JP2006216160A - 磁気記録装置およびスタンパ - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズが低く良質なアドレス信号が得られる、ディスクリートトラック媒体を具備した磁気記録装置を提供する。
【解決手段】基板上に形成された磁性層を有し、前記磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドを具備し、磁気ヘッドが磁気記録媒体上を浮上しながら磁気信号を読み取る磁気記録装置であって、磁気記録媒体の隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、前記２つの磁性層パターンはコーナー部どうしが離間するように形成されており、前記２つの磁性層パターンどうしの最近接距離は前記磁気ヘッド平均浮上高さに相当する距離の４倍以下である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ディスクリートトラックを有する磁気記録媒体を具備した磁気記録装置、および磁気記録媒体を製造するために用いられるスタンパに関する。

近年、磁気記録媒体のさらなる高密度化に対応するために、隣接する記録トラックを溝または非磁性材料からなるガードバンドで分離し、隣接トラック間の磁気的干渉を低減するようにしたディスクリートトラック媒体が注目を集めている。このようなディスクリートトラック媒体を製造する際には、スタンパを用いてインプリント法により磁性層のパターンを形成することができ、インプリント法によって記録トラックのパターンとともにサーボ領域の信号に相当する磁性層のパターンも形成すれば、サーボトラックライトの工程をなくせるので、コスト低減につながる。

従来、ディスクリートトラック媒体について、サーボゾーンＳｚの位置検出マーク（アドレス部）について言及した文献がある（特許文献１）。しかし、従来技術では、位置検出マーク（アドレス部）の微細な形状が信号品質に及ぼす影響までは検討されていない。
特開２００４−１１０８９６号公報

本発明者らは、ディスクリートトラック媒体について、サーボ領域から得られるアドレス信号の品質について検討したところ、ノイズが大きく良質なアドレス信号が得られない場合があることが判明した。その原因として、隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部で点接触に近い状態で配置されていると、磁性層パターンのコーナー部において磁束が集中して漏洩磁界が増大し、ノイズの増大を招いているものと推定される。また、アドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンのコーナー部どうしを接合させると磁気信号がブロードになり、２つの磁性層パターンの区別がはっきりしなくなるという問題があった。

本発明の目的は、ノイズが低く良質なアドレス信号が得られるディスクリートトラックを有する磁気記録媒体を具備した磁気記録装置、およびこのような磁気記録媒体を製造するために用いられるスタンパを提供することにある。

本発明の一態様に係る磁気記録媒体は、基板上に形成された磁性層を有し、前記磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録媒体であって、前記磁気記録媒体の隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、前記２つの磁性層パターンはコーナー部どうしが離間するように形成されていることを特徴とする。

本発明の他の態様に係る磁気記録装置は、基板上に形成された磁性層を有し、前記磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドを具備し、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体上を浮上しながら磁気信号を読み取る磁気記録装置であって、前記磁気記録媒体の隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、前記２つの磁性層パターンはコーナー部どうしが離間するように形成されており、前記２つの磁性層パターンどうしの最近接距離は前記磁気ヘッド平均浮上高さに相当する距離の４倍以下であることを特徴とする。

本発明の他の態様に係るスタンパは、前記磁気記録媒体を作製するために用いられるスタンパであって、前記磁気記録媒体の磁性層パターンと対応する凹凸パターンを有することを特徴とする。

本発明の他の態様に係るスタンパの製造方法は、前記スタンパを作製する方法であって、基板上にポジ型またはネガ型のレジストを塗布し、塗布後の基板を少なくとも１方向の移動軸の移動機構と回転機構を有するステージ上に設置し、塗布形成されたレジスト膜に対して前記移動軸上の１点から化学線を照射して半径方向に配列した複数の露光部位または非露光部位によって１つのアドレス信号を形成する際に、複数の露光部位または非露光部位のうち、その端から１ないし２以上の露光部位または非露光部位を省いて露光し、露光後のレジストを現像し、現像後の基板を型にして金属膜を電鋳した後、前記金属膜を剥離してスタンパを得ることを特徴とする。

