磁気記録媒体、その製造方法、及び磁気記録再生装置
【課題】 基板上に磁性層を成膜したのちに凹凸を形成するディスクリートトラック型磁気記録媒体において、従来の磁気層加工型と比較しその磁性層除去工程を排除することにより格段に製造工程を簡略化し、かつ汚染リスクがすくない製造方法と、ヘッド浮上特性に優れた有用なディスクリートトラック型磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体において、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金から形成する。また、磁気記録媒体の表面粗さを、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内とする。
【解決手段】 非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体において、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金から形成する。また、磁気記録媒体の表面粗さを、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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ヘッドなども導入され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、そのために磁気記録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。
【０００３】
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、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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、あるい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。
【０００７】
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１参照。）。
【０００８】
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、凸部領域に周囲と磁気的に分断された磁気記録領域が形成されている。
【０００９】
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。
【００１０】
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やすいという欠点がありかつ製造工程が非常に複雑であった。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にくいが基板に形成された凹凸形状が成膜された膜にも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。
【特許文献１】特開２００４−１６４６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８７９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１７８７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
エンボス加工型製造法では、基板に凹凸形状を形成し、その上に磁性層、保護層を形成するためその表面にそのまま凹凸形状が引き継がれ平坦な表面を実現するのは容易ではない。
【００１２】
一方、磁気層加工型によるディスクリートトラック型磁気記録媒体は、基板表面に記録用の磁性層を形成し、その後磁気的パターンを形成するため、半導体などで利用されているインプリント法によりパターン形成した後に非磁性部となるべき部分をたとえばドライエッチングして、その後ＳｉＯ２やカーボン非磁性材料を埋めこみ、表面を平坦化処理してさらにその表面を保護膜層で覆ったうえ、潤滑層を形成した構造を有している。このような磁気エッチング型ディスクリートトラック媒体は、製造工程が複雑で、汚染の原因になるばかりでなく、平坦な表面を実現できない。
【００１３】
一般に このような構造の磁気記録媒体では、保護膜層が薄くなるほどヘッドと磁性層との距離が短くなるため、ヘッドでの信号の出入力が大きくなり、記録密度も高めることができる。また、トラック内のピット密度は凹凸状の保護膜層表面を走るヘッドの浮上高さにより定まる。従って、いかにして安定したヘッド浮上を保つかは、高記録密度を達成するためには重要な課題である。従って、安定したヘッド浮上を保ちつつ、ヘッドをなるべく磁性層に近接させて、しかも隣接するトラックとの信号の相互干渉を防ぐような凹凸パターンが求められる。
【００１４】
しかし、製造工程で汚染のリスクが少なく、かつ表面が平坦になるディスクリートトラック媒体の製造技術はいまだ 提案されていない。
【００１５】
本発明は、トラック密度の増加に伴い、技術的困難に直面している磁気記録装置におい
て、従来と同等以上の記録再生特性を確保しつつ、トラック密度を大幅に増加させ、しい
ては面記録密度を増加させようとするものである。特に、基板上に磁性層を成膜したのちに凹凸を形成するディスクリートトラック型磁気記録媒体において、従来の磁気層加工型と比較しその磁性層除去工程を排除することにより格段に製造工程を簡略化し、かつ汚染リスクがすくない製造方法と、ヘッド浮上特性に優れた有用なディスクリートトラック型磁気記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、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。すなわち本発明は以下に関する。
（１）非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）表面粗さが、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）磁気記録トラックが垂直磁気記録トラックであることを特徴とする（１）または（２）の磁気記録媒体。
