説明

磁気記録媒体及びその製造方法

【課題】本発明は、イオン照射方式により製造した磁気記録媒体において、サーボ信号の出力を向上させることを課題とする。
【解決手段】基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、前記非記録領域は、透磁率が2H/m以上、100H/m以下であり、さらに前記非記録領域の表面は、前記磁気記録領域の表面に対して凹部を形成し、かつ、前記凹部の深さは0.5nm以上2.0nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、HDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される磁気記録媒体であって、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と該磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが基板の面内方向に配列され、データ領域とサーボ領域が設けられた磁気記録層を有する磁気記録媒体及びその製造方法に関するものであり、特に、サーボ信号出力が向上した磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
情報処理の大容量化と機器の小型化に伴い、HDDに用いられる磁気ディスクにも高面記録密度と小型化の要求が高まっている。その一つの手段として、垂直磁気記録方式が提案され実用化されている。垂直磁気記録方式は、従来の面内記録方式に比べて、いわゆる熱揺らぎ現象(超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう現象)を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。
【0003】
更なる面記録密度の向上を実現するためには、1ビット記録幅を狭める線記録密度の向上とトラック密度の向上が要求されている。その手段として、記録用の磁性トラック(記録領域)と非磁性トラック(非記録領域)を並行させるようにパターニングして隣接記録領域同士の干渉を防ぐDTM(ディスクリートトラックメディア)や、任意のパターンを人工的に規則正しく並べたBPM(ビットパターンメディア)等の、磁気記録媒体がある(以下、パターンド媒体とも記す)。
【0004】
このような磁気記録媒体の製造方法として、非磁性基板の上に磁気記録層を形成した後、磁気記録層に部分的にイオンを照射し、イオン照射した領域を軟磁性化、又は非磁性化、非晶質化することにより磁気的に分離したパターンを形成する技術(例えば特許文献1、2、3)が提案されている。
【0005】
その製造方法は、例えば特許文献2や特許文献3に記載されている。すなわち、非磁性基板上に磁気記録層を形成し、その上にレジストを成膜し、所望する凹凸パターンを形成する。その後、その表面からイオンを照射する。レジストの凸部では、イオンが遮蔽されるが、レジスト凹部は、レジスト膜厚が薄いためイオンがレジスト下部の磁気記録層に達し、磁性材料の磁性を弱め、非記録領域となる。その後レジストを剥離することで、パターンド媒体の面内に記録部分となる磁気記録領域と非記録領域が配置されたものが得られる。つまり、このレジストは、イオン照射におけるマスクの役割を担っており、このレジストにより形成される層をレジストマスク層と呼ぶ。
【0006】
イオン照射により、照射部の磁性を弱め非記録領域とする方式(以下、イオン照射方式とも記す)は、プロセス制御がシンプルであり、また、コスト的にも有利であるため、他方式に比べてメリットも大きい。
【0007】
ところで、HDDで用いられる磁気記録媒体には、図1に示すような、サーボパターンが書き込まれている。HDDの磁気ヘッドは、磁気記録媒体に磁気的に記録されたサーボパターンによる位置情報に従って、サーボ制御によりデータトラックに位置決めされる。
【0008】
従来、サーボパターンは、磁気記録媒体の製造後に、STW(サーボトラックライター)を用いて書き込まれていた。
【0009】
一方、パターンド媒体においては、データトラックを磁気的に分離する加工と同時に、高精度なサーボパターンを加工、形成することが可能である。そのため、従来のように、磁気記録媒体の製造終了後にSTWによるサーボパターン書き込み作業を必要とせず、高精度なサーボパターンを低コストで形成することが可能である。
【0010】
図2にサーボパターンのうち、プリアンブル部の再生信号出力を模式的に図示したものを示す。STWでは、磁気的にサーボ信号を書くため、サーボパターンの磁化の向きは、図2(a)に示すように、上向き(+1)又は下向き(−1)であった。
【0011】
一方、パターンド媒体の場合、サーボパターンは物理的に形成して、溝部の磁性は消失させる。そのため、理想的な状態であっても磁化の向きは、図2(b)に示すように、信号部(+1)と溝部(0)である。磁気ヘッドは、磁化の向きの変化が大きいほど、大きな信号を出力するため、パターンド媒体のサーボ信号出力は、STWによりサーボパターンを書き込まれた媒体の1/2となる。