本発明の磁気記録装置によれば、磁気記録媒体のアドレスビットとして利用される隣接する２つの磁性層パターンのコーナー部どうしが離間しているので、磁性層パターンのコーナー部での磁束の集中がなく、ノイズの低い良質なアドレス信号を得ることができる。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録装置を説明する。この磁気記録装置は、筐体７０の内部に、磁気ディスク７１と、磁気ヘッドを含むヘッドスライダ７６と、ヘッドスライダ７６を支持するヘッドサスペンションアッセンブリ（サスペンション７５とアクチュエータアーム７４）と、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７と、回路基板とを備える。

磁気ディスク７１はスピンドルモータ７２に取り付けられて回転され、垂直磁気記録方式により各種のディジタルデータが記録される。ヘッドスライダ７６に組み込まれている磁気ヘッドはいわゆる複合型ヘッドであり、単磁極構造のライトヘッドと、シールド型ＭＲ再生素子（ＧＭＲ膜、ＴＭＲ膜など）を用いたリードヘッドとを含む。アクチュエータアーム７４の一端にサスペンション７５が保持され、サスペンション７５によってヘッドスライダ７６を磁気ディスク７１の記録面に対向するように支持する。アクチュエータアーム７４はピボット７３に取り付けられる。アクチュエータアーム７４の他端にはボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７が設けられている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７によってヘッドサスペンションアッセンブリを駆動して、磁気ヘッドを磁気ディスク７１の任意の半径位置に位置決めする。回路基板はヘッドＩＣを備え、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）の駆動信号、および磁気ヘッドによる読み書きを制御するための制御信号などを生成する。

本発明において用いられている磁気ディスクはいわゆるディスクリートトラック媒体であり、基板上に形成された磁性層を有し、磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層のパターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含みトラック長さ方向に沿ってデータ領域の間に形成されたサーボ領域を含む。これらの磁性層パターンは溝または非磁性層によって分離されている。

図２を参照して、磁気ディスク７１表面に形成されている磁性層パターンの一例を示す。図２に示すように、円周方向に沿ってサーボ領域２０とデータ領域３０とが交互に形成されている。サーボ領域２０は、それぞれ磁性層のパターンで形成された、プリアンブル部２１、アドレス部２２、バースト部２３などの領域を含む。なお、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいてもよいし、各領域の順序や配置が異なっていてもよい。データ領域３０には、磁性層のパターンからなる記録トラック３１と、溝または非磁性層からなるガードバンド３２とが半径方向に沿って交互に形成されている。図２に示すようなミクロな範囲では、半径方向と円周方向とは概ね直交しているように図示しているが、磁気ディスク全体で見ればサーボ領域がヘッドスライダのアクチュエータアームの軌跡に対応して弧の形状をなしていてもよい。また、半径位置に応じて、磁性層のパターンが異なっていてもよい。

本発明の実施形態においては、隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、２つの磁性層パターンのコーナー部どうしが実質的に離間している。

図３を参照して、サーボ領域２２のうちアドレス部の磁性層パターンの形状を説明する。図３には、記録トラックｍのアドレスビットとして利用される磁性層パターン２２ａと、隣接する記録トラックｍ＋１のアドレスビットとして利用される磁性層パターン２２ｂ、２２ｃを示している。２２ａの角度位置はθ、２２ｂの角度位置はθ−１、２２ｃの角度位置はθ＋１である。２つの磁性層パターン２２ａ、２２ｂは、各々の１つのコーナー部どうしが互いに最近接する配置にあり、２つの磁性層パターン２２ａ、２２ｂのコーナー部どうしが隔離部Ｊを介して離間している。同様に、２つの磁性層パターン２２ａ、２２ｃは、各々の１つのコーナー部どうしが互いに最近接する配置にあり、２つの磁性層パターン２２ａ、２２ｃのコーナー部どうしが隔離部Ｊを介して離間している。

