磁気記録媒体の製造方法と磁気記録媒体および磁気記録再生装置
【課題】磁性層のパターン形状を精度よく形成できる、歩留まりの高い磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】非磁性基板１の上に磁性層２を形成した後、前記磁性層２に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層２のイオンを注入した箇所８の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、前記磁性層２の上に繰り返し使用可能なマスク材１０を前記磁性層２から間隔を保持したまま配置した後、前記マスク材１０の上からイオン照射を行い、このマスク材１０の表面に形成された前記磁性パターンＭＰに対応した凹凸パターンの凹部１０ａを通して、その下にある前記磁性層２に部分的にイオンを注入することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を採用する。
【解決手段】非磁性基板１の上に磁性層２を形成した後、前記磁性層２に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層２のイオンを注入した箇所８の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、前記磁性層２の上に繰り返し使用可能なマスク材１０を前記磁性層２から間隔を保持したまま配置した後、前記マスク材１０の上からイオン照射を行い、このマスク材１０の表面に形成された前記磁性パターンＭＰに対応した凹凸パターンの凹部１０ａを通して、その下にある前記磁性層２に部分的にイオンを注入することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法を採用する。
【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（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置に関するものである。
【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ヘッドやＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、近年ではＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドなども導入されて、１年に約１．５倍ものペースで増加を続けている。
【０００３】
これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度を達成することが要求されている。このため、磁性層の高保磁力化、高信号対雑音比(ＳＮＲ)、および高分解能を達成することが要求されている。また、近年では線記録密度の向上と同時にトラック密度の増加によって面記録密度を上昇させようとする努力も続けられている。
【０００４】
最新の磁気記録装置においては、トラック密度は１１０ｋＴＰＩにまで達している。しかしながら、トラック密度を上げていくにつれ、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合うことで、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりＳＮＲを損なうという問題が生じ易くなっている。このことはそのままビット・エラー・レートの悪化につながってしまうため、記録密度の向上に対して障害となっている。
【０００５】
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、その一方で、記録ビットを微細化していくと、１ビット当たりの磁化最小体積が小さくなるため、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じてしまいやすい。
【０００６】
また、トラック密度を上げていくと、それに伴いトラック間距離は互いに近づく。そのため、磁気記録装置では極めて高精度のトラックサーボ技術が要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は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。これにより隣接トラックからの影響を最小限に抑えることが可能となるが、その反面、再生出力を十分得ることが困難となる。そのため、十分なＳＮＲを確保することが難しくなるという問題がある。
【０００７】
このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、記録媒体表面にトラックに沿った凹凸を形成し、記録トラック同士を物理的に分離することによってトラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術は、一般にディスクリートトラック法と呼ばれており、それによって製造された磁気記録媒体のことをディスクリートトラック媒体と呼んでいる。また、同一トラック内のデータ領域を更に分割した、いわゆるパターンドメディアを製造しようとする試みもある。
【０００８】
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性層を形成して、物理的に分離した磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンを形成してなる磁気記録媒体が知られている。また、このようなディスクリートトラック型磁気記録媒体の製造方法としては、基板上に成膜した連続な磁性層を、ナノインプリント法を用いて磁気記録トラックパターンやビットパターンに加工する方法が提案されている。
ナノインプリント法は、転写すべき凹凸パターンの形成されたモールドを、被転写材に押し付け、光を照射あるいは熱を与えながら被転写材を硬化させることによって、凹凸パターンを被転写材に転写する方法である（特許文献１参照）。
【０００９】
ディスクリートトラック媒体の製造方法には、何層かの連続薄膜からなる磁気記録媒体を形成した後に薄膜を加工してトラックを形成する方法と、予め基板表面に直接、或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がある（特許文献２，３参照）。
【００１０】
このうち前者の方法は、磁気層加工型と呼ばれるものである。しかしながら、この方法の場合は、媒体形成後に表面に対する物理的な加工が実施されるために、媒体が製造工程において汚染されやすく、かつ製造工程が非常に複雑となるといった欠点がある。一方、後者の方法は、エンボス加工型と呼ばれるものであるが、この方法の場合、製造工程中に媒体が汚染されにくいものの、基板に形成された凹凸形状がその上に成膜された膜にも引き継がれることになる。そのため、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や、浮上高さが安定しなくなるといった問題がある。
【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、予め形成した磁性層に窒素、酸素等のイオンを注入し、または、レーザを照射することにより、その部分の磁気的な特性を変化させて形成する方法が開示されている（特許文献４〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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
【特許文献５】特開2006-209952号公報
【特許文献６】特開2006-309841号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、磁気記録媒体の表面上で磁気ヘッドを安定した状態で浮上走行させるためには、磁気記録媒体の表面における高い平滑性が求められている。例えば、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する、いわゆるディスクリートトラックメディアやパターンドメディアにおいては、以下のような製造工程が採用されている。磁性層の表面にマスク層を設け、そのマスク層を磁気記録パターンに合わせてパターニングする。そして、そのマスク層を用いて磁性層を物理的に加工し、またはイオン注入を行うことにより、磁性層に磁気記録パターンを形成する方法が知られている。この製造方法について、図１（ａ）〜（ｇ）を用いて以下に説明する。
【００１４】
このような製造方法の具体的な工程は例えば、図１（ａ）に示す非磁性基板１０１上に磁性層１０２を形成する工程（工程ａ）と、図１（ｂ）に示す磁性層１０２上にマスク層１０３を形成する工程（工程ｂ）と、図１（ｃ）に示すマスク層１０３上にレジスト層１０４を形成する工程（工程ｃ）と、図１（ｄ）に示すスタンプ１０５によりレジスト層１０４にレジスト凹部１０８を形成し、レジスト層１０４を磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程（工程ｄ）と、図１（ｅ）に示す磁気記録パターンに対応する領域のレジスト層１０４およびマスク層１０３を除去して磁性層１０２を露出する工程（工程ｅ）と、図１（ｆ）に示す磁性層１０２の露出した領域１０７にイオン注入を行いその箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離した磁気記録パターンを形成する工程（工程ｆ）と、図１（ｇ）に示すレジスト層１０４およびマスク層１０３を除去する工程（工程ｇ）と、から概略構成されている。
