JP2002279616A

JP2002279616A - 記録媒体、記録媒体の製造方法、および記録装置

Info

Publication number: JP2002279616A
Application number: JP2001082436A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Hieda; 泰之稗田; Masatoshi Sakurai; 正敏櫻井; Kouji Asakawa; 鋼児浅川; Toshiro Hiraoka; 俊郎平岡; Katsuyuki Naito; 勝之内藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2002-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-22
Also published as: US6977108B2; US20050094549A1; US7115208B2; US20060263642A1; US20020136927A1; JP3861197B2; US7306743B2

Abstract

(57)【要約】【目的】記録セルのパターンが高度に配列化し、作製
が簡単で、高速で読み出し読み出しが可能な、記録媒
体、記録媒体の作製方法、および記録装置を提供する。【構成】互いに分離して形成された複数の記録セル
（１１）を含む記録トラック帯（１）を有し、記録セル
（１）はトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列
してサブトラックを形成し、記録トラック帯（１）は複
数列のサブトラック（１ａ〜１ｄ）を含み、記録トラッ
ク帯（１）内で隣り合うサブトラック上に位置する最近
接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿
ってピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れて
いる記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度記録が可能
な記録媒体、記録媒体の製造方法、および記録装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】パソコンなど情報機器の飛躍的な機能向
上により、ユーザーの扱う情報は著しく増大してきてい
る。このような状況の下で、これまでより飛躍的に記録
密度の高い情報記録再生装置に対する期待は高まるばか
りである。記録密度を向上させるためには、記録媒体に
おいて記録の書き込み単位である１つの記録セルまたは
記録マークの大きさを微小化することが必要である。し
かし、従来の記録媒体において記録セルまたは記録マー
クの微小化は大きな困難に直面している。

【０００３】例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒
体では、記録層に粒度分布の広い多結晶体を用いてい
る。しかし、結晶の熱揺らぎのために、小さい多結晶体
では記録が不安定となる。このため、記録セルが大きい
場合は問題ないが、記録セルが小さいと記録の不安定性
やノイズの増大が生じる。これは、記録セルに含まれる
結晶粒の数が少なくなることと、記録セル間の相互作用
が相対的に大きくなることが要因になっている。

【０００４】相変化材料を用いた光記録媒体においても
状況は同様であり、記録マークサイズが相変化材料の結
晶サイズと同程度となる１インチ平方当たり数百ギガビ
ット以上の記録密度では、記録が不安定になるとともに
媒体ノイズが大きくなる。

【０００５】これらの問題を回避するため、磁気記録の
分野においては、あらかじめ記録材料を非記録材料によ
り分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして
記録再生を行うパターンドメディアが提案されている
（Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕｅｔａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，７６（１９９４）ｐｐ６６７３；ＵＳＰａ
ｔｅｎｔ５，８２０，７６８および５，９５６，２１
６；Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗｅｔａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓ
ｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１
９６；荻野谷他，特開平１０−２３３０１５号公報）。

【０００６】しかし、従来は記録材料粒子を孤立させた
構造を形成する方法として、リソグラフィー技術が用い
られている。光リソグラフィーは一括露光であるためス
ループットの面で高密度化には対応できるものの、加工
サイズの面では十分微小な記録セルを加工するのは困難
である。電子線リソグラフィーや集束イオンビームなど
は数１０ｎｍの微細な加工が可能であるものの、加工コ
スト、加工スピードの点から鑑みて実現性は乏しい。

【０００７】特開平１０−３２０７７２号公報には、基
板上に二次元に配列した直径数ナノメートルから数マイ
クロメートルの微粒子をマスクとして用い、リソグラフ
ィー技術によって、基板上に孤立した磁性微粒子が形成
された磁気記録媒体を作製する方法が開示されている。
この方法は、安価なパターンドメディアの作製方法とい
える。

【０００８】微粒子を基板上に二次元的に配列させる方
法としては、長鎖アルキル基で被覆した微粒子を基板上
に塗布し、乾燥時の微粒子間の自己凝集を利用して大面
積に比較的均一な単粒子層を形成する方法が報告されて
いる（Ｓ．Ｈｕｎｇｅｔａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．，３８（１９９９）ｐｐ．Ｌ４７３−Ｌ
４７６）。

【０００９】また、ブロックコポリマーが形成する自己
組織的な相分離構造を利用して、基板に規則配列構造を
形成する方法が知られている（例えば、Ｍ．Ｐａｒｋ
ｅｔａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ２７６（１９９７）１４
０１）。ポリスチレン／ポリブタジエンやポリスチレン
／ポリイソプレンなどのブロックコポリマーでは、オゾ
ン処理によりポリスチレンブロックのみを残すことがで
き、これをエッチングマスクとして用いて孔やラインア
ンドスペースなどの構造を基板上に形成できることが報
告されている。

【００１０】基板上に微粒子やブロックコポリマーとい
った自己組織化粒子を二次元的に配列させる成膜方法で
は、ミクロには自己組織化粒子が格子状に配列した構造
が得られる。しかし、マクロには欠陥や粒界が多く存在
し、ランダムに向いた格子が形成されるため実用的な記
録再生を行うことができない。

【００１１】また、従来の一様な構造を有する磁気記録
媒体では、一定の間隔で信号を書き込んでいる。このた
め、書き込みエラーが起きた場合でも、一部の記録セル
が欠損するのみで、全体では同じ時間間隔で読み取るこ
とができる。これに対して、あらかじめ記録セルを作り
込むパターンドメディアでは各記録セルの間隔が一定と
なるように加工する必要がある。仮に、自己組織化粒子
の規則配列によりパターンドメディアを作製できたとし
ても、すべての領域で内部に乱れや欠陥のない単一の規
則配列が形成される必要がある。しかし、同じ領域内で
異なる２つの場所から規則配列化が起こった場合、各々
の自己組織配列の内部ではそれぞれ規則正しい三角格子
が形成されるが、これら２つの自己組織配列は互いの格
子位置に整合性がない。このため、それぞれの自己組織
配列同士の隣接地点に格子の不連続が生じる。格子の不
連続な部分では記録セルの読み出し間隔が異なるため、
情報の再生が困難になる。このように、自己組織配列を
利用した記録媒体には特有の欠陥として配列の乱れた領
域が生じるため、こうした記録媒体を用いるには読み取
りエラーの回避方法を確立することも必要になる。

【００１２】また、記録密度が向上するとトラック密度
も向上し、トラッキング用のサーボマークを書き込むこ
とも非常に困難になる。高トラック密度を実現する方法
の一つとして、トラッキング用のサーボパターンを物理
的な凹凸パターンとして予めディスクに作り込む方法が
提案されている（特開平６−１１１５０２号公報）。こ
の方法では、もともと真円度の高いトラックが形成され
ているため、従来のＨＤＤに比較するとトラック密度を
向上できる。しかし、１００Ｇ〜１Ｔｂｐｓｉの記録密
度となると、やはり安価なリソグラフィーでは描画する
ことが困難である。さらに、自己組織化を利用した記録
媒体では、トラックに自己組織化粒子に特有の規則配列
構造が形成される。したがって、従来のトラッキング方
法では自己組織化粒子からなる記録セルにアクセスする
ことは不可能である。

【００１３】

【本発明が解決しようとする課題】上述したように、Ｔ
ｂｐｓｉの記録密度を実現するために、パターンドメデ
ィアは有効な手段であるが、安価でスループットの高い
パターンの作製方法が確立されていない。また、材料の
自己組織化を用いる方法は、安価でスループットの高い
パターン作製方法であるが、記録データへのアクセスを
可能とするような媒体全面が配列化した構造は得られて
いない。

【００１４】本発明の目的は、記録セルのパターンが高
度に配列化し、作製が簡単で、高速で読み出し読み出し
が可能な、記録媒体、記録媒体の製造方法、および記録
装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の記録媒体は、互
いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向
に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラ
ックを含む記録トラック帯を有し、前記記録トラック帯
内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの
記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピ
ッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れているこ
とを特徴とする。

【００１６】本発明の記録媒体の製造方法は、基板上に
記録トラック帯に対応する、連続的または断続的な溝領
域または特定の化学成分を含む帯領域を形成する工程
と、前記溝領域または帯領域に、自己組織化分子または
微粒子の２次元的な規則配列構造を形成する工程と、前
記規則配列構造に対応する記録セルを形成する工程とを
具備したことを特徴とする。この方法では、溝領域また
は帯領域を形成するために、光、電子線またはナノイン
プリンティングリソグラフィーが用いられる。

【００１７】本発明の一態様にかかる記録装置は、書き
込みヘッドと、読み出しヘッドと、互いに分離して形成
された複数の記録セルを含む記録トラック帯を有し、前
記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に
配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は
複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で
隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録
セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチ
Ｐの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒
体とを具備したことを特徴とする。

【００１８】本発明の他の態様にかかる記録装置は、互
いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラ
ック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピ
ッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記
記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記
録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最
近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に
沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ
離れている記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置
であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、読み
出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッド
への書き込みタイミング信号を制御する手段とを具備し
たことを特徴とする。

【００１９】本発明のさらに他の態様にかかる記録装置
は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記
録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿
ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成
し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含
み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に
位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラ
ック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ
≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再生を行
う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッ
ドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の
間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時間間隔
と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを
比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段とを具
備したことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
記録媒体の記録層の平面図を示す。図１に示す記録層に
は、複数の記録トラック帯１が帯状の分離領域２によっ
て互いに分離されて形成されている。記録媒体全体の形
状はディスクでもカードでもよく、特に形状は限定され
ない。ディスク状の記録媒体では、記録トラック帯１を
同心円状またはスパイラル状に形成することが好まし
い。カード状の記録媒体では、記録トラック帯１を直線
状に形成することが好ましい。