図３に示したアドレスビットとして利用される磁性層パターンの位置関係をより一般化して記述すると以下のようになる。すなわち、２２ａと２２ｂとの位置関係は、トラックｍ、角度位置θの信号と、トラックｍ＋１、角度位置θの信号およびトラックｍの角度位置θ−１の信号とが異なり、かつトラックｍ、角度位置θの信号と、トラックｍ＋１、角度位置θ−１の信号とが同じ場合である。また、２２ａと２２ｃとの位置関係は、トラックｍ、角度位置θの信号と、トラックｍ＋１、角度位置θの信号およびトラックｍの角度位置θ＋１の信号とが異なり、かつトラックｍ、角度位置θの信号と、トラックｍ＋１、角度位置θ＋１の信号が同じ場合である。このような位置関係にある２つの磁性層パターンどうしは、コーナー部どうしが最近接している。この場合に、トラックｍ、角度位置θの磁性層パターン（２２ａ）と、トラックｍ＋１、角度位置θ−１の磁性層パターン（２２ｂ）またはトラックｍ＋１、角度位置θ＋１の磁性層パターン（２２ｃ）とは互いのコーナー部が実質的に離間している。

上記のようにアドレスビットとして利用される隣接する２つの磁性層パターンのコーナー部どうしが離間していると、磁性層パターンのコーナー部での磁束の集中が緩和され、ノイズが低減して良質なアドレス信号を得ることができる。このような知見はシミュレーションの結果として得られた。以下、図４を参照して本発明者らが行ったシミュレーションについて説明する。

図４の右側に示した（１）、（２）、（３）は、最近接のコーナー部の状態が異なる３種の磁性層パターンを示している。図４の右側に示した（１）、（２）、（３）において、横方向が半径方向、縦方向が円周方向である。（１）はコーナー部が理想的な一点で接している場合、（２）はコーナー部が接合している場合、（３）はコーナー部が離間している場合（本発明）を示している。

図４のグラフは、ヘッドが半径方向に沿って下（ｍトラック）から上（ｍ＋１トラック）へ向かって走行したときに得られる、時間と再生信号出力との関係を示している。シミュレーションは、４２００ｒｐｍで回転している磁気ディスクの半径位置２０ｍｍで磁気ディスク上をヘッドが浮上しているという条件で行った。（ａ）はヘッドがｍトラックの磁性層パターンの下側に位置している場合、（ｂ）はヘッドがｍトラックの磁性層パターンとｍ＋１トラックの磁性層パターンとの中間に位置している場合、（ｃ）はヘッドがｍ＋１トラックの磁性層パターンの上側に位置している場合を示している。

磁性層パターンの変化を再生信号に基づいて判別する場合、再生ヘッドが隣接する２つの磁性層パターンの中間に位置するときの再生信号を基準にする。（１）の理想的な一点で接しているパターンでは、再生信号の波形から２つの磁性層パターンを十分に判別できる。ここで、「理想的な一点で接している」とは、図４（１）に示すように「接触点に幅がないような（この意味で理想的な）一点で接している」ということである。（２）の接合パターンでは、接合部の磁界を検知して再生信号にノイズが加わるため、基準の信号からのずれ量が大きく、パターン判別のエラー要因が増加する。これに対して、（３）の離間パターンコーナーでは、（１）の理想的な一点で接しているパターンとほぼ同じかわずかに高い再生信号が得られる。したがって、ノイズがほとんど加わることがなく、２つの磁性層パターンを判別処理に良好に実施できる。

本発明の実施形態においては、２つの磁性層パターンどうしの隔離部Ｊにおける最近接距離Ｌを磁気ヘッド平均浮上高さｈに相当する距離の４倍以下に設定することが好ましい。ここで、磁気ヘッド平均浮上高さｈは、磁気ディスクの記録密度に応じてほぼ決定される。図５に磁気ディスクの記録密度と磁気ヘッドの浮上量との概略的な関係を示す。また、最近接距離Ｌを磁気ヘッド平均浮上高さｈに相当する距離の４倍以下に設定する理由を図６および図７を参照して説明する。図６は磁気ディスク７１上で磁気ヘッド７６ａが浮上している状態を示す模式図である。磁性層パターン２２ａからの磁束は、磁性層パターン２２ａの物理的な面積よりも広がって磁気ヘッド７６ａに達する。このときの磁束の広がりは、磁性層パターン２２ａの端部から磁気ヘッド平均浮上高さｈに相当する距離程度であると考えられる。図７に磁性層パターンの周囲で磁束が広がる領域を示す。この図に示されるように、２つの磁性層パターンどうしの隔離部Ｊにおける最近接距離Ｌが磁気ヘッド平均浮上高さｈに相当する距離の４倍を超えると、２つの磁性層パターンの隔離部に跨ってヘッドが通過した際に信号強度が弱くなったり、ビットがないものと誤判別したりするおそれがある。これに対して、０＜Ｌ≦４ｈの範囲であれば、磁性層パターンから浮上した磁気ヘッドまでの磁束の広がりを考慮すると、２つの磁性層パターンからの磁束が適度に重なり、しかも再生信号にノイズがほとんど加わることがない。