【００１５】
上記の工程ｃでマスク層１０３を設ける理由は、工程ｆにおいてイオン注入を行う際、レジスト層１０４のみでは注入イオンの遮蔽性に乏しいためである。また、工程ｄではフォトリソグラフィーが用いられる場合がある。また、工程ｅおよび工程ｇでのレジスト層１０４およびマスク層１０３の加工および除去は、ドライエッチングにより行われる場合がある。
【００１６】
以上のように、パターンドメディアの製造は多くの工程によって行われる。そのため、それらの工程が複雑になるほどパターンが不鮮明となりやすいという問題が生じていた。
すなわち、上記の工程においては、フォトリソグラフィーやナノインプリントに用いる原盤のパターンが最も鮮明で、これを転写した工程ｄのパターンは原盤のパターンよりも鮮明度が低下する。また、その次の工程ｅでもマスク層１０３を除去する際にパターンのエッジ部分が丸くなることによりパターンの鮮明度が低下する。そして、そのパターンを用いて工程Ｆで磁性層１０２のパターニングを行うことにより、パターンの鮮明度がさらに低下することとなる。
【００１７】
本願発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、簡便な方法で磁性層１０２に鮮明な磁気記録パターンを形成できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本願発明者らは鋭意検討した結果、本願発明に到達した。すなわち本発明は以下に関する。
〔１〕 非磁性基板の上に磁性層を形成した後、前記磁性層に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層のイオンを注入した箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、繰り返し使用可能なマスク材を前記磁性層から間隔を保持したまま前記磁性層の上に配置した後、前記マスク材の上からイオン照射を行い、このマスク材の表面に形成された前記磁性パターンに対応した凹凸パターンの凹部を通して、その下にある前記磁性層に部分的にイオンを注入することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
〔２〕 前記マスク材は石英からなり、その凹部における厚みが２０〜５０ｎｍの範囲であり、かつ、その凸部における厚みが８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔３〕 前記イオン照射を行う工程において、前記磁性層と前記マスク材との間の間隔を１μｍ以下とすることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔４〕 前記イオンが、窒素、酸素、ヘリウム、ネオンからなる群から選ばれる何れか１種以上を含むことを特徴とする〔１〕乃至〔３〕のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔５〕 前記マスク材を除去した後に、前記磁性層上に保護層を形成する工程を有することを特徴とする〔１〕乃至〔４〕のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔６〕 請求項〔１〕〜〔５〕の何れか１項に記載の方法によって製造される磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させるヘッド移動手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号の再生を行うための記録再生信号処理手段とを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】
【００１９】
本発明によれば、磁気記録パターンの原盤となるマスク材により、磁性層のパターニングを直接行う。そのため、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造することができる。これにより磁気記録パターンを高密度化することが可能となり、高記録密度の磁気記録再生装置を提供する。
また、本発明によれば、その製造工程においてマスク層やレジスト層の形成工程や加工工程を伴わないため、従来の製造方法と比べて製造工程を著しく簡略化することが可能となる。また、本発明のマスク材は複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用することができる。そのため、磁気記録媒体の製造コストを著しく低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の磁気記録媒体の製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の磁気記録再生装置の一例であるハードディスクドライブを示した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
まず、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について図２を用いて説明する。
本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、例えば図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、非磁性基板１上に磁性層２を形成する工程（工程ａ）と、磁性層２上に磁気記録パターンＭＰに対応した形状にパターニングされたマスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する工程（工程ｂ）と、マスク材１０の上からイオン照射を行い、磁性層２に磁気記録パターンＭＰを形成する工程（工程ｃ）と、磁性層２上に保護層９を形成する工程（工程ｄ）と、保護層９の上に図示しない潤滑層を形成する図示しない工程（工程ｅ）と、から概略構成されている。以下、それぞれの工程について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて詳細を説明する。
【００２３】
＜工程ａ＞
まず、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１上に磁性層２を形成する。
まず始めに、非磁性基板１を準備する。本実施形態においては、非磁性基板１として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。また、その中でも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、そ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以下であることが特に好ましい。
【００２４】
次いで、非磁性基板１上を覆うように、例えばスパッタ法を用いて、Ｃｏを主成分とする合金の薄膜からなる磁性層２を形成する。
このとき、磁性層２の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下で形成することが好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下で形成することがさらに好ましい。
磁性層２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膜厚が必要である。また、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。よって、磁性層２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、最適な膜厚で形成する必要がある。
【００２５】
この磁性層２の構成としては、面内磁性層でも垂直磁性層でも、どちらで形成してもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層とすることが好ましい。また、磁気記録媒体を面内磁気記録媒体用として用いる場合は、磁性層２を非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層からなる積層構造で形成してもよい。
【００２６】
また、磁気記録媒体を垂直磁気記録媒体用として用いる場合は、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、および６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ2合金を積層したものを、磁性層２として利用することがきる。
【００２７】
＜工程ｂ＞
工程ｂはさらに、マスク材１０準備工程と、マスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する工程とから構成されている。なお、このマスク材１０は、複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用されるものである。