【００２１】記録トラック帯１内には規則的に配列した
複数の記録セル１１が、非記録材料からなるマトリック
ス１２によって互いに分断されて形成されている。マト
リックス１２の材料は記録セル１１に書き込まれた情報
を破壊しないものであれば特に限定されない。マトリッ
クス１２の材料としては、例えばＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃な
どの無機絶縁材料、ポリマーなどの有機絶縁材料を用い
ることができるが、これらに限定されない。

【００２２】記録セル１１はトラック方向に沿ってピッ
チＰをもって周期的に配列してサブトラックを形成し、
１つの記録トラック帯１内には複数列のサブトラックが
含まれる。図１では記録トラック帯１内に４列のサブト
ラック１ａ〜１ｄが含まれている。記録トラック帯１内
で隣り合うサブトラック例えば１ａ上と１ｂ上に位置す
る最近接の２つの記録セル１１は、トラック方向で見て
互いの中心間の間隔が１つのサブトラック例えば１ａ内
でのピッチＰの１／ｎ（ただし２≦ｎ≦５）だけ離れて
いる。図１では、記録セル１１は最も安定な構造である
六方細密充填構造をなして三角格子を形成しているの
で、隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの
記録セル１１のトラック方向におけるずれはＰ／２であ
る。

【００２３】このような記録媒体は、記録セル１１が記
録トラック帯１内において規則配列して密に充填されて
いればよいので、自己組織化する粒子を用いて安定かつ
安価に製造することができる。

【００２４】記録セル幅は５〜１００ｎｍが好ましく、
１０〜５０ｎｍがさらに好ましい。記録セルの形状は密
に充填できる円形、楕円形、長方形、正方形が好まし
く、特に自己組織化により形成しやすい円形が好まし
い。記録セルは六方細密充填構造を有することが好まし
い。これは、微粒子の自己組織化では六方細密充填構造
が最も安定な構造であり、最も欠陥が少なくかつ安価に
作製することができるためである。

【００２５】記録トラック帯１間の分離領域２は非記録
材料からなっていてもよいし、記録セルと同一の記録材
料からなっていてもよい。

【００２６】分離領域が非記録材料からなる場合、読み
出しヘッドが複数の記録トラック帯を横切る度に、周期
的に信号がない領域が現れることを利用して記録トラッ
ク帯のシークが容易になる。

【００２７】分離領域が記録セルと同一の記録材料から
なる場合、分離領域からトラッキング信号を検出するこ
とや、分離領域に記録トラック帯のアドレス情報を記録
することが可能となる。

【００２８】本発明の記録媒体は、記録が書き込まれる
領域のすべてに記録セルの規則配列が形成されていても
よいし、アドレス信号領域等があらかじめ形成されデー
タ領域として記録セルの規則配列が形成されていてもよ
い。また、トラッキング用のサーボマーク領域のみに記
録セルの規則配列があらかじめ形成されていてもよい。
この場合、記録の書き込み読み出しがされる領域は、多
粒子系の磁性薄膜などの媒体を形成してもよい。最近で
はサーボライトに長時間を要するようになってきてお
り、サーボマークをあらかじめ作りこんでおく方法は非
常に有効である。

【００２９】本発明に用いられる記録媒体は特に限定さ
れず、様々な記録原理に基づくものが挙げられる。例え
ば、磁気記録媒体、相変化光記録媒体、強誘電媒体、電
荷蓄積媒体、有機色素もしくは蛍光化合物などを含有す
る記録媒体がある。これらのうち、磁気記録媒体および
相変化光記録媒体が特に好ましく、さらに高密度化が可
能な垂直磁気記録媒体が好ましい。

【００３０】磁気記録材料としては、例えばＮｉ−Ｆ
ｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の結晶材料、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ
等のＣｏ基アモルファス材料、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ等のＦｅ
系微結晶材料、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、
Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｃｏ酸化物等が好まし
い。

【００３１】無機の相変化光記録材料としては、例えば
Ｓｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓ
ｂ、Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ａｓ
−Ｇｅ、Ｃｓ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ、
Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられる。

【００３２】有機色素としては、電荷記録用色素、相変
化記録用色素、ライトワンス型の記録用色素、フォトク
ロミック色素、蛍光色素、フォトリフラクティッブ色素
などがある。有機色素媒体で、電荷の有無により記録す
る場合は、ドナー性またはアクセプタ性の色素分子が用
いられる。一方、結晶−非晶質の相変化により記録する
場合は、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。ラ
イトワンス型色素は光を吸収して非可逆的に変化する
か、または光を吸収して周囲を非可逆的に変化させる材
料である。読み出しに蛍光を用いる場合には蛍光強度の
大きいことが好ましい。光により吸収が変化するフォト
クロミック化合物も使用することができる。有機色素の
具体例は、例えば特開平１１−３２８７２５に開示され
ている。

【００３３】蛍光化合物は、有機蛍光化合物でも無機蛍
光化合物でもよい。一般に、無機化合物の蛍光寿命は有
機化合物の蛍光寿命と比べて長いので、高速の読み出し
のためには有機化合物の方が好ましい。

【００３４】フォトクロミック化合物としては例えば、
スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド
類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カ
ルコン類、縮合多環化合物などがある。

【００３５】本発明の記録媒体の製造方法は、基板上に
記録トラック帯に対応する、連続的または断続的な溝領
域または特定の化学成分を含む帯領域を形成する工程
と、前記溝領域または帯領域に、自己組織化分子または
微粒子の２次元的な規則配列構造を形成する工程と、前
記規則配列構造に対応する記録セルを形成する工程とを
具備したことを特徴とする。

【００３６】凹凸を有する溝構造を用いる場合には、凹
凸の段差の部分により自己組織化粒子の結晶ドメインを
断つことにより、溝に沿った規則配列を実現することが
できる。

【００３７】特定の化学成分をパターニングした帯領域
を用いる場合には、自己組織化粒子の化学的な表面状態
と帯領域の化学成分の表面状態を適当に選択することに
より、自己組織化粒子が吸着する部分としない部分を形
成することができる。自己組織化粒子が吸着する部分に
おいてのみ規則配列化が起こり、帯構造に沿った規則配
列が得られる。また、化学パターンにより自己組織化粒
子と表面との相互作用を変えることにより、ある相互作
用が起こる化学パターン上でのみ所望の規則配列が得ら
れ、別の化学パターン上では規則配列が得られずランダ
ムな配列などになるようにすることも可能である。帯構
造の幅は、自己組織化粒子が自然に（つまり帯構造が存
在しない場合に）形成する規則配列の大きさより十分小
さくする必要がある。このような条件を満たせば、自己
組織化粒子は帯構造の幅方向には規則正しく列が並んだ
構造を形成することが可能である。

【００３８】自己組織化粒子の大きさは、径として３〜
１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍさらに好まし
い。自己組織化粒子の形状は、上述した記録セルの形状
に対応して円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、
特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。

【００３９】本発明の記録媒体によってＴｂｐｓｉの記
録密度を実現しようとする場合、溝構造または帯構造の
幅は以下のようにして決定される。例えば、１つの記録
トラック帯内に２列の記録セル列が存在する場合には、
溝構造または帯構造の幅はおよそ４０ｎｍ程度となる。
これは通常の電子線リソグラフィーにより作製可能な大
きさである。実際には、１本の記録トラック帯に２列よ
り多くのサブトラックを形成することができるので、分
解能は低いがより安価でスループットの高いリソグラフ
ィー手段を利用することが可能である。リソグラフィー
としては、光リソグラフィー、電子線リソグラフィー、
原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、近接場光顕微
鏡などの走査型プローブを用いる方法、ナノインプリン
トリソグラフィー（Ｐ．Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ，ｅｔａ
ｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１３
（１９９５），ｐｐ．２８５０）などが利用可能であ
る。

【００４０】自己組織化粒子としては、ブロックコポリ
マー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などから
なる数ｎｍ〜１００ｎｍ径の微粒子などが利用可能であ
る。

【００４１】ブロックコポリマーを利用する場合には、
自己組織化粒子を形成した後、２種類以上のブロックの
うち１つを選択的に除去できるものを用いる。この場
合、ブロックどうしの間でのＲＩＥまたはその他のエッ
チングなどに対するエッチングレートの差を利用するこ
とが好ましい。

【００４２】例えば、ポリスチレンとポリブタジエンか
らなるブロックコポリマーを用いた場合には、オゾン処
理によりポリスチレンブロックのみを残すように現像処
理が可能である。ポリスチレンとポリメチルメタクリレ
ートからなるブロックコポリマーでは、ポリスチレンの
方がポリメチルメタクリレートよりＣＦ₄をエッチャン
トとして用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）に対するエッチング耐性が高い。このため、ＲＩＥ
によりポリメチルメタクリレートおよびその下の記録層
のみを選択的に除去することが可能である（Ｋ．Ａｓａ
ｋａｗａｅｔａｌ．；ＡＰＳＭａｒｃｈＭｅｅｔ
ｉｎｇ，２０００）。

【００４３】このようなブロックコポリマーとしては例
えばポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブ
タジエン−４−ビニルピリジン、ポリブタジエン−メチ
ルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチル
メタクリレート、ポリブタジエン−ｔ−ブチルアクリレ
ート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−４−ビ
ニルピリジン、ポリエチレン−ポリメチルメタクリレー
ト、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−２−ビニ
ルピリジン、ポリエチレン−ポリ−２−ビニルピリジ
ン、ポリエチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリイ
ソプレンーポリー２−ビニルピリジン、ポリメチルメタ
クリレート−ポリスチレン、ポリ−ｔ−ブチルメタクリ
レート−ポリスチレン、ポリメチルアクリレート−ポリ
スチレン、ポリブタジエンーポリスチレン、ポリイソプ
レン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ−２−ビニル
ピリジン、ポリスチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、
ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン
−ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリブタジ
エン−ポリアクリル酸ナトリウム、ポリブタジエン−ポ
リエチレンオキシド、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート
−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ポリアクリル
酸、ポリスチレン−ポリメタクリル酸等がある。これら
はＡＢ型ジブロックポリマーの例であるがＡＢＡ型のト
リブロックコポリマーであってもよい。