図８に、磁気ディスク７１表面に形成されている磁性層パターンの他の例を示す。図２ではバーストＡＢＣＤが１つの領域として形成されていたのに対し、図８では第１バースト部（ＡＢ）２５と第２バースト部（ＣＤ）２６の２つの領域に分けている。図８の第１バースト部２５および第２バースト部２６では、アドレス部２２と同様に、隣接する磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接するように配置されることがある。したがって、図８のようなサーボ領域を有する磁気ディスクでは、アドレス部２２だけでなく、第１バースト部２５および第２バースト部２６においても、図３に示すように、２つの磁性層パターンのコーナー部どうしを離間させることが好ましい。

また、図３に示すように磁性層パターンのコーナー部どうしを離間させるには、磁性層パターンと対応する凹凸パターンを有するスタンパを用いてインプリントを行う。このスタンパは、磁気記録媒体における磁性層パターンのコーナー部どうしの隔離部に相当する部分が接合した凸部パターンを有する。

以下、本発明の実施例を説明する。

（実施例）
図９（Ａ）〜（Ｆ）および図１０（Ａ）〜（Ｆ）に示す工程に従って、本実施例の磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクは半径５ｍｍ〜１０ｍｍのデータゾーンにおいて、トラック密度が１００ｋＴＰＩ（track per inch）であり、１トラックが１２０セクタで構成され、１セクタが１００００ビットで構成されている。

図１１に、１セクタのサーボ領域のうち、一部のアドレス部２２を示す。この図に示されるように、アドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、２つの磁性層パターンのコーナー部どうしが隔離部Ｊを介して離間している。本実施例ではアドレスビットどうしの隔離部Ｊの最近接距離を４０ｎｍとなるように設計した。なお、磁気ヘッド平均浮上高さに相当する距離は１５ｎｍである。

このようなサーボ領域を有する磁気ディスクを製造するには、図１２に示すように、磁気ディスク上の磁性層パターンと対応する凹凸パターンを有するスタンパを用いてインプリントを行う。なおインプリントおよびその後の加工によって形成された磁性層の凹凸パターンは非磁性体材料によってその凹部が埋め込まれ、表面が平坦化されていても構わない。

以下、本実施例の磁気ディスクの製造方法をより詳細に説明する。
まず、図９（Ａ）〜（Ｆ）に示す方法によりスタンパを作製した。
図９（Ａ）に示すように、スタンパの型となる原盤の基板として６インチ径のＳｉウエハー１を用意し、その表面をヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）で処理した。一方、日本ゼオン社製のレジストＺＥＰ−５２０をアニソールで２倍に希釈し、０．２μｍのメンブランフィルタでろ過した。Ｓｉウエハー１上にレジスト溶液をスピンコートした後、２００℃で３分間プリベークして、厚さ約０．１μｍのレジスト２を形成した。