【0012】
また、パターンド媒体において高TPI(Track Per Inch)化を行う場合、磁気記録領域の間隔(トラックピッチ)が狭くなるのと同時に、サーボパターンのサイズや間隔も狭くなる。すなわち、サーボ信号出力は低下する傾向にある。一般的に、サーボ信号出力が低下すると、位置決め精度が低下する。
【0013】
特に、イオン照射によって非記録領域を設けて磁気分離するイオン照射方式において製造した磁気記録媒体は、図2(c)に示すように、イオンを注入した非記録領域の磁化が完全に0にはなりにくいため、エッチング方式等によって磁性層を物理的に除去して非記録領域の磁性を完全になくした磁気記録媒体と比較して、サーボ信号出力がさらに低下しやすいという問題があった。
【0014】
特許文献4には、エッチング方式により製造した、磁気記録領域の磁気パターンの分離性能を向上させた高記録密度特性に優れた磁気記録媒体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】特開2008−226428号公報
【特許文献2】特開2008−77788号公報
【特許文献3】特開2008−135092号公報
【特許文献4】特開2009−170040号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
記録密度の増加に伴って、磁気記録領域の間隔が狭くなっているため、サーボパターンによる位置決め精度の要求は従来と比較して、より高くなっている一方、前述のとおり、パターン間隔の減少によってサーボパターンの出力が低下し、位置決め精度が悪化している。そこで、磁気記録媒体において、サーボパターンによる位置決め精度を向上させるためには、積極的にサーボパターンの出力を大きくする必要があり、特に、他の方式に比べてメリットの大きいイオン照射方式により製造した磁気記録媒体において、サーボ信号の出力を向上させることは、極めて重要な課題となっている。
【0017】
本発明は、イオン照射方式により製造した磁気記録媒体において、サーボ信号の出力を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、イオン照射方式により製造した磁気記録媒体において、非記録領域の高さを磁気記録領域と比較して低くし、磁気ヘッドからの距離を大きくすると、スペーシングロスの効果により、溝部に磁化が残存していても、磁気ヘッドへの影響が低減し、結果的に溝部の磁化が(0)に近づき、サーボ信号出力を増加させることを見出した。
【0019】
本発明は上記の知見に基づきなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
【0020】
(1)基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、
前記非記録領域は、透磁率が2H/m以上、100H/m以下であり、
さらに前記非記録領域の表面は、前記磁気記録領域の表面に対して凹部を形成し、かつ、前記凹部の深さは0.5nm以上2.0nm以下である
ことを特徴とする磁気記録媒体。
【0021】
これは、基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置され、かつ、面内においてデータ領域とサーボ領域に区分されている磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、
前記非記録領域は、セミハード磁性を持ち、
さらに、前記非記録領域は、前記磁気記録領域の表面に対して深さ1.0nm以上5.0nm以下の凹部を形成する
ことを特徴とする磁気記録媒体、とすることもできる。
【0022】
ここで、前記非記録領域は、比透磁率を2以上100以下としてもよい。
【0023】
(2)前記(1)の磁気記録媒体を製造する方法であって、
前記磁気記録層の上に炭素を主成分とする剥離層を成膜する剥離層成膜工程と、
前記剥離層成膜工程の後に、前記剥離層の上にSOG(スピン・オン・グラス)からなるレジストマスク層を成膜するレジストマスク層成膜工程と、
前記レジストマスク層成膜工程の後に、前記レジストマスク層の厚さを部分的に変化させて所定のパターンの凸部と凹部を形成するパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に、ドライエッチングで前記凹部において剥離層が露出するまで前記レジストマスク層を除去する底出し工程と、
前記底出し工程の後に、前記凹部の磁気記録層の一部を除去するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後に前記レジストマスク層の上からイオンを照射し前記非記録領域を形成するイオン照射工程と、
前記イオン照射工程の後に前記レジストマスク層をアルカリ系溶剤により除去する、レジストマスク層除去工程と、
