気記録媒体に情報を記録しあるいは読み出しを行う際に磁気記録ヘッドが移動する軌跡を模式的に示したものである。中心部に内周２０の孔を有する外周２４の円板状の磁気記録媒体１０の記録部を走査するために、ヘッドアーム１４に固定された磁気記録ヘッド１１は、ヘッドの回転中心１２を軸にしてドーナッツ形状の磁気記録媒体の内周側と外周側の間をシーク動作し、ヘッドの軌跡１５を形成する。ハードディスクドライブにおいては、磁気記録は磁気記録媒体のトラック方向である円周方向に沿って行われる。従って、トラック方向とヘッドの軌跡が交差する角度でヘッドの記録・読出し素子（以下、ヘッドＲＷ素子と略す。）とトラックが交差することになる。磁気記録媒体と磁気記録ヘッドのそれぞれのトラック幅方向のなす角度はスキュー角と呼ばれている。
【００２０】
図２はスキュー角αがトラックの半径方向の位置により変化する様子を模式的に示したもので、磁気記録媒体の上半分を拡大して示している。例えば、磁気記録媒体の半径方向の中周２２においては、磁気記録媒体の半径方向（トラック幅方向）とヘッドＲＷ素子のトラック幅方向は一致しており、スキュー角は０°である。しかしながら他の点では、磁気記録媒体の半径方向とヘッドの方向は一致しない。磁気記録媒体半径方向の内周２１ではスキュー角α度となる。磁気記録媒体半径方向の外周２３においても同様である。一般的に、ハードディスクドライブにおいては、±１５°程度までのスキュー角を持つ。
【００２１】
磁気記録媒体の全面に磁気記録層が均一に形成されている従来の磁気記録媒体においては、スキュー角が存在したとしてもヘッドＲＷ素子の位置には磁気記録層が存在する。しかしながら、磁気記録層がパターン化され磁性ドットから形成されている場合にはヘッドＲＷ素子の位置に磁気記録層が存在しない場合が生じることがある。
【００２２】
図３、４は、ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、磁気記録媒体の磁気記録層の上面の一部を拡大して示している。磁気記録層は、非磁性体３１内に所定のパターンを有して磁性ドット３０を配置したもので、トラック幅３４とビット幅３５の形成する矩形内に磁性ドット３０を１個づつ配置している。また、陽極酸化アルミナでポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生した場合を想定して、ある磁性ドットに隣接する６個の磁性ドットはほぼ６角形３６となっている場合を図示している。図中の矢印は、それぞれ磁気記録媒体のトラック方向３２および半径方向３３をあらわしている。また、ヘッドＲＷ素子を磁気記録媒体上に投影した位置をヘッドＲＷ素子の投影３７として示している。
【００２３】
図３と４は、いずれも磁性ドット３０が磁気記録媒体の半径方向に沿って整列され、規則正しく配列されている場合を示している。図３は、スキュー角が０°の場合を示し、図４は、スキュー角が大きくなった場合を示している。図３の場合には、ヘッドＲＷ素子の投影３７内には磁性ドット３０が１個づつ対応することから他のビットの影響なく情報の読み書きが可能である。しかしながら、スキュー角が大きくなった場合には、図４に示すように、ヘッドＲＷ素子の投影３７はトラック幅３４とビット幅３５の形成する矩形から外れることになる。この結果、隣接するビットの磁性ドットにヘッドＲＷ素子が干渉し、正確な情報の読み書きができなくなることがわかる。
【００２４】
スキュー角が変化した場合でも隣接するビットの干渉を回避するために、スキュー角に応じて磁性ドットの配置を変える方法が提案されている（例えば、特許文献１１参照。）。これは、磁性ドットを磁性材料が充填されたナノホールで構成したもので、ナノホールを形成するためにライン溝を形成し、そのライン溝内に一列にナノホールを形成することで、磁性ドットの配列を行っている。ライン溝の方向を磁気記録媒体の半径位置によって変化させることにより、磁性ドットの配列方向を磁気記録ヘッドのＲＷ素子のトラック幅方向とほぼ同じ方向に配列された構成としたものである。この方法によれば、パターン加工の最小幅は隣接するビット幅と同等の微細加工レベルが必要とされる。しかしながら、ビット幅は極めて微細であることから、ビット幅と同等の微細加工は相当の困難が伴うことになる。
【００２５】
また、磁性ドット間の磁気的相互作用を軽減するためには、１記録ビットを１磁性ドットで形成することが好ましいが、記録密度を高めようとすれば、情報記録の最小単位であるビットサイズを小さくすることが必要となり、磁性ドットもこれに伴って小さくする必要がある。従って、小さな磁性ドットを所望の位置に配置するためには、さらに高度な微細加工技術が要求されることとなる。
【００２６】
本発明の目的は、微細な磁性ドットを形成し、さらにその位置をビットサイズのレベルで制御してスキュー角に応じた規則的な格子を組んで配列し、かつ記録材料の配列の乱れおよび欠陥の発生のない記録媒体を提供すること、および磁性ドットの所望の配置を行いながら微細加工に過度な負担をもたらさない製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、あらかじめ微小窪みからなるセルを基体に形成し、その微小窪みセル内で、適正な電圧の元で陽極酸化によるナノホール形成を行うことにより、ナノホールがセルの隅に規則的に形成されることを見出したことに基づくものである。
【００２８】
上述の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、 非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、該磁気記録媒体のデータ記録領域のトラックごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする。
【００２９】
前記所定の配列は、該磁気記録媒体のデータ記録領域の隣接する複数のトラック群ごとに設定しても良い。
また、前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体に製造方法おいて、非磁性基板上に少なくともアルミニウム層を形成する工程、前記アルミニウム層に、多角形の凹み部を形成する工程、陽極酸化法を用いて前記凹み部の各角部だけに各１個のナノホールを形成する工程、前記ナノホールに磁性材料を堆積する工程、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、凹み部に複数の磁性ドットを形成することができることから、１つの凹みに対して１磁性ドットを作製する場合に比べて、微細加工を容易に行うことが可能である。特にナノインプリントで使用するマスターの形成時には、電子線描画の時間を大幅に短縮することができ、低コストで作製できる。
【００３２】
