磁気記録媒体の製造方法、及び磁気記録再生装置
【課題】 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において、従来の物理的な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】 磁気記録媒体の製造方法を、非磁性基板に磁性層を形成する工程、磁性層の上にマスク層を形成する工程、マスク層の上にレジスト層を形成する工程、レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で有するようにする。
【解決手段】 磁気記録媒体の製造方法を、非磁性基板に磁性層を形成する工程、磁性層の上にマスク層を形成する工程、マスク層の上にレジスト層を形成する工程、レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で有するようにする。
【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の製造方法、及び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、凸部領域に周囲と物理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。
【００１１】
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イオンや酸素イオンを注入し、または、レーザを照射することにより形成する方法が開示されている（特許文献４参照。）。しかしながら、この方法で形成した磁気トラック間領域は、飽和磁化が低いものの保磁力が高いため、不十分な磁化状態がのこり、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生じていた。
【００１２】
さらに、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の製造において、磁気記録パターンをイオン照射によるエッチングで形成することが開示されている（非特許文献１参照。）。しかしながら、この方法においても、製造工程における磁気記録媒体の汚染が発生し、また、表面の平滑性が低下するといった問題点があった。
【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
【特許文献４】特開平５−２０５２５７号公報
【非特許文献１】信学技報、IEICE Technical Report MR2005-55(2006-02)、２１頁〜２６頁（社団法人 電子情報通信学会）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、記録密度の増加に伴い、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、記録密度を大幅に増加させ、また磁気記録パターン間領域の保磁力、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、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対して、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磁気記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、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、前記製造方法は、前記非磁性基板に磁性層を形成する工程、前記磁性層の上にマスク層を形成する工程、前記マスク層の上にレジスト層を形成する工程、前記レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、前記マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、前記レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓが、下記式（１）を満たすことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
（Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示す。）
（３）磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌが、下記式（２）を満たすことを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２ ・・・式（２）
（Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。）
（４）磁性層の上に形成するマスク層が、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、一層以上を含むことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）磁性層の上に形成するマスク層が、多層構造であることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６）磁性層の上に形成するマスク層がＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料であり、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７）磁性層の上に形成するマスク層がＮｉを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８）磁性層の上に形成するマスク層がＳｎまたはＧａを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣｌを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９）磁性層の上に形成するマスク層がＧｅを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＢｒを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１０）レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層の凹部の厚さが、０〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）〜（９）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１）レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度が、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内であることを特徴とする（１）〜（１０）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１２）レジスト層に用いる材料が、放射線照射により硬化性を有する材料であり、レジスト層にスタンプを用いてパターンを転写する工程に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層に放射線を照射することを特徴とする（１）〜（１１）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１３）放射線が紫外線であることを特徴とする（１２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１４）（１）〜（１３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造した磁気記録媒体と、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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁性層を非磁性基板上に成膜したのちに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、磁性層加工型における磁性層除去のためのドライエッチング工程、および、その後の埋め込み工程、ならびに、エッチングで除去された部分の再埋め込み成膜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。
【００１６】
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、磁気記録パターン分離性能に優れ、隣接パターン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】
【００１７】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法を、ディスクリート型磁気記録媒体を例にして具体的に説明する。
【００１８】
図１に本発明の例として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は、非磁性基板１００の表面に軟磁性層および中間層２００、磁気的パターンが形成された磁性層３００および非磁性化層４００と保護膜層５００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。