図９（Ｂ）に示すように、ＺｒＯ／Ｗ熱電界放射型の電子銃エミッターを有する電子ビーム描画装置を用い、加速電圧５０ｋＶの条件で、Ｓｉウエハー１上のレジスト２に所望のパターンを直接描画した。描画時にはサーボパターン、バーストパターン、アドレスパターン、トラックパターンを形成するための信号と、描画装置のステージ駆動系（少なくとも一方向の移動軸の移動機構と回転機構とを有する、いわゆるＸ−θステージ駆動系）へ送る信号と、電子ビームの偏向制御信号とを同期させて発生する信号源を用いた。この際、隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上におけるアドレスビットに相当する２つのパターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接するように配置される部位において、このような２つのパターンのコーナー部どうしが離間するように描画した。描画中は線速度５００ｍｍ／ｓのＣＬＶ（Constant Linear Velocity）でステージを回転させるとともに、半径方向にもステージを移動させた。また、１回転毎に電子ビームに偏向をかけて、同心円をなすトラック領域を描画した。なお、１回転あたり２５．４ｎｍずつ送り、１０周で１トラック（１アドレスビット幅に相当）を形成したが、そのアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、最近接する側のパターン形成時には露光をしないよう、電子線描画装置の信号処理を行った。

上記の工程を一般的に記載すると以下のようになる。すなわち、インプリント基板上にポジ型レジストを塗布し、少なくとも一方向の移動軸の移動機構と回転機構を有するステージ上に基板を載置してポジ型レジストに対して移動軸上の１点から露光し、１つのアドレス信号を半径方向に沿った複数の露光部位によって形成する際に複数の露光部位のうちその端から１または２以上の露光部位を省く方法である。

なお、ネガ型レジストを用いる場合には、１つのアドレス信号を半径方向に沿った複数の非露光部位によって形成する際に複数の非露光部位のうちその端から１または２以上の露光部位を省くことになる。

図９（Ｃ）に示すように、Ｓｉウエハー１をＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してレジスト２を現像した後、ＺＭＤ−Ｂ（日本ゼオン社製）に９０秒間浸漬してリンスを行い、エアーブローにより乾燥させ、レジスト原盤５を作製した。

図９（Ｄ）に示すように、レジスト原盤５上にスパッタリングによってＮｉからなる導電膜６を形成した。具体的には、ターゲットに純ニッケルを使用し、８×１０^-3Ｐａまで真空引きした後、アルゴンガスを導入して圧力を１Ｐａに調整したチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーを印加して４０秒間スパッタリングを行い、厚さ約３０ｎｍの導電膜６を成膜した。

図９（Ｅ）に示すように、導電膜６をつけたレジスト原盤５をスルファミン酸ニッケルメッキ液（昭和化学（株）製、ＮＳ−１６０）に浸漬し、９０分間Ｎｉ電鋳して、厚さ約３００μｍの電鋳膜７を形成した。電鋳浴条件は次の通りである。

スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０．１５ｇ／Ｌ
液の温度：５５℃
ｐＨ：４．０
電流密度：２０Ａ／ｄｍ²。

図９（Ｆ）に示すように、レジスト原盤５から、電鋳膜７および導電膜６をレジスト残渣がついた状態で剥離した。酸素プラズマアッシングによりレジスト残渣を除去した。具体的には、酸素ガスを１００ｍｌ／ｍｉｎで導入して圧力を４Ｐａに調整したチャンバー内で１００Ｗのパワーを印加して２０分間プラズマアッシングを行った。こうした導電膜６および電鋳膜７を含むファザースタンパを得た。その後、ファザースタンパの不要部を金属刃で打ち抜くことによりインプリントスタンパ８を得た。このスタンパ８は、図１１に示すパターンを有する。このスタンパ８では、アドレスビットに対応する（アドレスビットとほぼ逆の）２つのパターンのコーナー部どうしが接合している。

次に、図１０（Ａ）〜（Ｆ）に示す方法により、磁気ディスクを作製した。
図１０（Ａ）に示すように、スタンパ８をアセトンで１５分間超音波洗浄をした。インプリント時の離型性を高めるために、スタンパ８に次のような処理を施した。フルオロアルキルシラン［ＣＦ₃（ＣＦ₂）₇ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＭｅ）₃］（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、ＴＳＬ８２３３）をエタノールで５％に希釈した溶液を調製した。スタンパ８をこの溶液に３０分間浸し、ブロアーで溶液をとばした後に、１２０℃で１時間アニールした。

一方、０．８５インチ径のドーナツ型ガラスからなるディスク基板１１上にスパッタリングにより磁気記録層１２を形成した。この磁気記録層１２上にレジスト１５（ローム・アンド・ハース製、Ｓ１８０１）を回転数４０００ｒｐｍでスピンコートした。