前記レジストマスク層除去工程の後に、前記剥離層を除去することで、前記磁気記録層の表面を露出させる剥離層除去工程と、
前記剥離層除去工程の後に、前記磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【0024】
(3)前記(1)の磁気記録媒体を製造する方法であって、
前記磁気記録層の上に炭素を主成分とする保護層を成膜する保護層成膜工程と、
前記保護層成膜工程の後に、前記保護層の上にSOG(スピン・オン・グラス)からなるレジストマスク層を成膜するレジストマスク層成膜工程と、
前記レジストマスク層成膜工程の後に、前記レジストマスク層に、所定のパターンの、前記イオン照射したときにイオンを透過させない厚さを有する凸部と、イオンが透過するのに十分薄い厚さの凹部を形成するパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に前記レジストマスク層の上からイオンを照射し前記非記録領域を形成するイオン照射工程と、
前記イオン照射工程の後にアルカリ系溶剤で前記レジストマスク層を除去するとともに、非記録領域が前記磁気記録領域の表面に対して深さ1.0nm以上5.0nm以下の凹部を形成するように非記録領域を溶解させる、凹部形成工程
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【0025】
(4)前記イオン照射工程におけるイオン照射は、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、O、Ne、He、Hから選択した1種又は2種以上の非磁性イオンを照射エネルギー1keV以上、50keV以下、ドーズ量1×1015atoms/cm以上、1×1017atoms/cm以下で照射することを特徴とする前記(2)又は(3)の磁気記録媒体の製造方法。
【0026】
(5)前記パターニング工程において、ナノインプリント法で、前記レジストマスク層へ所定のパターンの凸部と凹部を形成することを特徴とする前記(2)〜(4)のいずれかの磁気記録媒体の製造方法。
【0027】
(6)さらに、前記保護層の上に潤滑層を成膜する潤滑層成膜工程を有することを特徴とする前記(2)〜(5)のいずれかの磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、イオン照射によりサーボパターンをあらかじめ形成する磁気記録媒体において、サーボ信号出力を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】サーボトラックの概略を示す図である。
【図2】(a)STWにより書き込まれたサーボ信号出力を示す図である。 (b)理想的なパターンド媒体のサーボ信号出力を示す図である。 (c)従来技術による、イオン照射方式で製造した、パターンド媒体のサーボ信号出力を示す図である。
【図3】本発明の磁気記録媒体の、磁気記録層の表面の概略を示す図。
【図4】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の概略を示す図。
【図5】本発明に係る磁気記録媒体の他の製造方法における、凹部形成工程における表面変化の概略を示す図である。
【図6】本発明の方法で製造した磁気記録媒体を、磁気力顕微鏡で測定した結果を示す図である。
【図7】本発明の実施例1における、非記録領域表面の凹部の深さと、サーボ信号出力の関係を示す図である。
【図8】本発明の実施例2における、非記録領域表面の凹部の深さと、サーボ信号出力の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図3を用いて、本発明の磁気記録媒体の構造を説明する。
【0031】
図3は、本発明の磁気記録媒体の断面構造の概念を示す図である。本発明の磁気記録媒体は、円盤状のガラス基板31の上に軟磁性層32、中間層33、磁気記録層34、保護層36の順に各層が積み上げられて構成されている。保護層の上に、さらに潤滑層を設けることもある。
【0032】
磁気記録層には、イオン照射によりセミハード磁性を有する非記録領域35が形成され、磁気記録層は、磁気記録領域と非記録領域に、磁気的に分離されている。なお、非記録領域35については、比透磁率が2〜100の範囲内としてもよい。
【0033】
磁気記録層34以下の各層は、また、いくつかの層に細分化されるが、本発明においては、その細分化された層構造は特に問わない。これら各層は、CVD法やPVD法、マグネトロンスパッタリング法等で、それぞれの層に必要な材料を成膜することで作られる。
【0034】
非磁性体の基板材料としては、通常ガラスやアルミニウムが使われる。ガラス基板の材料は、特に問わない。例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。これらガラスやアルミニウムを円板状に加工し、表面研磨等施し、ガラスにおいては化学強化等の処置をして非磁性の基板として用いる。