（４）非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造方法であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部をＳｉを含む非磁性合金で形成し、該非磁性合金を形成するにあたり、磁性層上にＳｉを成膜した後、加熱もしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射することにより、磁性層にＳｉを拡散させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（５）（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体と、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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁性層加工型ディスクリートトラック磁気記録媒体において、ヘッド浮上の安定性を確保できて、優れたトラック分離性能を有し、隣接トラック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供することができる。また、従来非常に製造工程が複雑とされてきた磁性層加工型の磁性層除去のためのドライエッチング工程を省くことができるため、生産性向上に大きく寄与できる。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体を使用しているのでヘッドの浮上特性に優れており、トラック分離性能に優れ、隣接トラック間の信号干渉の影響を受けないので、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、本発明のディスクリート型磁気記録媒体の断面構造について説明する。
【００２０】
図１に本発明のディスクリート型磁気記録媒体の断面構造を示す。本発明の磁気記録媒体３０は、非磁性基板１の表面に軟磁性層および中間層２、磁気的パターンが形成された磁性層３および非磁性化層４と保護膜層５が形成されており、さらに最表面に図示省略の潤滑膜が形成された構造を有している。
【００２１】
記録密度を高めるため、磁気的パターンを有する磁性層３の磁性部幅Ｗは１００ｎｍ以下、非磁性部幅Ｌは２００ｎｍ以下とすることが好ましい。従ってトラックピッチＰ（＝Ｗ＋Ｌ）は３００ｎｍ以下の範囲で、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くする。
【００２２】
本発明で使用する非磁性基板としては、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。中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラス等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。またこれら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、中でも０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
上記のような非磁性基板の表面に形成される磁性層は、面内磁気記録層でも垂直磁気記録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気記録層が好ましい。これら磁気記録層は主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。
【００２４】
例えば、面内磁気記録媒体用の磁気記録層としては、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。
【００２５】
垂直磁気記録媒体用の磁気記録層としては、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）等からなる裏打ち層と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどの配向制御膜と、必要によりＲｕ等の中間膜、及び６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる磁性層を積層したものを利用することがきる。
【００２６】
磁気記録層の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とする。磁気記録層は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。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。
【００２７】
通常、磁気記録層はスパッタ法により薄膜として形成する。
【００２８】
磁気記録層の表面には保護膜層５が形成されている。保護膜層としては、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨｘＣ）、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ＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜層材料を用いることができる。また、保護膜層が２層以上の層から構成されていてもよい。
【００２９】
保護膜層３の膜厚は１０ｎｍ未満とする必要がある。保護膜層の膜厚が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。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。
【００３０】
保護膜層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の厚さで潤滑層を形成する。
【００３１】
次に、本発明のディスクリート型磁気記録媒体の製造方法を具体的に説明する。
【００３２】
磁気記録媒体の製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からも磁性膜層の形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。また、基板サイズも特に限定しない。
【００３３】
本発明ではこの基板の表面に、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、保護層としてＣａｒｂｏｎを成膜する。その後レジストを塗布しパターンを形成後、パターンの凹部にあたる部分のレジストとＣａｒｂｏｎを反応性イオンエッチングによって除去後、磁性層上にＳｉを製膜しその後 加熱するもしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射しその下層にある磁性層に拡散させ、磁性層中へＳｉを拡散合金化させてトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジストを除去して保護層を再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造する。
上記Ｓｉの製膜にはスパッタリング法を用いた。また、イオンビーム照射においては、Ａｒ，Ｋｒなどの不活性原子であればよい。本発明ではＡｒを用いた。
【００３４】
なお、前記レジスト塗布後のパターン形成には、基板もしくは磁性層に続いて製膜される保護膜に直接スタンパーを密着させ、高圧でプレスすることにより、保護膜表面にトラック形状の凹凸を形成する。あるいは熱硬化型樹脂、ＵＶ硬化型樹脂などを利用して形成した凹凸パターンでも構わない。
【００３５】