さらに、本発明によれば、１ビットを１磁性ドットで記録することができ、１ビットを複数の磁性ドットで得る場合に比べて記録密度の大幅な向上を達成できることから、より高密度記録に対応可能な磁気記録媒体を得ることができる。また、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、簡便な方法で製造でき、生産性、特性とも優れた垂直磁気記録媒体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ハードディスクドライブにおいて、磁気記録ヘッドにより磁気記録媒体に情報を記録しあるいは読み出しを行う際に磁気記録ヘッドが移動する軌跡を示す模式図である。
【図２】スキュー角がトラックの半径方向の位置により変化する様子を示す模式図である。
【図３】ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、スキュー角０°の場合を示す。
【図４】ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、スキュー角を考慮しない磁性ドット配置でスキュー角が大きい場合を示す。
【図５】本発明の実施形態の１例を説明するための模式図で、磁性ドット位置決め用の凹み部を平行四辺形として、その４隅に磁性ドットを配置した例である。
【図６】本発明の実施形態の１例を説明するための模式図で、スキュー角が変化した場合に磁性ドット位置決め用の凹み部の平行四辺形を変化させた例である。
【図７】本発明の製造方法の例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の磁気記録媒体を図面に基づいて詳しく説明する。
図５、６は本発明に基づく磁気記録媒体の磁性ドットのパターンを説明するもので、磁気記録媒体の上面の一部を拡大して示した模式図である。図５は、スキュー角が０°の場合、図６は、スキュー角が１５°の場合を例にとって示している。非磁性体１３１中に磁性ドット１３０を所望の規則に従って離散的に形成している。図中の矢印はそれぞれ磁気記録媒体のトラック方向１３２、磁気記録媒体の半径方向１３３を示している。トラック幅１３４とビット幅１３５で区画される領域が１ビットを形成する領域で、各ビットは１磁性ドットで記録することができる。
【００３５】
磁性ドット位置決め用の凹み部１４０は、各磁性ドット１３０を所望の位置に配置するために設けるものである。磁気記録媒体上に形成した非磁性体１３１の一部を周辺部よりも低くなるように形成する。凹み部１４０の形成方法としては、非磁性体１３１の厚み自体を凹み部１４０で薄く形成する方法、あるいは非磁性体１３１を形成する基体にあらかじめ凹みを設けておき、この上に非磁性体１３１を形成することで凹み部１４０を設ける方法等を用いることができる。非磁性体１３１に設けられた段差により、磁性ドット１３０を所望の位置に配置することが可能となる。
【００３６】
凹み部１４０の形状は、磁性ドット１３０を配置するパターンに応じて適宜選択を行う。磁性ドット１３０は、凹み部の段差の２辺が交差する領域に特に配列しやすい。従って、磁性ドット１３０を配置する位置を結ぶ多角形を用いることが好ましく、三角形、四角形等、凹み部の形成しやすさに応じて適宜選択すればよい。磁性ドット１３０をトラック方向に線形に配列すること、および、ひとつの凹み部１４０で可能な限り多数の磁性ドット１３０を配置する方が微細加工が容易になることを考慮すれば四角形を採用することが好ましい。
【００３７】
図５、６は、磁性ドット１３０を結ぶ平行四辺形を採用した例を示している。トラック方向１３２を１辺の方向とし、トラック方向で隣接するビットの磁性ドット１３０間を結ぶ方向を他の辺としている。平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、スキュー角、トラック幅、ビット幅に応じて設定する。図５の例示では、スキュー角が０°の時に角度θは６０°としており、この場合には、図６に例示するスキュー角が０°より大きい場合には角度θは６０°より小さくなる。逆に、スキュー角が０°より小さい場合では、角度θは６０°より大きくなる。図６では、スキュー角が０°の場合の磁性ドット１３０の位置１５０を参考のために表示している。
【００３８】
平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、各トラックごとに設定することが好ましい。スキュー角は各トラックの半径位置に対応して連続的に変化するからである。角度（θ）１６０を変化させる方法としては、例えば、ナノインプリント法を用いて凹み部１４０を形成する場合には、電子線描画法等により原盤を作製すれば、各トラックごとに平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０を変化させることが容易に可能である。
【００３９】
一方、複数の原盤を用いて凹み部１４０を形成する場合には、微細加工の容易さを考慮すれば、凹み部１４０の形状数はできる限り少なくすることが好ましい。したがって、半径方向に隣接する複数のトラックを一まとめとしてトラック群を設定し、トラック群ごとに適切な凹み部１４０の形状を設定することが好ましい。平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、トラック群の内のいずれかのトラックのスキュー角に対応して設定する。スキュー角は半径方向で連続的に変化することから、トラック群の中央になるトラックに対応するスキュー角に設定することが特に好ましい。
【００４０】
このようにすることで、微細加工の容易さを確保しながら、ヘッドＲＷ素子の投影が隣接ビットで干渉して情報の読み書きの精度が低下することが抑制される。
各記録ビットは、１個の磁性ドット１３０で形成することが好ましく、さらに好ましくは、隣接する磁性ドット１３０を離れて形成することで、各磁性ドット１３０間の磁気相互作用を低減することができる。このためには、図６、７に示すように、磁性ドット１３０を千鳥状に配置することが好ましい。より具体的には、隣接するビット間で磁性ドット１３０がトラック幅の両端方向で互い違いになるように配置することが好ましい。また、前述したスキュー角に応じた凹み部１４０を用いることで、ヘッドＲＷ素子の投影１３７部には、単一の磁性ドット１３０だけが配置されることになり、１個の磁性ドット１３０で１個の記録ビットを形成することができる。
【００４１】
磁性ドット１３０の形成方法は、磁性ドット１３０の形状で空孔を非磁性体１３１に形成し、その後、空孔部に磁性材料を形成すれば良い。図７を用いて、磁性ドット１３０の形成方法をより詳細に説明する。
【００４２】
図７は、わかりやすさのために基板の片面側のみ加工する場合を例にとって示しているが、両面側を加工することも可能である。非磁性体１３１としてアルミニウム膜を用い、ナノインプリント法を用いたナノホール形成法によりアルミニウム膜に空孔を形成し、空孔に磁性材料を堆積して磁性ドット１３０を形成した例である
