JP2004171658A

JP2004171658A - 垂直磁気記録媒体用基板および垂直磁気記録媒体並びにそれらの製造方法

Info

Publication number: JP2004171658A
Application number: JP2002335746A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Kobayashi; 良治小林; Yasushi Sakai; 泰志酒井
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】高い平坦性・パターニング精度・機械的強度を有するパターンド垂直磁気記録媒体およびこれを可能とする垂直磁気記録媒体用基板並びにこれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】アルミまたはガラスの非磁性基体の支持層１の上に、密着層２を介して凹凸パターンを有する表面層３を設ける。この密着層２は、金属含有誘導体化合物と高分子誘導体化合物を含有する高分子組成物とを含む、有機・無機ハイブリッド組成物である。ここで金属含有誘導体化合物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕよりなる群から選択される金属を中心金属とするアルコキシド、フェノキシド、アシレートまたはキレート化合物であり、高分子誘導体化合物は、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基から選択される官能基を含有し、かつ、末端に（メタ）アクリロイル基を有する、モノマー、オリゴマーまたはポリマー成分を主成分とする化合物である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直磁気記録媒体用基板および垂直磁気記録媒体並びにそれらの製造方法に関し、より詳細には、平坦性、パターニング精度および機械的強度に優れた垂直磁気記録媒体およびそれを可能とする垂直磁気記録媒体用基板並びにそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、磁気記録媒体はサーボライタによって書き込まれたサーボ信号によりアドレス情報が与えられる。従って、高記録密度化を目的として記録トラック幅の狭小化を行う場合には、サーボ信号やトラックの高精度化が必要となってくる。そのためにはサーボライタと媒体駆動装置との間の高い位置精度が求められるために装置が高価格となることに加え、サーボライタによるサーボ信号の書き込みには媒体１枚につき数分間を要し、これらの制限は、磁気ディスクの量産性向上の障害となっている。
【０００３】
このような問題点を克服するために、サーボ信号やトラックを予め媒体に備えるようにすることが提案されており、例えば、射出成型方法により金型のサーボパターンを基板表面に転写したプラスチック製の基板を用いた記録媒体が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
一方、さらなる高記録密度化のために、従来の連続膜型の磁気記録層にかえて、記録ビットが物理的に分離されたパターンド記録媒体が提案されている（特許文献２参照）。典型的なパターンド媒体の作製方法は以下の通りである。
【０００５】
まず、基板に連続膜磁気記録層を成膜し、その上にレジストを塗布して電子線リソグラフィによりパターンを描画する。次に、マスク膜を成膜した後レジストを除去し、マスクされていない部分をＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）により取り除いた後にマスク膜を除去する。このような工程により、パターニングされた磁気記録層が得られる。
【０００６】
このような方法により作製されたパターンド記録媒体は高記録密度化が達成されるものの、上述したような複雑な工程を必要とされるために生産性が低いという問題点がある。
【０００７】
これに対して、より生産性に優れた記録媒体の作製方法としては、あらかじめ凹凸パターン化された基板のパターン内に磁性材料を埋め込むことでパターンド記録媒体とする方法がある。そのような基板としては、射出成型によってパターニングを施したプラスチック基板があり、射出成型によって簡便かつ安価にサーボパターン或いはピットパターンを形成することが可能である。
【０００８】
射出成型によってプラスチック基板にパターニングを施す方法には、以下の２つの大きな問題があった。
【０００９】
その１つは、高精度なパターンを転写しようとする場合には、金型温度と型締め圧を高く設定する必要があり、金型温度を高くすると、基板を金型から取り出して室温まで冷却させる際の温度差が大きくなって熱応力が基板に残留し基板の平坦性を低下させてしまうという問題がある。このことは、型締め圧を高くした場合についても同様である。すなわち、基板の平坦性を向上させることと基板に微細なパターンを転写させることとが両立しない。
【００１０】
他の１つは、プラスチックという材料は、磁気記録媒体用基板として一般的に用いられているアルミやガラスに比ベて凹凸パターンの形成が容易である反面、その機械的強度が低く基板の薄型化が困難であるという問題である。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−６５３５号公報
【００１２】
【特許文献２】
特開２００１−１１００５０号公報
【００１３】
【特許文献３】
特開２０００−３９３８３３号公報
【００１４】
【特許文献４】