前記のプロセスで用いられるスタンパー 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、材料としてはプロセスに耐えうる硬度、耐久性が要求される。たとえばＮｉなどが使用できるが、前述の目的に合致するものであれば材料は問わない。スタンパーには、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形成する。
【００３６】
レジストの除去に際しては、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリングなどの手法を用いて表面のレジスト、保護層の一部を除去する。これらの処理の結果磁気的パターンが形成された磁性層ならびに保護層の一部が残る。条件を選ぶことにより保護層まで完全に除去しパターンが形成された磁性層のみを残すことも可能である。
【００３７】
磁気記録媒体の各層のうち、保護膜層３以外の形成には一般的に成膜方法として使用されるＲＦスパッタリング法やＤＣスパッタリング法などの使用が可能である。
【００３８】
一方、保護膜層の形成は、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。
【００３９】
次に、本発明の磁気記録再生装置の構成を図５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物理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。
【実施例】
【００４０】
（比較例１）
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）は２オングストロームである。
【００４１】
該ガラス基板にプレエンボス層として通常のＲＦスパッタリング法を用いてＳｉＯ２膜を２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００４２】
次に、あらかじめ用意していたＮｉ製スタンパーを用いてインプリントを施した。スタンパーはＴｒａｃｋ ｐｉｔｃｈが１００ｎｍのものを用意した。グルーブの深さはいずれも２０ｎｍに調整した。それぞれのスタンパーを使用してインプリントを実施した。
【００４３】
次いで、イオンビームエッチングを用いて、ＳｉＯ２層をエッチングした。ＳｉＯ２層の薄い部分は基板まで深くエッチングされて、スタンパーによる凹凸に準じた凹凸パターンを基板表面に形成した。
【００４４】
これらの基板表面に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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜の順に薄膜を積層した。
【００４５】
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１５０ÅＣ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。このサンプルを比較例１としエンボス加工型の例として製造した。
（比較例２）
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）は２オングストロームである。
【００４６】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部の磁性層を真空装置内でイオンミリングにより除去し、残った凸のレジストを剥離、除去した磁性層部への埋め込みを目的としてカーボンを成膜した。その後Ｐ−ＣＶＤ法によりＣａｒｂｏｎを４ｎｍ製膜して潤滑材を塗布した。イオンビームエッチングを用いて表面平滑化を実施した。あらかじめ１×１０−４Ｐａまで排気した真空チャンバー内にサンプルを入れ、分圧が５ＰａになるようにＡｒガスを導入した。サンプルに対して３００ＷのＲＦ電圧を印加し、サンプル表面をエッチングした。このサンプルを比較例２とし磁性層加工型の例として製造した。
【００４７】
埋め込みプロセスにおいては、埋め込み材料は非磁性材料を用いる。本サンプル作製においてはＳｉＯ２を使用した。製膜にはスパッタリング手法を用いた。
（実施例１〜５）
比較例２と同様に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）は２オングストロームである。
【００４８】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部のレジストのみを反応性エッチング法にて除去し、Ｓｉをスパッタリング法により成膜しその後、加熱し磁性層にＳｉを拡散させトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジスト及び保護膜を除去して再度 保護層を４ｎｍを再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。これらのサンプルを実施例１〜５とした。Ｓｉの膜厚や加熱条件などは表１に示した。
（実施例６〜１０）
比較例２と同様に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）は２オングストロームである。
【００４９】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部のレジストのみを反応性エッチング法にて除去し、Ｓｉをスパッタリング法により成膜しその後、イオンビームにてＡｒイオンをＳｉ表面に照射し磁性層にＳｉを拡散させトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジスト及び保護膜を除去して再度 保護層を４ｎｍを再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。これらのサンプルを実施例６〜１０とした。Ｓｉの膜厚や加熱条件などは表１に示した。
（比較例３及び４）
Ｓｉを成膜後 加熱しない、イオンビームによるＡｒ照射をしない以外、実施例１〜１０と同様な作製方法で比較例３および４を製造した。このときＳｉ膜厚はそれぞれ５０，３００Åとした。
【００５０】
実施例１〜１０、比較例１、２、３，４についてスピンスタンドを用いて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。７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。実施例１〜１０は比較例１、２にくらべ、ＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈといったＲＷ特性が大幅に改善していることがわかった。これはヘッド浮上特性が安定し所定の浮上高さにてＲＷできたためと考えられる。また、ＳＮＲ，３Ｔ−ｓｑｕａｓｈなどのＲＷ特性が確認されたことにより実施例１〜１０の各サンプルは、トラック間の非磁性部による分離が確認され、凹凸状に形成されたレジストのパターン形状に応じた磁性部、非磁性部の磁気的パターンがＳｉの拡散により実施例のサンプルの磁性層部に形成されたことも確認された。一方、比較例３，４は、実施例１〜１０のサンプルに対してＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈともに著しく悪く、Ｓｉが拡散されていないため磁気的パターンが形成されていないことがわかる。