【0035】
軟磁性層32は、垂直磁気記録方式において磁気記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一次的に磁気回路を形成するための層である。磁性層の材料としては、例えば、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoFeTaZr、CoCrFeBなどのCo−Fe系合金などが用いられる。
【0036】
中間層33は、下層の軟磁性層32と上層の磁気記録層34の材料的な干渉作用を遮断する層である。また、上層の磁気記録層34の粒径、粒径分散、結晶配向性を制御する言わば土台の機能を備えるものである。中間層をさらに上層と下層の2層に分けると磁気記録層の結晶配向性と粒径を同時に制御する上で好適である。例えば、中間層下層には、Ni、Cu、Pt、Pd、Zr、Hf、Nbなどの金属単体や、それらにW、Cr、V、Ta、Moなどを加えた合金を用いることができる。また、中間層上層には、磁気記録層34の結晶配向性制御のために、例えば、Ru、Re、Pd、Ptなどのhcp又はfcc結晶材料や、RuCr、RuCoなどの合金を用いることができる。特にRuは、磁気記録層34の磁性粒の主成分となるCoと格子定数が近く、結晶構造も同じhcp構造であるので、Coの結晶配向性の向上には有効である。
【0037】
磁気記録層34は、磁気記録媒体の主要な機能である情報を記録する部位になる。磁気記録層は少なくとも2層からなる。第一磁気記録層は柱状構造を有した強磁性体の磁性粒を、非磁性物質からなる粒界がとり囲んだグラニュラ構造で構成されている。グラニュラ構造磁気記録層の材料としては、例えばCo系合金、Fe系合金に、酸化物や炭素を添加したコンポジット材料が用いられている。この材料を中間層上に成膜してエピタキシャル成長させることにより、柱状グラニュラ構造を好適に得ることができる。
【0038】
さらに、第二磁気記録層として、柱状グラニュラ構造膜の上に、磁気的に連続的な性質を有する第二磁気記録層を有する。この第二磁気記録層は、例えばCo系合金からなる。
【0039】
本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層34に、非記録領域35が、基板の面内方向において規則的に配置されることで、磁気記録領域と非記録領域に分離されている。データ領域のみならず、サーボ領域についても同様に形成されている。なお、非記録領域35の上方の媒体表面は、磁気記録領域の上方の媒体表面に対して凹部を形成している。
【0040】
保護層36は、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)等の、主にカーボンからなる薄膜をCVD法により成膜して形成することができる。保護層36は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層34を防護するとともに、磁気記録層の腐食を抑えて信頼性を高める役割を持つ。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて緻密で膜硬度が向上するので、より信頼性を高めることができる。
【0041】
潤滑層は、通常、磁気記録媒体の完成品で保護層36の上に成膜されるもので、磁気ヘッドが接触したときの、保護層36の損傷や欠損を防止するためのものである。潤滑層はPFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。
【0042】
次に、図4を用いて、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。本発明に係る製造工程は、基板上に軟磁性層、中間層、磁気記録層を積層させた磁気記録媒体の中間体を、剥離層成膜工程、レジストマスク層成膜工程、パターニング工程、イオン照射工程、レジストマスク層除去工程、剥離層除去工程、保護層成膜工程をこの順に通して、完成品の磁気記録媒体を得るものである。図4は、磁気記録層より上層を示している。
【0043】
図4(a)は、剥離層成膜工程である。剥離層成膜工程は、磁気記録層まで積層した中間体に剥離層37を成膜する工程であり、CVD法によりカーボンを成膜するものである。膜厚は数nm程度であり、均一な成膜技術が要求される。
【0044】
図4(b)は、レジストマスク層成膜工程である。レジストマスク層成膜工程は、剥離層37に、この後のパターニングのためのレジストマスク層41を成膜する工程である。レジストは、この後のパターニング方法に適したレジストを選択することになる。ここでは、ナノインプリント法でパターニングを施す場合を例に説明する。もちろん、パターニング方法は、ナノインプリント法に限定されるものでなく、半導体製造工程で用いられているリソグラフィー法等を用いることもできる。
【0045】