【００２８】
（マスク材１０準備工程）
まず始めに、図２（ｂ）に示すように、例えば石英からなるマスク材１０を準備する。マスク材１０の材料としては、他にＮｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等の金属を用いることができるが、石英を用いることが特に望ましい。これは、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、マスク材１０にイオンを照射する際に、イオンが凹部１０ａを透過する必要があるためである。
【００２９】
また、マスク材１０の材料としては、金属はイオンの透過性が十分に得られず不適当となる場合がある。また、マスク材１０の材料として金属を使用する場合は、イオンを透過させるためには凹部１０ａの膜厚を薄くする必要がある。そのため、マスク材１０の耐久性が低下してしまい、繰り返しの使用には不適当となる場合がある。
それに対し、薄膜化した石英はイオンを透過させることが可能で、かつ、その透過性が高い。また、湿式エッチングや乾式エッチングにより微細加工が可能であるため、磁気記録パターンＭＰを凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）として形成しやすい。そのため、石英はマスク材１０の材料として特に適している。
【００３０】
このマスク材１０の表面には、磁気記録パターンＭＰが凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）として構成されている。このマスク材１０の磁気記録パターンＭＰは、孔部のみにより構成することは現実的には困難であり、凹凸パターンにより構成する必要がある。
【００３１】
すなわち、本実施形態の磁気記録パターンＭＰ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ビット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ディスクリートトラックメディアや、その他、サーボ信号パターン等を含んでいる。そのため、磁気記録パターンＭＰは微細かつ複雑なものであり、孔部のみにより構成することは困難である。よって本実施形態のマスク材１０は孔部を有さず、その表面に形成された凹凸パターンにより磁気記録パターンＭＰを構成する。
【００３２】
また、マスク材１０の凹部１０ａの厚さｄは２０〜５０ｎｍの範囲内、凸部１０ｂの厚さｅは８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。
凹部１０ａの厚さｄを２０〜５０ｎｍの範囲内とすることにより、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、イオンは凹部１０ａを透過することができる。そのため、マスク材１０の凹部１０ａを介して、イオンを磁性層２に注入することが可能となる。
【００３３】
特に、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、注入イオンとして窒素、酸素、ヘリウム、ネオン等の原子半径の小さな物質を用いる場合は、凹部１０ａの厚さｄを２０〜５０ｎｍの範囲内とすることが特に好ましい。凹部１０ａの厚さｄをこの範囲内とすることにより、これらのイオンは高い効率で凹部１０ａを透過する。そのため、磁性層２に効果的にイオン注入を行うことができ、鮮明な磁気記録パターンＭＰを形成することが可能となる。
【００３４】
それに対し、凹部１０ａの厚さｄが２０ｎｍより薄くなると、イオン注入によるダメージで凹部１０ａが破損しやすくなる。また、マスク材１０の耐久性が低下するため、マスク材１０の繰り返し使用回数が低下してしまう。
また、凹部１０ａの厚さｄが５０ｎｍより厚くなると、凹部１０ａでのイオンの透過性が低下するため、磁性層２のパターニングが困難となる。また、凹部１０ａ内でイオンが散乱されやすくなるため、磁性層２へ転写された磁気記録パターンＭＰが不鮮明となる。
【００３５】
また、マスク材１０の凸部１０ｂの厚さｅは、その耐久性からはなるべく厚くした方が良いが、現実にはその加工性から８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。凸部１０ｂが５００ｎｍよりも厚くなると、凹部１０ａの加工時間が長くなる。それにより、マスク材１０の凹凸パターンが不鮮明となりやすく、かつ、生産性が低下する等の問題が生じてしまう。
【００３６】
（磁性層２上にマスク材１０を配置する工程）
次いで、図２（ｂ）に示すように、凹凸パターンを上に向けたマスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する。
このとき、磁性層２とマスク材１０は接触しないように間隔を保持し、また、その間隔は１μｍ以下の距離とすることが好ましい。また、この間隔は小さければ小さいほど好ましい。このとき、磁性層２とマスク材１０の距離が１μｍより大きくなると、磁性層２への転写パターンが不鮮明となる。また、磁性層２とマスク材１０が接触すると、磁性層２やマスク材１０が損傷してしまい、かつ、マスク材１０に磁性膜２等が付着してしまう。そのため、マスク材１０が繰り返し使用できなくなり、好ましくない。
【００３７】
＜工程ｃ＞
次いで、図２（ｃ）に示すように、磁性層２上にマスク材１０を配置したまま、マスク材１０の上からイオン照射を行う。これにより、イオンは凹部１０ａを透過し、磁性層２の凹部１０ａ下の部分に注入される。これにより、磁性層２の凹部１０ａ下の部分に、非磁性化領域８が形成される。このとき、凸部１０ｂはイオンが透過しない厚さで形成されているため、磁性層２の凸部１０ｂ下の部分は改質されない。
本実施形態における磁性層２の改質とは、磁性層２の一部を非磁性化して磁性層２を磁気的に分離する方法に限られず、保磁力や残留磁化等を部分的に下げる方法や、磁性層２の結晶構造の改変を行っても良い。たとえば、磁性層２を部分的に非晶質化することにより、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する箇所を形成することができる。
【００３８】
磁性層２の非晶質化は、磁性層２の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列とすることにより行う。長距離秩序を持たない不規則な原子配列とは具体的には、２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態を示す。このような不規則な原子配列の確認は、Ｘ線回折または電子線回折などの分析手法により行うことができる。このような分析により、結晶面を表すピークが認められず、かつ、ハローのみが認められる場合は、原子配列は不規則な状態となっている。
【００３９】
また、本実施形態の磁性層２の改質においては、非磁性化領域８の磁化量を磁性層２の７５％以下とすることが好ましく、５０％以下とすることがさらに好ましい。また、保磁力については磁性層２の５０％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがさらに好ましい。
【００４０】
これにより、凹部１０ａ下の磁性層２表面に非磁性化領域８が形成され、磁性層２表面は非磁性化領域８により磁気的に分離された構成となる。
以上により、磁性層２には、マスク材１０の凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）に対応した磁気記録パターンＭＰが形成される。こののち、磁性層２上からマスク材１０を除去する。
【００４１】
ここで、磁気記録パターンＭＰは、磁気記録媒体を表面側から見た場合、磁性層２が非磁性化領域８により磁気的に分離された状態を示す。すなわち、磁性層２が表面側から見て磁性化領域８により分離されていれば、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る。そのため、本実施形態においては、磁性層２の表面が非磁性化領域８により分断されているものを磁気記録パターンＭＰとする。
これにより、磁性層２は上から磁気記録パターンＭＰと、図示しない中間層および軟磁性層が形成された構成となる。
【００４２】
＜工程ｄ＞
次いで、図２（ｄ）に示すように、磁性層２上を覆うように保護層９を形成する。保護層９の形成は、一般的にはＤｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎの薄膜をＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜するが、その方法はこれに限られず、特に限定されない。
保護層９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層材料を用いることができる。また、保護層９は二層以上の層から構成されていてもよい。
【００４３】
また、保護層９は１０ｎｍ未満の膜厚で形成する必要がある。保護層９の膜厚が１０ｎｍを越えると、後述する磁気記録再生装置のヘッドと磁性層２との距離が大きくなり、出入力信号が十分な強さで得られなくなるためである。
【００４４】