【００５１】
電磁変換特性の測定終了後、実施例１〜１０、比較例１、２、３、４についてＡＦＭを用いて表面粗さを測定した。Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製ＡＦＭを用い、１０μｍ視野にて本実施例および比較例にて作成された垂直時記録媒体用非磁性基板の粗さ（Ｒａ）を評価する。その他の設定は、解像度２５６×２５６タッピングモード、掃印速度１μｍ／ｓｅｃにて行った。その結果を表１に記載した。実施例１〜１０は、比較例１，２と比較し表面粗さが著しく低い値を示し、これによりヘッド浮上が安定したと考えられる。
【００５２】
実施例１〜１０及び比較例１，２、３，４のグライドアバランチ特性を評価した。評価には、グライドライト社製５０％スライダーヘッドをもちい、ソニーテクトロ社製ＤＳ４１００装置にて測定した。測定結果を表１にしめす。実施例１〜１０は比較例１，２に対してグライドアバランチが低く ヘッド浮上特性が良好であることがわかる。
【００５３】
この実施例１〜１０と比較例１、２、３、４との比較から、本発明により、Ｓｉを含む合金をパターンの物理的分離を目的とする非磁性部につくることにより簡便にディスクリート媒体が製造でき、表面粗さが十分低く、ヘッド浮上を安定させられることが明らかになった。この実施例と比較例の比較から明らかなように表面粗さをなるべく低く製造することはヘッド浮上を安定化させるために重要な因子であり、本発明においては、その表面粗さがＲａ≦２ｎｍさらに好ましくは、Ｒａ≦１．５ｎｍであることが望ましい。また、本発明が、パターン化された非磁性、磁性層を分離する手法として有効な手段であることは明白であり、ディスクリート法よりさらに高記録密度をめざしたパターンド媒体の製造にも有効であることも実証された。
【００５４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の磁気記録媒体の断面構造を示す図である。
【図２】本発明の磁気記録再生装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 非磁性基板
２ 軟磁性層および中間層
３ 磁気記録層
４ 非磁性化層
５ 保護層
２６ 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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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ヘッドなども導入され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、そのために磁気記録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。
【０００３】
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、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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、あるい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。
【０００７】
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１参照。）。
【０００８】
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、凸部領域に周囲と磁気的に分断された磁気記録領域が形成されている。
【０００９】
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。
【００１０】
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やすいという欠点がありかつ製造工程が非常に複雑であった。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にくいが基板に形成された凹凸形状が成膜された膜にも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。
【特許文献１】特開２００４−１６４６９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８７９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１７８７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
エンボス加工型製造法では、基板に凹凸形状を形成し、その上に磁性層、保護層を形成するためその表面にそのまま凹凸形状が引き継がれ平坦な表面を実現するのは容易ではない。
【００１２】
一方、磁気層加工型によるディスクリートトラック型磁気記録媒体は、基板表面に記録用の磁性層を形成し、その後磁気的パターンを形成するため、半導体などで利用されているインプリント法によりパターン形成した後に非磁性部となるべき部分をたとえばドライエッチングして、その後ＳｉＯ２やカーボン非磁性材料を埋めこみ、表面を平坦化処理してさらにその表面を保護膜層で覆ったうえ、潤滑層を形成した構造を有している。このような磁気エッチング型ディスクリートトラック媒体は、製造工程が複雑で、汚染の原因になるばかりでなく、平坦な表面を実現できない。
【００１３】
一般に このような構造の磁気記録媒体では、保護膜層が薄くなるほどヘッドと磁性層との距離が短くなるため、ヘッドでの信号の出入力が大きくなり、記録密度も高めることができる。また、トラック内のピット密度は凹凸状の保護膜層表面を走るヘッドの浮上高さにより定まる。従って、いかにして安定したヘッド浮上を保つかは、高記録密度を達成するためには重要な課題である。従って、安定したヘッド浮上を保ちつつ、ヘッドをなるべく磁性層に近接させて、しかも隣接するトラックとの信号の相互干渉を防ぐような凹凸パターンが求められる。
【００１４】
しかし、製造工程で汚染のリスクが少なく、かつ表面が平坦になるディスクリートトラック媒体の製造技術はいまだ 提案されていない。
【００１５】
本発明は、トラック密度の増加に伴い、技術的困難に直面している磁気記録装置におい
て、従来と同等以上の記録再生特性を確保しつつ、トラック密度を大幅に増加させ、しい
ては面記録密度を増加させようとするものである。特に、基板上に磁性層を成膜したのちに凹凸を形成するディスクリートトラック型磁気記録媒体において、従来の磁気層加工型と比較しその磁性層除去工程を排除することにより格段に製造工程を簡略化し、かつ汚染リスクがすくない製造方法と、ヘッド浮上特性に優れた有用なディスクリートトラック型磁気記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、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。すなわち本発明は以下に関する。