【００１９】
本願発明の製造方法に係わる磁気記録媒体は、記録密度を高めるため、磁気的パターンを有する磁性層３００の磁性部幅Ｗは２００ｎｍ以下、非磁性部幅Ｌは１００ｎｍ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。
【００２０】
本発明の製造方法で使用する非磁性基板１００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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
磁気記録層３００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。
【００２５】
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。
【００２６】
磁気記録層の表面には保護膜層５００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。
【００２７】
保護膜層５００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。
【００２８】
本願発明では、磁気記録トラック、サーボ信号パターン部、または、磁気記録ビットを磁気的に分離する非磁性部を、すでに成膜された磁性層にイオンを注入し磁性層を非磁性化することにより形成することを特徴とする。こ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により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。
【００２９】
本願発明で、磁性層を部分的に非磁性化するとは、磁性層に部分的にイオンを注入して、その結晶構造を変えて磁性を失わせることの他、磁性層に部分的にイオンを注入して磁性層を非晶質化することにより磁性を失わせることも可能である。ここで非晶質化とは、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。そして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、ハローパターンが認められるのみの状態とする。
【００３０】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法を、図２を用いて説明する。本願発明は、図２に示すように、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であって、この製造方法は、非磁性基板１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の動きを示す。）、マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程Ｅ、レジスト層４側表面から磁性層２にイオン６を注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程Ｆ（符号７は磁性層で部分的に非磁性化した箇所を示す。）、レジスト層４およびマスク層３を除去する工程Ｇをこの順で有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００３１】
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７により分離された状態を指す。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、本願発明の、磁気的に分離した磁気記録パターンの概念に含まれる。また、本願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。
【００３２】
この中で本願発明は、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。
【００３３】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録パターン部を磁気的に分離するのに際して、従来の製造方法とは異なり、ドライエッチングや、スタンプ加工等による、磁気記録パターンを物理的に分離する工程を有さないことを特徴とする。これにより、磁気記録媒体表面の高い平滑度を達成することが可能となり、また磁性膜をエッチングすることにともなう、表面汚染を低減させることができる。また、本願発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録パターン形成のためのイオン注入に、磁性層の上にスパッタ法等で形成したマスク層を用いるため、マスク層として利用できる材料の選択肢が多くなり、磁性層にイオン注入を行う際のイオンの遮蔽性を高めることが可能となり、これにより、形成する磁気記録パターンの形成特性が高まり、磁気記録パターン間領域の保磁力、残留磁化を極限まで低減させ、磁気記録の際の書きにじみを低減することができる。
【００３４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓは、下記式（１）を満たすことが好ましい。また遮蔽性Ｓは、より好ましくは、０．８≦Ｓ≦１、の範囲内とする。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
なお、式（１）において、Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示している。本願発明で、遮蔽性Ｓが０．５より小さくなると、磁性・非磁性領域分離が不十分となり不明瞭な磁気パターンとなる問題が生じやすくなる。なお、遮蔽性Ｓの上限は１である。
【００３５】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌは、下記式（２）を満たすことが好ましい。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２・・・式（２）
なお、式（２）において、Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。磁気記録パターン形成特性Ｌが０．２より大きくなると、所定のトラック幅より広い記録幅となり隣接トラック間干渉の問題が生じやすくなる。なお、磁気記録パターン形成特性Ｌの下限は０である。
【００３６】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、磁性層の上に形成するマスク層は、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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌ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が容易であるため、図２の工程Ｇにおいて、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。
【００３７】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、これらの物質の中で、マスク層として、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。
【００３８】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、マスク層を多層構造とするのが好ましい。このような構造とすることにより、エッチング選択比の小さいレジストを用いてもレジスト直下のマスク層を一度加工し、さらにそれをマスクとして２層目のマスク加工を容易にする効果が得られ、生産性に寄与できる。例えば、１層目のマスク層をＮｉとし、２層目のマスク層をＷやＴａとした積層構造を用いるのが好ましい。
【００３９】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層をＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料とし、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｆを含むガスとしては、フッ素ガスの他に、ＣＦ4ガスを用いるのが好ましい。これらのガスは、マスク層を効率よくドライエッチングできると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。例えば、ＣＦ4ガスを用いてＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓを含む層をドライエッチングした場合、これらの元素を、ＴａＦ5、ＷＦ6、ＭｏＦ6、ＴｉＦ4、ＮｂＦ5、ＡｓＦ5としてガス化して除去することが可能である。
【００４０】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、Ｎｉを含む材料とし、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程、もしくは、硝酸をふくむエッチング液によるウェットエッチングとするのが好ましい。ＣＯガスは、Ｎｉを含むマスク層を効率よくＮｉ（ＣＯ）4ガスに変換してエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。ウェットエッチングの場合は、適時マスク下層にエッチング液に反応しないＣｏ、Ｃｒ、Ａｕなどの金属合金薄膜を成膜するなどの工夫により選択的にエッチングできる。