特開２０００−３１５３１５号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するために、射出成型により基板を作製すると同時に基板表面のパターニングを行うのではなく、適度な機械強度をもつアルミやガラスなどの基板表面をプラスチック・コーティングした後に、スタンパを用いてパターン転写する手法が提案されている（特許文献３および特許文献４参照）。この方法によれば、充分な機械的強度を担保しつつ平坦かつ微細なパターンを備えた基板の作製が可能となり、基板表面に凹凸パターンを有するパターンド媒体が比較的容易に作製可能となるとともに、基板の薄型化も可能となる。
【００１６】
しかしながら、アルミ基板やガラス基板に熱可塑性プラスチックをコーティングしてスタンパによる転写を行った場合、コーティングした表面層と基板との熱膨張・収縮係数の違い（熱特性）から膜はがれが起こり、パターン不良が発生してしまうという問題が生じる。
【００１７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、平坦性、パターニング精度および機械的強度に優れた凹凸パターンド垂直磁気記録媒体用基板およびその製造方法、並びに、その基板を用いた垂直磁気記録媒体およびその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも第１の層と第２の層と第３の層とを順次積層させた垂直磁気記録媒体用基板であって、前記第３の層は熱可塑性樹脂からなり、前記第１の層は前記第３の層に比較して高い機械的強度と高い変性温度とを有し、前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層とを密着させる化合物からなることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の垂直磁気記録媒体用基板において、前記第１の層は、アルミまたはガラスの非磁性基体であることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体用基板において、前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層の熱膨張・熱収縮率との間に位置する熱膨張・熱収縮率を有することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板において、前記第２の層は、金属含有誘導体化合物と高分子誘導体化合物を含有する高分子組成物とを含む、有機・無機ハイブリッド組成物からなり、前記金属含有誘導体化合物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕよりなる群から選択される金属を中心金属とするアルコキシド、フェノキシド、アシレートまたはキレート化合物であり、前記高分子誘導体化合物は、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基から選択される官能基を含有し、かつ、末端に（メタ）アクリロイル基を有する、モノマー、オリゴマーまたはポリマー成分を主成分とする化合物であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板において、前記第３の層は、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、その他のポリエステル系またはポリオレフィン系材料からなることを特徴とする。
【００２３】
さらに、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板において、前記第３の層の表面には、所望の凹凸パターンが設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、垂直磁気記録媒体であって、請求項６に記載の垂直磁気記録媒体用基板の第３の層の凹凸パターンの凹部にのみ磁気記録層が埋め込まれて備えられていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の垂直磁気記録媒体用基板を製造するための方法であって、前記第２の層の全表面に前記第３の層をコーティングし、前記第３の層の転移温度を越えない転移温度近傍での加熱下で、予め所望のパターンが設けられたスタンパを押し付けて前記第３の層の表面に凹凸パターンを転写することを特徴とする。
【００２６】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の垂直磁気記録媒体を製造するための方法であって、前記第１の層の上に設けられた前記２の層の全表面に前記第３の層をコーティングし、前記第３の層の転移温度を越えない転移温度近傍での加熱下で予め所望のパターンが設けられたスタンパを押し付けて前記第３の層の表面に凹凸パターンを転写し、前記凹凸パターンを有する第３の層の全面に磁性材料膜を成膜した後に前記第３の層の凸部の上面まで前記磁性材料膜を研磨して前記凹部にのみ磁気記録層を形成することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の垂直磁気記録媒体用基板の構造例を説明するための断面図で、この基板は少なくとも３つの層を積層させた構造を有し、この図では支持層１と密着層２と表面層３とを順次積層させた３層構造の場合を示している。ここで、支持層１の素材は機械強度の高い無機材料（例えばアルミやガラス）とされ、表面層３は一般的な熱可塑性樹脂からなる薄膜である。密着層２は、支持層１と表面層３との間の密着性を高めるための有機・無機ハイブリッド薄膜層であり、この密着層２の熱膨張・収縮率は、支持層１と表面層３の熱膨張・収縮率の間の値を有している。すなわち、密着層２を支持層１と表面層３との間に設けることにより、支持層１と表面層３との間の剥離やクラックの発生が抑制され、磁気記録媒体としての耐久性が向上することとなる。なお、支持層１は、いわゆる「層」である必要はなく、充分な機械的強度を有するある程度の厚みをもった「基板」であってもよい。以下の説明においては、支持層１はいわゆる「基板」であるものとして説明する。また、支持層１の表面の平坦度は、概ね１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