室温ナノインプリントレジストは、スタンパを押し付け、そのまま型取りして、離型するのに好適である。単にスタンパを押し付けるだけなので、非常に簡便なプロセスである。ただ、スタンパの押し付け圧力が高いため、そのための装置開発が必要となる。しかしながら、扱いが容易で、かつ設備構成も複雑でない。
【0046】
室温ナノインプリントレジストは、ケイ素(Si)化合物と添加剤(拡散用不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー等)とを有機溶剤(アルコール、エステル、ケトン等)に溶解した液状質であり、例えば、シリカガラス、水素化シルセスキオキサンポリマー(HSQ)、水素化アルキルシロキサンポリマー(HOSP)、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー(MSQ)等があり、SOG(スピン・オン・グラス)と呼ばれている。レジストマスク層成膜工程では、剥離層の上にSOGをスピンコート法により塗布し、成膜する。厚さは、パターニングにもよるが、50〜60nm程度とするのが好適である。レジストマスク層は、レジストの役割と、イオン照射工程におけるマスクの役割を有する。
【0047】
本発明では、ナノインプリントのためのナノインプリントレジストとして、室温ナノインプリントレジストを用いる。
【0048】
図4(c)は、パターニング工程である。図4(c)に示すように、スタンパ42を押し当てることによって、パターンを転写(インプリント)する。スタンパ42には転写しようとする記録領域としてのトラック部と、非記録領域である非トラック部、すなわち、イオン透過領域とイオン遮蔽(マスク)領域のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。この時、スタンパのパターン面に剥離剤を塗布しておくと、後にスタンパの離型が容易となる。
【0049】
イオン照射時に、イオンを透過させる部分はレジストマスク層の凹部になり、イオンを遮蔽する部分がレジストマスク層の凸部になるようにする。つまり、スタンパ52の凹凸はこの逆となる。
【0050】
つまり、レジストマスク層凸部の厚さは、イオン照射したときに、少なくともイオンを透過させない厚さを有し、凹部の厚さは、イオンが透過するのに十分薄い厚さとなるようにする。例えば、レジストマスク層の凹部の厚さは30nm以下が望ましい。また、レジストマスク層の凸部の厚さは、イオン照射エネルギーにもよるが、イオン照射の後に50nm以上残る厚さであれば、イオンの透過がなく、十分なマスク効果が得られるため好ましい。
【0051】
スタンパ42により、磁気記録トラックパターンを転写した後、スタンパをレジストマスク層41から離す(離型する)ことにより、レジストマスク層41に所望の凹凸パターンが形成される。
【0052】
図4(d)は底出し工程及びエッチング工程である。まず、パターニング工程に続いて、パターン凹部のレジストマスク層と剥離層をエッチングして磁性膜を露出させる。レジストマスク層、剥離層は、RIE(Reactive Ion Etching)などのドライエッチングで除去することができる。
【0053】
さらに、底出し工程に続いて、パターン凹部の磁気記録層の一部をエッチングする。磁気記録層はIBE(Ion Beam Etching)やRIEなどのドライプロセスで除去することができる。
【0054】
図4(e)は、イオン照射工程である。表面をレジストマスク層で覆われた中間体にイオン43を照射し、媒体内部にイオンを注入する。この時、レジストマスク層41の凸部は、レジストマスク層が厚く、イオン43がレジストマスク層を透過せず、遮蔽される。一方、凹部は、上述したとおり磁気記録層の一部まで除去されているので、磁気記録層に直接イオンが注入される。
【0055】
イオンが磁気記録層に注入されることにより、磁気記録層のイオンが注入された領域の磁性が弱まる。結果、イオンが注入されない強磁性層に比べ、はるかに弱い磁性となり、非記録領域が形成される。この際、非記録領域はセミハード磁性となるよう形成するとよい。また、比透磁率が2〜100の範囲内になるように形成してもよい。イオンビームは直進性が強いため、レジストマスク層の凹部の形状に従い、非記録領域を形成することが可能となる。これにより、磁気記録層は、磁気記録領域と非記録領域に分離され、また、あらかじめスタンパ42にパターンを形成しておくことで、データ領域とサーボ領域を形成することができる。
【0056】
本発明は、非記録領域がセミハード磁性を有する、又は、非記録領域の比透磁率が2以上、100以下の磁気記録媒体に対して有効である。非記録領域の非透磁率が2未満では、そもそも磁気記録領域の分離が不十分であり、100を超えると、サーボ信号の出力はある程度高くなり、本発明の効果は大きくないためである。
【0057】