ガラス等の非磁性の基板２０１上に下地膜２０２をスパッタ法等を用いて形成する。下地膜２０２は、引き続くアルミニウム膜２０３を良好に成膜するための膜で、下地膜としては、単層としても複層としても良いが、複層とすることが好ましい。例えば、基板２０１との密着性を向上する層を第１層に用い、アルミニウム膜２０３の成膜性を向上するための層を第２層とすることが好ましい。第１層としてはチタン、クロム等を用いることができ、第２層としては貴金属、例えば白金、金、ルテニウム等を用いることができる。第２層としてこれらの材料を用いることで導電性を付与することができ、また、耐食性を向上することもできる。さらには、記録再生特性を向上するためにコバルト、鉄、ニッケルなどの合金からなる軟磁性膜を第１層と第２層の間に設けることもできる。
【００４３】
下地膜２０２上にアルミニウム膜２０３を成膜する。引き続き、図７（ａ）に示すように、アルミニウム膜２０３上にＵＶインプリント用レジスト２０４をスピンコート等の方法で塗布する。引き続き、図７（ｂ）に示すように、レジスト２０４をナノインプリント法でパターニングして、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０に対応する位置、形状にてレジストに凹凸を設ける。
【００４４】
引き続き、図７（ｃ）に示すように、反応性イオンエッチング等の方法で、レジスト底部の残膜を除去する。引き続き、図７（ｄ）に示すように、レジストマスクを利用したイオンビームエッチング等でアルミニウム膜２０３に段差を作製し、同時にレジストマスクを除去する。
【００４５】
引き続き、図７（ｅ）に示すように、陽極酸化法を用いてナノホールを形成する。この工程で、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０であるアルミニウム膜の凹みの角部付近に、自己組織的にナノホールが形成される。ナノホールは引き続きエッチングなどにより孔径を拡大しても良い。
【００４６】
引き続き、図７（ｆ）に示すように、電気めっき法等でナノホール内に磁性材料２０５を形成する。引き続き、図７（ｇ）に示すように、表面を研磨することで、個別のナノホールに分離された磁性ドット１３０のパターンを得た。
【００４７】
ここで形成された磁性層の上部には、磁性層を保護するための膜を形成しても良い。
以下、実施例を用いてさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００４８】
基板として、内径φ２０ｍｍ、外径φ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板２０１を準備した。ガラス基板を良く洗浄した後に、２層の下地膜２０２をスパッタリング法にて基板上に形成した。まず、チタン膜を厚さ１０ｎｍにて形成し、引き続き，金膜を厚さ１２ｎｍにて形成した。引き続き，スパッタリング法にてアルミニウム膜２０３を厚さ２０ｎｍにて形成した。
【００４９】
引き続き、図７（ａ）に示すように、アルミニウム膜上にＵＶインプリント用レジスト膜２０４をスピンコート法を用いて６０ｎｍの厚みで塗布した。ＵＶインプリント用レジストは、東洋合成工業製ＰＡＫ−０１−６０を用いた。
【００５０】
次に、図７（ｂ）に示すように、ナノインプリント法を用いてレジストに凹凸形状のパターニングを行った。ナノインプリントに用いた原盤の作製は次のように行った。まず、石英ガラス上にＣｒ膜を形成し、その上に電子線描画用のレジストを塗布した。引き続き、電子線描画法を用いて磁性ドット位置決め用の凹み部の形状のパターンをレジストに露光、現像することで、レジストパターンを形成し、引き続きＣｒ膜をパターニングし、引き続き、Ｃｒ膜をマスクにして、ドライエッチングにより石英ガラスに平行四辺形からなる所定のパターンを加工して石英スタンパを得た。引き続き、石英スタンパの表面にフッ素系の離型処理剤（ダイキン化成製 デュラサーフＨＤ１１００）をコーティングした。引き続き、石英スタンパを基板のレジスト膜２０４に３ｋＮの力で均一に６０秒間押し付けた後、石英スタンパを基板から剥がして、石英スタンパの凹凸形状をレジスト２０４に転写した。なお、凹み部１４０は、半径方向では幅６５ｎｍでピッチ８０ｎｍ、パターン深さ４０ｎｍで作製した。
【００５１】
次に、図７（ｃ）に示すように、ＣＦ4ガスによる反応性イオンエッチングを行うことで、ナノインプリント法で作製したレジスト底部の残膜を除去した。
次に、図７（ｄ）に示すように、レジストマスクを利用したイオンビームエッチングでアルミニウム膜に３ｎｍの段差を作製した後、ＣＦ4ガスによってレジストマスクを除去した。
【００５２】
次に、図７（ｅ）のように、ナノホールの形成を行った。ナノホールは、陽極酸化電圧３Ｖで０．３モル％の濃度のシュウ酸溶液中での陽極酸化で形成した。ナノホールの底が、金膜に到達したところで陽極酸化を止めた。こうすることで、アルミニウムの凹みの４隅近傍に、自己組織的にナノホールが形成された。さらに、５ｗｔ％のリン酸溶液中でエッチングを行ってナノホールの直径を拡大し、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０の略平行四辺形の四隅に直径φ１２ｎｍのナノホールを得た。
【００５３】
次に、図７（ｆ）に示すように、ナノホールに電気めっき法を用いて磁性材料であるコバルトを堆積した。
次に、図７（ｇ）に示すように、化学機械研磨法（ＣＭＰ）を用いて、表面を研磨することで、各ナノホールのコバルトが相互に分離されたパターンを得た。即ち、各ビットに相当する位置に磁性ドットがあり、それぞれの磁性ドット同士が非磁性体で分離された構造を有するパターンを得た。
【００５４】
最後に、図示していないが、カーボン保護膜をＣＶＤ法で形成し、潤滑剤をディッピング法で塗布して、パターン化した磁気記録媒体を得た。
このようにして作製したパターン媒体について、磁気記録ヘッドによる信号評価を行ったところ、媒体の内周から外周にわたる全領域で、形成した磁性ドットに相当する周期の信号を得ることができた。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 磁気記録媒体
１１ 磁気記録ヘッド
１２ ヘッドの回転中心
１４ ヘッドアーム
１５ ヘッドの軌跡
２０ 磁気記録媒体の内周
２１ データ記録領域の半径方向内周
２２ データ記録領域の半径方向中周
２３ データ記録領域の半径方向外周
２４ 磁気記録媒体の外周
３０、１３０ 磁性ドット
３１、１３１ 非磁性体
３２、１３２ 磁気記録媒体のトラック方向
３３、１３３ 磁気記録媒体の半径方向
３４、１３４ トラック幅
３５、１３５ ビット幅
３６ ひとつの磁性ドットに隣接する６個の磁性ドットが形成する６角形
３７、１３７ ヘッドＲＷ素子の投影
１４０ 磁性ドット位置決め用の凹み部
１５０ スキュー角が０°の場合の磁性ドット位置
１６０ 平行四辺形の２辺のなす角度（θ）
２０１ 基板
２０２ 下地膜
２０３ アルミニウム膜
２０４ レジスト膜