【００４１】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、ＳｎまたはＧａを含む材料とし、マスク層を除去する工程を、Ｃｌを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｃｌを含むガスとは例えば塩素ガスであるが、塩素ガスは、ＳｎまたはＧａを含むマスク層を効率よく、ＳｎＣｌ4、ＧａＣｌ3ガスに変換しエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。
【００４２】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、Ｇｅを含む材料とし、マスク層を除去する工程を、Ｂｒを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｂｒを含むガスとは例えば臭素ガスであるが、臭素ガスは、Ｇｅを含むマスク層を効率よく、ＧｅＢｒ4ガスに変換してエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。
【００４３】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄで示した、レジスト層４に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層４の凹部の厚さ８を、０〜１０ｎｍの範囲内とするのが好ましい。レジスト層４の凹部の厚さ８をこの範囲とすることにより、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。
【００４４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄで示した、レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度θを、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内とするのが好ましい。凹部を形成するレジスト層側部の角度θをこのような範囲とすることにより、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。なお、凹部を形成するレジスト層側部は曲面となる場合が多いが、その場合の基板面に対する角度θは、曲面を平均した平面における角度θとする。
【００４５】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄのレジスト層４に用いる材料を、放射線照射により硬化性を有する材料とし、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に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層４に放射線を照射するのが好ましい。このような製造方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り、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。本願発明の放射線とは、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。
【００４６】
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に際して、レジスト層の流動性が高い状態で、レジスト層にスタンプを押圧し、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を硬化させ、その後、スタンプをレジスト層から離すことにより、スタンプの形状を精度良く、レジスト層に転写することが可能となる。レジスト層にスタンプを押圧した状態で、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、スタンプ側から放射線を照射する方法、スタンプ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。本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、この中で特に、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のが好ましい。
【００４７】
こ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により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。
【００４８】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、注入するイオンとしては、好ましくは、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ，Ｆ，Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｋｒ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｗ，Ａｓ，Ｇｅ，Ｍｏ，Ｓｎからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、より好ましくは、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ，Ｆ，Ｎ，Ｈ，Ｃからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、もしくは、Ｓｉ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｗからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、最も好ましくは、Ｓｉ、Ｋｒ、Ａｒイオンを用いる。
【００４９】
注入するイオンとして、ＯやＮを用いた場合は、ＯやＮの原子半径が小さいためその注入効果が小さく、磁気トラック間領域に磁化状態が残留してしまう。また、注入するイオンとして、ＯやＮを用いた場合は、磁性層を窒化、または、酸化させるため、磁気トラック間領域の保磁力を高め、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生ずる。すなわち、これらのイオンを用いた場合、本願発明で用いる注入イオンのように、磁性層を非磁性化、すなわち、磁性層のＣｏ（００２）またはＣｏ（１１０）ピークの低減や、磁性層の非晶質化をはかることは難しい。
【００５０】
本願発明では、磁性層へのイオンの注入を、磁性層の上に保護膜を形成する前に行っても良いし、また後磁性層の上に保護層を形成した後に行っても良い。磁性層の上に保護膜を形成する前にイオン注入を行った場合は、その後に、保護膜を成膜するのが好ましい。
【００５１】
本願発明では、磁性層へのイオンの注入を、磁性層の上に保護膜を形成した後に行うのが好ましい。このような工程を採用することにより、イオン注入を行った後に、保護膜を形成する必要がなくなり、製造工程が簡便になり、生産性の向上および磁気記録媒体の製造工程における汚染の低減の効果が得られる。
【００５２】
上記イオンビームによるイオンの注入には、市販のイオン注入器を用いて磁性層に注入する。本発明でイオンの注入に際しては、磁性層の深さ方向の中心部付近をねらって注入し磁性層の深さ方向にある程度原子が分布するように考慮したが、磁性層へイオンを注入しその部分の磁化を非磁性化することが目的であるので、侵入深さは特に限定しない。イオン注入深さは、そのイオン注入器での加速電圧により、侵入させる深さに対して適時決定される。
【００５３】
本願発明の、レジスト層およびマスク層の除去に際しては、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るのが好ましい。また、レジスト層およびマスク層の除去に際しては、保護層を有する場合は保護層の一部まで含めて、また保護層を有さない場合は、磁性層の一部まで含めて除去するのが好ましい。
【００５４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、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。
【００５５】
次に、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。本願発明で例示したディスクリートトラック型磁気記録媒体では、記録トラックを磁気的に不連続としたことによって、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。
【００５６】
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、従来用いられている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】
【００５７】
以下、本願発明の実施例を示す。
（実施例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。