図１０（Ｂ）に示すように、スタンパ８をディスク基板１１表面のレジスト１５に押し付け、１８００ｂａｒで１分間プレスすることによって、レジスト１５にスタンパ８のパターンを転写した。パターンが転写されたレジスト１５を５分間ＵＶ照射した後、１６０℃で３０分間ベークした。インプリントによる凹凸形成プロセスでは、パターン凹部の底にレジスト残渣が残る。

図１０（Ｃ）に示すように、酸素ガスを用いたＲＩＥにより、パターン凹部の底にあるレジスト残渣を除去した。図１０（Ｄ）に示すように、レジスト１５のパターンをマスクとして、Ａｒイオンミリングにより磁気記録層１２をエッチングした。図１０（Ｅ）に示すように、酸素ＲＩＥによりレジスト１５のパターンを剥離した。図１０（Ｆ）に示すように、全面にカーボン保護層１３を成膜した。その後、作製した磁気ディスクに潤滑剤を塗布する。ここで、図１０（Ａ）に示したスタンパ８の凹部が図１０（Ｆ）に示した媒体では凸部の磁性部に対応している。

ここで、上述した磁気ディスク媒体においては、図１０（Ｄ）において磁気記録層１２をレジスト１５のマスクがない部位において底までエッチングしているが、途中でＡｒイオンミリングを止め、凹凸が出来る程度の媒体であっても構わない。また、初めに磁性層１２を設けずにスタンパを基板上のレジストにインプリントした後エッチングするなどして先に基板形状に凹凸を設け、その後磁性膜を製膜した媒体であっても構わない。さらに、上述したものを含めいずれの場合にも溝部が何らかの非磁性材料によって埋め込まれていても構わない。

１つのスタンパを用いて上述したインプリント工程を含む方法により１０００枚の磁気ディスクを製造した。適当なインプリント回数ごとに製造された磁気ディスクを用いて磁気記録装置を作製し、アドレス信号を検出した。その結果、１０００枚目の磁気ディスクを含めていずれの磁気ディスクを用いた場合にも、内周位置から外周位置にかけて所定のアドレス信号が得られた。

（比較例）
上記実施例の方法とは、スタンパの製造における電子ビーム描画の条件を変更した。すなわち、電子ビーム描画時に、サーボ領域内のアドレス部で相当する凸部パターンのうち、隣接する２つの凸部パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、アドレスビットパターンエッジ部の非露光処理を行わず、これらの２つの凸部パターンを描画する電子ビームに若干の重なりを生じさせた。その他は、上記実施例と同様の方法により、スタンパを製造し、得られたスタンパを用いて磁気ディスクを製造した。

図１４に比較例のスタンパの凸部パターンを示す。この図に示すように、スタンパの隣接する２つの凸部パターンは、互いのコーナー部が点接触に近い状態で形成されている。図１３にこのスタンパを用いて製造された比較例の磁気ディスクの磁性層パターンを示す。この図に示すように、磁気ディスクの隣接する２つの磁性層パターンは、互いのコーナー部が点接触に近い状態で形成されている。

実施例と同様に、１つのスタンパを用いてインプリント工程を含む方法により１０００枚の磁気ディスクを製造した。適当なインプリント回数ごとに製造された磁気ディスクを用いて磁気記録装置を作製し、アドレス信号を検出した。

その結果、５００枚目の磁気ディスクでは、特に内周部においてアドレス信号のノイズの増加や検出エラーが起こった。５００枚加工後のスタンパをＡＦＭにて測定検査したところ、アドレス部に対応する凸部パターン自体に欠陥は検出されなかった。内周部においてはビット長（円周方向の１ビット当たりの長さ）が短く、アドレスビットの接点でのノイズの影響が外周部に比べ大きいためと推測される。さらに、１０００枚目の磁気ディスクでは、内周位置から外周位置にかけて全体的にアドレス信号の検出エラーが起こった。１０００枚加工後のスタンパをＡＦＭにて測定検査したところ、アドレス部に対応する凸部パターンのうちアドレスビット間の接触点部に欠陥が認められた。インプリントを繰り返すことによってアドレスビット間を繋ぐ部位が太く変形し、アドレスビットの接点でのノイズの影響出たためと推測される。