２０５ 磁性材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法に関し、より詳しくは磁気記録用のパターンが形成された垂直磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の高度情報化社会を支える情報の記録装置の一つとして固定磁気記憶装置（ハードディスクドライブ）が用いられているが、情報の大量化に伴って、磁気記憶装置に用いられる磁気記録媒体には記録密度の向上が要求されている。高記録密度を実現するためには、磁化反転が生じる単位を小さくしなければならない。そのためには、磁性粒子のサイズの微細化と同時に、磁化反転する単位を明確に分離して区切ることで、隣接する記録単位間の磁気的な相互作用を低減することが重要である。
【０００３】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が近年用いられている。垂直磁気記録媒体用の磁気記録層用材料としては、現在では主として、六方最密充填構造（ｈｃｐ構造）をもつＣｏＣｒ系合金結晶質膜が検討されており、そのｃ軸が膜面に垂直（すなわちｃ面が膜面に平行）になるように結晶配向を制御して垂直磁気記録させている。
【０００４】
また、磁気記録媒体の今後の更なる高密度化に対応するために、このＣｏＣｒ系合金結晶質膜を構成する結晶粒の微細化、粒径分布の低減、粒間の磁気的な相互作用の低減等に対する取り組みがなされている。
【０００５】
更に、高密度化のための磁性層構造制御の一方式として、一般にグラニュラー磁性層と呼ばれる、磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物のような非磁性非金属物質で囲んだ構造をもつ磁性層を用いる方法がある。グラニュラー磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られる。
【０００６】
一般的には、Ｒｕを下地層とし、グラニュラー構造をもつＣｏＰｔＣｒＯ合金を磁性層とした垂直磁気記録媒体が提案されており、グラニュラー磁性層の下地層であるＲｕ層の膜厚を増加させるにしたがってｃ軸配向性が向上し、それに伴い、優れた磁気特性と電磁変換特性とが得られる。
【０００７】
また、ＳｉＯ2等の酸化物が添加されたＣｏＮｉＰｔターゲットを用いてＲＦスパッタリング成膜を行うことで、各々の磁性結晶粒が非磁性の酸化物で囲まれて個々に分離した構造を持つグラニュラー記録膜が形成でき、低ノイズ化が実現されることが報告されている（例えば、特許文献１等参照。）。このようなグラニュラー磁性膜は、非磁性非金属の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制することにより、低ノイズ特性が得られると考えられている。
【０００８】
また、結晶構造が磁性層の強磁性結晶粒のそれと同じｈｃｐ構造を有する結晶配向制御層を設けると、この上に成長する磁性層中のＣｏ粒子が、結晶配向制御層の結晶質（結晶粒子）に対応して成長し、結晶配向制御層の結晶粒子粒界多孔質領域あるいは非晶質領域に対応して磁性層中に酸化物が析出・成長する。換言すれば、結晶配向制御層の結晶粒子の上に磁性層結晶粒子をエピタキシャルに成長させ、その結果、結晶配向制御層の結晶配向性を磁性層に引き継がせることで磁性層の結晶配向性を制御でき、かつ、磁性層を構成する結晶粒子の周囲に介在する非晶質相の結晶粒界を形成せしめ、グラニュラー構造の磁性層の結晶状態を制御することが可能となるとの提案がされている（例えば、特許文献２、３等参照。）。
【０００９】
また、垂直磁気記録媒体の磁性層を、グラニュラー構造の第１の磁性層と非グラニュラー構造の第２の磁性層で構成することにより、良好な電磁気変換特性と共に、高い耐久性を担保することが可能になるとしている。（例えば、特許文献４等参照。）
あるいは熱安定性を損ねることなく記録容易性を向上するために、結合層を挟んで、強磁性結合する第１の磁気記録層と、第２の磁気記録層とからなる層構成が提案されている。また、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の少なくともいずれか一つがグラニュラー構造であることが好ましいとされている。（例えば、特許文献５等参照。）
このようなグラニュラー垂直磁気記録媒体においては、比較的良好な磁気特性と電磁変換特性とが得られている。しかしながら、これまでのグラニュラー垂直磁気記録媒体は、平面方向に見れば連続膜、いわゆるベタ膜であった。さらなる高記録密度化のためには、隣接トラックへの書きにじみの防止、ランダム配置の粒子によるジグザグ磁壁の形成の低減、結晶粒を小さくしていくことによる熱揺らぎによる影響、更に、磁性粒子間の磁気的な相互作用を極力低減してゆく必要がある。
【００１０】
そこで、提案されているのが、ディスクリートトラック媒体である。磁化反転する単位を明確に区切ること、ここでは、トラックとトラックの区間を磁気的に完全に切断した磁性体列を作り、隣接トラックの境界を人工的に得るものである。上記の隣接トラックへの書きにじみやジグザグ磁壁の形成をなくすことができる。
【００１１】
さらに、パターン媒体が注目されている。このパターン媒体は、形状や大きさを人工的にそろえた単一磁区に分離したドットをアレイ状に並べ、単一の磁性材料ドットを単一の記録ビットとして記録再生を行うパターン媒体が提案されている。（例えば、特許文献６等参照。）
パターン媒体の磁性材料を分離した構造を形成する方法として、従来から知られている各種の技術が使用可能であるが、いずれも一長一短があることから改善が求められている。例えば、光リソグラフィーは一括露光であるためスループットの面で有利なものの、十数ｎｍの微細なパターンを、磁気記録媒体のような大面積に一括露光することは困難が伴う。電子線リソグラフィー方法や集束イオンビーム方法は、パターンに沿ってなぞりながら電子線や収束イオンビームを照射していくため、十数ｎｍの微細なパターンを形成することができるが、磁気記録媒体のような大面積をすべて加工するには、数日を要し、加工時間による加工コストから現実的ではない。
【００１２】
この欠点を解決する方法として、自己組織化を利用した方法がいくつか提案されている。例えば、基板上に直径数ナノメートルから数マイクロメートルの微粒子を２次元的に配列させ、微粒子をマスクとしてパターニングを行うことによって、基板上に孤立した磁性微粒子が形成された磁気記録媒体を作製する方法が開示されている。（例えば、特許文献７等参照。）。
【００１３】
また、ブロックコポリマーの自己組織的な相分離構造を利用したパターン形成方法が提案されている（例えば、非特許文献１、２等参照。）。ブロックコポリマーを利用する方法は、適当な溶媒に溶かして被加工体上に塗布するだけの非常に簡便なプロセスにより規則配列したパターンを形成することが可能である。通常、ブロックコポリマーの相分離構造は、ハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生する。
【００１４】