【００５８】
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、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２ｎｍとした。
【００５９】
その上に、スパッタ法を用いてマスク層を形成した、マスク層にはＴａを用いて膜厚は６０ｎｍとした。
【００６０】
その上に、レジストをスピンコート法により塗布した。レジストには、紫外線硬化樹脂であるノボラック系樹脂を用いた。また膜厚は１００ｎｍとした。
【００６１】
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、レジスト層の層厚は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。
【００６２】
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。
【００６３】
その後、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入した。注入イオンはＡｒ、注入量は５×１０1６原子／ｃｍ2、加速電圧は２０ｋｅＶとした。
その後、レジスト、マスク層、及び保護膜の一部を除去し、再度ＣＶＤ法にてカーボン保護膜を４ｎｍ製膜し潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。
（実施例２〜２８）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料、および、マスク材の膜厚を表１のように変更した。また、実施例２８では、レジスト材をノボラック系樹脂から熱硬化性樹脂に変更し、また、硬化処理は、紫外線照射から、１５０℃における３０分間の加熱処理に変更した。
（比較例１）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料としてＳＯＧ（スピン・オン・グラス）を使用し、レジスト層を設けずに、ＳＯＧ層に直接、スタンプを用いてインプリントした。インプリントの圧力は、１８７ＭＰａ（約１．６６トン／ｃｍ２）とした。また、マスク層の硬化処理として、１５０℃における３０分間の加熱を行った。
（比較例２）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料として熱硬化性樹脂を使用し、レジスト層を設けずに、熱硬化性樹脂層に、スタンプを用いて、直接インプリントした。インプリントの圧力は、１２４ＭＰａ（約１．１０ｔ／ｃｍ２）とした。また、マスク層の硬化処理として、１５０℃における３０分間の加熱を行った。
【００６４】
製造した磁気記録媒体について、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。電磁変換特性として、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
【００６５】
なお、磁気記録パターン特性Ｌ、Ｌinitial、Ｌ afterは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製のＡＦＭ、および、ＭＦＭを用いて測定、算出した。ＡＦＭ、および、ＭＦＭの測定条件は、１０μｍ視野にて、解像度２５６×２５６タッピングモード、掃印速度１μｍ／秒にて行った。
【００６６】
評価結果を表１に示すが、例えば実施例１では、ＳＮＲは１２．６ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは８０％であり、電磁変換特性に優れた磁気記録媒体であった。これは磁気記録媒体の表面平滑性が高くヘッド浮上特性が安定し、また、磁気トラック間領域の磁化状態が所定の幅で完全に消失したためと考えられる。
【００６７】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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】本発明の磁気記録媒体の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の磁気記再生装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 磁気パターンにおける磁性部幅
Ｌ 磁気パターンにおける非磁性部幅
１００ 非磁性基板
２００ 軟磁性層および中間層
３００ 磁気記録層
４００ 非磁性化層
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 イオン注入
７ 磁性層で部分的に非磁性化した箇所
８ レジスト層の凹部の厚さ
θ 凹部を形成するレジスト層側部の角度
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
【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の製造方法、及び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、凸部領域に周囲と物理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。
【００１１】
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イオンや酸素イオンを注入し、または、レーザを照射することにより形成する方法が開示されている（特許文献４参照。）。しかしながら、この方法で形成した磁気トラック間領域は、飽和磁化が低いものの保磁力が高いため、不十分な磁化状態がのこり、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生じていた。
【００１２】
さらに、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の製造において、磁気記録パターンをイオン照射によるエッチングで形成することが開示されている（非特許文献１参照。）。しかしながら、この方法においても、製造工程における磁気記録媒体の汚染が発生し、また、表面の平滑性が低下するといった問題点があった。
【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
【特許文献４】特開平５−２０５２５７号公報
【非特許文献１】信学技報、IEICE Technical Report MR2005-55(2006-02)、２１頁〜２６頁（社団法人 電子情報通信学会）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、記録密度の増加に伴い、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、記録密度を大幅に増加させ、また磁気記録パターン間領域の保磁力、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、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対して、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磁気記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、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、前記製造方法は、前記非磁性基板に磁性層を形成する工程、前記磁性層の上にマスク層を形成する工程、前記マスク層の上にレジスト層を形成する工程、前記レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、前記マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、前記レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（２）磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓが、下記式（１）を満たすことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
（Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示す。）
（３）磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌが、下記式（２）を満たすことを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２ ・・・式（２）
（Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。）