密着層２を構成する有機・無機ハイブリッド材料は、高分子誘導体化合物を含有する高分子組成物と金属含有誘導体化合物とを含む有機・無機ハイブリッド組成物である。
【００３０】
この金属含有誘導体化合物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、ＮｉまたはＣｕよりなる群から選択される金属を中心金属とするアルコキシド、フェノキシド、アシレート、またはキレート化合物であり、その構造は以下の化学式１または２で表される。
【００３１】
【化１】

【００３２】
【化２】

【００３３】
なお、これらの化学式において、Ｍは、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｚｒ、ＮｉまたはＣｕを表す。また、Ｒ_１〜Ｒ_７は、炭素数１〜１８のアルキル基、アリール基またはアシル基である。さらに、化学式１におけるＲ_１〜Ｒ_４の任意の２つは結合して環を形成し、化学式２におけるＲ_５〜Ｒ_７の任意の２つは結合して環を形成する。
【００３４】
また、高分子誘導体化合物は、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基より選択される官能基を含有し、末端に放射線重合（紫外線重合や可視重合など）または熱重合機構を有する（メタ）アクリロイル基を有するモノマー、オリゴマーおよびポリマー成分を主成分としたもので、高分子組成物の重量を基準として８０重量％以上、好ましくは８５〜９５重量％含有されている。
【００３５】
ここで、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を有するモノマー成分の例としては、ビニルアルコール、（メタ）アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、（ポリ）エチレングリコール（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコール（メタ）アクリレートなどの多価アルコールや、（メタ）アクリル酸のエステル、フマール酸、マレイン酸、エステルなどの重合物や、ビスフェノールＡタイプまたはノボラックタイプからなるエポキシ系樹脂などが挙げられる。
【００３６】
この高分子誘導体化合物は、親水性を示す水酸基、カルボキシル基およびアミノ基より選ばれる官能基を含有しているため、基板表面層に対して不可侵である溶剤（代表的には水またはアルコール系溶剤など）に対して可溶となる。また、成膜可能な高分子組成物およびこれらの高分子組成物の溶剤系に対しても可溶である。
【００３７】
以下に、密着層２を得るための工程例を説明する。
【００３８】
上述の高分子誘導体化合物は、水酸基、カルボキシル基またはアミノ基を含有しているため、金属含有誘導体化合物との間で脱アルコール縮合または水素結合形成による架橋反応を起こす。この架橋反応に加え、放射線重合（紫外線硬化重合または可視硬化重合など）や熱重合反応により、末端反応基である（メタ）アクリロイル基を重合させる。なお、この重合プロセスにおいては、末端反応基同士を先ず光反応させることが好ましい。
【００３９】
これに次いで、高分子誘導体化合物を含有する高分子組成物を８０〜１６０℃に加熱し、化学式１および化学式２で表記される金属含有誘導体化合物によりさらに架橋反応させる。好ましくは、この架橋反応は、１００℃以上でかつ基板の変性点（変性温度）以下の温度とし、基板に対する悪影響が生じない条件で行う。ここで、変性点とは、基板としての機械強度や結晶状態が変質する温度を意味し、例えば、融点やガラス転移点等が該当する。これにより、密着層２の膜特性が向上するとともに、後工程で成膜される磁性膜などの無機膜と基板との密着性も向上する。
【００４０】
なお、この架橋反応において、高分子誘導体化合物の水酸基、カルボキシル基またはアミノ基と、金属含有誘導体化合物である金属アルコキシド、フェノキシド、アシレート、キレート化合物と、の間で生じる脱アルコール縮合反応に基づく架橋反応を併用することとすれば、光学的、化学的、物理的、機械的な諸特性に優れかつ後工程での耐性にも優れた密着層２を得ることができる。
【００４１】
以下に、本発明の垂直磁気記録媒体用基板に使用可能な、活性官能基を有しかつ末端に（メタ）アクリロイル基を有した放射線重合および／または熱重合可能な化合物の一例を示す。
（単官能化合物）
・２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート
・２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート
・ε−カプロラクトン−β−ヒドロキシエチルアクリレート
・ポリカプロラクトンアクリレート
・Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド
（２官能化合物）
・ポリウレタンジアクリレート
・ビスフエノールＡ−エピクロルヒドリン型エポキシジアクリレート
・ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート
・脂環型エポキシジアクリレート
・エチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート
・ポリプロビレングリコールジグリシジルエーテルジアクリレート