また、照射するイオンは特に限定されないが、通常、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、O、Ne、He、Hからなる群から選択されたいずれか1又は複数の非磁性イオンを照射する。なお、上記のイオンの価数はすべて+1価である。上記イオンの中でも、扱いやすさの観点から、Ar、N、O、Kr、Xe、Ne、He、Hを用いることが好ましい。さらにコストの観点から、Ar、N、Oを用いることがより好ましい。
【0058】
イオン照射は、磁気記録層の中心深さで注入されるイオン密度が最大になるようにエネルギーを選択すると好ましい。イオン照射エネルギーは1〜50keV、ドーズ量は1×1015〜1×1017atoms/cmであることが好ましい。
【0059】
図4(f)は、レジストマスク層除去工程である。イオン照射工程の後に、ウェットエッチングにより、レジストマスク層を除去することができる。レジストマスク層がSOGである場合には、有機溶剤を使用することもできるが、エッチング速度が著しく低下するため、アルカリ溶液を溶剤として用いると好ましい。アルカリ溶液としては、通常含KOH溶液、含NaOH溶液等が用いられるが、特にこれら溶液に限定されることなく、SOGの種類により適宜選択すればよい。
【0060】
図4(g)は、剥離層除去工程及び保護層成膜工程である。レジストマスク層の後に、アッシングにより剥離層を除去する。剥離層は主としてカーボンで構成された膜であり、例えばカーボンを酸素で燃焼分解すること(アッシング)で除去できる。アッシング用のガスとしては、O以外にも、N、H、HO、CF、NH、Neなどが使用可能であり、いずれのガスでもカーボンと反応させて除去できる。また、磁気記録層はアッシングされないため、材料ガス及びプロセス条件を好適に制御することによって、磁気記録層表面にダメージを与えることはない。
【0061】
剥離層を一度除去した後、露出した磁気記録層の表面に、保護層を成膜する。剥離層を除去すると、その上にエッチングされずに残ったレジストマスク層ごと除去されるため、レジスト残りによる表面平坦度の悪化を避けることができる。
【0062】
その後、必要に応じて、通常の磁気記録媒体と同様に、潤滑剤の塗布工程、ベーキング工程を行うことができる。
【0063】
本発明の磁気記録媒体の、磁気記録層表面に対して非記録領域が形成する凹部の深さは、1.0nm以上5.0nm以下とするのが好ましい。凹部の深さが1.0nm以下では、サーボ信号の出力増加の効果を十分に得ることができない。一方、5.0nm以上では、本発明の磁気記録媒体をHDDの磁気ディスクとして使用したときに、ヘッドが浮上することができない。
【0064】
凹部の深さは、例えば、エッチング工程のIBEなどの処理時間を調整することで、変えることができる。
【0065】
本発明の磁気記録媒体は、以下の方法で製造することもできる。
【0066】
まず、上述した製造方法と同様の方法により、剥離層の代わりに保護層を形成し、さらに、レジストマスク層を形成した後、スタンパ42を用いて、レジストマスク層41に所望の凹凸パターンを形成し、イオン照射を行う(図5(a))。
【0067】
なお、この製造方法では、凹凸パターン形成の後イオン照射の前に、凹部のレジストマスク層を除去する必要はないが、RIEプロセス装置を用いて、パターン凹部のSOGとDLCをエッチングして磁性膜を露出させてもかまわない。
【0068】
イオン照射の後、ウェットエッチングによりレジストマスク層を除去する(図5(b))。
【0069】
このとき、アルカリ溶剤にある一定時間以上浸漬することにより、レジストマスク層が完全に除去された後、表面に凹部が形成される。これは、イオン照射を受けた、図5(a)で凹部であった部分の上方の保護層36を通って、磁性原子が溶剤中に溶け出したためと考えられる(図5(c))。
【0070】
イオンが照射された領域、すなわち非記録領域の磁性原子が溶け出すことによって、非記録領域は、磁気記録領域の表面に対して凹部を形成する。凹部の深さは、アルカリ溶剤への浸漬時間を調整することで変えることができる。
【0071】
その後、必要に応じて、通常の磁気記録媒体と同様に、潤滑剤の塗布工程、ベーキング工程を行うことができる。
【0072】
以上説明したように、本発明によれば、非記録領域の表面が磁気記録領域の表面に対して凹部を形成した、良好なサーボ信号出力特性を有する磁気記録媒体を得ることができる。
【実施例】
【0073】
以下、本発明の方法により、サーボ領域を有する磁気記録媒体を製造した実施例について説明する。
【実施例1】
【0074】
ガラス基板上に密着層(CrTi)、軟磁性層(FeCoTaZr)、下部中間層(NiW)、上部中間層(Ru)、磁気記録層を成膜し、さらに、DLCからなる剥離層を3nm成膜し、その上にSOGを50nmの厚さでスピンコートし、レジストマスク層を成膜した。
【0075】
磁気記録層は組成の異なる2層構造とし、ガラス基板に近い第一磁気記録層は、組成を90(70Co−14Cr−16Pt)−10SiOとし、その上の第二磁気記録層は、組成を62Co−18Cr−15Pt−5Bとした。1段目の磁気記録層の厚さは14nm、2段目の磁気記録層の厚さは7nmとした。
【0076】