（４）磁性層の上に形成するマスク層が、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、一層以上を含むことを特徴とする（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）磁性層の上に形成するマスク層が、多層構造であることを特徴とする（１）〜（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６）磁性層の上に形成するマスク層がＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料であり、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（７）磁性層の上に形成するマスク層がＮｉを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（８）磁性層の上に形成するマスク層がＳｎまたはＧａを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣｌを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（９）磁性層の上に形成するマスク層がＧｅを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＢｒを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１０）レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層の凹部の厚さが、０〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする（１）〜（９）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１１）レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度が、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内であることを特徴とする（１）〜（１０）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１２）レジスト層に用いる材料が、放射線照射により硬化性を有する材料であり、レジスト層にスタンプを用いてパターンを転写する工程に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層に放射線を照射することを特徴とする（１）〜（１１）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１３）放射線が紫外線であることを特徴とする（１２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（１４）（１）〜（１３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造した磁気記録媒体と、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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁性層を非磁性基板上に成膜したのちに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、磁性層加工型における磁性層除去のためのドライエッチング工程、および、その後の埋め込み工程、ならびに、エッチングで除去された部分の再埋め込み成膜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。
【００１６】
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、磁気記録パターン分離性能に優れ、隣接パターン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】
【００１７】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法を、ディスクリート型磁気記録媒体を例にして具体的に説明する。
【００１８】
図１に本発明の例として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は、非磁性基板１００の表面に軟磁性層および中間層２００、磁気的パターンが形成された磁性層３００および非磁性化層４００と保護膜層５００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。
【００１９】
本願発明の製造方法に係わる磁気記録媒体は、記録密度を高めるため、磁気的パターンを有する磁性層３００の磁性部幅Ｗは２００ｎｍ以下、非磁性部幅Ｌは１００ｎｍ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。
【００２０】
本発明の製造方法で使用する非磁性基板１００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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
磁気記録層３００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。
【００２５】
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。
【００２６】
磁気記録層の表面には保護膜層５００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。
【００２７】
保護膜層５００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。
【００２８】
本願発明では、磁気記録トラック、サーボ信号パターン部、または、磁気記録ビットを磁気的に分離する非磁性部を、すでに成膜された磁性層にイオンを注入し磁性層を非磁性化することにより形成することを特徴とする。こ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により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。
【００２９】
本願発明で、磁性層を部分的に非磁性化するとは、磁性層に部分的にイオンを注入して、その結晶構造を変えて磁性を失わせることの他、磁性層に部分的にイオンを注入して磁性層を非晶質化することにより磁性を失わせることも可能である。ここで非晶質化とは、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。そして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、ハローパターンが認められるのみの状態とする。
【００３０】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法を、図２を用いて説明する。本願発明は、図２に示すように、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であって、この製造方法は、非磁性基板１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の動きを示す。）、マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程Ｅ、レジスト層４側表面から磁性層２にイオン６を注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程Ｆ（符号７は磁性層で部分的に非磁性化した箇所を示す。）、レジスト層４およびマスク層３を除去する工程Ｇをこの順で有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００３１】
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７により分離された状態を指す。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、本願発明の、磁気的に分離した磁気記録パターンの概念に含まれる。また、本願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。
【００３２】
この中で本願発明は、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。
【００３３】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録パターン部を磁気的に分離するのに際して、従来の製造方法とは異なり、ドライエッチングや、スタンプ加工等による、磁気記録パターンを物理的に分離する工程を有さないことを特徴とする。これにより、磁気記録媒体表面の高い平滑度を達成することが可能となり、また磁性膜をエッチングすることにともなう、表面汚染を低減させることができる。また、本願発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録パターン形成のためのイオン注入に、磁性層の上にスパッタ法等で形成したマスク層を用いるため、マスク層として利用できる材料の選択肢が多くなり、磁性層にイオン注入を行う際のイオンの遮蔽性を高めることが可能となり、これにより、形成する磁気記録パターンの形成特性が高まり、磁気記録パターン間領域の保磁力、残留磁化を極限まで低減させ、磁気記録の際の書きにじみを低減することができる。
【００３４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓは、下記式（１）を満たすことが好ましい。また遮蔽性Ｓは、より好ましくは、０．８≦Ｓ≦１、の範囲内とする。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