・フタル酸ジグリシジルエステルジアクリレート
・末端水酸基含有ポリプタジエンエポキシ付加物
・（ブロム化）ピスフェノールＡ型のエポキシジアクリレート及びノボラック型のポリマー
（３官能以上の化合物）
・ペンタエリスリトールトリアクリレート
・トリメチロールプロパン・プロピレンオキサイド付加物トリアクリレート
・ジペンタエリスリトールペンタアクリレート
・グリセロールポリグリシジルエーテルポリアクリレート
上記はあくまでも例示であって、これらの化合物に限定されるものではない。
【００４２】
これらの化合物は単独もしくは混合して使用可能であり、一般に、混合して使用した方が良好な膜特性が得られる。なお、さらに他のモノマーやオリゴマーなどとも併用して使用してもよい。また、これらを重合または共重合化して末端に反応基である（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマーないしはポリマーを用いることとしてもよい。
【００４３】
従来の放射線重合型の極性モノマーは基板表面を侵食することがあったが、本発明で用いる化合物は、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基から選択される官能基が導入されているため、基板表面の侵食などの化学的悪影響は抑制される。また、放射線重合性樹脂としては、カチオン重合型の水酸基含有エポキシ樹脂やチオール化合物も有効である。
【００４４】
上述の高分子誘導体化合物を含む高分子組成物は、有機・無機ハイブリッド組成物の重量を基準として、４０〜９９重量％、好ましくは５０〜９５重量％含有されている。また、この高分子誘導体化合物は、高分子組成物中に８０重量％以上、好ましくは８５〜９５重量％含有されている。
【００４５】
このような濃度範囲が選択されるのは、以下のような理由による。すなわち、高分子誘導体化合物中に２０重量％以上の水酸基、カルボキシル基およびアミノ基の官能基が含まれている場合、この高分子誘導体化合物を含む高分子組成物は、基板表面を侵食しない水やアルコール系の溶剤または混合溶剤などに容易に溶解するため、塗布がし易く高い成膜性が得られる。一方、高分子誘導体化合物中の官能基が多すぎると、親水性の官能基が残基として残り易くなり、金属含有誘導体化合物で架橋させてもなお残基が過剰な状態となり、密着層２の親水性が高くなって耐性などに悪影響を及ぼす結果となってしまう。
【００４６】
また、高分子誘導体化合物中の水酸基、カルボキシル基およびアミノ基が２重量％以下の場合は、有機・無機ハイブリッド組成物は基板表面に悪影響のない溶剤系に対する溶解性が極めて低下することに加え、金属アルコキシド、フェノキシド、アシレートまたはキレート化合物と、高分子誘導体化合物の官能基との架橋効果が低減してしまい、放射線架橋剤と併用しても所定の膜特性が得られなくなってしまう。
【００４７】
次に、架橋剤として作用する金属含有誘導体化合物である金属アルコキシド、フェノキシド、アシレートまたはキレート化合物について説明する。金属含有誘導体化合物の中心金属としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕなどが挙げられる。これらはいずれも従来法により容易にアルコキシド、フェノキシドまたはキレート化することができる。これらの化合物は、水分や高分子中に活性水素原子を有する基、特に水酸基やカルボキシル基またはアミノ基とエステル交換による縮合化をして架橋形成を行うことができる。特に金属アルコキシドは激しい加水分解性を示し、置換アルキル、アリール基の炭素数が大きくなるに従い反応速度は遅くなり、ｔｅｒｔ−＞ｓｅｃ−＞ｎ−の順に変化する。また、フェノキシドは一般にアルコキシドより反応速度は遅くなる。更に、アセト酢酸エチル、アセチルアセトン、マロン酸ジエチルなどのジケトンやケトエステルなどによりキレート化合物を形成することでその反応性を制御できる。
【００４８】
このような高分子誘導体化合物の架橋剤としては、金属アルコキシド、フェノキシド、アシレート、キレート化合物の何れの化合物も適するが、特に好適なものとしては、金属アルコキシド、フェノキシド等では金属がＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｕであり、炭素数ｎが２〜６のものが好ましく、或いはその複合化合物系であってもよい。また、キレート化合物としてはジイソプロポキシチタンビス（アセチルアセトネート）またはＳｉ、Ｚｒの同キレート、ジノルマルブトキシチタンビス（エチルアセトアセテート）またはＩｎの同キレートなどが挙げられる。
【００４９】
金属アルコキシド、フェノキシドまたはキレート化合物である金属含有誘導体化合物は、有機・無機ハイブリッド組成物中に１〜６０重量％含まれている。金属含有誘導体化合物が多くなると支持層１（基板）の表面上でクラックが発生したりする。また少ないと架橋密度が低下して膜の耐性も低下する。
【００５０】
密着層２を形成する工程は、先ず、上述した高分子誘導体化合物を有する高分子組成物と金属含有誘導体化合物とを溶剤に加え、支持層１に塗布する。この溶剤としては、支持層１の表面を侵食しない水またはアルコール系（例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎまたはイソブタノールなど）またはこれらの混合溶剤を用いる。この溶剤に上述の混合物を目的の膜厚と平滑性を得るために濃度をコントロールして溶解させる。塗布方法としてはスピンコート法、ロールコート法、ディッピング法などを単独でまたは併用して使用することもできる。こうして均一かつ高平坦な膜が得られる。
【００５１】