本実施形態においては、保護層９の形成は、非磁性化領域８を形成した後に行うことが好ましい。磁性層２へのイオン注入は保護層９の上から行うことも可能であるが、その場合には注入イオンが保護層９により散乱されるため、磁気記録パターンＭＰの鮮明度が低下する。また、イオン注入により保護層９がダメージを受け、磁気記録媒体の保護層９としての機能を果たさなくなる場合がある。
【００４５】
＜工程ｅ＞
こののち、保護層９上を覆うように図示しない潤滑層を１〜４ｎｍの厚さで形成することが好ましい。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤およびこれらの混合物等が挙げられる。
【００４６】
本実施形態の製造方法によれば、マスク材１０により磁性層２のパターニングを直接行うため、鮮明な磁気記録パターンＭＰを形成することができる。これにより磁気記録パターンＭＰを高密度化することが可能となり、また、ディスクリートトラック型磁気記録媒体に磁気記録を行う際の書きにじみを防ぐことができる。そのため、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。
【００４７】
また、本実施形態の製造方法においては、従来の製造方法のようにマスク層やレジスト層の形成工程や加工工程を伴わない。そのため、従来の製造方法と比べて製造工程を著しく簡略化することができる。また、本発明のマスク材１０は複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用することができる。そのため、磁気記録媒体の製造コストを著しく低減することが可能となる。
【００４８】
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、上記磁気記録媒体を記録方向に回転駆動する回転駆動部３１と、上記磁気記録媒体３０に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３２と、磁気ヘッド３２を上記磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２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とを行うための記録再生信号系３４と、を具備したものである。
【００４９】
この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体３０を用いることにより、この磁気記録媒体３０に磁気記録を行う際の書きにじみをなくし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記磁気記録媒体３０を用いることで記録密度の高い磁気記録再生装置を構成することが可能となる。また、上記磁気記録媒体３０の記録トラックを磁気的に不連続に加工したことによって、従来はトラックエッジ部の磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができる。これにより十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることができるようになる。
【００５０】
さらに上述の磁気ヘッド３２の再生部をＧＭＲヘッドあるいはＴｕＭＲ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３２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍと、従来のもの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。
【００５１】
さらに、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】
【００５２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５３】
（実施例）
まず、ＨＤ用ガラス基板（非磁性基板１）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（単位：Å、０．２ｎｍ）である。
【００５４】
次に、このガラス基板にＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として層厚６００ÅのＦｅＣｏＢ、中間層として層厚１００ÅのＲｕ、磁性層２として層厚１５０Åの７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ2合金の薄膜と、を順に積層した。この状態を図２（ａ）に示す。
【００５５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、石英からなるマスク材１０を、磁性層２上から約８０ｎｍの間隔を保ったまま保持した。このマスク材１０の表面には、トラックピッチが１００ｎｍ、トラック幅が５０ｎｍの凸パターンが形成されており、また、凸部１０ｂの厚さｅは１２０ｎｍ、凹部１０ａの厚さは４０ｎｍであった。
【００５６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、このマスク材１０を介し、磁性層２表面にイオン注入を行った。このときのイオンは、窒素ガス４０ｓｃｃｍ、水素ガス２０ｓｃｃｍ、ネオン２０ｓｃｃｍの混合ガスを用いて発生させた。イオンの量は、５．５×１０１５原子／ｃｍ２、イオンの押し出し電圧を＋１５００Ｖ、加速電圧を−１５００Ｖとし、注入時間を６０秒、注入深さを８０Åとした。この後、磁性層２上からマスク材１０を除去した。
【００５７】
次に、図２（ｄ）に示すように、Ｐ−ＣＶＤ法により、磁性層２の表面にＣ（カーボン）からなる平均層厚４ｎｍの保護層９を形成した。次いで、保護層９の上に図示しない潤滑材を塗布して磁気記録媒体の積層構造を作製した。
【００５８】
以上の方法で製造した磁気記録媒体について、磁化量、保磁力量、電磁変換特性（ＳＮＲおよび３Ｔ−ｓｑｕａｓｈ）、ヘッド浮上高さ（グライドアバランチ）を測定した。ここで、電磁変換特性の評価はスピンスタンドにより行った。また、評価用のヘッドとしては、記録には垂直記録ヘッド、読み込みにはＴｕＭＲヘッドを用い、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
【００５９】
この測定の結果、磁気記録媒体のＳＮＲは１４．２ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは９３％であり、ＲＷ特性に優れ、また、ヘッド浮上特性も安定していた。すなわち、磁気記録媒体表面の平滑性は高いものであり、また、磁性層２のトラック間の非磁性部による分離特性も優れていたことが確認できた。
また上記の磁気記録媒体の製造を同一の石英マスク材を用いて８０００枚行ったが、８０００枚目の磁気記録媒体のＳＮＲは１４．０ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは８９％であり許容範囲内であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の磁気記録媒体は鮮明な磁気記録パターンを有するため、優れた磁気記録パターン分離性能を有している。そのため、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けず、優れた高記録密度特性を有するものとなる。また、少ない工程で磁気記録媒体を製造できるため、その生産性も高い。そのため、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００６１】
１…非磁性基板、２…磁性層、８…非磁性化領域、９…保護層、１０…マスク材、１０ａ…凹部、１０ｂ…凸部、３１…回転駆動部、３２…磁気ヘッド、３３…ヘッド駆動部、３４…記録再生信号系、３０…磁気記録媒体、ｄ…凹部の厚さ、凸部の厚さ…ｅ、ＭＰ…磁気記録パターン、１０１…非磁性基板、１０２…磁性層、１０３…マスク層、１０４…レジスト層、１０５…スタンプ、１０８…レジスト凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体の製造方法およ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ヘッドやＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、近年ではＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドなども導入されて、１年に約１．５倍ものペースで増加を続けている。
【０００３】
これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度を達成することが要求されている。このため、磁性層の高保磁力化、高信号対雑音比(ＳＮＲ)、および高分解能を達成することが要求されている。また、近年では線記録密度の向上と同時にトラック密度の増加によって面記録密度を上昇させようとする努力も続けられている。
【０００４】
最新の磁気記録装置においては、トラック密度は１１０ｋＴＰＩにまで達している。しかしながら、トラック密度を上げていくにつれ、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合うことで、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりＳＮＲを損なうという問題が生じ易くなっている。このことはそのままビット・エラー・レートの悪化につながってしまうため、記録密度の向上に対して障害となっている。