【００４４】ブロックコポリマーを用いる場合、基板表
面においてミセル構造またはシリンダ構造を形成するよ
うな成分比の分子を用いることが好ましい。これによ
り、互いに分離され規則配列した円形の記録セルを形成
することが可能となる。ブロックコポリマーはトルエン
などの適当な溶媒に溶解したものをスピンコートなどに
より製膜することが可能である。ブロックコポリマーの
自己組織的な配列への相分離は、一般的には材料のガラ
ス転移点温度以上の温度でアニール処理することにより
得られる。

【００４５】ポリマーや金属などからなる数十ｎｍ径の
微粒子を用いる場合には、微粒子を分散させた溶液を、
帯構造を形成したディスクの上から展開して乾燥し溶媒
を除去した後、適当な溶媒を用いて過剰に吸着した微粒
子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成
することができる。また、微粒子を分散させた溶液中に
ディスク基板をある時間浸して微粒子をディスク基板に
吸着させ、規則配列させることも可能である。

【００４６】以上のような方法により自己組織化粒子の
規則配列を形成した後、自己組織化粒子をマスクとし
て、あらかじめ形成しておいた下地の記録層をイオンミ
リングなどにより削り、所望の規則配列した記録セル列
を形成することができる。記録層をより高いアスペクト
比で削るためには、記録層と自己組織化粒子膜との間に
ＳｉＯ₂やＳｉなどの膜を形成し、ＲＩＥなどにより自
己組織化粒子の規則配列パターンをＳｉＯ₂やＳｉに転
写（パターントランスファー）した後、記録層を加工す
ることも有効である。ＳｉＯ₂やＳｉはＲＩＥにより高
いアスペクト比で削ることができるため、これをマスク
にして加工することにより、記録層をより高いアスペク
ト比でエッチングすることができる。

【００４７】上記のようにして作製した記録セルの規則
配列をマトリックス材料で被覆し、表面を研磨により平
坦化することにより、マトリックスに埋め込まれた記録
セルを有するパターンドメディアを製造することができ
る。

【００４８】また、自己組織化粒子をマスクにして、マ
トリックスに規則配列した微細孔アレイを形成した後、
孔を記録材料で埋めることによっても記録セルを形成す
ることができる。この場合、ディスク基板上にマトリッ
クス材料からなる膜を製膜する。次に、自己組織化粒子
の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分を
パターニングした帯構造を形成するためのレジストを形
成する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または
帯構造を形成する。自己組織化粒子を製膜した後、アニ
ール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子
をマスクとしてエッチングを行い、マトリックスに孔を
形成する。レジストを除去した後、孔に記録材料を埋め
込む。レジストは記録材料を埋め込んだ後に除去しても
よい。また、レジストを除去せずに残したまま使用して
もよい。

【００４９】レジスト材料は、記録層を破壊することが
なく、リソグラフィーにより構造形成が可能であり、自
己組織化粒子の製膜、規則配列化処理によりダメージを
受けないものであればよい。自己組織化粒子としては、
ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、
酸化物などからなる数十ｎｍ径の微粒子などのほかに
も、Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ₂Ｏ₃の微細孔
アレイなども利用可能である。

【００５０】ブロックコポリマーを利用する場合には、
マトリックス材料に孔を形成するために、ミセルまたは
シリンダを形成するブロックを選択的に除去できるもの
を用いる。

【００５１】ポリマーや金属などからなる微粒子を用い
る場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、
微粒子からなるパターンのネガパターンをマスクとして
利用する。すなわち、微粒子配列の上に金属などのエッ
チングマスクとなりうる材料を堆積した後、微粒子を除
去し、微粒子のあった部分のみで下地のマトリックスを
露出させてその部分を加工する。

【００５２】Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ₂Ｏ₃
の微細孔アレイを利用する場合には、以下のような方法
が可能である。まず、凹部においてマトリックスが露出
した膜の帯構造の上にＡｌを製膜した後、膜を取り除く
ことによりＡｌの帯構造を得る。これを陽極酸化するこ
とにより、帯構造内で規則配列したＡｌ₂Ｏ₃の微細孔ア
レイを得ることができ、これをマスクにして下地のマト
リックスに微細孔アレイを転写する。

【００５３】また、Ａｌ₂Ｏ₃の微細孔アレイを用いる場
合には、Ａｌの微細孔アレイ自体をマトリックスとして
用いるもできる。この場合、Ａｌを製膜した後、溝構造
の凹部においてＡｌが露出した膜のパターンを形成す
る。これを陽極酸化すると、Ａｌが露出した部分におい
てのみ反応が進み、帯構造に沿って配列したＡｌ₂Ｏ₃微
細孔アレイが得られる。

【００５４】また、Ａｌの陽極酸化においては、あらか
じめ陽極酸化される表面に微小な孔を付けておくことに
より、位置制御された微細孔アレイを形成できる。Ａｌ
膜上に溝構造を形成し、ブロックコポリマーなどのマス
クを用いたエッチングにより規則配列した微小な孔をＡ
ｌ表面に形成し、自己組織化膜を取り除いた後にＡｌを
陽極酸化することにより、規則配列したＡｌ₂Ｏ₃微細孔
アレイを作製することもできる。

【００５５】以上のようにしてマトリックスに形成した
微細孔の規則配列の上に記録材料を製膜した後、研磨す
ることにより分断された記録セルを得ることができる。

【００５６】さらに、自己組織化粒子を用いた方法によ
り、凹凸の形状を持つスタンプ原盤を作製し、このスタ
ンプ原盤を利用して、ナノインプリントリソグラフィー
によりディスク基板にパターンを転写する方法を用いて
もよい。

【００５７】まず、基板上に自己組織化粒子の配列を制
御するための溝構造または特定の化学成分をパターニン
グした帯構造を形成するためのレジストを製膜する。リ
ソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を作
りこむ。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理な
どにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクに
してエッチングを行い、スタンプ原盤とする。一方、記
録層またはマトリックス膜を製膜した基板上に、マスク
となるレジスト膜を形成する。加熱しながらスタンプ原
盤を押し付けることにより、レジストにスタンプ原盤の
パターンを転写する。次いで、エッチングにより記録セ
ルアレイまたはマトリックス中の微細孔アレイを形成す
る工程を経て記録媒体を得る。

【００５８】記録材料からなる微粒子を直接、帯構造に
より配列化させて記録セルとして用いる製造方法を用い
ることもできる。記録材料からなる微粒子を分散させた
溶液を、帯構造を形成した基板の上から展開し乾燥し溶
媒を取り除いた後、適当な溶媒により過剰に吸着した微
粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形
成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中
に基板をある時間浸すことにより微粒子を基板に吸着さ
せ、規則配列を形成させることも可能である。このよう
にして記録セルを形成した後、微粒子が基板から剥離し
ないように、バインダーまたは保護膜となる材料で被覆
することにより記録媒体を作製することができる。

【００５９】上記のような方法では、アニール処理など
の再配列化処理により、帯構造に沿って大面積で自己組
織化粒子を規則配列させることが可能である。このよう
な再配列化が困難な場合には、帯の長手方向にも凹凸構
造または化学的なパターンを断続的に形成し、小面積の
帯構造内で完全に方向が揃って配列した規則配列構造を
得ることも可能である。つまり、ある長さの帯構造内で
粒界のない完全に単一の自己組織化粒子の２次元結晶構
造を形成することが可能である。

【００６０】本発明の一実施形態に係る記録装置は、書
き込みヘッドと、読み出しヘッドと、互いに分離して形
成された複数の記録セルを含む記録トラック帯を有し、
前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的
に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯
は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内
で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記
録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッ
チＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録
媒体とを有する。

【００６１】この記録装置では、隣り合うサブトラック
上の記録セルのずれを利用して、記録セルからの検出信
号自体をトラッキング信号として用いることができるた
め、トラッキングサンプリング周波数を高くすることが
できる。このため、トラッキング方向の記録セル幅が１
００ｎｍ以下になっても読み出しヘッドによるトラッキ
ングが可能となる。また、エラーレートを低くすること
ができるため、実際のデータ領域を広くすることができ
る。

【００６２】自己組織化による規則配列は、細密充填さ
れた構造となるので、多くの場合に三角格子状の規則配
列を形成する。このようにトラック方向に三角格子状の
規則配列が形成されると、隣り合う２つのサブトラック
上の記録セルは、中心どうしの間隔がトラック方向に沿
ってサブトラック内のピッチＰの１／２のピッチでずれ
る。したがって、２つのサブトラックの両方をカバーす
る大きさの読み出しヘッドを用いても、それぞれのサブ
トラックからの再生信号が交互に検出され、それぞれを
識別できる。このことは、実効的なトラック密度を２倍
にすることができることを意味するため、高トラック密
度化に対して有効である。

【００６３】本発明の他の実施形態に係る記録装置は、
互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録ト
ラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿って
ピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前
記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記
記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する
最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向
に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だ
け離れている記録媒体に対して記録・再生を行う記録装
置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、読
み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッ
ドへの書き込みタイミング信号を制御する手段とを有す
る。

【００６４】この記録装置では、記録セルがないところ
に書き込みヘッドが書き込みを行うことを防ぐことがで
きる。

【００６５】本発明のさらに他の実施形態に係る記録装
置は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む
記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に
沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成
し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含
み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に
位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラ
ック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ
≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再生を行
う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッ
ドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の
間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時間間隔
と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを
比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段とを有
する。

【００６６】この記録装置では、自己組織化による規則
配列に欠陥領域が存在し、記録トラック帯内のサブトラ
ックに断裂が存在する場合でも、その欠陥領域を回避し
て書き込むことができる。