その後、放射線照射（電子線硬化、紫外線硬化または可視硬化など）または熱硬化により、末端に（メタ）アクリロイル基を有する高分子誘導体化合物に重合反応を起こさせる。好ましい重合方法は照射量を制御した紫外線硬化である。ここで、高分子誘導体化合物の重合を開始させるには、光などにより直接励起する方法と、間接的に重合開始剤を使用してフリーラジカルを発生させる方法とがある。本発明においては何れの方法も有効であるが、重合開始剤を添加する方法を用いたほうがより安定な膜特性が得られる。
【００５２】
重合開始剤としては、カルボニル化合物に代表される分解型をはじめ、水素引き抜き型、開環型、イオン型などがある。更に、促進剤を併用して反応性を上げることもでき、これらを複合化して反応性をコントロールでき、適正に組み合わせて使用することができる。開始剤の濃度は高分子誘導体化合物に対して約７％以下が望ましく有効である。
【００５３】
高分子誘導体化合物を重合させた後、高分子誘導体化合物の官能基（水酸基、カルボキシル基、またはアミノ基）と金属含有誘導体化合物との間で架橋反応を起こさせる。架橋温度は８０〜１６０℃、好ましくは９０〜１５０℃とされる。
【００５４】
得られる膜の厚さは０．０５〜１．０μｍとされ、好ましくは０．１〜０．５μｍとされる。これは、０．０５μｍ未満では基板表面の耐熱性向上などの効果が薄れることとなってしまう一方、１．０μｍを超えると表面平坦性および基板に形成されているバンプや案内溝の形状などに悪影響を与えるためである。また、膜の平均表面粗さは１ｎｍ以下の平滑な薄膜である。表面粗さは小さければ小さい方が良く、表面粗さが１ｎｍ以上になると磁気ヘッドとの衝突が起こり易くなるなどの理由から好ましくない。
【００５５】
このようにして得られた密着層２は、ガラス転移温度が１６０℃以上の膜であり、かつ、化学的、物理的、機械的強度に優れた薄膜である。また、密着層２を形成する際に支持層１表面を侵食するなどの悪影響を与えることはない。
【００５６】
パターニングが施される表面層３は熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂の例としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、その他ポリエステル系、ポリオレフィン系の材料が挙げられる。そして、表面層３は凹凸形状を有している。
【００５７】
図２は、凹凸パターンを有する表面層３の形成方法を説明するための図で、密着層２の全面にプラスチックコーティングして表面層３を形成し、その後、表面層３の転移温度を越えない転移温度近傍での加熱下で、予め所望のパターンが設けられたスタンパ４を押し付けることにより凹凸形状を転写する。密着層２の全面に表面層３を形成する方法としては、スピンコート法やディップ法などがある。
【００５８】
すなわち、本発明の垂直磁気記録媒体用基板は、支持層１（またはアルミ基板やガラス基板）の表面に、高分子誘導体化合物含有高分子組成物と金属含有誘導体化合物との組成物である有機・無機ハイブリッド組成物の密着層２を設けてプラスチックコーティングして表面層３を形成し、このプラスチックコート基板に対してスタンパ４を用いて表面層３にスタンパ４のパターンを転写したものである。これにより、機械的強度を担保しつつ平坦かつ微細なパターンを備えた垂直磁気記録媒体用基板が得られ、基板の表面層の凹凸を利用して予めサーボ信号情報を記録させた磁気記録媒体やパターンド媒体などが容易に得られることとなるとともに基板の薄型化も可能となる。
【００５９】
図３は、本発明の垂直磁気記録媒体用基板を用いたパターンド垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための断面図で、垂直磁気記録媒体用基板の表面層３の凹凸パターンの凹の部分にのみ下地層５と磁気記録層６とが順次積層され、保護膜７と液体潤滑層８は基板の全面を覆うかたちで設けられている。
【００６０】
下地層５としては、例えば、六方最密充填構造をとる金属或いはその合金材料であるものか、若しくは、面心立方格子構造をとる金属或いはその合金材料が好ましく用いられる。六方最密充填構造をとる金属としては、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｚｎ、Ｔｃ、Ｒｅなどがあり、面心立方格子構造をとる金属としては、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｏなどが挙げられる。下地層５の厚みは薄い方が好ましいが、充分な結晶成長を担保するためには３ｎｍ以上であることが好ましい。なお、単層の膜ではなく異なる材料を複数積層することも可能である。
【００６１】
磁気記録層６には、一般的なＣｏＣｒＰｔ系材料のほか、強磁性を有する結晶粒とそれを取り巻く非磁性の粒界をもつ構造を取り、その非磁性粒界が非磁性非金属であるグラニュラー磁気記録層、ＴｂＣｏ等のＲＥ−ＴＭ系合金或いはＣｏ／ＰｔやＣｏ／Ｐｄの多層積層膜を用いることができる。なお、垂直磁気記録媒体として用いるためには、強磁性の結晶粒は膜面に対して垂直異方性をもつことが必要である。
【００６２】
保護膜７には、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられ、液体潤滑材層８には、例えばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。
【００６３】
これらの下地層５、磁気記録層６、保護膜７の形成方法としては、一般に磁気記録媒体の作製に用いられる様々な成膜技術が応用可能であり、例えば、真空蒸着法、ＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法などを用いることができる。また、液体潤滑層８の形成方法としては、例えば、ディップ法やスピンコート法などを用いることができる。