【０００５】
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、その一方で、記録ビットを微細化していくと、１ビット当たりの磁化最小体積が小さくなるため、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じてしまいやすい。
【０００６】
また、トラック密度を上げていくと、それに伴いトラック間距離は互いに近づく。そのため、磁気記録装置では極めて高精度のトラックサーボ技術が要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は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。これにより隣接トラックからの影響を最小限に抑えることが可能となるが、その反面、再生出力を十分得ることが困難となる。そのため、十分なＳＮＲを確保することが難しくなるという問題がある。
【０００７】
このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、記録媒体表面にトラックに沿った凹凸を形成し、記録トラック同士を物理的に分離することによってトラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術は、一般にディスクリートトラック法と呼ばれており、それによって製造された磁気記録媒体のことをディスクリートトラック媒体と呼んでいる。また、同一トラック内のデータ領域を更に分割した、いわゆるパターンドメディアを製造しようとする試みもある。
【０００８】
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性層を形成して、物理的に分離した磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンを形成してなる磁気記録媒体が知られている。また、このようなディスクリートトラック型磁気記録媒体の製造方法としては、基板上に成膜した連続な磁性層を、ナノインプリント法を用いて磁気記録トラックパターンやビットパターンに加工する方法が提案されている。
ナノインプリント法は、転写すべき凹凸パターンの形成されたモールドを、被転写材に押し付け、光を照射あるいは熱を与えながら被転写材を硬化させることによって、凹凸パターンを被転写材に転写する方法である（特許文献１参照）。
【０００９】
ディスクリートトラック媒体の製造方法には、何層かの連続薄膜からなる磁気記録媒体を形成した後に薄膜を加工してトラックを形成する方法と、予め基板表面に直接、或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がある（特許文献２，３参照）。
【００１０】
このうち前者の方法は、磁気層加工型と呼ばれるものである。しかしながら、この方法の場合は、媒体形成後に表面に対する物理的な加工が実施されるために、媒体が製造工程において汚染されやすく、かつ製造工程が非常に複雑となるといった欠点がある。一方、後者の方法は、エンボス加工型と呼ばれるものであるが、この方法の場合、製造工程中に媒体が汚染されにくいものの、基板に形成された凹凸形状がその上に成膜された膜にも引き継がれることになる。そのため、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や、浮上高さが安定しなくなるといった問題がある。
【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、予め形成した磁性層に窒素、酸素等のイオンを注入し、または、レーザを照射することにより、その部分の磁気的な特性を変化させて形成する方法が開示されている（特許文献４〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【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
【特許文献５】特開2006-209952号公報
【特許文献６】特開2006-309841号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、磁気記録媒体の表面上で磁気ヘッドを安定した状態で浮上走行させるためには、磁気記録媒体の表面における高い平滑性が求められている。例えば、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する、いわゆるディスクリートトラックメディアやパターンドメディアにおいては、以下のような製造工程が採用されている。磁性層の表面にマスク層を設け、そのマスク層を磁気記録パターンに合わせてパターニングする。そして、そのマスク層を用いて磁性層を物理的に加工し、またはイオン注入を行うことにより、磁性層に磁気記録パターンを形成する方法が知られている。この製造方法について、図１（ａ）〜（ｇ）を用いて以下に説明する。
【００１４】
このような製造方法の具体的な工程は例えば、図１（ａ）に示す非磁性基板１０１上に磁性層１０２を形成する工程（工程ａ）と、図１（ｂ）に示す磁性層１０２上にマスク層１０３を形成する工程（工程ｂ）と、図１（ｃ）に示すマスク層１０３上にレジスト層１０４を形成する工程（工程ｃ）と、図１（ｄ）に示すスタンプ１０５によりレジスト層１０４にレジスト凹部１０８を形成し、レジスト層１０４を磁気記録パターンに対応した形状にパターニングする工程（工程ｄ）と、図１（ｅ）に示す磁気記録パターンに対応する領域のレジスト層１０４およびマスク層１０３を除去して磁性層１０２を露出する工程（工程ｅ）と、図１（ｆ）に示す磁性層１０２の露出した領域１０７にイオン注入を行いその箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離した磁気記録パターンを形成する工程（工程ｆ）と、図１（ｇ）に示すレジスト層１０４およびマスク層１０３を除去する工程（工程ｇ）と、から概略構成されている。
【００１５】
上記の工程ｃでマスク層１０３を設ける理由は、工程ｆにおいてイオン注入を行う際、レジスト層１０４のみでは注入イオンの遮蔽性に乏しいためである。また、工程ｄではフォトリソグラフィーが用いられる場合がある。また、工程ｅおよび工程ｇでのレジスト層１０４およびマスク層１０３の加工および除去は、ドライエッチングにより行われる場合がある。
【００１６】
以上のように、パターンドメディアの製造は多くの工程によって行われる。そのため、それらの工程が複雑になるほどパターンが不鮮明となりやすいという問題が生じていた。
すなわち、上記の工程においては、フォトリソグラフィーやナノインプリントに用いる原盤のパターンが最も鮮明で、これを転写した工程ｄのパターンは原盤のパターンよりも鮮明度が低下する。また、その次の工程ｅでもマスク層１０３を除去する際にパターンのエッジ部分が丸くなることによりパターンの鮮明度が低下する。そして、そのパターンを用いて工程Ｆで磁性層１０２のパターニングを行うことにより、パターンの鮮明度がさらに低下することとなる。
【００１７】
本願発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、簡便な方法で磁性層１０２に鮮明な磁気記録パターンを形成できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本願発明者らは鋭意検討した結果、本願発明に到達した。すなわち本発明は以下に関する。
〔１〕 非磁性基板の上に磁性層を形成した後、前記磁性層に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層のイオンを注入した箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、繰り返し使用可能なマスク材を前記磁性層から間隔を保持したまま前記磁性層の上に配置した後、前記マスク材の上からイオン照射を行い、このマスク材の表面に形成された前記磁性パターンに対応した凹凸パターンの凹部を通して、その下にある前記磁性層に部分的にイオンを注入することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
〔２〕 前記マスク材は石英からなり、その凹部における厚みが２０〜５０ｎｍの範囲であり、かつ、その凸部における厚みが８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲であることを特徴とする〔１〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔３〕 前記イオン照射を行う工程において、前記磁性層と前記マスク材との間の間隔を１μｍ以下とすることを特徴とする〔１〕または〔２〕に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔４〕 前記イオンが、窒素、酸素、ヘリウム、ネオンからなる群から選ばれる何れか１種以上を含むことを特徴とする〔１〕乃至〔３〕のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔５〕 前記マスク材を除去した後に、前記磁性層上に保護層を形成する工程を有することを特徴とする〔１〕乃至〔４〕のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