【００６７】すなわち、この記録装置では、記録セルが
規則配列している領域では、記録セルの格子間隔とヘッ
ドの走行スピード（読み出しヘッドと記録媒体との相対
速度）により決定される時間間隔Ｔで記録情報が読み出
される。しかし、記録セルの欠陥領域では、読み出しヘ
ッドから読み出される信号の時間間隔が乱れるので、そ
の場合には一時的にヘッドから読み出される信号を情報
として処理しない。再び時間間隔Ｔで信号が生じ始めた
ら、その時点で読み出される信号を情報として処理再開
し、書き込みも再開する。

【００６８】読み出しヘッドにより出力される信号の時
間間隔の乱れに基づいて、読み出しヘッドが欠陥領域を
走行していることを判定するために基準は任意に設定で
きる。例えば、２回または３回以上不当な時間間隔で信
号が検出されて読み取りエラーが起きた場合に欠陥領域
を走行していると判定する。また、基準となる時間間隔
Ｔよりも３０％以上短い時間間隔で読み出しヘッドから
信号が生じる場合や、時間間隔Ｔよりも３０％以上長い
時間経過しても信号が生じない場合を判定基準としても
よい。この場合、これらの現象が一度起きた場合を判定
基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に信号が
複数回乱れた場合を判定基準としてもよい。

【００６９】読み出しヘッドが再び規則配列領域を走行
しはじめたことを判定するために基準も任意に設定でき
る。例えばある信号が帰ってきた瞬間から時間間隔Ｔの
±３０％以内の間隔で信号が生じた場合に規則配列領域
を走行していると判定する。この場合、この現象が一度
起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ
時間の間に時間間隔Ｔで信号が得られた場合を判定基準
としてもよい。

【００７０】情報を書き込む場合には、書き込み前に欠
陥領域を認識して、その欠陥領域を回避し、その後の規
則配列領域から書き込みを再開する。したがって、ある
記録セルに情報を書き込みヘッドが書き込む前に、読み
出しヘッドが記録セルの位置を把握しておくことが必要
である。このためには、書き込みヘッドのトラック方向
前方に記録読み出しヘッドを設けてもよいし、読み書き
兼用ヘッドの場合には同じトラック位置で記録媒体に複
数回アクセスして記録セル位置を読み取った後に書き込
みを行うようにしてもよい。

【００７１】以上の記録装置では、記録セルの形状と書
き込みヘッドの形状をほぼ相似形にしてもよい。これら
を相似形にすると記録セル間のクロス書き込みを防止で
きるとともに、書き込みを効率よく行うことができる。
記録セルの形状は円形が好ましいため、書き込みヘッド
も同様の大きさの円形が好ましいが、記録セルの円に含
まれるような角が丸くなった正方形や、面取りしていな
い正方形でもよい。

【００７２】本発明の他の実施形態に係る記録装置は、
読み出しヘッドとは別に、トラッキング用の読み出しヘ
ッドを設けてもよい。トラッキング用の読み出しヘッド
は、読み出している領域以外からの検出信号をトラッキ
ング信号として用い、読み出しヘッドや書き込みヘッド
のトラッキングを行うもので、より精密にかつ高速なト
ラッキングを実現できる。

【００７３】磁気記録装置の場合には、読み出しヘッド
はＧＭＲなどの磁気センサー、書き込みヘッドは磁気ヘ
ッドなどである。相変化光記録装置の場合には、読み出
しヘッドは反射率の違いを検出する光センサーであり、
書き込みヘッドは光ヘッドや電子線ヘッドなどの熱源ヘ
ッドである。

【００７４】また、光（熱）アシスト磁気記録装置の場
合には、書き込み用の磁気ヘッドの補助として、電子線
または近接場光を照射する手段が用いられる。電子線ま
たは近接場光は、照射スポットを特に小さくできるた
め、高密度記録にとって特に有用である。

【００７５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。

【００７６】［実施例１］本実施例では、基板上に形成
した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化さ
せることにより記録トラック帯を形成した。図２（Ａ）
〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造
方法を説明する。

【００７７】図２（Ａ）に示すように、以下のようにし
て基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラ
スディスク基板２１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層
と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製
膜して磁性層２２を形成し、さらに磁性層２２上に厚さ
約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜２３を製膜した。ＳｉＯ₂膜２３
上にレジスト２４をスピンコートした。光リソグラフィ
ーによりレジスト２４を加工し、幅約２００ｎｍの凸部
によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝２５を規
定するようにレジストパターンを形成した。このレジス
トパターンをマスクとして、ＲＩＥにより磁性層２２に
達するまでＳｉＯ₂膜２３をエッチングしてＳｉＯ₂膜２
３に溝２５を転写した。このようにして形成された溝領
域が記録トラック帯となる。また、レジストパターン下
部の磁性層が分離領域として用いられる。

【００７８】図２（Ｂ）に示すように、以下のようにし
て溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の
規則配列構造を形成した。磁性層２２の表面をヘキサメ
チルジシラザンにより疎水化処理した。その後、レジス
トパターンの残渣をアッシングした。ポリスチレン−ポ
リブタジエンのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ
＝１００００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝４００００）をトル
エンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試
料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ₂膜２３に転写さ
れた溝領域内にブロックコポリマー２６を埋め込んだ。
試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールし
て、ブロックコポリマー２６を規則配列化させた。この
結果、島状のポリスチレン粒子２７が海状のポリブタジ
エン部分２８によって囲まれた構造が形成される。

【００７９】図２（Ｃ）に示すように、以下のようにし
て規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成し
た。ブロックコポリマー２６をオゾン処理してポリブタ
ジエン部分２８を除去した後、水洗した。残ったポリス
チレン粒子２７をマスクとしてＡｒイオンミリングによ
り磁性層２２をエッチングして記録セル２９を形成し
た。

【００８０】図２（Ｄ）に示すように、以下のようにし
て記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化し
た。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に
厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜を製膜して記録セル２９間
に埋め込んでマトリックス３０を形成した。ＳｉＯ₂膜
の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）に
より研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンド
ライクカーボンを製膜して保護膜３１を形成した。

【００８１】図３に、製造した磁気記録媒体を磁気力顕
微鏡により観察した結果を模式的に示す。図３に示すよ
うに、幅約２００μｍの記録トラック帯１と幅約２００
ｎｍの磁性層からなる分離領域２とが交互に形成されて
いる。１つの記録トラック帯１内で記録セル２９はマト
リックス３０によって互いに分離され、六方細密充填構
造をなして三角格子を形成している。記録セル２９は３
０ｎｍ径でトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期
的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラ
ック帯１内には６列のサブトラック１ａ〜１ｆが含まれ
ている。上記のように記録セル２９は三角格子を形成し
ているため、記録トラック帯１内で隣り合うサブトラッ
ク上に位置する最近接の２つの記録セル２９はトラック
方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの
１／２だけずれている。

【００８２】［実施例２］本実施例では、基板上に形成
した特定の化学物質を含む帯領域においてブロックコポ
リマーを規則配列化させることにより記録トラック帯を
形成した。

【００８３】実施例１と同様に基板上に磁性層を製膜
し、その上に厚さ約１０ｎｍのＳｉＯ ₂膜を製膜し、さ
らにその上にレジストを形成した。実施例１と同様に、
光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約２００
ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の
溝を規定するようにレジストパターンを形成した。露出
したＳｉＯ₂膜の表面をオクタデシルトリメトキシシラ
ンにより疎水化処理した後、レジストパターンを除去し
た。この結果、ＳｉＯ₂膜表面には、疎水化処理されて
いない親水性の帯領域（分離領域）と、疎水化処理によ
りアルキル鎖で修飾された疎水性の帯領域（記録トラッ
ク帯）とが形成される。実施例１と同様に、ポリスチレ
ン−ポリブタジエンのブロックコポリマーの溶液をスピ
ンコートして、疎水性の帯領域上に選択的にブロックコ
ポリマーを吸着させた。ブロックコポリマーをアニール
して規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン
粒子が海状のポリブタジエン部分によって囲まれた構造
が形成される。

【００８４】ブロックコポリマーをオゾン処理してポリ
ブタジエン部分を除去した後、水洗した。残ったポリス
チレン粒子をマスクとしてリアクティブイオンエッチン
グによりＳｉＯ₂膜をエッチングしてポリスチレン粒子
のパターンを転写した。残ったＳｉＯ₂膜のパターンを
マスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層をエッチ
ングして記録セルを形成した。

【００８５】実施例１と同様に、全面にＳｉＯ₂膜を製
膜して記録セル間に埋め込んでマトリックスを形成し
た。ＳｉＯ₂膜の表面をケミカルメカニカルポリッシン
グ（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面
にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜を形成
した。

【００８６】製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡によ
り観察した。幅約２００μｍの記録トラック帯と幅約２
００ｎｍのＳｉＯ₂膜からなる分離領域とが交互に形成
され、１つの記録トラック帯内で記録セルが六方細密充
填して三角格子を形成している。記録セルは３０μｍ径
でトラック方向に沿って所定のピッチＰで周期的に形成
されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯内
には６列のサブトラックが含まれている。記録トラック
帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つ
の記録セルはトラック方向に沿う中心間の間隔がサブト
ラック内のピッチＰの１／２だけずれている。

【００８７】［実施例３］ガラス基板上にノボラック樹
脂をベース樹脂とするレジストをスピンコートした。光
リソグラフィーにより露光およびＴＭＡＨ水溶液による
現像を行ってレジストを加工し、１５０℃でベークして
樹脂を硬化させることにより、幅約２００ｎｍ、高さ約
４０ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形
状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。