（１）非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）表面粗さが、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。
（３）磁気記録トラックが垂直磁気記録トラックであることを特徴とする（１）または（２）の磁気記録媒体。
（４）非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造方法であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部をＳｉを含む非磁性合金で形成し、該非磁性合金を形成するにあたり、磁性層上にＳｉを成膜した後、加熱もしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射することにより、磁性層にＳｉを拡散させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（５）（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体と、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。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、磁性層加工型ディスクリートトラック磁気記録媒体において、ヘッド浮上の安定性を確保できて、優れたトラック分離性能を有し、隣接トラック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供することができる。また、従来非常に製造工程が複雑とされてきた磁性層加工型の磁性層除去のためのドライエッチング工程を省くことができるため、生産性向上に大きく寄与できる。
【００１８】
また、本発明の磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体を使用しているのでヘッドの浮上特性に優れており、トラック分離性能に優れ、隣接トラック間の信号干渉の影響を受けないので、高記録密度特性に優れた磁気記録再生装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
まず、本発明のディスクリート型磁気記録媒体の断面構造について説明する。
【００２０】
図１に本発明のディスクリート型磁気記録媒体の断面構造を示す。本発明の磁気記録媒体３０は、非磁性基板１の表面に軟磁性層および中間層２、磁気的パターンが形成された磁性層３および非磁性化層４と保護膜層５が形成されており、さらに最表面に図示省略の潤滑膜が形成された構造を有している。
【００２１】
記録密度を高めるため、磁気的パターンを有する磁性層３の磁性部幅Ｗは１００ｎｍ以下、非磁性部幅Ｌは２００ｎｍ以下とすることが好ましい。従ってトラックピッチＰ（＝Ｗ＋Ｌ）は３００ｎｍ以下の範囲で、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くする。
【００２２】
本発明で使用する非磁性基板としては、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。中でもＡｌ合金基板や結晶化ガラス等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。またこれら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、中でも０．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
上記のような非磁性基板の表面に形成される磁性層は、面内磁気記録層でも垂直磁気記録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気記録層が好ましい。これら磁気記録層は主としてＣｏを主成分とする合金から形成するのが好ましい。
【００２４】
例えば、面内磁気記録媒体用の磁気記録層としては、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。
【００２５】
垂直磁気記録媒体用の磁気記録層としては、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）等からなる裏打ち層と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどの配向制御膜と、必要によりＲｕ等の中間膜、及び６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる磁性層を積層したものを利用することがきる。
【００２６】
磁気記録層の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とする。磁気記録層は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。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。
【００２７】
通常、磁気記録層はスパッタ法により薄膜として形成する。
【００２８】
磁気記録層の表面には保護膜層５が形成されている。保護膜層としては、炭素（Ｃ）、水素化炭素（ＨｘＣ）、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ＳｉＯ２、Ｚｒ２Ｏ３、ＴｉＮなど、通常用いられる保護膜層材料を用いることができる。また、保護膜層が２層以上の層から構成されていてもよい。
【００２９】
保護膜層３の膜厚は１０ｎｍ未満とする必要がある。保護膜層の膜厚が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。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。
【００３０】
保護膜層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の厚さで潤滑層を形成する。
【００３１】
次に、本発明のディスクリート型磁気記録媒体の製造方法を具体的に説明する。
【００３２】
磁気記録媒体の製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からも磁性膜層の形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。また、基板サイズも特に限定しない。
【００３３】