【００６４】
以下に本発明の実施例を記す。
【００６５】
（実施例１）
支持層１として、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状の非磁性基体のガラスディスクを用い、これを洗浄後に支持層１に本発明の有機・無機ハイブリッド組成物からなる密着層２を設けた。有機・無機ハイブリッド組成物は、以下に示す組成を有する。
高分子組成物：
・グリセロールポリグリシジルエーテルポリアクリレート（３５Ｗｔ％）
ペンタエリスリトールトリアクリレート
・ＤＰＨＡ（１０ｗｔ％）
・２−ヒドロ−２−フェノキシプロピルアクリレート（１０ｗｔ％）
金属含有誘導体化合物：
・テトラ−ｉ−プロポキシチタンＴＰＴ（３３ｗｔ％）
重合開始剤：
・イルガーキュアー６５１（１ｗｔ％）
・セイカオールＢＢＩ（１ｗｔ％）
以上の有機・無機ハイブリッド組成物を、イソプロピルアルコール７０ｗｔ％と水３０ｗｔ％の混合溶剤で固形分１０ｗｔ％に希釈し、スピンコート法により、支持層１の両面に０．８μｍになるように混合液と成膜条件を調整して、均一に膜形成した。
【００６６】
次いで、高圧水銀灯を用いて５００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギーで照射し、更に１０５℃の真空オーブンで３０分間加熱乾燥して硬化させ、膜厚０．０６μｍの密着層２を得た。なお、このときのガラスディスクの平坦性は１μｍであり、支持層１と密着層２の界面の平坦度も１μｍであった。
【００６７】
表面層３として、へキサンに溶解したＰＭＭＡをスピンコート法により密着層２上に５０ｎｍ形成した。ＰＭＭＡの濃度は０．５ｗｔ％とした。その後、真空加圧装置に導入し、ガラスディスクとスタンパを１３０℃になるまで加熱し、スタンパにより圧力１２ＭＰａで型押しした。そのまま１００℃まで冷却した後に離型し、真空加圧装置から取り出した。なお、スタンパには電子ビームリソグラフィを用いて、φ１００ｎｍ、高さ５０ｎｍの円筒形パターンが形成されている。
【００６８】
この基板を非磁性基体として、この基板を洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｎｉ１５Ｆｅ２７Ｃｒターゲットを用い、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＮｉＦｅＣｒ層を１５ｎｍ成膜した。続いてＲｕターゲットを用い、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下でＲｕ層を１５ｎｍ成膜し、ＮｉＦｅＣｒ／Ｒｕ積層下地層とした。その後、Ｃｏ２０Ｃｒ１０Ｐｔターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ磁気記録層をＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下で２５ｎｍ成膜した。その後スパッタ装置から取り出した。
【００６９】
次に、ダイヤモンドスラリを用い、基板表面層凸部の最表面まで研磨することにより、凸部上のＮｉＦｅＣｒ／Ｒｕ／ＣｏＣｒＰｔ各層を全て除去した。なお、研磨量はレーザ変位計でモニターし、変位量の変化が急激に落ちたところを終点とした。
【００７０】
これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、カーボンターゲットを用いてＡｒガス圧８ｍＴｏｒｒ下でカーボンからなる保護層６ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。
【００７１】
その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直パターンド媒体とした。なお、下地層、磁気記録層、保護層の成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング法で行った。磁性層形成後の基板を確認したところ、パターンの膜剥離は発生していなかった。
【００７２】
（実施例２）
支持層１として、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状の非磁性基体のガラスディスクを用い、これを洗浄後に、支持層１に本発明の有機・無機ハイブリッド組成物からなる密着層２を設けた。有機・無機ハイブリッド組成物は、以下に示す組成を有した。
高分子組成物：
・グリセロールポリグリシジルエーテルボリアクリレート（２５ｗｔ％）
イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート（２０ｗｔ％）
ネオペンチルグリコールジアクリレート（５ｗｔ％）
２−ヒドロー３−フェノキシプロピルアクリレート（７ｗｔ％）
金属含有誘導体化合物：
チタンテトラノルマルブトキシドＴＢＴ（４０Ｗｔ％）
重合開始剤：
・イルガーキユアー１１７４（１．８ｗｔ％）
・セイカオールＢＢＩ（１．２ｗｔ％）
以上の有機・無機ハイブリッド組成物を、イソプロピルアルコール６５ｗｔ％と水３５ｗｔ％の混合溶剤で固形分３３０ｗｔ％に希釈し、スピンコート法により、基板の両面に０．９μｍになるように混合液と成膜条件を調整して、均一な膜形成した。次いで、高圧水銀灯を用いて５００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギーで照射し、その後１０５℃の真空オーブンで３０分間加熱乾燥して硬化させ、膜厚０．１μｍの密着層２を得た。以下実施例１と同様の方法により表面層３をその密着層２上に５０ｎｍ形成した。
【００７３】
この基板を非磁性基体として、実施例１と同様の方法を用いて、下地層、磁性層、保護層および液体潤滑層を積層した。磁性層形成後の基板を確認したところ、パターンの膜剥離は発生していなかった。