パターニングはナノインプリント法で行い、モールド(120nmトラックピッチ、記録領域幅:65nm、非記録領域幅:55nm)を押し付けて、プレス圧は100MPa、プレス時間10秒とした。
【0077】
次に、RIEプロセス装置を用いて、パターン凹部のSOGとDLCをエッチングして磁性膜を露出させ、さらに、パターン凹部の磁性膜の一部をIBE装置を使ってエッチングした。
【0078】
次に、エッチングを終えた磁気記録媒体の中間体の上にイオンビームを照射し、イオン注入を行った。イオン照射は、パターン凹部の磁気記録層の中心深さで注入されるイオン密度が最大となるように、窒素(N)イオンを8KeVで照射し、ドーズ量は2×1016atoms/cmとした。
【0079】
イオン注入を終えた中間体を、KOH溶液に20分浸漬し、レジストマスク層を除去した。その後、DLCからなる剥離層をアッシングで除去し、その後、保護層としてDLCを5nm成膜した。
【0080】
保護層の成膜後、通常の磁気記録媒体の製造と同様の方法で、潤滑剤の塗布及びベーキングを行った。
【0081】
本実施例では、IBEの処理時間を変えることで、凹部の深さが異なる、5種類の磁気記録媒体を製造した。
【0082】
製造した磁気記録媒体を、MFM(Magnetic Force Microscopy)で測定した結果を図6に示す。磁気記録領域と非記録領域とが磁気的に明確に分離されていることが確認できた。
【0083】
また、媒体全面についてDCイレーズ処理を行った後、垂直磁気記録方式用の磁気ヘッド(リード素子幅80nm)を備えたリードライトテスターにおいて、ヘッドの浮上可否の確認とサーボ再生信号出力の測定を行った。
【0084】
表1に、AFM(Atomic Force Microscope)で測定した非記録領域表面の凹部の深さ、ヘッド浮上可否、サーボ信号出力を示す。ここで、サーボ再生信号出力はプリアンブル部の信号出力である。プリアンブル部を選択したのは、パターンが連続的であり、他のパターン部位よりも信号出力が安定に得られるためである。また、凹部の深さとサーボ信号出力との関係を、図7に示す。
【0085】
【表1】

【0086】
表1に示すように、非記録領域の表面が磁気記録領域に対して、本発明で規定する凹部を形成している磁気記録媒体(No.2〜4)では、ヘッド浮上に問題はなく、サーボ出力信号も高い値を示した。
【0087】
凹部が形成されていない磁気記録媒体(No.1)はサーボ信号出力が不十分であり、凹部の深さが6.0nmの磁気記録媒体(No.5)はヘッド浮上ができず不合格となった。
【実施例2】
【0088】
実施例1と同様の方法で磁気記録層まで形成した後、剥離層成膜工程の代わりに保護層成膜工程を行い、その後、実施例1と同様の方法でレジストマスク層形成からイオン照射まで行った。ただし、レジストマスク層形成の後、イオン照射の前に、凹部のレジストマスク層は除去せず、イオン照射のエネルギーは12keVとした。その後は以下の方法で磁気記録媒体を作製した。
【0089】
イオン照射の後、中間体を濃度10%、温度50℃のKOH溶液に浸漬して、SOGレジストマスクを完全に剥離し、さらに、イオン照射した非記録領域の表面が磁気記録領域の表面に対して凹部を形成するようにした。
【0090】
その後、通常の磁気記録媒体の製造と同様の方法で、潤滑剤の塗布及びベーキングを行った。
【0091】
本実施例では、KOH溶液への浸漬時間を適宜変更することで、凹部の深さが異なる、5種類の磁気記録媒体を製造した。
【0092】
製造した磁気記録媒体を、MFMで測定した結果、実施例1と同様に、磁気記録領域と非記録領域とが磁気的に明確に分離されていることが確認できた。
【0093】
また、実施例1と同様に、ヘッドの浮上可否の確認とサーボ再生信号出力の測定を行った。
【0094】
表2に、結果を示す。また、凹部の深さとサーボ信号出力との関係を、図8に示す。
【0095】
【表2】

【0096】
表2に示すように、非記録領域の表面が磁気記録領域に対して、本発明で規定する凹部を形成している磁気記録媒体(No.7〜9)では、ヘッド浮上にも問題はなく、サーボ出力信号も高い値を示した。
【0097】
凹部が形成されていない磁気記録媒体(No.6)はサーボ信号出力が不十分であり、凹部の深さが5.8nmの磁気記録媒体(No.10)はヘッド浮上ができず不合格となった。
【0098】
以上のように、本発明に係る方法で製造した磁気記録媒体は、非常に良好なサーボ信号出力が得られ、機能的にも高密度磁気記録可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0099】
本発明は、イオン照射法で製造する高密度磁気記録媒体の製造に利用することができる。特に、サーボ信号出力を増加させることができるから、サーボパターンによる位置決め精度も向上させることができ、今後需要が高まる、高密度小型磁気ディスク等に適用することができる。
【符号の説明】
【0100】
10 磁気記録媒体
11 データ領域
12 サーボ領域