また、陽極酸化アルミナポアの自己組織的な配列構造を利用してアルミナポア中に磁性金属を充填してなる磁気記録媒体も提案されている（例えば、特許文献８等参照。）。該磁気記録媒体は、基板上に、下地電極層と陽極酸化アルミナポアとをこの順に有してなり、陽極酸化アルミナポアには、多数のアルミナポアが秩序配列して形成されており、該アルミナポア中に強磁性金属が充填されて強磁性層が形成されている。なお、通常、前記陽極酸化アルミナポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生する
これらの微粒子の配列や、ブロックコポリマーの自己組織化、陽極酸化アルミナの自己組織化によれば、大面積に微細な配列を低コストで形成可能となる。しかしながら、この方法による配列は、十数の微粒子にわたる比較的近距離では２次元的な配列が秩序化されているが、遠距離間では配列の秩序性がなく、多結晶体の様相を呈すものであり、磁気記録媒体全体から見ると多数の欠陥箇所が発生するものである。
【００１５】
この点を解決し、磁気記録媒体全体の秩序性を確保するために、いくつかの方法が提案されている。例えば、基材上に凹凸ラインを形成し、該凹凸ライン上に微粒子をパターン状に単層配列させた後、該微粒子の配列パターンをスタンパ形成材料に転写してスタンパを作製し、該スタンパを用いて金属基材上にナノホール形成用起点を形成した後、該金属基材にナノホール形成処理を行う方法が提案されている。（例えば、特許文献９等参照。）。あるいは、ブロックコポリマーの自己組織化を利用した方法としては、ディスク基板上に、トラック方向に沿うほぼ平行な直線と、これらの直線に対して６０°または１２０°の角度をなして交わるほぼ平行な直線を含む分離領域によって囲まれた複数の平行四辺形をなすセルが形成され、複数のセル内において粒子状の記録材料が規則的な格子を組んで配列した構造を有する記録媒体が提案されている。（例えば、特許文献１０等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５，６７９，４７３号明細書
【特許文献２】特開２００３−１２３２３９号公報
【特許文献３】特開２００３−２４２６２３号公報
【特許文献４】特開２００７−１０３００８号公報
【特許文献５】特開２００６−４８９００号公報
【特許文献６】特開平１０−２３３０１５号公報
【特許文献７】特開平１０−３２０７７２号公報
【特許文献８】特開２００２−１７５６２１号公報
【特許文献９】特開２００６−３４６８２０号公報
【特許文献１０】特開２００２−３３４４１４号公報
【特許文献１１】特開２００６−７３１３７号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｐ．Ｍａｎｓｋｙ他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．６８、ｐ．２５８６
【非特許文献２】Ｍ．Ｐａｒｋ他、Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．２７６、ｐ．１４０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、磁気記録を行う記録の単位を微細なパターンから構成して記録密度を向上する方法が各種提案されている。しかしながら、ハードディスクドライブにおいて用いられる実際の読み書きの動作を効果的に行うためには、単に記録する単位を微細化するだけでは不十分である。
【００１９】
図１は、磁気記録ヘッド（以下、単にヘッドと呼ぶ場合も有る。）により磁気記録媒体に情報を記録しあるいは読み出しを行う際に磁気記録ヘッドが移動する軌跡を模式的に示したものである。中心部に内周２０の孔を有する外周２４の円板状の磁気記録媒体１０の記録部を走査するために、ヘッドアーム１４に固定された磁気記録ヘッド１１は、ヘッドの回転中心１２を軸にしてドーナッツ形状の磁気記録媒体の内周側と外周側の間をシーク動作し、ヘッドの軌跡１５を形成する。ハードディスクドライブにおいては、磁気記録は磁気記録媒体のトラック方向である円周方向に沿って行われる。従って、トラック方向とヘッドの軌跡が交差する角度でヘッドの記録・読出し素子（以下、ヘッドＲＷ素子と略す。）とトラックが交差することになる。磁気記録媒体と磁気記録ヘッドのそれぞれのトラック幅方向のなす角度はスキュー角と呼ばれている。
【００２０】
図２はスキュー角αがトラックの半径方向の位置により変化する様子を模式的に示したもので、磁気記録媒体の上半分を拡大して示している。例えば、磁気記録媒体の半径方向の中周２２においては、磁気記録媒体の半径方向（トラック幅方向）とヘッドＲＷ素子のトラック幅方向は一致しており、スキュー角は０°である。しかしながら他の点では、磁気記録媒体の半径方向とヘッドの方向は一致しない。磁気記録媒体半径方向の内周２１ではスキュー角α度となる。磁気記録媒体半径方向の外周２３においても同様である。一般的に、ハードディスクドライブにおいては、±１５°程度までのスキュー角を持つ。
【００２１】
磁気記録媒体の全面に磁気記録層が均一に形成されている従来の磁気記録媒体においては、スキュー角が存在したとしてもヘッドＲＷ素子の位置には磁気記録層が存在する。しかしながら、磁気記録層がパターン化され磁性ドットから形成されている場合にはヘッドＲＷ素子の位置に磁気記録層が存在しない場合が生じることがある。
【００２２】
図３、４は、ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、磁気記録媒体の磁気記録層の上面の一部を拡大して示している。磁気記録層は、非磁性体３１内に所定のパターンを有して磁性ドット３０を配置したもので、トラック幅３４とビット幅３５の形成する矩形内に磁性ドット３０を１個づつ配置している。また、陽極酸化アルミナでポアがハニカム型の六方最密格子状に自己組織化的に発生した場合を想定して、ある磁性ドットに隣接する６個の磁性ドットはほぼ６角形３６となっている場合を図示している。図中の矢印は、それぞれ磁気記録媒体のトラック方向３２および半径方向３３をあらわしている。また、ヘッドＲＷ素子を磁気記録媒体上に投影した位置をヘッドＲＷ素子の投影３７として示している。
【００２３】
図３と４は、いずれも磁性ドット３０が磁気記録媒体の半径方向に沿って整列され、規則正しく配列されている場合を示している。図３は、スキュー角が０°の場合を示し、図４は、スキュー角が大きくなった場合を示している。図３の場合には、ヘッドＲＷ素子の投影３７内には磁性ドット３０が１個づつ対応することから他のビットの影響なく情報の読み書きが可能である。しかしながら、スキュー角が大きくなった場合には、図４に示すように、ヘッドＲＷ素子の投影３７はトラック幅３４とビット幅３５の形成する矩形から外れることになる。この結果、隣接するビットの磁性ドットにヘッドＲＷ素子が干渉し、正確な情報の読み書きができなくなることがわかる。
【００２４】