本発明ではこの基板の表面に、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、保護層としてＣａｒｂｏｎを成膜する。その後レジストを塗布しパターンを形成後、パターンの凹部にあたる部分のレジストとＣａｒｂｏｎを反応性イオンエッチングによって除去後、磁性層上にＳｉを製膜しその後 加熱するもしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射しその下層にある磁性層に拡散させ、磁性層中へＳｉを拡散合金化させてトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジストを除去して保護層を再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造する。
上記Ｓｉの製膜にはスパッタリング法を用いた。また、イオンビーム照射においては、Ａｒ，Ｋｒなどの不活性原子であればよい。本発明ではＡｒを用いた。
【００３４】
なお、前記レジスト塗布後のパターン形成には、基板もしくは磁性層に続いて製膜される保護膜に直接スタンパーを密着させ、高圧でプレスすることにより、保護膜表面にトラック形状の凹凸を形成する。あるいは熱硬化型樹脂、ＵＶ硬化型樹脂などを利用して形成した凹凸パターンでも構わない。
【００３５】
前記のプロセスで用いられるスタンパー 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、材料としてはプロセスに耐えうる硬度、耐久性が要求される。たとえばＮｉなどが使用できるが、前述の目的に合致するものであれば材料は問わない。スタンパーには、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形成する。
【００３６】
レジストの除去に際しては、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリングなどの手法を用いて表面のレジスト、保護層の一部を除去する。これらの処理の結果磁気的パターンが形成された磁性層ならびに保護層の一部が残る。条件を選ぶことにより保護層まで完全に除去しパターンが形成された磁性層のみを残すことも可能である。
【００３７】
磁気記録媒体の各層のうち、保護膜層３以外の形成には一般的に成膜方法として使用されるＲＦスパッタリング法やＤＣスパッタリング法などの使用が可能である。
【００３８】
一方、保護膜層の形成は、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。
【００３９】
次に、本発明の磁気記録再生装置の構成を図５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物理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。
【実施例】
【００４０】
（比較例１）
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）は２オングストロームである。
【００４１】
該ガラス基板にプレエンボス層として通常のＲＦスパッタリング法を用いてＳｉＯ２膜を２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００４２】
次に、あらかじめ用意していたＮｉ製スタンパーを用いてインプリントを施した。スタンパーはＴｒａｃｋ ｐｉｔｃｈが１００ｎｍのものを用意した。グルーブの深さはいずれも２０ｎｍに調整した。それぞれのスタンパーを使用してインプリントを実施した。
【００４３】
次いで、イオンビームエッチングを用いて、ＳｉＯ２層をエッチングした。ＳｉＯ２層の薄い部分は基板まで深くエッチングされて、スタンパーによる凹凸に準じた凹凸パターンを基板表面に形成した。
【００４４】
これらの基板表面に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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜の順に薄膜を積層した。
【００４５】
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１５０ÅＣ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。このサンプルを比較例１としエンボス加工型の例として製造した。
（比較例２）
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）は２オングストロームである。
【００４６】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部の磁性層を真空装置内でイオンミリングにより除去し、残った凸のレジストを剥離、除去した磁性層部への埋め込みを目的としてカーボンを成膜した。その後Ｐ−ＣＶＤ法によりＣａｒｂｏｎを４ｎｍ製膜して潤滑材を塗布した。イオンビームエッチングを用いて表面平滑化を実施した。あらかじめ１×１０−４Ｐａまで排気した真空チャンバー内にサンプルを入れ、分圧が５ＰａになるようにＡｒガスを導入した。サンプルに対して３００ＷのＲＦ電圧を印加し、サンプル表面をエッチングした。このサンプルを比較例２とし磁性層加工型の例として製造した。
【００４７】
埋め込みプロセスにおいては、埋め込み材料は非磁性材料を用いる。本サンプル作製においてはＳｉＯ２を使用した。製膜にはスパッタリング手法を用いた。
（実施例１〜５）
比較例２と同様に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）は２オングストロームである。
【００４８】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部のレジストのみを反応性エッチング法にて除去し、Ｓｉをスパッタリング法により成膜しその後、加熱し磁性層にＳｉを拡散させトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジスト及び保護膜を除去して再度 保護層を４ｎｍを再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。これらのサンプルを実施例１〜５とした。Ｓｉの膜厚や加熱条件などは表１に示した。
（実施例６〜１０）
比較例２と同様に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）は２オングストロームである。
【００４９】
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、Ｐ−ＣＶＤ法を用いてＣ（カーボン）保護膜層、フッ素系潤滑膜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、Ｃ（カーボン）保護膜層は平均４ｎｍとした。その後磁性層加工型処理により磁気的パターンを形成した。すなわち、熱硬化性樹脂のレジストを塗布しパターンに対応する凹凸を形成後、凹部のレジストのみを反応性エッチング法にて除去し、Ｓｉをスパッタリング法により成膜しその後、イオンビームにてＡｒイオンをＳｉ表面に照射し磁性層にＳｉを拡散させトラック間距離に合わせて設計された磁気的なパターンを形成後、レジスト及び保護膜を除去して再度 保護層を４ｎｍを再形成後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。これらのサンプルを実施例６〜１０とした。Ｓｉの膜厚や加熱条件などは表１に示した。