13 サーボパターン
31 ガラス基板
32 軟磁性層
33 中間層
34 磁気記録層
35 非記録領域
36 保護層
37 剥離層
41 レジストマスク層
41a レジストマスク層の、イオンを遮蔽する部分
41b レジストマスク層の、イオンを透過させる部分
42 スタンパ
43 イオン
71 非記録領域(セミハード磁性領域)
72 磁気記録領域

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、
前記非記録領域は、透磁率が2H/m以上、100H/m以下であり、
さらに前記非記録領域の表面は、前記磁気記録領域の表面に対して凹部を形成し、かつ、前記凹部の深さは0.5nm以上2.0nm以下である
ことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項2】
請求項1に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、
前記磁気記録層の上に炭素を主成分とする剥離層を成膜する剥離層成膜工程と、
前記剥離層成膜工程の後に、前記剥離層の上にSOG(スピン・オン・グラス)からなるレジストマスク層を成膜するレジストマスク層成膜工程と、
前記レジストマスク層成膜工程の後に、前記レジストマスク層の厚さを部分的に変化させて所定のパターンの凸部と凹部を形成するパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に、ドライエッチングで前記凹部において剥離層が露出するまで前記レジストマスク層を除去する底出し工程と、
前記底出し工程の後に、前記凹部の磁気記録層の一部を除去するエッチング工程と、
前記エッチング工程の後に前記レジストマスク層の上からイオンを照射し前記非記録領域を形成するイオン照射工程と、
前記イオン照射工程の後に前記レジストマスク層をアルカリ系溶剤により除去する、レジストマスク層除去工程と、
前記レジストマスク層除去工程の後に、前記剥離層を除去することで、前記磁気記録層の表面を露出させる剥離層除去工程と、
前記剥離層除去工程の後に、前記磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項3】
請求項1に記載の磁気記録媒体を製造する方法であって、
前記磁気記録層の上に炭素を主成分とする保護層を成膜する保護層成膜工程と、
前記保護層成膜工程の後に、前記保護層の上にSOG(スピン・オン・グラス)からなるレジストマスク層を成膜するレジストマスク層成膜工程と、
前記レジストマスク層成膜工程の後に、前記レジストマスク層に、所定のパターンの、前記イオン照射したときにイオンを透過させない厚さを有する凸部と、イオンが透過するのに十分薄い厚さの凹部を形成するパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に前記レジストマスク層の上からイオンを照射し前記非記録領域を形成するイオン照射工程と、
前記イオン照射工程の後にアルカリ系溶剤で前記レジストマスク層を除去するとともに、非記録領域が前記磁気記録領域の表面に対して深さ1.0nm以上5.0nm以下の凹部を形成するように非記録領域を溶解させる、凹部形成工程
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項4】
前記イオン照射工程におけるイオン照射は、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、O、Ne、He、Hから選択した1種又は2種以上の非磁性イオンを照射エネルギー1keV以上、50keV以下、ドーズ量1×1015atoms/cm以上、1×1017atoms/cm以下で照射することを特徴とする請求項2又は3に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項5】
前記パターニング工程において、ナノインプリント法で、前記レジストマスク層へ所定のパターンの凸部と凹部を形成することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項6】
さらに、前記保護層の上に潤滑層を成膜する潤滑層成膜工程を有することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図1】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2011−138586(P2011−138586A)
【公開日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−298684(P2009−298684)
【出願日】平成21年12月28日(2009.12.28)
【出願人】(510210911)ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Fターム(参考)】