【００７４】
（実施例３）
支持層１として、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状の非磁性基体のガラスディスクを用い、これを洗浄後に、支持層１に本発明の有機・無機ハイブリッド組成物からなる密着層２を設けた。有機・無機ハイブリッド組成物は、以下に示す組成を有した。
高分子組成物：
イソシアヌル酸ＥＯ変性ジアクリレート（３５ｗｔ％）
オリゴエステルポリアクリレート（１５ｗｔ％）
フタル酸エポキシアクリレート（１５ｗｔ％）
金属含有誘導体化合物：
・ジルコンテトライソプロポキド化合物（３２ｗｔ％）
重合開始剤：
イルガーキュアー１１７４（１ｗｔ％）
セイクオールＢＢＩ（１ｗｔ％）
ＫＡＹＡＣＵＲＥ２−ＥＡＱ（１ｗｔ％）
以上の有機・無機ハイブリッド組成物を、イソプロピルアルコール６５ｗｔ％と水３５ｗｔ％の混合溶剤で固形分３０ｗｔ％に希釈し、スピンコート法により、基板の両面に０．９μｍになるように混合液と成膜条件を調整して、均一に膜形成した。次いで、高圧水銀灯を用いて５００ｍＪ／ｃｍ^２のエネルギーで照射し、その後、１０５℃の真空オーブンで３０分間加熱乾燥して、硬化させて密着層２を得た。以下実施例１同様の方法によりに表面層３をその密着層２上に５０ｎｍ形成した。
【００７５】
この基板を非磁性基体として、実施例１と同様の方法を用いて、下地層、磁性層、保護層および液体潤滑層を積層した。磁性層形成後の基板を確認したところ、パターンの膜剥離は発生していなかった。
【００７６】
（比較例１）
本発明の比較例として、熱可塑性樹脂材料としては実施例１と同様なＰＭＭＡを用い、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの円盤形状のディスクを射出成型により形成するが、この際、実施例１と同様なパターンを備えた金型を用いて表面にパターンを形成した。なお、射出成型の際の樹脂温度は３００℃とし、基板の厚さを、０．６〜１．２ｍｍまで変化させた。
【００７７】
（比較例２）
支持層として、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円盤状の非磁性基体のガラスディスクを用い、これを洗浄後に、密着層を設けずに直接、表面層としてへキサンに溶解したＰＭＭＡをスピンコート法により、その支持層上に５０ｎｍ形成した。ＰＭＭＡの濃度は０．５ｗｔ％とした。その後、真空加圧装置に導入し、ガラスディスクとスタンパを１３０℃になるまで加熱し、スタンパにより圧力１２ＭＰａで型押しした。そのまま１００℃まで冷却した後離型し、真空加圧装置から取り出した。なお、実施例１と同様に、スタンパには電子ビームリソグラフィを用いて、φ１００ｎｍ、高さ５０ｎｍの円筒形パターンが形成した。
【００７８】
この基板を非磁性基体として、実施例１と同様の方法を用いて、下地層、磁性層、保護層および液体潤滑層を積層した。しかしながら、磁性層形成後の基板の膜剥離を確認したところ、全ての基板にパターンの膜剥離が発生していることがわかった。
【００７９】
（比較例３）
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｎｉ１５Ｆｅ２７Ｃｒターゲットを用い、Ａｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＮｉＦｅＣｒ層を１５ｎｍ成膜した。続いてＲｕターゲットを用い、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下でＲｕ層を１５ｎｍ成膜し、ＮｉＦｅＣｒ／Ｒｕ積層下地層とした。さらに、Ｃｏ２０Ｃｒ１０Ｐｔターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ磁気記録層をＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下で２０ｎｍ成膜した。引き続いて、カーボンターゲットを用いてＡｒガス圧８ｍＴｏｒｒ下でカーボンからなる保護層６ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直媒体とした。なお、下地層、磁気記録層、保護層の成膜は、ＤＣマグネトロンスパッタリング法で行った。
【００８０】
このようにして得られた実施例１〜３および比較例１〜３の各基板の平坦度およびパターンの転写率について評価した結果を表１に示す。
【００８１】
【表１】

【００８２】
ここで、平坦度は、基板中心から半径方向へ１１ｍｍから３０ｍｍまでの直線領域に関して基板表面形状の変位量を非接触光学式表面粗さ計にて真直度を導出した。１つの基板について、円周方向に９０°おきに４箇所の測定を行い、その中で最大の真直度をその基板面の平坦度とした。また、転写率は、パターンの設計値φ１００ｎｍ×深さ５０ｎｍに対して、±５％以内の誤差を合格その他は不合格とし、パターン１００個について評価し、合格したパターンの割合を転写率とした。なお、評価にはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いた。
【００８３】
また、表１には、媒体の保磁力とＧｌｉｄｅＨｅｉｇｈｔ（Ｇ．Ｈ．）特性について評価した結果も併せて示されている。ここで、保磁力はＶＳＭを用いて測定し、得られたＭ−Ｈループより求めた。Ｇ．Ｈ．試験は、媒体を回転させ、その上に試験用のヘッドを飛ばし、媒体表面の突起、パーティクル、ウネリなどを検知するものである。試験条件は、周速７ｍ／ｓｅｃ、Ｇ．Ｈ．１２．５ｎｍとし、各々１００枚を評価して合格率を求めた。
【００８４】