（比較例３及び４）
Ｓｉを成膜後 加熱しない、イオンビームによるＡｒ照射をしない以外、実施例１〜１０と同様な作製方法で比較例３および４を製造した。このときＳｉ膜厚はそれぞれ５０，３００Åとした。
【００５０】
実施例１〜１０、比較例１、２、３，４についてスピンスタンドを用いて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。７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。実施例１〜１０は比較例１、２にくらべ、ＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈといったＲＷ特性が大幅に改善していることがわかった。これはヘッド浮上特性が安定し所定の浮上高さにてＲＷできたためと考えられる。また、ＳＮＲ，３Ｔ−ｓｑｕａｓｈなどのＲＷ特性が確認されたことにより実施例１〜１０の各サンプルは、トラック間の非磁性部による分離が確認され、凹凸状に形成されたレジストのパターン形状に応じた磁性部、非磁性部の磁気的パターンがＳｉの拡散により実施例のサンプルの磁性層部に形成されたことも確認された。一方、比較例３，４は、実施例１〜１０のサンプルに対してＳＮＲや３Ｔ−ｓｑｕａｓｈともに著しく悪く、Ｓｉが拡散されていないため磁気的パターンが形成されていないことがわかる。
【００５１】
電磁変換特性の測定終了後、実施例１〜１０、比較例１、２、３、４についてＡＦＭを用いて表面粗さを測定した。Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製ＡＦＭを用い、１０μｍ視野にて本実施例および比較例にて作成された垂直時記録媒体用非磁性基板の粗さ（Ｒａ）を評価する。その他の設定は、解像度２５６×２５６タッピングモード、掃印速度１μｍ／ｓｅｃにて行った。その結果を表１に記載した。実施例１〜１０は、比較例１，２と比較し表面粗さが著しく低い値を示し、これによりヘッド浮上が安定したと考えられる。
【００５２】
実施例１〜１０及び比較例１，２、３，４のグライドアバランチ特性を評価した。評価には、グライドライト社製５０％スライダーヘッドをもちい、ソニーテクトロ社製ＤＳ４１００装置にて測定した。測定結果を表１にしめす。実施例１〜１０は比較例１，２に対してグライドアバランチが低く ヘッド浮上特性が良好であることがわかる。
【００５３】
この実施例１〜１０と比較例１、２、３、４との比較から、本発明により、Ｓｉを含む合金をパターンの物理的分離を目的とする非磁性部につくることにより簡便にディスクリート媒体が製造でき、表面粗さが十分低く、ヘッド浮上を安定させられることが明らかになった。この実施例と比較例の比較から明らかなように表面粗さをなるべく低く製造することはヘッド浮上を安定化させるために重要な因子であり、本発明においては、その表面粗さがＲａ≦２ｎｍさらに好ましくは、Ｒａ≦１．５ｎｍであることが望ましい。また、本発明が、パターン化された非磁性、磁性層を分離する手法として有効な手段であることは明白であり、ディスクリート法よりさらに高記録密度をめざしたパターンド媒体の製造にも有効であることも実証された。
【００５４】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の磁気記録媒体の断面構造を示す図である。
【図２】本発明の磁気記録再生装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 非磁性基板
２ 軟磁性層および中間層
３ 磁気記録層
４ 非磁性化層
５ 保護層
２６ 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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
表面粗さが、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
磁気記録トラックが垂直磁気記録トラックであることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造方法であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部をＳｉを含む非磁性合金で形成し、該非磁性合金を形成するにあたり、磁性層上にＳｉを成膜した後、加熱もしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射することにより、磁性層にＳｉを拡散させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体と、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。
【請求項１】
非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部がＳｉを含む非磁性合金であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
表面粗さが、０．１ｎｍ≦Ｒａ≦２．０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
磁気記録トラックが垂直磁気記録トラックであることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性基板の少なくとも一方の表面に、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ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造方法であって、磁気記録トラック及びサーボ信号パターン部を物理的に分離することを目的とする非磁性部をＳｉを含む非磁性合金で形成し、該非磁性合金を形成するにあたり、磁性層上にＳｉを成膜した後、加熱もしくは、不活性イオンをＳｉ表面に照射することにより、磁性層にＳｉを拡散させることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体と、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。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−２２０１６４（Ｐ２００７−２２０１６４Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３６９５６（Ｐ２００６−３６９５６）
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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