【００８８】ポリスチレン−ポリメチルメタクリレート
のブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝６５００
０、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝１３５００、Ｍｗ／Ｍｎ＝
１．０４）をエチルセロソルブアセテートに２重量部だ
け溶解させた溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコ
ートしてレジストパターン間の溝領域にブロックコポリ
マーを埋め込んだ。試料をアニールして、ブロックコポ
リマーを規則配列化させた。この結果、島状のＰＭＭＡ
粒子が海状のＰＳ部分によって囲まれた構造が形成され
る。この試料に対して、ＣＦ₄ガスを用い、出力１００
Ｗ、３０ｓｃｃｍ、０．１ｔｏｒｒで２５秒間リアクテ
ィブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行った。この条件で
は、ＰＭＭＡが選択的にエッチングされ、さらに残存し
たＰＳのパターンをマスクとして露出したガラス基板が
エッチングされる。この試料に対して、Ｏ₂ガスを用
い、出力１００Ｗ、３０ｓｃｃｍ、０．１ｔｏｒｒでア
ッシングを行い、ＰＳマスクを除去した。この結果、ガ
ラス基板上の幅約２００ｎｍの帯領域内に直径１７ｎｍ
の孔が細密充填構造で配列したパターンが形成されてい
るのが確認できた。

【００８９】上記の予備実験に基づいて、上記と同様に
ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥにより、ＰＭＭＡを選択的に
エッチングし、さらに残存したＰＳのパターンをマスク
として露出したガラス基板をエッチングした後、スパッ
タリングによりＣｏＣｒＰｔを製膜した。その後、Ｏ₂
ガスを用いてアッシングを行い、ＰＳマスクを除去し
た。

【００９０】製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡によ
り観察したところ、ガラス基板上の幅約２００ｎｍの帯
領域内に直径１７ｎｍの孔が細密充填構造で配列したパ
ターンが形成されているのが確認できた。

【００９１】［実施例４］本実施例では、基板上に形成
した溝領域において金属微粒子を規則配列化させること
により記録トラック帯を形成した。

【００９２】ガラス基板上に、磁性層、厚さ約２０ｎｍ
のＳｉＯ₂膜、および電子線レジストを形成した。電子
線リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約１５０
ｎｍの凸部によって、幅約１００ｎｍのスパイラル形状
の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。こ
の試料を、粒径４０ｎｍの金微粒子を含む金コロイド水
溶液に浸した後、純水でリンスした。この結果、レジス
トパターン間の溝内で金微粒子が規則配列する。金微粒
子をマスクとして、ＲＩＥによりＳｉＯ₂膜を磁性層に
達するまでエッチングし、さらにＡｒイオンミリングに
より磁性層をエッチングした。ＳｉＯ₂膜を除去した
後、電子顕微鏡により観察した。その結果、幅約１００
ｎｍの記録トラック帯内で直径４０ｎｍの記録セルが細
密充填構造をなし、２列のサブトラックを形成している
のが確認できた。

【００９３】［実施例５］本実施例では、基板上に形成
した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化さ
せて孔を有するマトリックスを形成し、孔に磁気記録材
料を埋め込むことにより記録トラック帯を形成した。図
４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒
体の製造方法を説明する。

【００９４】図４（Ａ）に示すように、以下のようにし
て基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラ
スディスク基板上４１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地
層、マトリックスおよび分離領域となる厚さ約５０ｎｍ
のＡｌ₂Ｏ₃膜４２、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜
４３を製膜した。ＳｉＯ₂膜４３上にレジストをスピン
コートした後、光リソグラフィーによりレジストを加工
し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのス
パイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを
形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ
₂膜４３をエッチングし、溝４４を転写した。

【００９５】図４（Ｂ）に示すように、以下のようにし
て溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の
規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメ
タクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ
＝８００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝２００００）を
トルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製し
た。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ₂膜４３に
転写された溝領域内にブロックコポリマー４５を埋め込
んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニー
ルして、ブロックコポリマー４５を規則配列化させた。
この結果、島状のポリメチルメタクリレート粒子４６が
海状のポリスチレン部分４７によって囲まれた構造が形
成される。

【００９６】図４（Ｃ）に示すように、以下のようにし
て記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリ
マー４５を紫外線で処理してポリメチルメタクリレート
鎖を分解した後、水洗し除去した。次に、斜め蒸着によ
りＣｒ層４８を形成した。Ｃｒ層をマスクとしてＲＩＥ
によりＡｌ₂Ｏ₃膜４２に達する孔を形成し、さらにＡｒ
イオンミリングによりＡｌ₂Ｏ₃膜４２に孔４９を転写
し、Ａｌ₂Ｏ₃膜４２からなるマトリックスを形成した。

【００９７】図４（Ｄ）に示すように、以下のようにし
て記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約５０ｎ
ｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して孔４９に
埋め込み、記録セル５０を形成した。表面をＣＭＰによ
り研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドラ
イクカーボンを製膜して保護膜５１を形成した。

【００９８】図５に、製造した磁気記録媒体を磁気力顕
微鏡により観察した結果を模式的に示す。図５に示すよ
うに、幅約２００ｎｍの記録トラック帯１と幅約２００
ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜４２からなる分離領域２とが交互に形
成されている。１つの記録トラック帯１内で記録セル５
０は六方細密充填構造をなして三角格子を形成してい
る。記録セル５０は３０ｎｍ径でトラック方向に沿って
ピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形
成しており、記録トラック帯１内には６列のサブトラッ
ク１ａ〜１ｆが含まれている。記録トラック帯１内で隣
り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セ
ル５０はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラッ
ク内のピッチＰの１／２だけずれている。

【００９９】［実施例６］本実施例では、実施例５と同
様の方法を用い、さらにトラック方向に沿って記録トラ
ック帯を所定の長さで分離して断続的な記録トラック帯
を形成した。

【０１００】実施例５と同様に、ガラスディスク基板上
に、厚さ約５０ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜、および厚さ約５０ｎ
ｍのＳｉＯ₂膜を製膜した。ＳｉＯ₂膜上にレジストをス
ピンコートした後、光リソグラフィーによりレジストを
加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約１４０ｎｍ
のスパイラル形状の溝を規定するとともに、幅約１００
ｎｍの凸部によって溝内部を長さ１００μｍごとに分離
するようにレジストパターンを形成した。このレジスト
パターンをマスクとしてＳｉＯ₂膜をエッチングし、溝
を転写した。

【０１０１】実施例５と同様に、ＳｉＯ₂膜の溝領域内
にＰＳ−ＰＭＭＡブロックコポリマーを埋め込み、アニ
ールして規則配列化させ、ＲＩＥによりＡｌ₂Ｏ₃膜に達
する孔を形成した。さらにＡｒイオンミリングによりＡ
ｌ₂Ｏ₃膜に孔を転写し、Ａｌ ₂Ｏ₃膜からなるマトリック
スを形成した。

【０１０２】電子顕微鏡により観察した結果、長さ１０
０μｍ、幅約１４０ｎｍの断続的な記録トラック帯内
で、孔が完全に配列化して４列のサブトラックが形成さ
れていた。このように完全に配列化した記録セルはディ
スク全面において形成されていることが確認された。そ
の後、磁気記録材料の製膜、平坦化、保護膜の形成を行
い、磁気記録媒体を製造した。

【０１０３】［実施例７］本実施例では、基板上に形成
した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化さ
せ、かつＡｌの陽極酸化を利用して孔を有するマトリッ
クスを形成し、孔に磁気記録材料を埋め込むことにより
記録トラック帯を形成した。

【０１０４】ガラスディスク基板上に、厚さ約５０ｎｍ
のＡｌ膜を５０ｎｍ、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ₂
膜を製膜した。ＳｉＯ₂膜上にレジストをスピンコート
した後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅
約３００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラ
ル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成し
た。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂膜を
エッチングし、溝を転写した。

【０１０５】ＳｉＯ₂膜の溝領域内にＰＳ−ＰＭＭＡブ
ロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝１２００００、
ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝３００００）を埋め込み、アニ
ールして規則配列化させた。そのまま直接Ａｒイオンミ
リングを行い、ブロックコポリマーに孔を設け、さらに
Ａｌ膜の表面をわずかにエッチングして陽極酸化の開始
点となる凹部を形成した。アセトンにより残ったブロッ
クコポリマーを取り除いた。その後、硫酸浴中２５Ｖで
陽極酸化を行い、Ａｌ₂Ｏ₃からなるマトリックスを形成
した。電子顕微鏡により観察した結果、幅約２００ｎｍ
の記録トラック帯内で、直径３０ｎｍの孔が配列化して
４列のサブトラックが形成されていた。その後、磁気記
録材料の製膜、平坦化、保護膜の形成を行い、磁気記録
媒体を製造した。

【０１０６】［実施例８］本実施例では、マスターディ
スクを作製し、ナノインプリンティングにより記録媒体
を製造した。図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照してマスターデ
ィスクの作製方法を説明する。図７（Ａ）〜（Ｄ）を参
照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明す
る。

【０１０７】図６（Ａ）に示すように、以下のようにし
て基板上に溝構造を形成した。シリコンディスク基板６
１上に厚さ約５０ｎｍのＴｉ膜６２および厚さ約５０ｎ
ｍのＳｉＯ₂膜６３を製膜した。ＳｉＯ₂膜６３をパター
ニングして、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００
ｎｍのスパイラル形状の溝６４を規定した。

【０１０８】図６（Ｂ）に示すように、以下のようにし
て溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の
規則配列構造を形成した。ＳｉＯ₂膜６３の溝領域内に
ＰＳ−ＰＢブロックコポリマー６５（ＰＳの分子量Ｍｗ
＝３００００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝１２００００）を埋
め込んだ。試料をアニールして、ブロックコポリマー６
５を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン
粒子６６が海状のポリブタジエン部分６７によって囲ま
れた構造が形成される。

【０１０９】図６（Ｃ）に示すように、以下のようにし
て規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成し
た。ブロックコポリマー６５をオゾン処理してポリブタ
ジエン部分６７を除去した後、水洗した。残ったポリス
チレン粒子６６をマスクとしてＡｒイオンミリングによ
りＴｉ層６２をエッチングした。さらに、フッ酸により
ＳｉＯ₂膜６３を除去した。このようにして作製したマ
スターディスクを電子顕微鏡で観察したところ、溝領域
内で直径３０ｎｍのＴｉピラー６８が規則配列して６列
になっているのが確認できた。