〔６〕 請求項〔１〕〜〔５〕の何れか１項に記載の方法によって製造される磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させるヘッド移動手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号の再生を行うための記録再生信号処理手段とを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】
【００１９】
本発明によれば、磁気記録パターンの原盤となるマスク材により、磁性層のパターニングを直接行う。そのため、鮮明な磁気記録パターンを有する磁気記録媒体を製造することができる。これにより磁気記録パターンを高密度化することが可能となり、高記録密度の磁気記録再生装置を提供する。
また、本発明によれば、その製造工程においてマスク層やレジスト層の形成工程や加工工程を伴わないため、従来の製造方法と比べて製造工程を著しく簡略化することが可能となる。また、本発明のマスク材は複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用することができる。そのため、磁気記録媒体の製造コストを著しく低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の磁気記録媒体の製造方法を示す模式図である。
【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法を示す模式図である。
【図３】本発明の磁気記録再生装置の一例であるハードディスクドライブを示した概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
まず、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法について図２を用いて説明する。
本発明は、磁気的に分離された磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、例えば図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、非磁性基板１上に磁性層２を形成する工程（工程ａ）と、磁性層２上に磁気記録パターンＭＰに対応した形状にパターニングされたマスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する工程（工程ｂ）と、マスク材１０の上からイオン照射を行い、磁性層２に磁気記録パターンＭＰを形成する工程（工程ｃ）と、磁性層２上に保護層９を形成する工程（工程ｄ）と、保護層９の上に図示しない潤滑層を形成する図示しない工程（工程ｅ）と、から概略構成されている。以下、それぞれの工程について、図２（ａ）〜図２（ｄ）を用いて詳細を説明する。
【００２３】
＜工程ａ＞
まず、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１上に磁性層２を形成する。
まず始めに、非磁性基板１を準備する。本実施形態においては、非磁性基板１として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。また、その中でも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、そ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以下であることが特に好ましい。
【００２４】
次いで、非磁性基板１上を覆うように、例えばスパッタ法を用いて、Ｃｏを主成分とする合金の薄膜からなる磁性層２を形成する。
このとき、磁性層２の厚さは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下で形成することが好ましく、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下で形成することがさらに好ましい。
磁性層２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膜厚が必要である。また、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。よって、磁性層２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、最適な膜厚で形成する必要がある。
【００２５】
この磁性層２の構成としては、面内磁性層でも垂直磁性層でも、どちらで形成してもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層とすることが好ましい。また、磁気記録媒体を面内磁気記録媒体用として用いる場合は、磁性層２を非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層からなる積層構造で形成してもよい。
【００２６】
また、磁気記録媒体を垂直磁気記録媒体用として用いる場合は、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、および６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ2合金を積層したものを、磁性層２として利用することがきる。
【００２７】
＜工程ｂ＞
工程ｂはさらに、マスク材１０準備工程と、マスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する工程とから構成されている。なお、このマスク材１０は、複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用されるものである。
【００２８】
（マスク材１０準備工程）
まず始めに、図２（ｂ）に示すように、例えば石英からなるマスク材１０を準備する。マスク材１０の材料としては、他にＮｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等の金属を用いることができるが、石英を用いることが特に望ましい。これは、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、マスク材１０にイオンを照射する際に、イオンが凹部１０ａを透過する必要があるためである。
【００２９】
また、マスク材１０の材料としては、金属はイオンの透過性が十分に得られず不適当となる場合がある。また、マスク材１０の材料として金属を使用する場合は、イオンを透過させるためには凹部１０ａの膜厚を薄くする必要がある。そのため、マスク材１０の耐久性が低下してしまい、繰り返しの使用には不適当となる場合がある。
それに対し、薄膜化した石英はイオンを透過させることが可能で、かつ、その透過性が高い。また、湿式エッチングや乾式エッチングにより微細加工が可能であるため、磁気記録パターンＭＰを凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）として形成しやすい。そのため、石英はマスク材１０の材料として特に適している。
【００３０】
このマスク材１０の表面には、磁気記録パターンＭＰが凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）として構成されている。このマスク材１０の磁気記録パターンＭＰは、孔部のみにより構成することは現実的には困難であり、凹凸パターンにより構成する必要がある。
【００３１】
すなわち、本実施形態の磁気記録パターンＭＰ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ビット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ディスクリートトラックメディアや、その他、サーボ信号パターン等を含んでいる。そのため、磁気記録パターンＭＰは微細かつ複雑なものであり、孔部のみにより構成することは困難である。よって本実施形態のマスク材１０は孔部を有さず、その表面に形成された凹凸パターンにより磁気記録パターンＭＰを構成する。
【００３２】
また、マスク材１０の凹部１０ａの厚さｄは２０〜５０ｎｍの範囲内、凸部１０ｂの厚さｅは８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。
凹部１０ａの厚さｄを２０〜５０ｎｍの範囲内とすることにより、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、イオンは凹部１０ａを透過することができる。そのため、マスク材１０の凹部１０ａを介して、イオンを磁性層２に注入することが可能となる。
【００３３】
特に、後述するイオン注入工程（工程ｃ）において、注入イオンとして窒素、酸素、ヘリウム、ネオン等の原子半径の小さな物質を用いる場合は、凹部１０ａの厚さｄを２０〜５０ｎｍの範囲内とすることが特に好ましい。凹部１０ａの厚さｄをこの範囲内とすることにより、これらのイオンは高い効率で凹部１０ａを透過する。そのため、磁性層２に効果的にイオン注入を行うことができ、鮮明な磁気記録パターンＭＰを形成することが可能となる。