以下、本発明に実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法や、各層に用いられる材料や、各層の積層構造について説明する。

＜インプリント法＞
図９および図１０によって説明した実施例のような方法の他、同様にスタンパを使って基板自体に凹凸をつけ、その後に磁性体を成膜してもよい。磁気ヘッドは最近接の凸部の磁性体から主に磁気信号を受けるので、いずれの方法によって作製された媒体でも、凹部に磁性体があっても構わないし、凹部は溝のままでも非磁性体の材料が埋め込まれていても構わない。また、量産性やコストの観点からはあまり好ましくないが、スタンパで凹凸をつける際に、熱や光や超音波をかけても構わない。

＜磁気ディスク基板＞
磁気ディスク基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板、およびこれらの基板の表面にＮｉＰ層を形成したものなどを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。基板の表面にＮｉＰ層を形成するには、メッキやスパッタリングが用いられる。

＜軟磁性下地層＞
垂直磁気記録媒体を作製する場合には、軟磁性下地層（ＳＵＬ）上に垂直磁気記録層を有するいわゆる垂直二層媒体とする。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。

軟磁性下地層には、Ｆｅ、ＮｉおよびＣｏのうち少なくとも１種を含む高透磁率材料が用いられる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系およびＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどが挙げられる。

軟磁性下地層に、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。

軟磁性下地層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏは、好ましくは８０ａｔ％以上含まれる。このようなＣｏ合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けてもよい。下地層材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

軟磁性下地層と垂直磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断すること、および記録層の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挟んで反強磁性結合させてもよい。また、軟磁性層と、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させてもよい。この場合、交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に、磁性層たとえばＣｏ、または非磁性層たとえばＰｔを積層してもよい。

＜垂直磁気記録層＞
垂直磁気記録層には、たとえば、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、必要に応じてＣｒを含み、さらに酸化物（たとえば酸化シリコン、酸化チタン）を含む材料が用いられる。垂直磁気記録層中では、磁性結晶粒子が柱状構造をなしていることが好ましい。このような構造を有する垂直磁気記録層では、磁性結晶粒子の配向性および結晶性が良好であり、結果として高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得ることができる。上記のような構造を得るためには、酸化物の量が重要になる。酸化物の含有量は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下が好ましく、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下がより好ましい。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量が上記の範囲であれば、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を孤立化および微細化させることができる。酸化物の含有量が上記範囲を超える場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなる。一方、酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の孤立化および微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）が得られなくなる。

垂直磁気記録層のＰｔの含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量が上記範囲であると、垂直磁気記録層に必要な一軸磁気異方性定数Ｋｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好になり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られる。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがある。一方、Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適したＫｕしたがって熱揺らぎ特性が得られなくなる。

垂直磁気記録層のＣｒの含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下が好ましく、１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下がより好ましい。Ｃｒ含有量が上記範囲であると、磁性粒子の一軸磁気異方性定数Ｋｕを下げることなく高い磁化を維持でき、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られる。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、かつ磁性粒子の結晶性、配向性が悪化し、結果として記録再生特性が悪くなる。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、酸化物に加えて、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の添加元素を含んでいてもよい。これらの添加元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進するか、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。これらの添加元素の合計含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られなくなる。

垂直磁気記録層の他の材料としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉが挙げられる。垂直磁気記録層に、Ｐｔ、Ｐｄ、ＲｈおよびＲｕからなる群より選択される少なくとも一種を主成分とする合金と、Ｃｏとの多層膜を用いることもできる。また、これらの多層膜の各層に、Ｃｒ、ＢまたはＯを添加した、ＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどの多層膜を用いることもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、５〜６０ｎｍが好ましく、１０〜４０ｎｍがより好ましい。この範囲の厚さを有する垂直磁気記録層は高記録密度に適している。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。一方、垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上であることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

＜保護層＞
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ作用を有する。保護層の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含む材料が挙げられる。保護層の厚さは、１〜１０ｎｍとすることが好ましい。保護層の厚さを上記の範囲にすると、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。