【０１１０】図７（Ａ）に示すように、ガラスディスク
基板７１上にレジスト７２をスピンコートした。このガ
ラスディスク基板７１に対してマスターディスク６１を
２００℃で加熱しながら圧着した。原子間力顕微鏡によ
り観察したところ、図７（Ｂ）に示すように、レジスト
７２中に直径３０ｎｍの孔が規則配列して６列になって
いるのが確認できた。図７（Ｃ）に示すように、Ａｒイ
オンミリングによりガラスディスク基板７１エッチング
して孔７３を形成した。図７（Ｄ）に示すように、垂直
磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して孔７３に埋め込む
ことにより記録セル７４を形成し、ＣＭＰで表面を平坦
化した後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜し
て保護膜７５を形成した。

【０１１１】磁気力顕微鏡により観察したところ、１つ
の記録トラック帯内で直径３０ｎｍの記録セル７４が規
則配列して６列のサブトラックを形成していることが確
認できた。

【０１１２】［実施例９］本実施例では、磁性体の微粒
子を直接的に規則配列させて記録セルを形成した。図８
（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体
の製造方法を説明する。

【０１１３】公知の方法（Ｓ．Ｓｕｎｅｔａｌ．，
Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８７（２０００）ｐｐ．１９８９）
に従って、予め粒径１０ｎｍのＣｏＰｔ微粒子コロイド
を作製しておいた。

【０１１４】図８（Ａ）に示すように、ガラスディスク
基板８１を電子線リソグラフィーにより加工して、幅約
１５０ｎｍ、高さ約１０ｎｍの凸部によって幅約１１０
ｎｍのスパイラル形状の溝８２を規定した。

【０１１５】図８（Ｂ）に示すように、ガラスディスク
基板８１の全面にＣｏＰｔ微粒子コロイドを均一に展開
し溶媒を気化した後に純水でリンスして、ＣｏＰｔ微粒
子からなる記録セル８３を形成した。

【０１１６】図８（Ｃ）に示すように、全面にＳｉＯ₂
膜をスパッタしてマトリックス８４を形成し、表面をＣ
ＭＰで平坦化した後、ダイアモンドライクカーボンを製
膜して保護膜８５を形成した。

【０１１７】磁気力顕微鏡により観察したところ、１つ
の記録トラック帯内で直径１０ｎｍの記録セル８３が規
則配列して六方細密充填しており、１０列のサブトラッ
クを形成していることが確認できた。

【０１１８】［実施例１０］図９（Ａ）〜（Ｄ）を参照
して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明す
る。

【０１１９】図９（Ａ）に示すように、以下のようにし
て基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラ
スディスク基板上９１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層
と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製
膜して磁性層９２を形成し、さらに磁性層９２上に厚さ
約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜９３を製膜した。ＳｉＯ₂膜９３
上にレジスト９４をスピンコートした。ナノインプリン
ティングリソグラフィーによりレジスト９４を加工し、
幅約２０ｎｍの凸部によって幅約４０ｎｍのスパイラル
形状の溝９５を規定するようにレジストパターンを形成
した。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥに
より磁性層９２に達するまでＳｉＯ₂膜９３をエッチン
グして溝９５を転写した。

【０１２０】図９（Ｂ）に示すように、以下のようにし
て溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の
規則配列構造を形成した。磁性層９２の表面をヘキサメ
チルジシラザンにより疎水化処理した。その後、レジス
トパターンの残渣をアッシングした。ＰＳ−ＰＢブロッ
クコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝５０００、ＰＢの分
子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度
で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコー
トしてＳｉＯ₂膜９３に転写された溝領域内にブロック
コポリマー９６を埋め込んだ。試料を真空中において５
０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー９６
を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒
子９７が海状のポリブタジエン部分９８によって囲まれ
た構造が形成される。

【０１２１】図９（Ｃ）に示すように、以下のようにし
て規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成し
た。ブロックコポリマー９６をオゾン処理してポリブタ
ジエン部分９８を除去した後、水洗した。残ったポリス
チレン粒子９７をマスクとしてＡｒイオンミリングによ
り磁性層９２をエッチングして記録セル９９を形成し
た。

【０１２２】図９（Ｄ）に示すように、以下のようにし
て記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化し
た。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に
厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜を製膜して記録セル９９間
に埋め込んでマトリックス１００を形成した。ＳｉＯ₂
膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）
により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモン
ドライクカーボンを製膜して保護膜１０１を形成した。

【０１２３】図１０に、製造した磁気記録媒体を磁気力
顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図１０に示
すように、幅約４０ｎｍの記録トラック帯１と幅約２０
ｎｍの磁性層からなる分離領域２とが交互に形成されて
いる。１つの記録トラック帯１内で記録セル９９はマト
リックス１００によって互いに分離され、六方細密充填
構造をなして三角格子を形成している。記録セル９９は
トラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成さ
れてサブトラックを形成しており、記録トラック帯１内
には２列のサブトラック１ａ、１ｂが含まれている。上
記のように記録セル９９は三角格子を形成しているた
め、記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位
置する最近接の２つの記録セル９９はトラック方向に沿
う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だ
けずれている。

【０１２４】［実施例１１］図１１〜図１４を参照して
本実施例に係る磁気記録装置を説明する。図１１は磁気
ディスク装置の内部構造を示す斜視図である。磁気ディ
スク２０１はスピンドルモーター２０２に装着され、図
示しない制御部からの制御信号により回転する。軸２１
１にはアクチュエータアーム２１２が保持され、アクチ
ュエータアーム２１２はサスペンション２１３およびそ
の先端のヘッドスライダ２２０を支持している。磁気デ
ィスク２０１が回転すると、ヘッドスライダ２２０の媒
体対向面は磁気ディスク２０１の表面から所定量浮上し
た状態で保持され、情報の記録再生を行う。アクチュエ
ータアーム２１２の基端にはボイスコイルモーター２１
５が設けられ、アクチュエータアーム２１２はボイスコ
イルモーター２１５により回動できるようになってい
る。

【０１２５】図１２は磁気ディスクおよびヘッドスライ
ダを示す断面図である。磁気ディスク２０１は実施例１
で作製したものであり、ガラス基板２１上に記録セル２
８が規則配列した記録トラック帯を有する記録層および
保護層３０が形成されている。分離領域を形成している
磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およびセク
ター番号に相当する情報が予め書き込まれている。

【０１２６】ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出
しヘッド２２１と書き込みヘッド２２２が搭載されてい
る。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示
せず）によって位置決めされる。

【０１２７】図１３はヘッドスライダの平面構造を示す
概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド２２１の寸法は縦
約４０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、単磁極書き込みヘッド２２
２の寸法は縦６０ｎｍ、幅約１０ｎｍである。

【０１２８】図１４に記録トラック帯に対する読み出し
ヘッドの配置を示す。図１４のように、記録トラック帯
１内で所定のピッチで規則配列した６列のサブトラック
のうち、２列のサブトラック上の直径３０ｎｍの記録セ
ル２８を１つの読み出しヘッド２２１で読み出す。上述
した読み出しヘッド２２１の寸法は以下の条件を満たす
ように設計されている。すなわち、読み出しヘッド２２
１のトラック方向の長さ（幅）２０ｎｍは、２列のサブ
トラックにおける最も近接した記録セルの中心間の間隔
より小さい。読み出しヘッド２１２のディスク半径方向
の長さ（縦）４０ｎｍは、２列のサブトラックにおける
最も近接した記録セルの中心間の間隔より大きく、２列
のサブトラックの最大幅より小さい。

【０１２９】図１５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例
に係る磁気記録装置におけるトラッキング方法を説明す
る。本実施例では、三角格子状に規則配列した記録セル
によって形成される、隣り合った２列のサブトラックか
らの信号強度が同レベルになるようにヘッドスライダ位
置を制御する。

【０１３０】図１５（Ａ）は読み出しヘッドと記録セル
との幾何学的な位置関係の変動を示す図である。図１５
（Ａ）のような読み出しヘッドの走行に応じて、図１５
（Ｂ）のような検出出力が得られる。読み出しヘッド２
２１が２列のサブトラックの中心を走行している場合に
は、検出出力（絶対値）には、サブトラック上の記録セ
ルの周期の倍に相当する周波数成分ｆ１のみが現れる。
しかし、読み出しヘッド２２１の位置が中心からずれる
と、検出出力（絶対値）にサブトラック上の記録セルの
周期に相当する周波数成分ｆ２が増大する。この周波数
成分ｆ２の位相は、記録セル列１方向にずれている場合
と記録セル列２方向にずれている場合とで異なる。この
ため、図１５（Ｃ）に示すように、読み出しヘッドの走
行の変動に応じた信号が得られる。したがって、周波数
成分ｆ２が検出された場合には、その位相に応じて半径
方向に読み出しヘッドの位置を動かし、周波数成分ｆ２
が検出されなくなるように制御することにより、トラッ
キングが可能になる。

【０１３１】次に、図１６を参照して規則配列の欠陥領
域が存在する場合に欠陥領域への書き込みを回避する方
法を説明する。

【０１３２】自己組織化を利用して製造される磁気記録
媒体には、記録セルが規則配列した領域の間に、配列が
乱れた領域が存在することがある。図１６に示すように
記録セルが規則配列した領域をＡおよびＣとし、その中
間の配列の乱れた欠陥領域をＢとする。

【０１３３】本実施例の磁気記録装置では、書き込みヘ
ッドの前方に読み出しヘッドが位置し、読み出しヘッド
による検出信号に応じて以下のように書き込みの制御が
行われる。トラック方向に沿って規則配列した記録セル
間の間隔と、ヘッドの走行スピードにより、読み出しヘ
ッドによる検出信号が現れると想定される時間間隔Ｔが
決定される。時間間隔Ｔと、実際に読み出しヘッドによ
り出力される信号の時間間隔とが制御器により比較され
る。