なお、式（１）において、Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示している。本願発明で、遮蔽性Ｓが０．５より小さくなると、磁性・非磁性領域分離が不十分となり不明瞭な磁気パターンとなる問題が生じやすくなる。なお、遮蔽性Ｓの上限は１である。
【００３５】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌは、下記式（２）を満たすことが好ましい。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２・・・式（２）
なお、式（２）において、Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。磁気記録パターン形成特性Ｌが０．２より大きくなると、所定のトラック幅より広い記録幅となり隣接トラック間干渉の問題が生じやすくなる。なお、磁気記録パターン形成特性Ｌの下限は０である。
【００３６】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、磁性層の上に形成するマスク層は、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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌ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が容易であるため、図２の工程Ｇにおいて、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。
【００３７】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、これらの物質の中で、マスク層として、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。
【００３８】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、マスク層を多層構造とするのが好ましい。このような構造とすることにより、エッチング選択比の小さいレジストを用いてもレジスト直下のマスク層を一度加工し、さらにそれをマスクとして２層目のマスク加工を容易にする効果が得られ、生産性に寄与できる。例えば、１層目のマスク層をＮｉとし、２層目のマスク層をＷやＴａとした積層構造を用いるのが好ましい。
【００３９】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層をＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料とし、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｆを含むガスとしては、フッ素ガスの他に、ＣＦ4ガスを用いるのが好ましい。これらのガスは、マスク層を効率よくドライエッチングできると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。例えば、ＣＦ4ガスを用いてＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓを含む層をドライエッチングした場合、これらの元素を、ＴａＦ5、ＷＦ6、ＭｏＦ6、ＴｉＦ4、ＮｂＦ5、ＡｓＦ5としてガス化して除去することが可能である。
【００４０】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、Ｎｉを含む材料とし、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程、もしくは、硝酸をふくむエッチング液によるウェットエッチングとするのが好ましい。ＣＯガスは、Ｎｉを含むマスク層を効率よくＮｉ（ＣＯ）4ガスに変換してエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。ウェットエッチングの場合は、適時マスク下層にエッチング液に反応しないＣｏ、Ｃｒ、Ａｕなどの金属合金薄膜を成膜するなどの工夫により選択的にエッチングできる。
【００４１】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、ＳｎまたはＧａを含む材料とし、マスク層を除去する工程を、Ｃｌを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｃｌを含むガスとは例えば塩素ガスであるが、塩素ガスは、ＳｎまたはＧａを含むマスク層を効率よく、ＳｎＣｌ4、ＧａＣｌ3ガスに変換しエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。
【００４２】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、磁性層の上に形成するマスク層を、Ｇｅを含む材料とし、マスク層を除去する工程を、Ｂｒを含むガスを用いたドライエッチング工程とするのが好ましい。Ｂｒを含むガスとは例えば臭素ガスであるが、臭素ガスは、Ｇｅを含むマスク層を効率よく、ＧｅＢｒ4ガスに変換してエッチング除去できると共に、ドライエッチング後の残渣を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。
【００４３】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄで示した、レジスト層４に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層４の凹部の厚さ８を、０〜１０ｎｍの範囲内とするのが好ましい。レジスト層４の凹部の厚さ８をこの範囲とすることにより、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。
【００４４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄで示した、レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度θを、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内とするのが好ましい。凹部を形成するレジスト層側部の角度θをこのような範囲とすることにより、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。なお、凹部を形成するレジスト層側部は曲面となる場合が多いが、その場合の基板面に対する角度θは、曲面を平均した平面における角度θとする。
【００４５】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、図２の工程Ｄのレジスト層４に用いる材料を、放射線照射により硬化性を有する材料とし、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に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層４に放射線を照射するのが好ましい。このような製造方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り、図２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、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性Ｓ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Ｌを向上させることができる。本願発明の放射線とは、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。
【００４６】
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に際して、レジスト層の流動性が高い状態で、レジスト層にスタンプを押圧し、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を硬化させ、その後、スタンプをレジスト層から離すことにより、スタンプの形状を精度良く、レジスト層に転写することが可能となる。レジスト層にスタンプを押圧した状態で、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、スタンプ側から放射線を照射する方法、スタンプ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。本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、この中で特に、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のが好ましい。
【００４７】
こ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により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。