【００３４】
それに対し、凹部１０ａの厚さｄが２０ｎｍより薄くなると、イオン注入によるダメージで凹部１０ａが破損しやすくなる。また、マスク材１０の耐久性が低下するため、マスク材１０の繰り返し使用回数が低下してしまう。
また、凹部１０ａの厚さｄが５０ｎｍより厚くなると、凹部１０ａでのイオンの透過性が低下するため、磁性層２のパターニングが困難となる。また、凹部１０ａ内でイオンが散乱されやすくなるため、磁性層２へ転写された磁気記録パターンＭＰが不鮮明となる。
【００３５】
また、マスク材１０の凸部１０ｂの厚さｅは、その耐久性からはなるべく厚くした方が良いが、現実にはその加工性から８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内とすることが好ましい。凸部１０ｂが５００ｎｍよりも厚くなると、凹部１０ａの加工時間が長くなる。それにより、マスク材１０の凹凸パターンが不鮮明となりやすく、かつ、生産性が低下する等の問題が生じてしまう。
【００３６】
（磁性層２上にマスク材１０を配置する工程）
次いで、図２（ｂ）に示すように、凹凸パターンを上に向けたマスク材１０を、磁性層２から間隔を保持したまま磁性層２の上に配置する。
このとき、磁性層２とマスク材１０は接触しないように間隔を保持し、また、その間隔は１μｍ以下の距離とすることが好ましい。また、この間隔は小さければ小さいほど好ましい。このとき、磁性層２とマスク材１０の距離が１μｍより大きくなると、磁性層２への転写パターンが不鮮明となる。また、磁性層２とマスク材１０が接触すると、磁性層２やマスク材１０が損傷してしまい、かつ、マスク材１０に磁性膜２等が付着してしまう。そのため、マスク材１０が繰り返し使用できなくなり、好ましくない。
【００３７】
＜工程ｃ＞
次いで、図２（ｃ）に示すように、磁性層２上にマスク材１０を配置したまま、マスク材１０の上からイオン照射を行う。これにより、イオンは凹部１０ａを透過し、磁性層２の凹部１０ａ下の部分に注入される。これにより、磁性層２の凹部１０ａ下の部分に、非磁性化領域８が形成される。このとき、凸部１０ｂはイオンが透過しない厚さで形成されているため、磁性層２の凸部１０ｂ下の部分は改質されない。
本実施形態における磁性層２の改質とは、磁性層２の一部を非磁性化して磁性層２を磁気的に分離する方法に限られず、保磁力や残留磁化等を部分的に下げる方法や、磁性層２の結晶構造の改変を行っても良い。たとえば、磁性層２を部分的に非晶質化することにより、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する箇所を形成することができる。
【００３８】
磁性層２の非晶質化は、磁性層２の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列とすることにより行う。長距離秩序を持たない不規則な原子配列とは具体的には、２ｎｍ未満の微結晶粒がランダムに配列した状態を示す。このような不規則な原子配列の確認は、Ｘ線回折または電子線回折などの分析手法により行うことができる。このような分析により、結晶面を表すピークが認められず、かつ、ハローのみが認められる場合は、原子配列は不規則な状態となっている。
【００３９】
また、本実施形態の磁性層２の改質においては、非磁性化領域８の磁化量を磁性層２の７５％以下とすることが好ましく、５０％以下とすることがさらに好ましい。また、保磁力については磁性層２の５０％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがさらに好ましい。
【００４０】
これにより、凹部１０ａ下の磁性層２表面に非磁性化領域８が形成され、磁性層２表面は非磁性化領域８により磁気的に分離された構成となる。
以上により、磁性層２には、マスク材１０の凹凸パターン（凹部１０ａおよび凸部１０ｂ）に対応した磁気記録パターンＭＰが形成される。こののち、磁性層２上からマスク材１０を除去する。
【００４１】
ここで、磁気記録パターンＭＰは、磁気記録媒体を表面側から見た場合、磁性層２が非磁性化領域８により磁気的に分離された状態を示す。すなわち、磁性層２が表面側から見て磁性化領域８により分離されていれば、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る。そのため、本実施形態においては、磁性層２の表面が非磁性化領域８により分断されているものを磁気記録パターンＭＰとする。
これにより、磁性層２は上から磁気記録パターンＭＰと、図示しない中間層および軟磁性層が形成された構成となる。
【００４２】
＜工程ｄ＞
次いで、図２（ｄ）に示すように、磁性層２上を覆うように保護層９を形成する。保護層９の形成は、一般的にはＤｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎの薄膜をＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜するが、その方法はこれに限られず、特に限定されない。
保護層９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層材料を用いることができる。また、保護層９は二層以上の層から構成されていてもよい。
【００４３】
また、保護層９は１０ｎｍ未満の膜厚で形成する必要がある。保護層９の膜厚が１０ｎｍを越えると、後述する磁気記録再生装置のヘッドと磁性層２との距離が大きくなり、出入力信号が十分な強さで得られなくなるためである。
【００４４】
本実施形態においては、保護層９の形成は、非磁性化領域８を形成した後に行うことが好ましい。磁性層２へのイオン注入は保護層９の上から行うことも可能であるが、その場合には注入イオンが保護層９により散乱されるため、磁気記録パターンＭＰの鮮明度が低下する。また、イオン注入により保護層９がダメージを受け、磁気記録媒体の保護層９としての機能を果たさなくなる場合がある。
【００４５】
＜工程ｅ＞
こののち、保護層９上を覆うように図示しない潤滑層を１〜４ｎｍの厚さで形成することが好ましい。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤およびこれらの混合物等が挙げられる。
【００４６】
本実施形態の製造方法によれば、マスク材１０により磁性層２のパターニングを直接行うため、鮮明な磁気記録パターンＭＰを形成することができる。これにより磁気記録パターンＭＰを高密度化することが可能となり、また、ディスクリートトラック型磁気記録媒体に磁気記録を行う際の書きにじみを防ぐことができる。そのため、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。
【００４７】
また、本実施形態の製造方法においては、従来の製造方法のようにマスク層やレジスト層の形成工程や加工工程を伴わない。そのため、従来の製造方法と比べて製造工程を著しく簡略化することができる。また、本発明のマスク材１０は複数の磁気記録媒体の製造に繰り返し使用することができる。そのため、磁気記録媒体の製造コストを著しく低減することが可能となる。
【００４８】
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、上記磁気記録媒体を記録方向に回転駆動する回転駆動部３１と、上記磁気記録媒体３０に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３２と、磁気ヘッド３２を上記磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２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とを行うための記録再生信号系３４と、を具備したものである。
【００４９】
この磁気記録再生装置では、上記ディスクリートトラック型の磁気記録媒体３０を用いることにより、この磁気記録媒体３０に磁気記録を行う際の書きにじみをなくし、高い面記録密度を得ることが可能である。すなわち、上記磁気記録媒体３０を用いることで記録密度の高い磁気記録再生装置を構成することが可能となる。また、上記磁気記録媒体３０の記録トラックを磁気的に不連続に加工したことによって、従来はトラックエッジ部の磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができる。これにより十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることができるようになる。
【００５０】
さらに上述の磁気ヘッド３２の再生部をＧＭＲヘッドあるいはＴｕＭＲ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３２の浮上量を０．００５μｍ〜０．０２０μｍと、従来のもの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。
【００５１】
さらに、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】
【００５２】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５３】
（実施例）