【０１３４】読み出しヘッドが規則配列領域Ａ上を走行
している間は、記録セルから時間間隔Ｔに近いほぼ一定
の時間間隔で規則的に信号が出力される。なお、実際に
信号が出力される時間間隔が、時間間隔Ｔに対してしき
い値（例えば±３０％）以内であれば、記録セルが規則
配列していると判定するようにしてもよい。この場合、
読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定
のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信
号が送られ、書き込みヘッドにより規則配列領域Ａへの
書き込みが行われる。

【０１３５】しかし、読み出しヘッドが欠陥領域Ｂ上を
走行するようになると、記録セルから読み出される信号
の時間間隔は、時間間隔Ｔと比較してしきい値（例えば
±３０％）を超えてずれるため、記録セルの配列が乱れ
ていると判定される。この場合、制御器から書き込みヘ
ッドへの書き込み信号が停止され、欠陥領域Ｂへの書き
込みは行われない。

【０１３６】読み出しヘッドが規則配列領域Ｃを走行す
るようになると、記録セルが規則配列していると判定さ
れる。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を
基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘ
ッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより規
則配列領域Ｃへの書き込みが再開される。

【０１３７】なお、記録セルの配列が乱れているか規則
的であるかの判定基準は任意に設定できる。例えば、読
み出しヘッドからの検出信号の時間間隔の乱れが３Ｔ時
間以上連続して生じた場合に、記録セルが乱れていると
判定するようにしてもよい。また、読み出しヘッドから
の検出信号の時間間隔が３回連続でしきい値以内の時間
間隔で規則正しい場合に、記録セルが規則配列している
と判定するようにしてもよい。

【０１３８】図１５を参照して説明した読み出しヘッド
のトラッキング、および図１６を参照して説明した欠陥
領域への書き込みの回避動作は、図１７に示すように、
読み出しヘッド２２１、書き込みヘッド２２２、ボイス
コイルモーター２１５に接続された制御器（ＬＳＩ）２
２５によってなされる。

【０１３９】［実施例１２］図１８〜図２０を参照して
本実施例に係る磁気記録装置を説明する。

【０１４０】図１８は磁気ディスクおよびヘッドスライ
ダを示す断面図である。磁気ディスク２０１はスピンド
ルモーター２０２に装着され、図示しない制御部からの
制御信号により回転する。磁気ディスク２０１は実施例
１０で作製したものであり、ガラス基板９１上に記録セ
ル９９が規則配列した２列のサブトラックを含む記録ト
ラック帯１を有する記録層および保護層１０１が形成さ
れている。磁気ディスクの全面にわたって、記録トラッ
ク帯１は一方向に磁化されている。分離領域２を形成し
ている磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およ
びセクター番号に相当する情報が予め書き込まれてい
る。

【０１４１】ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出
しヘッド２２１および書き込みヘッド２２２に加えて、
トラッキングヘッド２２３が搭載されている。ヘッドス
ライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によっ
て位置決めされる。

【０１４２】図１９はヘッドスライダの平面構造を示す
概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド２２１の寸法は縦
約２０ｎｍ、幅約１５ｎｍ、単磁極書き込みヘッド２２
２の寸法は直径約２０ｎｍの円形、ＧＭＲトラッキング
ヘッド２２３の寸法は縦約４０ｎｍ、幅約２０ｎｍであ
る。

【０１４３】図２０（Ａ）および（Ｂ）に記録トラック
帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラ
ッキングヘッドの配置を示す。図２０のように、トラッ
キングヘッド２２３を磁気ディスクの分離領域２を形成
している磁性体膜上に配置し、分離領域２からの信号を
読み出してトラッキングを行い、ヘッドの位置決めを行
う。この場合、トラッキングヘッド２２３の検出信号の
変動が、読み出しヘッド２２１のサブトラックからのず
れに対応していることを利用している。

【０１４４】［実施例１３］図２１（Ａ）〜（Ｄ）を参
照して本実施例に係る相変化光記録媒体の製造方法を説
明する。

【０１４５】図２１（Ａ）に示すように、以下のように
して基板上に溝構造を形成した。２．５インチのガラス
ディスク基板１１１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｔ反射膜
１１２、マトリックスとなる厚さ約５０ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃
膜１１３、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ₂膜１１４を
製膜した。ＳｉＯ₂膜１１４上にレジストをスピンコー
トした後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、
幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイ
ラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成
した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ₂膜
１１４をエッチングし、溝１４５を転写した。

【０１４６】図２１（Ｂ）に示すように、以下のように
して溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子
の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチル
メタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍ
ｗ＝８００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝２００００）
をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製し
た。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ₂膜１１４
に転写された溝領域内にブロックコポリマー１１６を埋
め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間ア
ニールして、ブロックコポリマー１１６を規則配列化さ
せた。この結果、島状のＰＭＭＡ粒子１１７が海状のＰ
Ｓ部分１１８によって囲まれた構造が形成される。

【０１４７】図２１（Ｃ）に示すように、以下のように
して記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポ
リマー１１６を紫外線で処理した後、水洗した。次に、
斜め蒸着によりＣｒ層１１９を形成した。ＲＩＥにより
Ａｌ₂Ｏ₃膜１１３に達する孔を形成し、さらにＡｒイオ
ンミリングによりＡｌ₂Ｏ₃膜１１３に孔１２０を転写
し、Ａｌ₂Ｏ₃膜１１３からなるマトリックスを形成し
た。

【０１４８】図２１（Ｄ）に示すように、以下のように
して記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約３０
ｎｍの相変化材料Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを製膜して孔１２０
に埋め込み、記録セル１２１を形成した。表面をＣＭＰ
により研磨して平坦化した。その後、全面にＳｉＯ₂を
製膜して保護膜１２２を形成した。

【０１４９】図２２に、製造した相変化光記録媒体を近
接場光顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図２
２に示すように、幅約２００ｎｍの記録トラック帯１と
幅約２００ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜１１３からなる分離領域２
とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１内
で記録セル１２１は六方細密充填構造をなして三角格子
を形成している。記録セル１２１はトラック方向に沿っ
てピッチＰをもって周期的に形成されており、記録トラ
ック帯１内には６列のサブトラック１ａ〜１ｆが含まれ
ている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上
に位置する最近接の２つの記録セル１２１はトラック方
向に沿って中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの
１／２だけずれている。

【０１５０】［実施例１４］図２３および図２４を参照
して本実施例に係る相変化光記録装置を説明する。図２
３は相変化光ディスクおよびヘッドスライダを示す断面
図である。光ディスク３０１はスピンドルモーター３０
２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により
回転する。光ディスク３０１は実施例１３で作製したも
のであり、ガラス基板１１１上に記録セル１２１が規則
配列した記録トラック帯を有する記録層および保護層１
２２が形成されている。

【０１５１】ヘッドスライダ３１０の先端には、レーザ
ー共振型の光検出読み出しヘッド３１１、面発振型レー
ザー書き込みヘッド３１２が搭載されている。ヘッドス
ライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によっ
て位置決めされる。

【０１５２】図２４はヘッドスライダの各ヘッドの前面
に設けられた微小開口の平面構造を示す概略図である。
読み出しヘッド３１１の微小開口の寸法は縦約４０ｎ
ｍ、幅約２０ｎｍ、書き込みヘッド３１２の微小開口の
寸法は縦６０ｎｍ、幅約１０ｎｍである。

【０１５３】本実施例では実施例１１と同様な方法で、
読み出しヘッドのトラッキング、および欠陥領域への書
き込みの回避動作を行うことができた。

【０１５４】［実施例１５］図２５〜図２７を参照して
本実施例に係る磁気記録装置を説明する。図２５は磁気
ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。図
２６はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。
図２７は記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き
込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図で
ある。

【０１５５】図２５において、磁気ディスク２０１はス
ピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部
からの制御信号により回転する。磁気ディスク２０１は
実施例５で作製したものであり、ガラス基板４１上に記
録セル５０が規則配列した６列のサブトラックを含む記
録トラック帯１を有する記録層および保護層５１が形成
されている。

【０１５６】ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出
しヘッド２３１、トラッキングヘッド２３２および書き
込みヘッド２３３が搭載されている。ヘッドスライダ２
２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決
めされる。

【０１５７】図２６に示すように、本実施例では、５列
のサブトラックに対応して縦約２０ｎｍ、幅約１５ｎｍ
のＧＭＲ読み出しヘッド２３１が５つ設けられ、６列目
のサブトラックに対応して縦２０ｎｍ、幅約１５ｎｍの
ＧＭＲトラッキングヘッド２３２が設けられ、読み出し
ヘッド２３１と同様に５列のサブトラックに対応して直
径２０ｎｍの円形の単磁極書き込みヘッド２３３が５つ
設けられたマルチチャネルヘッドを用いた。

【０１５８】図２７のように、本実施例では、トラッキ
ングヘッド２３２により記録トラック帯１の端にある６
列目のサブトラックからトラッキング信号を検出してヘ
ッドの位置決めを行う。本実施例では書き込み信号を即
座に読み出しヘッド２３３で確認することができる。

【０１５９】［実施例１６］図２８〜図３０を参照して
本実施例に係る磁気記録装置を説明する。図２８は磁気
ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。図
２９はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。
図３０は記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き
込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図で
ある。

【０１６０】図２８において、磁気ディスク２０１はス
ピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部
からの制御信号により回転する。この磁気ディスク２０
１は、実施例８と同様にして作製したマスターディスク
を用いてナノインプリンティングにより作製した。図３
０に示すように、この磁気ディスク２０１では、記録ト
ラック帯１内において規則配列した縦３０ｎｍ、幅１５
ｎｍの矩形の記録セル１５０によって３列のサブトラッ
クが形成されている。記録トラック帯１内で隣り合うサ
ブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１５０
はトラック方向に沿って中心間の間隔がサブトラック内
のピッチＰの１／３だけずれている。