【００４８】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法で、注入するイオンとしては、好ましくは、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ，Ｆ，Ｎ，Ｈ，Ｃ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｋｒ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｗ，Ａｓ，Ｇｅ，Ｍｏ，Ｓｎからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、より好ましくは、Ｂ，Ｐ，Ｓｉ，Ｆ，Ｎ，Ｈ，Ｃからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、もしくは、Ｓｉ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｂｉ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｗからなる群から選ばれた何れか一種以上のイオン、最も好ましくは、Ｓｉ、Ｋｒ、Ａｒイオンを用いる。
【００４９】
注入するイオンとして、ＯやＮを用いた場合は、ＯやＮの原子半径が小さいためその注入効果が小さく、磁気トラック間領域に磁化状態が残留してしまう。また、注入するイオンとして、ＯやＮを用いた場合は、磁性層を窒化、または、酸化させるため、磁気トラック間領域の保磁力を高め、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生ずる。すなわち、これらのイオンを用いた場合、本願発明で用いる注入イオンのように、磁性層を非磁性化、すなわち、磁性層のＣｏ（００２）またはＣｏ（１１０）ピークの低減や、磁性層の非晶質化をはかることは難しい。
【００５０】
本願発明では、磁性層へのイオンの注入を、磁性層の上に保護膜を形成する前に行っても良いし、また後磁性層の上に保護層を形成した後に行っても良い。磁性層の上に保護膜を形成する前にイオン注入を行った場合は、その後に、保護膜を成膜するのが好ましい。
【００５１】
本願発明では、磁性層へのイオンの注入を、磁性層の上に保護膜を形成した後に行うのが好ましい。このような工程を採用することにより、イオン注入を行った後に、保護膜を形成する必要がなくなり、製造工程が簡便になり、生産性の向上および磁気記録媒体の製造工程における汚染の低減の効果が得られる。
【００５２】
上記イオンビームによるイオンの注入には、市販のイオン注入器を用いて磁性層に注入する。本発明でイオンの注入に際しては、磁性層の深さ方向の中心部付近をねらって注入し磁性層の深さ方向にある程度原子が分布するように考慮したが、磁性層へイオンを注入しその部分の磁化を非磁性化することが目的であるので、侵入深さは特に限定しない。イオン注入深さは、そのイオン注入器での加速電圧により、侵入させる深さに対して適時決定される。
【００５３】
本願発明の、レジスト層およびマスク層の除去に際しては、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るのが好ましい。また、レジスト層およびマスク層の除去に際しては、保護層を有する場合は保護層の一部まで含めて、また保護層を有さない場合は、磁性層の一部まで含めて除去するのが好ましい。
【００５４】
本願発明の磁気記録媒体の製造方法では、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。
【００５５】
次に、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。本願発明で例示したディスクリートトラック型磁気記録媒体では、記録トラックを磁気的に不連続としたことによって、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。
【００５６】
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、従来用いられている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】
【００５７】
以下、本願発明の実施例を示す。
（実施例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。
【００５８】
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、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２ｎｍとした。
【００５９】
その上に、スパッタ法を用いてマスク層を形成した、マスク層にはＴａを用いて膜厚は６０ｎｍとした。
【００６０】
その上に、レジストをスピンコート法により塗布した。レジストには、紫外線硬化樹脂であるノボラック系樹脂を用いた。また膜厚は１００ｎｍとした。
【００６１】
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、レジスト層の層厚は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。
【００６２】
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。
【００６３】
その後、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入した。注入イオンはＡｒ、注入量は５×１０1６原子／ｃｍ2、加速電圧は２０ｋｅＶとした。
その後、レジスト、マスク層、及び保護膜の一部を除去し、再度ＣＶＤ法にてカーボン保護膜を４ｎｍ製膜し潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。
（実施例２〜２８）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料、および、マスク材の膜厚を表１のように変更した。また、実施例２８では、レジスト材をノボラック系樹脂から熱硬化性樹脂に変更し、また、硬化処理は、紫外線照射から、１５０℃における３０分間の加熱処理に変更した。
（比較例１）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料としてＳＯＧ（スピン・オン・グラス）を使用し、レジスト層を設けずに、ＳＯＧ層に直接、スタンプを用いてインプリントした。インプリントの圧力は、１８７ＭＰａ（約１．６６トン／ｃｍ２）とした。また、マスク層の硬化処理として、１５０℃における３０分間の加熱を行った。
（比較例２）
実施例１と同様の条件で、磁気記録媒体を製造したが、マスク材の材料として熱硬化性樹脂を使用し、レジスト層を設けずに、熱硬化性樹脂層に、スタンプを用いて、直接インプリントした。インプリントの圧力は、１２４ＭＰａ（約１．１０ｔ／ｃｍ２）とした。また、マスク層の硬化処理として、１５０℃における３０分間の加熱を行った。
【００６４】
製造した磁気記録媒体について、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。電磁変換特性として、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
【００６５】
なお、磁気記録パターン特性Ｌ、Ｌinitial、Ｌ afterは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製のＡＦＭ、および、ＭＦＭを用いて測定、算出した。ＡＦＭ、および、ＭＦＭの測定条件は、１０μｍ視野にて、解像度２５６×２５６タッピングモード、掃印速度１μｍ／秒にて行った。
【００６６】
評価結果を表１に示すが、例えば実施例１では、ＳＮＲは１２．６ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは８０％であり、電磁変換特性に優れた磁気記録媒体であった。これは磁気記録媒体の表面平滑性が高くヘッド浮上特性が安定し、また、磁気トラック間領域の磁化状態が所定の幅で完全に消失したためと考えられる。
【００６７】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【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】本発明の磁気記録媒体の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の磁気記再生装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ 磁気パターンにおける磁性部幅
Ｌ 磁気パターンにおける非磁性部幅
１００ 非磁性基板
２００ 軟磁性層および中間層
３００ 磁気記録層
４００ 非磁性化層
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 イオン注入
７ 磁性層で部分的に非磁性化した箇所
８ レジスト層の凹部の厚さ
θ 凹部を形成するレジスト層側部の角度
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