スキュー角が変化した場合でも隣接するビットの干渉を回避するために、スキュー角に応じて磁性ドットの配置を変える方法が提案されている（例えば、特許文献１１参照。）。これは、磁性ドットを磁性材料が充填されたナノホールで構成したもので、ナノホールを形成するためにライン溝を形成し、そのライン溝内に一列にナノホールを形成することで、磁性ドットの配列を行っている。ライン溝の方向を磁気記録媒体の半径位置によって変化させることにより、磁性ドットの配列方向を磁気記録ヘッドのＲＷ素子のトラック幅方向とほぼ同じ方向に配列された構成としたものである。この方法によれば、パターン加工の最小幅は隣接するビット幅と同等の微細加工レベルが必要とされる。しかしながら、ビット幅は極めて微細であることから、ビット幅と同等の微細加工は相当の困難が伴うことになる。
【００２５】
また、磁性ドット間の磁気的相互作用を軽減するためには、１記録ビットを１磁性ドットで形成することが好ましいが、記録密度を高めようとすれば、情報記録の最小単位であるビットサイズを小さくすることが必要となり、磁性ドットもこれに伴って小さくする必要がある。従って、小さな磁性ドットを所望の位置に配置するためには、さらに高度な微細加工技術が要求されることとなる。
【００２６】
本発明の目的は、微細な磁性ドットを形成し、さらにその位置をビットサイズのレベルで制御してスキュー角に応じた規則的な格子を組んで配列し、かつ記録材料の配列の乱れおよび欠陥の発生のない記録媒体を提供すること、および磁性ドットの所望の配置を行いながら微細加工に過度な負担をもたらさない製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、あらかじめ微小窪みからなるセルを基体に形成し、その微小窪みセル内で、適正な電圧の元で陽極酸化によるナノホール形成を行うことにより、ナノホールがセルの隅に規則的に形成されることを見出したことに基づくものである。
【００２８】
上述の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、 非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、該磁気記録媒体のデータ記録領域のトラックごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする。
【００２９】
前記所定の配列は、該磁気記録媒体のデータ記録領域の隣接する複数のトラック群ごとに設定しても良い。
また、前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体に製造方法おいて、非磁性基板上に少なくともアルミニウム層を形成する工程、前記アルミニウム層に、多角形の凹み部を形成する工程、陽極酸化法を用いて前記凹み部の各角部だけに各１個のナノホールを形成する工程、前記ナノホールに磁性材料を堆積する工程、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、凹み部に複数の磁性ドットを形成することができることから、１つの凹みに対して１磁性ドットを作製する場合に比べて、微細加工を容易に行うことが可能である。特にナノインプリントで使用するマスターの形成時には、電子線描画の時間を大幅に短縮することができ、低コストで作製できる。
【００３２】
さらに、本発明によれば、１ビットを１磁性ドットで記録することができ、１ビットを複数の磁性ドットで得る場合に比べて記録密度の大幅な向上を達成できることから、より高密度記録に対応可能な磁気記録媒体を得ることができる。また、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、簡便な方法で製造でき、生産性、特性とも優れた垂直磁気記録媒体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ハードディスクドライブにおいて、磁気記録ヘッドにより磁気記録媒体に情報を記録しあるいは読み出しを行う際に磁気記録ヘッドが移動する軌跡を示す模式図である。
【図２】スキュー角がトラックの半径方向の位置により変化する様子を示す模式図である。
【図３】ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、スキュー角０°の場合を示す。
【図４】ヘッドＲＷ素子とパターン化された磁性ドットの位置関係がスキュー角によって変化する様子を説明するための模式図で、スキュー角を考慮しない磁性ドット配置でスキュー角が大きい場合を示す。
【図５】本発明の実施形態の１例を説明するための模式図で、磁性ドット位置決め用の凹み部を平行四辺形として、その４隅に磁性ドットを配置した例である。
【図６】本発明の実施形態の１例を説明するための模式図で、スキュー角が変化した場合に磁性ドット位置決め用の凹み部の平行四辺形を変化させた例である。
【図７】本発明の製造方法の例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の磁気記録媒体を図面に基づいて詳しく説明する。
図５、６は本発明に基づく磁気記録媒体の磁性ドットのパターンを説明するもので、磁気記録媒体の上面の一部を拡大して示した模式図である。図５は、スキュー角が０°の場合、図６は、スキュー角が１５°の場合を例にとって示している。非磁性体１３１中に磁性ドット１３０を所望の規則に従って離散的に形成している。図中の矢印はそれぞれ磁気記録媒体のトラック方向１３２、磁気記録媒体の半径方向１３３を示している。トラック幅１３４とビット幅１３５で区画される領域が１ビットを形成する領域で、各ビットは１磁性ドットで記録することができる。
【００３５】
磁性ドット位置決め用の凹み部１４０は、各磁性ドット１３０を所望の位置に配置するために設けるものである。磁気記録媒体上に形成した非磁性体１３１の一部を周辺部よりも低くなるように形成する。凹み部１４０の形成方法としては、非磁性体１３１の厚み自体を凹み部１４０で薄く形成する方法、あるいは非磁性体１３１を形成する基体にあらかじめ凹みを設けておき、この上に非磁性体１３１を形成することで凹み部１４０を設ける方法等を用いることができる。非磁性体１３１に設けられた段差により、磁性ドット１３０を所望の位置に配置することが可能となる。
【００３６】
凹み部１４０の形状は、磁性ドット１３０を配置するパターンに応じて適宜選択を行う。磁性ドット１３０は、凹み部の段差の２辺が交差する領域に特に配列しやすい。従って、磁性ドット１３０を配置する位置を結ぶ多角形を用いることが好ましく、三角形、四角形等、凹み部の形成しやすさに応じて適宜選択すればよい。磁性ドット１３０をトラック方向に線形に配列すること、および、ひとつの凹み部１４０で可能な限り多数の磁性ドット１３０を配置する方が微細加工が容易になることを考慮すれば四角形を採用することが好ましい。
【００３７】
図５、６は、磁性ドット１３０を結ぶ平行四辺形を採用した例を示している。トラック方向１３２を１辺の方向とし、トラック方向で隣接するビットの磁性ドット１３０間を結ぶ方向を他の辺としている。平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、スキュー角、トラック幅、ビット幅に応じて設定する。図５の例示では、スキュー角が０°の時に角度θは６０°としており、この場合には、図６に例示するスキュー角が０°より大きい場合には角度θは６０°より小さくなる。逆に、スキュー角が０°より小さい場合では、角度θは６０°より大きくなる。図６では、スキュー角が０°の場合の磁性ドット１３０の位置１５０を参考のために表示している。