実施例１〜３の基板の平坦度は、ガラスディスクの平坦性をそのまま反映し、１μｍであり、転写率は膜剥離なしに１００％であった。また、実施例１の基板の保磁力は２５６０Ｏｅ、Ｇ．Ｈ．試験特性の合格率は４９％、実施例２の基板の保磁力は２６２０Ｏｅ、Ｇ．Ｈ．試験特性の合格率は５３％、実施例３の基板の保磁力は２７２０Ｏｅ、Ｇ．Ｈ．試験特性の合格率は５２％であった。
【００８５】
これに対して、比較例１の射出成型で作製したプラスチック基板は、板厚を厚くすると平坦度が小さくなる傾向が見られるが、板厚１．２ｍｍとした最も平坦性に優れるものでも、実施例１〜３の基板に比べると非常に大きい。転写率は実施例１〜３の基板では１００％の高確率であるのに比ベ、全ての板厚で８０〜８４％に留まっている。また、比較例２の基板は、平坦度はガラスディスクの平坦性をそのまま反映して１μｍであったものの、パターンの一部に膜剥離が起こってしまっていたため、転写率は７０〜１００％であった。さらに、比較例３の基板の保磁力は４１０Ｏｅ、Ｇ．Ｈ．試験特性の合格率は５０％であった。磁気記録層が連続膜になっている比較例１の基板の保磁力は小さく、粒間の相互作用が非常に大きくなっていることがわかる。
【００８６】
以上より、本発明によれば、平坦性に優れ、かつパターンの転写性にも優れた基板が作製できることがわかる。また、射出成型により作製された、全て熱可塑性樹脂からなる基板では困難である薄型化が可能であることもわかる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アルミまたはガラスの非磁性基体の支持層の上に密着層を介して凹凸パターンを有する表面層を設ける構成としたので、高い平坦性・パターニング精度・機械的強度を有するパターンド垂直磁気記録媒体およびこれを可能とする垂直磁気記録媒体用基板並びにこれらの製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体用基板の構造例を説明するための断面図である。
【図２】本発明の垂直磁気記録媒体用基板が備える凹凸パターンを有する表面層の形成方法を説明するための図である。
【図３】本発明の垂直磁気記録媒体用基板を用いたパターンド垂直磁気記録媒体の構成例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１支持層
２密着層
３表面層
４スタンパ
５下地層
６磁気記録層
７保護膜
８液体潤滑層

Claims

少なくとも第１の層と第２の層と第３の層とを順次積層させた垂直磁気記録媒体用基板であって、
前記第３の層は熱可塑性樹脂からなり、
前記第１の層は前記第３の層に比較して高い機械的強度と高い変性温度とを有し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層とを密着させる化合物からなることを特徴とする垂直磁気記録媒体用基板。
前記第１の層は、アルミまたはガラスの非磁性基体であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層の熱膨張・熱収縮率との間の熱膨張・熱収縮率を有することを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体用基板。
前記第２の層は、金属含有誘導体化合物と高分子誘導体化合物を含有する高分子組成物とを含む、有機・無機ハイブリッド組成物からなり、前記金属含有誘導体化合物は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、ＮｉおよびＣｕよりなる群から選択される金属を中心金属とするアルコキシド、フェノキシド、アシレートまたはキレート化合物であり、
前記高分子誘導体化合物は、水酸基、カルボキシル基およびアミノ基から選択される官能基を含有し、かつ、末端に（メタ）アクリロイル基を有する、モノマー、オリゴマーまたはポリマー成分を主成分とする化合物であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板。
前記第３の層は、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、その他のポリエステル系またはポリオレフィン系材料からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板。
前記第３の層の表面には、所望の凹凸パターンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の垂直磁気記録媒体用基板。
請求項６に記載の垂直磁気記録媒体用基板の第３の層の凹凸パターンの凹部にのみ磁気記録層が埋め込まれて備えられていることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
請求項６に記載の垂直磁気記録媒体用基板を製造するための方法であって、
前記第２の層の全表面に前記第３の層をコーティングし、
前記第３の層の転移温度を越えない転移温度近傍での加熱下で、予め所望のパターンが設けられたスタンパを押し付けて前記第３の層の表面に凹凸パターンを転写することを特徴とする垂直磁気記録媒体用基板の製造方法。
請求項７に記載の垂直磁気記録媒体を製造するための方法であって、
前記第１の層の上に設けられた前記２の層の全表面に前記第３の層をコーティングし、
前記第３の層の転移温度を越えない転移温度近傍での加熱下で予め所望のパターンが設けられたスタンパを押し付けて前記第３の層の表面に凹凸パターンを転写し、
前記凹凸パターンを有する第３の層の全面に磁性材料膜を成膜した後に前記第３の層の凸部の上面まで前記磁性材料膜を研磨して前記凹部にのみ磁気記録層を形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。