まず、ＨＤ用ガラス基板（非磁性基板１）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（単位：Å、０．２ｎｍ）である。
【００５４】
次に、このガラス基板にＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として層厚６００ÅのＦｅＣｏＢ、中間層として層厚１００ÅのＲｕ、磁性層２として層厚１５０Åの７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ2合金の薄膜と、を順に積層した。この状態を図２（ａ）に示す。
【００５５】
次いで、図２（ｂ）に示すように、石英からなるマスク材１０を、磁性層２上から約８０ｎｍの間隔を保ったまま保持した。このマスク材１０の表面には、トラックピッチが１００ｎｍ、トラック幅が５０ｎｍの凸パターンが形成されており、また、凸部１０ｂの厚さｅは１２０ｎｍ、凹部１０ａの厚さは４０ｎｍであった。
【００５６】
次いで、図２（ｃ）に示すように、このマスク材１０を介し、磁性層２表面にイオン注入を行った。このときのイオンは、窒素ガス４０ｓｃｃｍ、水素ガス２０ｓｃｃｍ、ネオン２０ｓｃｃｍの混合ガスを用いて発生させた。イオンの量は、５．５×１０１５原子／ｃｍ２、イオンの押し出し電圧を＋１５００Ｖ、加速電圧を−１５００Ｖとし、注入時間を６０秒、注入深さを８０Åとした。この後、磁性層２上からマスク材１０を除去した。
【００５７】
次に、図２（ｄ）に示すように、Ｐ−ＣＶＤ法により、磁性層２の表面にＣ（カーボン）からなる平均層厚４ｎｍの保護層９を形成した。次いで、保護層９の上に図示しない潤滑材を塗布して磁気記録媒体の積層構造を作製した。
【００５８】
以上の方法で製造した磁気記録媒体について、磁化量、保磁力量、電磁変換特性（ＳＮＲおよび３Ｔ−ｓｑｕａｓｈ）、ヘッド浮上高さ（グライドアバランチ）を測定した。ここで、電磁変換特性の評価はスピンスタンドにより行った。また、評価用のヘッドとしては、記録には垂直記録ヘッド、読み込みにはＴｕＭＲヘッドを用い、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときのＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈを測定した。
【００５９】
この測定の結果、磁気記録媒体のＳＮＲは１４．２ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは９３％であり、ＲＷ特性に優れ、また、ヘッド浮上特性も安定していた。すなわち、磁気記録媒体表面の平滑性は高いものであり、また、磁性層２のトラック間の非磁性部による分離特性も優れていたことが確認できた。
また上記の磁気記録媒体の製造を同一の石英マスク材を用いて８０００枚行ったが、８０００枚目の磁気記録媒体のＳＮＲは１４．０ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈは８９％であり許容範囲内であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の磁気記録媒体は鮮明な磁気記録パターンを有するため、優れた磁気記録パターン分離性能を有している。そのため、隣接パターン間の信号干渉の影響を受けず、優れた高記録密度特性を有するものとなる。また、少ない工程で磁気記録媒体を製造できるため、その生産性も高い。そのため、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【００６１】
１…非磁性基板、２…磁性層、８…非磁性化領域、９…保護層、１０…マスク材、１０ａ…凹部、１０ｂ…凸部、３１…回転駆動部、３２…磁気ヘッド、３３…ヘッド駆動部、３４…記録再生信号系、３０…磁気記録媒体、ｄ…凹部の厚さ、凸部の厚さ…ｅ、ＭＰ…磁気記録パターン、１０１…非磁性基板、１０２…磁性層、１０３…マスク層、１０４…レジスト層、１０５…スタンプ、１０８…レジスト凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板の上に磁性層を形成した後、前記磁性層に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層のイオンを注入した箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、
繰り返し使用可能なマスク材を前記磁性層から間隔を保持したまま前記磁性層の上に配置した後、前記マスク材の上からイオン照射を行い、このマスク材の表面に形成された前記磁性パターンに対応した凹凸パターンの凹部を通して、その下にある前記磁性層に部分的にイオンを注入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】
前記マスク材は石英からなり、その凹部における厚みが２０〜５０ｎｍの範囲であり、かつ、その凸部における厚みが８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲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の製造方法。
【請求項３】
前記イオン照射を行う工程において、前記磁性層と前記マスク材との間の間隔を１μｍ以下とする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。
【請求項４】
前記イオンが、窒素、酸素、ヘリウム、ネオンからなる群から選ばれる何れか１種以上を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記マスク材を除去した後に、前記磁性層上に保護層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の方法によって製造される磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、
記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させるヘッド移動手段と、
磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号の再生を行うための記録再生信号処理手段とを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】
非磁性基板の上に磁性層を形成した後、前記磁性層に部分的にイオンを注入することによって、この磁性層のイオンを注入した箇所の磁気特性を改質して磁気的に分離された磁性記録パターンを形成する磁気記録媒体の製造方法であって、
繰り返し使用可能なマスク材を前記磁性層から間隔を保持したまま前記磁性層の上に配置した後、前記マスク材の上からイオン照射を行い、このマスク材の表面に形成された前記磁性パターンに対応した凹凸パターンの凹部を通して、その下にある前記磁性層に部分的にイオンを注入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】
前記マスク材は石英からなり、その凹部における厚みが２０〜５０ｎｍの範囲であり、かつ、その凸部における厚みが８０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲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の製造方法。
【請求項３】
前記イオン照射を行う工程において、前記磁性層と前記マスク材との間の間隔を１μｍ以下とする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。
【請求項４】
前記イオンが、窒素、酸素、ヘリウム、ネオンからなる群から選ばれる何れか１種以上を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記マスク材を除去した後に、前記磁性層上に保護層を形成する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の方法によって製造される磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、
記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対運動させるヘッド移動手段と、
磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号の再生を行うための記録再生信号処理手段とを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２０１１−１４６１０８（Ｐ２０１１−１４６１０８Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８０２０（Ｐ２０１０−８０２０）
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【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２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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