【０１６１】ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出
しヘッド２４１および書き込みヘッド２４２が搭載され
ている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ
（図示せず）によって位置決めされる。

【０１６２】図２９に示すように、読み出しヘッド２４
１の寸法は縦約９０ｎｍ、幅約１５ｎｍ、書き込みヘッ
ド２４２の寸法は縦１１０ｎｍ、幅約１５ｎｍである。

【０１６３】図３０のように、記録トラック帯１内で所
定のピッチで規則配列した３列のサブトラック上の記録
セル１５０を１つの読み出しヘッド２４１で読み出す。
上述した読み出しヘッド２４１の寸法は以下の条件を満
たすように設計されている。すなわち、読み出しヘッド
２４１のトラック方向の長さ（幅）１５ｎｍは、隣り合
う２列のサブトラックにおける最も近接した記録セルの
中心間の間隔より小さい。読み出しヘッド２４１のディ
スク半径方向の長さ（縦）９０ｎｍは、隣り合う２列の
サブトラックにおける最も近接した記録セルの中心間の
間隔より大きく、３列のサブトラックの最大幅より小さ
い。

【０１６４】本実施例では、３列のサブトラックのう
ち、２列のサブトラックからの信号強度が同じになるよ
うにヘッドスライダ位置を制御することによりトラッキ
ングが可能である。

【０１６５】

【発明の効果】本発明では、記録セルのパターンが高度
に配列化し、作製が簡単で、高速で読み出し読み出しが
可能な、記録媒体、記録媒体の作製方法、および記録装
置を提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る記録媒体の平面図。

【図２】実施例１における磁気記録媒体の製造方法を示
す断面図。

【図３】実施例１における磁気記録媒体の平面図。

【図４】実施例５における磁気記録媒体の製造方法を示
す断面図。

【図５】実施例５における磁気記録媒体の平面図。

【図６】実施例８における磁気記録媒体の製造に用いら
れるマスターディスクの製造方法を示す断面図。

【図７】実施例８における磁気記録媒体の製造方法を示
す断面図。

【図８】実施例９における磁気記録媒体の製造方法を示
す断面図。

【図９】実施例１０における磁気記録媒体の製造方法を
示す断面図。

【図１０】実施例１０における磁気記録媒体の平面図。

【図１１】実施例１１における磁気ディスク装置の内部
構造を示す斜視図。

【図１２】実施例１１における磁気ディスクおよびヘッ
ドスライダを示す断面図。

【図１３】実施例１１におけるヘッドスライダの平面構
造を示す概略図。

【図１４】実施例１１における記録トラック帯に対する
読み出しヘッドの配置を示す図。

【図１５】実施例１１におけるトラッキング方法を説明
するための図。

【図１６】実施例１１における欠陥領域への書き込みを
回避する方法を説明するための図。

【図１７】実施例１１における読み出しヘッド、書き込
みヘッド、ボイスコイルモーターに対する制御器を示す
ブロック図。

【図１８】実施例１２における磁気ディスクおよびヘッ
ドスライダを示す断面図。

【図１９】実施例１２におけるヘッドスライダの平面構
造を示す概略図。

【図２０】実施例１２における記録トラック帯に対する
読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘ
ッドの配置を示す図。

【図２１】実施例１３における相変化光記録媒体の製造
方法を示す断面図。

【図２２】実施例１３における相変化光記録媒体の平面
図。

【図２３】実施例１４における相変化光ディスクおよび
ヘッドスライダを示す断面図。

【図２４】実施例１４におけるヘッドスライダの平面構
造を示す概略図。

【図２５】実施例１５における磁気ディスクおよびヘッ
ドスライダを示す断面図。

【図２６】実施例１５におけるヘッドスライダの平面構
造を示す概略図。

【図２７】実施例１５における記録トラック帯に対する
読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘ
ッドの配置を示す図。

【図２８】実施例１６における磁気ディスクおよびヘッ
ドスライダを示す断面図。

【図２９】実施例１６におけるヘッドスライダの平面構
造を示す概略図。

【図３０】実施例１６における記録トラック帯に対する
読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘ
ッドの配置を示す図。

【符号の説明】

１…記録トラック帯２…分離領域１１…記録セル１２…マトリックス２１…ガラスディスク装置２２…磁性層２３…ＳｉＯ₂膜２４…レジスト２５…溝２６…ブロックコポリマー２７…ポリスチレン粒子２８…ポリブタジエン部分２９…記録セル３０…マトリックス３１…保護膜４１…ガラスディスク装置４２…Ａｌ₂Ｏ₃膜４３…ＳｉＯ₂膜４４…溝４５…ブロックコポリマー４６…ポリメチルメタクリレート粒子４７…ポリスチレン部分４８…Ｃｒ層４９…孔５０…記録セル５１…保護膜５２…非磁性体領域６１…シリコンディスク基板６２…Ｔｉ膜６３…ＳｉＯ₂膜６４…溝６５…ブロックコポリマー６６…ポリスチレン粒子６７…ポリブタジエン部分６８…Ｔｉピラー７１…ガラスディスク基板７２…レジスト７３…孔７４…記録セル７５…保護膜８１…ガラスディスク基板８２…溝８３…記録セル８４…マトリックス８５…保護膜９１…ガラスディスク基板９２…磁性層９３…ＳｉＯ₂膜９４…レジスト９５…溝９６…ブロックコポリマー９７…ポリスチレン粒子９８…ポリブタジエン部分９９…記録セル１００…マトリックス１０１…保護膜２０１…磁気ディスク２０２…スピンドルモーター２１１…軸２１２…アクチュエータアーム２１３…サスペンション２１５…ボイスコイルモーター２２０…ヘッドスライダ２２１…読み出しヘッド２２２…書き込みヘッド２２３…トラッキングヘッド２２５…制御器２３１…読み出しヘッド２３２…トラッキングヘッド２３３…書き込みヘッド２４１…読み出しヘッド２４２…書き込みヘッド１１１…ガラスディスク基板１１２…Ｐｔ反射膜１１３…Ａｌ₂Ｏ₃膜１１４…ＳｉＯ₂膜１１５…溝１１６…ブロックコポリマー１１７…ＰＭＭＡ粒子１１８…ＰＳ部分１１９…Ｃｒ層１２０…孔１２１…記録セル１２２…保護膜３０１…光ディスク３０２…スピンドルモーター３１０…ヘッドスライダ３１１…読み出しヘッド３１２…書き込みヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅川鋼児神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者平岡俊郎神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者内藤勝之神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 5D006 BB07 FA09 5D091 CC05 CC26 HH20 5D096 AA01 AA07 BB01 BB02 BB04 CC01 EE02 EE05 GG01 5D112 AA05 BB06 KK00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに分離して形成された複数の記録セル
をトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複
数列のサブトラックを含む記録トラック帯を有し、前記
記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する
最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向
に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だ
け離れていることを特徴とする記録媒体。
【請求項２】記録トラック帯間の分離領域が非記録材料
からなることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】記録トラック帯間の分離領域が記録セルと
同一の記録材料からなることを特徴とする請求項１記載
の記録媒体。
【請求項４】基板上に記録トラック帯に対応する、連続
的または断続的な溝領域または特定の化学成分を含む帯
領域を形成する工程と、前記溝領域または帯領域に、自
己組織化分子または微粒子の２次元的な規則配列構造を
形成する工程と、前記規則配列構造に対応する記録セル
を形成する工程とを具備したことを特徴とする記録媒体
の製造方法。
【請求項５】光、電子線またはナノインプリンティング
リソグラフィーによって基板上に記録トラック帯に対応
する、連続的または断続的な溝領域または特定の化学成
分を含む帯領域を形成する工程と、基板上に自己組織化
分子または微粒子の２次元的な規則配列構造を形成する
工程と、前記規則配列構造に対応する記録セルを形成す
る工程とを具備したことを特徴とする請求項４記載の記
録媒体の製造方法。
【請求項６】書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、互
いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラ
ック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピ
ッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記
記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記
録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最
近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に
沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ
離れている記録媒体とを具備したことを特徴とする記録
装置。
【請求項７】前記読み出しヘッドは複数列のサブトラッ
ク上に位置する記録セルの信号を読み出すように形成さ
れており、さらに読み出された複数列のサブトラック上
に位置する記録セルの信号に基づいて読み出しヘッドの
トラッキングを制御する手段を具備したことを特徴とす
る請求項６記載の記録装置。
【請求項８】前記読み出しヘッドは、２列以上ｎ列以下
の複数列のサブトラック上に位置する記録セルの信号を
読み出せる幅を有することを特徴とする請求項６または
７記載の記録装置。
【請求項９】互いに分離して形成された複数の記録セル
を含む記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック
方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラック
を形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラック
を含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック
上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心が
トラック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２
≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再生
を行う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出し
ヘッドと、読み出しヘッドから出力される信号に応じて
書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する
手段とを具備したことを特徴とする記録装置。
【請求項１０】互いに分離して形成された複数の記録セ
ルを含む記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラッ
ク方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラッ
クを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラッ
クを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラッ
ク上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心
がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで
２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再
生を行う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出
しヘッドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セ
ル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時
間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間
隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段
とを具備したことを特徴とする記録装置。
【請求項１１】記録セルの形状と書き込みヘッドの形状
とが、ほぼ相似形であることを特徴とする請求項６ない
し１０のいずれかに記載の記録装置。
【請求項１２】さらに、トラッキング用の読み出しヘッ
ドを有することを特徴とする請求項９または１０記載の
記録装置。
【請求項１３】前記書き込みヘッドまたは前記読み出し
ヘッドをアシストする手段として、電子線または近接場
光を照射する手段を有することを特徴とする請求項６な
いし１３のいずれかに記載の記録装置。