【００３８】
平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、各トラックごとに設定することが好ましい。スキュー角は各トラックの半径位置に対応して連続的に変化するからである。角度（θ）１６０を変化させる方法としては、例えば、ナノインプリント法を用いて凹み部１４０を形成する場合には、電子線描画法等により原盤を作製すれば、各トラックごとに平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０を変化させることが容易に可能である。
【００３９】
一方、複数の原盤を用いて凹み部１４０を形成する場合には、微細加工の容易さを考慮すれば、凹み部１４０の形状数はできる限り少なくすることが好ましい。したがって、半径方向に隣接する複数のトラックを一まとめとしてトラック群を設定し、トラック群ごとに適切な凹み部１４０の形状を設定することが好ましい。平行四辺形の２辺のなす角度（θ）１６０は、トラック群の内のいずれかのトラックのスキュー角に対応して設定する。スキュー角は半径方向で連続的に変化することから、トラック群の中央になるトラックに対応するスキュー角に設定することが特に好ましい。
【００４０】
このようにすることで、微細加工の容易さを確保しながら、ヘッドＲＷ素子の投影が隣接ビットで干渉して情報の読み書きの精度が低下することが抑制される。
各記録ビットは、１個の磁性ドット１３０で形成することが好ましく、さらに好ましくは、隣接する磁性ドット１３０を離れて形成することで、各磁性ドット１３０間の磁気相互作用を低減することができる。このためには、図６、７に示すように、磁性ドット１３０を千鳥状に配置することが好ましい。より具体的には、隣接するビット間で磁性ドット１３０がトラック幅の両端方向で互い違いになるように配置することが好ましい。また、前述したスキュー角に応じた凹み部１４０を用いることで、ヘッドＲＷ素子の投影１３７部には、単一の磁性ドット１３０だけが配置されることになり、１個の磁性ドット１３０で１個の記録ビットを形成することができる。
【００４１】
磁性ドット１３０の形成方法は、磁性ドット１３０の形状で空孔を非磁性体１３１に形成し、その後、空孔部に磁性材料を形成すれば良い。図７を用いて、磁性ドット１３０の形成方法をより詳細に説明する。
【００４２】
図７は、わかりやすさのために基板の片面側のみ加工する場合を例にとって示しているが、両面側を加工することも可能である。非磁性体１３１としてアルミニウム膜を用い、ナノインプリント法を用いたナノホール形成法によりアルミニウム膜に空孔を形成し、空孔に磁性材料を堆積して磁性ドット１３０を形成した例である
ガラス等の非磁性の基板２０１上に下地膜２０２をスパッタ法等を用いて形成する。下地膜２０２は、引き続くアルミニウム膜２０３を良好に成膜するための膜で、下地膜としては、単層としても複層としても良いが、複層とすることが好ましい。例えば、基板２０１との密着性を向上する層を第１層に用い、アルミニウム膜２０３の成膜性を向上するための層を第２層とすることが好ましい。第１層としてはチタン、クロム等を用いることができ、第２層としては貴金属、例えば白金、金、ルテニウム等を用いることができる。第２層としてこれらの材料を用いることで導電性を付与することができ、また、耐食性を向上することもできる。さらには、記録再生特性を向上するためにコバルト、鉄、ニッケルなどの合金からなる軟磁性膜を第１層と第２層の間に設けることもできる。
【００４３】
下地膜２０２上にアルミニウム膜２０３を成膜する。引き続き、図７（ａ）に示すように、アルミニウム膜２０３上にＵＶインプリント用レジスト２０４をスピンコート等の方法で塗布する。引き続き、図７（ｂ）に示すように、レジスト２０４をナノインプリント法でパターニングして、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０に対応する位置、形状にてレジストに凹凸を設ける。
【００４４】
引き続き、図７（ｃ）に示すように、反応性イオンエッチング等の方法で、レジスト底部の残膜を除去する。引き続き、図７（ｄ）に示すように、レジストマスクを利用したイオンビームエッチング等でアルミニウム膜２０３に段差を作製し、同時にレジストマスクを除去する。
【００４５】
引き続き、図７（ｅ）に示すように、陽極酸化法を用いてナノホールを形成する。この工程で、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０であるアルミニウム膜の凹みの角部付近に、自己組織的にナノホールが形成される。ナノホールは引き続きエッチングなどにより孔径を拡大しても良い。
【００４６】
引き続き、図７（ｆ）に示すように、電気めっき法等でナノホール内に磁性材料２０５を形成する。引き続き、図７（ｇ）に示すように、表面を研磨することで、個別のナノホールに分離された磁性ドット１３０のパターンを得た。
【００４７】
ここで形成された磁性層の上部には、磁性層を保護するための膜を形成しても良い。
以下、実施例を用いてさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００４８】
基板として、内径φ２０ｍｍ、外径φ６５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのガラス基板２０１を準備した。ガラス基板を良く洗浄した後に、２層の下地膜２０２をスパッタリング法にて基板上に形成した。まず、チタン膜を厚さ１０ｎｍにて形成し、引き続き，金膜を厚さ１２ｎｍにて形成した。引き続き，スパッタリング法にてアルミニウム膜２０３を厚さ２０ｎｍにて形成した。
【００４９】
引き続き、図７（ａ）に示すように、アルミニウム膜上にＵＶインプリント用レジスト膜２０４をスピンコート法を用いて６０ｎｍの厚みで塗布した。ＵＶインプリント用レジストは、東洋合成工業製ＰＡＫ−０１−６０を用いた。
【００５０】
次に、図７（ｂ）に示すように、ナノインプリント法を用いてレジストに凹凸形状のパターニングを行った。ナノインプリントに用いた原盤の作製は次のように行った。まず、石英ガラス上にＣｒ膜を形成し、その上に電子線描画用のレジストを塗布した。引き続き、電子線描画法を用いて磁性ドット位置決め用の凹み部の形状のパターンをレジストに露光、現像することで、レジストパターンを形成し、引き続きＣｒ膜をパターニングし、引き続き、Ｃｒ膜をマスクにして、ドライエッチングにより石英ガラスに平行四辺形からなる所定のパターンを加工して石英スタンパを得た。引き続き、石英スタンパの表面にフッ素系の離型処理剤（ダイキン化成製 デュラサーフＨＤ１１００）をコーティングした。引き続き、石英スタンパを基板のレジスト膜２０４に３ｋＮの力で均一に６０秒間押し付けた後、石英スタンパを基板から剥がして、石英スタンパの凹凸形状をレジスト２０４に転写した。なお、凹み部１４０は、半径方向では幅６５ｎｍでピッチ８０ｎｍ、パターン深さ４０ｎｍで作製した。