【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、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、前記製造方法は、前記非磁性基板に磁性層を形成する工程、前記磁性層の上にマスク層を形成する工程、前記マスク層の上にレジスト層を形成する工程、前記レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、前記マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、前記レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で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２】
磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓが、下記式（１）を満たす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。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
（Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示す。）
【請求項３】
磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌが、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２ ・・・式（２）
（Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。）
【請求項４】
磁性層の上に形成するマスク層が、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、一層以上を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
磁性層の上に形成するマスク層が、多層構造であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
磁性層の上に形成するマスク層がＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料であり、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
磁性層の上に形成するマスク層がＮｉを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
磁性層の上に形成するマスク層がＳｎまたはＧａを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣｌを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
磁性層の上に形成するマスク層がＧｅを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＢｒを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層の凹部の厚さが、０〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度が、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
レジスト層に用いる材料が、放射線照射により硬化性を有する材料であり、レジスト層にスタンプを用いてパターンを転写する工程に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層に放射線を照射することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
放射線が紫外線であることを特徴とする請求項１２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造した磁気記録媒体と、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。
【請求項１】
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であって、前記製造方法は、前記非磁性基板に磁性層を形成する工程、前記磁性層の上にマスク層を形成する工程、前記マスク層の上にレジスト層を形成する工程、前記レジスト層に前記磁気記録パターンのネガパターンを、スタンプを用いて転写する工程、前記マスク層で磁気記録パターンのネガパターンに対応する部分を除去する工程、レジスト層側表面から磁性層にイオンを注入し、磁性層を部分的に非磁性化する工程、前記レジスト層およびマスク層を除去する工程をこの順で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２】
磁性層の上に形成するマスク層の、注入イオンに対する遮蔽性Ｓが、下記式（１）を満たす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。
Ｓ＝（Ｍｒｔinitial−Ｍｒｔafter）／Ｍｒｔinitial 、０．５≦Ｓ≦１ ・・・式（１）
（Ｍｒｔinitialはイオン注入前の磁性膜の残留磁化量を、Ｍｒｔafterは磁性膜に２０ｋｅＶのアルゴンを５×１０16／ｃｍ２ドーズで注入した後の磁性膜の残留磁化量を示す。）
【請求項３】
磁性層の上に形成するマスク層の、磁気記録パターン形成特性Ｌが、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
Ｌ＝（Ｌafter−Ｌinitial）／Ｌinitial 、０≦Ｌ≦０．２ ・・・式（２）
（Ｌinitialは磁気記録パターンにおけるネガパターンの幅を、Ｌafterは磁性層へマスク層のパターンを介してイオン注入した後の、非磁性化したパターンの幅を示す。）
【請求項４】
磁性層の上に形成するマスク層が、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、一層以上を含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
磁性層の上に形成するマスク層が、多層構造であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
磁性層の上に形成するマスク層がＴａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓの何れか１種を含む材料であり、マスク層を除去する工程がＦを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
磁性層の上に形成するマスク層がＮｉを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣＯを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
磁性層の上に形成するマスク層がＳｎまたはＧａを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＣｌを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
磁性層の上に形成するマスク層がＧｅを含む材料であり、マスク層を除去する工程がＢｒを含むガスを用いたドライエッチング工程であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層の凹部の厚さが、０〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
レジスト層に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、凹部を形成するレジスト層側部の角度が、基板面に対して、９０度〜７０度の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
レジスト層に用いる材料が、放射線照射により硬化性を有する材料であり、レジスト層にスタンプを用いてパターンを転写する工程に際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層に放射線を照射することを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
放射線が紫外線であることを特徴とする請求項１２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造した磁気記録媒体と、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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−１３５０９２（Ｐ２００８−１３５０９２Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１８８３９（Ｐ２００６−３１８８３９）
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【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２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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