＜潤滑層＞
潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

本発明の実施形態に係る磁気記録装置を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクの磁性層パターンの一例を示す平面図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクにおいて、互いに離間したアドレスビットとして利用される磁性層パターンを示す平面図。 隣接する２つの磁性層パターンのコーナー部どうしが離間している場合と、離間していない場合で、シミュレーションにより得られた再生信号出力の時間変化を示す図。 磁気ディスクの記録密度と磁気ヘッドの浮上量との関係を概略的に示す図。 磁気ディスク上で磁気ヘッドが浮上している状態を示す模式図。 磁性層パターンの周囲で磁束が広がる領域を示す模式図。 本発明の実施形態に係る磁気ディスクの磁性層パターンの他の例を示す平面図。 本発明の実施例において用いたスタンパの製造方法を示す断面図。 本発明の実施例における磁気ディスクの製造方法を示す断面図。 本発明の実施例の磁気ディスクにおいて、アドレスビットとして利用される互いに隔離した磁性層パターンを示す平面図。 図１１の磁気ディスクを製造するために用いられるスタンパの凸部パターンを示す平面図。 比較例の磁気ディスクにおける、アドレスビットとして利用される磁性層パターンを示す平面図。 図１３の磁気ディスクを製造するために用いられるスタンパの凸部パターンを示す平面図。

符号の説明

１…Ｓｉウエハー、２…レジスト、５…レジスト原盤、６…導電膜、７…電鋳膜、８…スタンパ、１１…ディスク基板、１２…磁気記録層、１３…カーボン保護膜、１５…レジスト、２０…サーボ領域、２１…プリアンブル部、２２…アドレス部、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ…磁性層パターン、２３…バースト部、２５…第１バースト部、２６…第２バースト部、３０…データ領域、３１…記録トラック、３２…ガードバンド、７０…筐体、７１…磁気ディスク、７２…スピンドルモータ、７３…ピボット、７４…アクチュエータアーム、７５…サスペンション、７６…ヘッドスライダ、７７…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）。

Claims (4)

1. 基板上に形成された磁性層を有し、前記磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録媒体であって、
   前記磁気記録媒体の隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、前記２つの磁性層パターンはコーナー部どうしが離間するように形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 基板上に形成された磁性層を有し、前記磁性層の面内において、記録トラックをなす磁性層パターンを含むデータ領域、およびアドレスビットとして利用される磁性層パターンを含むサーボ領域を有する磁気記録媒体と、磁気ヘッドを具備し、前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体上を浮上しながら磁気信号を読み取る磁気記録装置であって、
   前記磁気記録媒体の隣接する２つの記録トラックに対応するサーボ領域上においてアドレスビットとして利用される２つの磁性層パターンが、各々の１つのコーナー部が互いに最近接する配置にある場合に、前記２つの磁性層パターンはコーナー部どうしが離間するように形成されており、前記２つの磁性層パターンどうしの最近接距離は前記磁気ヘッド平均浮上高さに相当する距離の４倍以下であることを特徴とする磁気記録装置。
3. 請求項１に記載の磁気記録媒体をインプリント法により作製するために用いられるスタンパであって、前記磁気記録媒体の磁性層パターンと対応する凹凸パターンを有することを特徴とするスタンパ。
4. 請求項１に記載の磁気記録媒体をインプリント法により作製するために用いられるスタンパの製造方法であって、
   基板上にポジ型またはネガ型のレジストを塗布し、
   前記基板を少なくとも１方向の移動軸の移動機構と回転機構を有するステージ上に設置し、
   前記ポジ型またはネガ型のレジストに対して前記移動軸上の１点から化学線を照射して半径方向に配列した複数の露光部位または非露光部位によって１つのアドレス信号を形成する際に、複数の露光部位または非露光部位のうち、その端から１ないし２以上の露光部位または非露光部位を省いて露光し、
   前記レジストを現像し、
   現像後の基板に金属膜を電鋳した後、前記金属膜を剥離する工程を少なくとも有する
   ことを特徴とするスタンパの製造方法。

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