【００５１】
次に、図７（ｃ）に示すように、ＣＦ4ガスによる反応性イオンエッチングを行うことで、ナノインプリント法で作製したレジスト底部の残膜を除去した。
次に、図７（ｄ）に示すように、レジストマスクを利用したイオンビームエッチングでアルミニウム膜に３ｎｍの段差を作製した後、ＣＦ4ガスによってレジストマスクを除去した。
【００５２】
次に、図７（ｅ）のように、ナノホールの形成を行った。ナノホールは、陽極酸化電圧３Ｖで０．３モル％の濃度のシュウ酸溶液中での陽極酸化で形成した。ナノホールの底が、金膜に到達したところで陽極酸化を止めた。こうすることで、アルミニウムの凹みの４隅近傍に、自己組織的にナノホールが形成された。さらに、５ｗｔ％のリン酸溶液中でエッチングを行ってナノホールの直径を拡大し、磁性ドット位置決め用の凹み部１４０の略平行四辺形の四隅に直径φ１２ｎｍのナノホールを得た。
【００５３】
次に、図７（ｆ）に示すように、ナノホールに電気めっき法を用いて磁性材料であるコバルトを堆積した。
次に、図７（ｇ）に示すように、化学機械研磨法（ＣＭＰ）を用いて、表面を研磨することで、各ナノホールのコバルトが相互に分離されたパターンを得た。即ち、各ビットに相当する位置に磁性ドットがあり、それぞれの磁性ドット同士が非磁性体で分離された構造を有するパターンを得た。
【００５４】
最後に、図示していないが、カーボン保護膜をＣＶＤ法で形成し、潤滑剤をディッピング法で塗布して、パターン化した磁気記録媒体を得た。
このようにして作製したパターン媒体について、磁気記録ヘッドによる信号評価を行ったところ、媒体の内周から外周にわたる全領域で、形成した磁性ドットに相当する周期の信号を得ることができた。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 磁気記録媒体
１１ 磁気記録ヘッド
１２ ヘッドの回転中心
１４ ヘッドアーム
１５ ヘッドの軌跡
２０ 磁気記録媒体の内周
２１ データ記録領域の半径方向内周
２２ データ記録領域の半径方向中周
２３ データ記録領域の半径方向外周
２４ 磁気記録媒体の外周
３０、１３０ 磁性ドット
３１、１３１ 非磁性体
３２、１３２ 磁気記録媒体のトラック方向
３３、１３３ 磁気記録媒体の半径方向
３４、１３４ トラック幅
３５、１３５ ビット幅
３６ ひとつの磁性ドットに隣接する６個の磁性ドットが形成する６角形
３７、１３７ ヘッドＲＷ素子の投影
１４０ 磁性ドット位置決め用の凹み部
１５０ スキュー角が０°の場合の磁性ドット位置
１６０ 平行四辺形の２辺のなす角度（θ）
２０１ 基板
２０２ 下地膜
２０３ アルミニウム膜
２０４ レジスト膜
２０５ 磁性材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、
該磁気記録媒体のデータ記録領域のトラックごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、
前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、
前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、
該磁気記録媒体のデータ記録領域の隣接する複数のトラック群ごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、
前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、
前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック群の内のいずれかのトラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体の製造方法おいて、
非磁性基板上に少なくともアルミニウム層を形成する工程、
前記アルミニウム層に、多角形の凹み部を形成する工程、
陽極酸化法を用いて前記凹み部の各角部だけに各１個のナノホールを形成する工程、
前記ナノホールに磁性材料を堆積する工程、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記多角形が平行四辺形であることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、
該磁気記録媒体のデータ記録領域のトラックごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、
前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、
前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体において、
該磁気記録媒体のデータ記録領域の隣接する複数のトラック群ごとに前記磁性ドットは所定の配列がなされ、
前記配列は、各記録ビットごとに前記磁性ドットが１個配置され、前記トラック方向で隣接する前記磁性ドットの３または４個が多角形を形成しており、
前記多角形の１辺は前記トラック方向に平行であり、少なくとも他の１辺は前記トラック群の内のいずれかのトラック位置の磁気記録ヘッドのスキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
前記多角形は、平行四辺形であり、１対の平行な２辺が前記トラック方向に平行であり、他の１対の２辺が前記スキュー角に対応する方向に平行であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性材料により磁性材料が仕切られてなる磁性ドットからなるパターン磁気記録媒体の製造方法おいて、
非磁性基板上に少なくともアルミニウム層を形成する工程、
前記アルミニウム層に、多角形の凹み部を形成する工程、
陽極酸化法を用いて前記凹み部の各角部だけに各１個のナノホールを形成する工程、
前記ナノホールに磁性材料を堆積する工程、
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記多角形が平行四辺形であることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１０８３２３（Ｐ２０１１−１０８３２３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２５３７（Ｐ２００９−２６２５３７）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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