JP2010152953A - 磁気記録媒体の評価方法及び評価装置、並びに磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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評価に対する迅速性及び正確性を高めた磁気記録媒体の評価方法を提供する。
【解決手段】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評価方法であって、評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させる工程と、磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームを、磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、磁気ヘッドを磁気記録媒体の面上に位置決めする工程と、磁気ヘッドを用いて磁気記録パターンからの信号の再生を行う工程と、再生信号を用いて磁気記録媒体の面上における磁気ヘッドの位置を特定する工程と、磁気ヘッドの特定位置における磁気記録パターンの評価を行う工程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体の評価方法に関し、さらに詳しくは、磁気記録媒体表面に磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の評価方法及び評価装置、並びに磁気記録媒体の製造方法に関する。

ハードディスクドライブに代表される磁気記録再生装置は、コンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年は動画像の録画装置等としても使用されつつある。

ハードディスクドライブは、中央に開口部のある円盤状（ドーナッツ形状）の磁気記録媒体と、これを１枚又は複数枚積層して同心円で回転させる（複数枚の場合は、同期回転させる）シャフトと、シャフトにベアリングを介して回転自在に支持された磁気記録媒体を回転駆動させるモータと、磁気記録媒体の両面において記録及び／又は再生を行う磁気ヘッドと、磁気ヘッドが取り付けられた支持アームと、支持アームを複数本以上重ねて（これを、ヘッドスタックアセンブリと呼ぶ。）同期して半径方向に可動させ、磁気ヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させるヘッドスタック機構と、ヘッドスタック機構を駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）と、磁気ヘッドからの信号や、磁気ヘッド及びＶＣＭへの信号を処理する信号処理系とから構成される。

ハードディスクドライブでは、その内部に組み込んだ磁気記録媒体をモータにより数千ｒｐｍで高速回転させ、磁気記録媒体上を流れる空気流により磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダを微小浮上させる。磁気記録媒体には、サーボ信号（位置情報信号等）が磁気的に書き込まれており、この信号を磁気ヘッドが検出し、この信号に基づいて磁気記録媒体上における磁気ヘッドの位置を判別し、磁気記録媒体の特定位置に対して磁気ヘッドが磁気情報の読み書きを行う。

ハードディスクドライブに搭載される磁気記録媒体は、一般的にはアルミニウム合金やガラス基板等からなる基板の表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。そして、製造された磁気記録媒体に対する評価工程として、グライド評価工程とサーティファイ評価工程とが行われる。また、グライド評価工程及びサーティファイ評価工程は、生産される磁気記録媒体の全数において実施される。

具体的に、グライド評価工程とは、磁気記録媒体の表面に突起物が無いか検査する工程である。すなわち、磁気記録媒体上を浮上走行する磁気ヘッドが磁気記録媒体に対して情報を記録・再生する際に、磁気記録媒体の面上に磁気ヘッドとの間隔以上の高さを有する突起があると、この突起に磁気ヘッドが接触することによって、磁気ヘッドが損傷したり、磁気記録媒体に欠陥が発生したりすることがある。

そこで、本工程では、磁気記録媒体の表面にそのような高い突起が無いかを検査し、そのような突起が存在する磁気記録媒体は不良品として製造工程から排除する（例えば、特許文献１を参照。）。なお、本工程は、磁気記録媒体の表面にある突起物を衝撃センサーにより検出するが、この工程では磁気記録媒体への磁気的信号の記録再生は行わない。

グライド評価工程において合格された磁気記録媒体については、サーティファイ検査を実施する。サーティファイ評価工程とは、磁気記録媒体に対して、通常のハードディスクドライブでの記録再生のように、磁気ヘッドを用いて所定の信号を記録した後、その信号を再生し、得られた再生信号から、磁気記録媒体の電磁変換特性の欠陥や品質を確かめるものである（例えば、特許文献２を参照。）。

磁気記録媒体に対するサーティファイ評価工程では、上述した実機のハードディスクドライブと類似した構成のスピンスタンドを用いるのが一般的である。ここで、スピンスタンドとは、ベースに取り付けられた磁気記録媒体を任意の回転数で回転させるスピンドルモータと、この磁気記録媒体に対する信号の記録・再生を行う磁気ヘッドを保持するヘッドアームとを備えた装置である。さらに、この装置は、ヘッドアームをベースに対して移動させる移動手段を有している。

ところで、最新の磁気記録再生装置においては、トラック密度が１１０ｋＴＰＩにも達している。しかしながら、トラック密度を上げていくと、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合い、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やすくなる。このことは、そのままビット・エラー・レート（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ）の低下につながるため、記録密度の向上に対して障害となっている。

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の膜厚とを確保する必要がある。しかしながら、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り、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る。

また、トラック間距離が近づくために、磁気記録再生装置は極めて高精度のトラックサーボ技術を要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために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。この方法では、トラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難であり、そのために十分なＳＮＲを確保することがむずかしいという問題がある。

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、磁気記録媒体の表面に、トラック方向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。このような技術をディスクリートトラック法と呼び、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、ディスクリートトラック媒体のデータトラックを更にビット単位で分割したビットパターン媒体も提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。

ところで、上述したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体などに代表される磁気記録媒体（以下、パターンメディアと呼ぶ。）については、磁気記録媒体の表面に磁気的に分離した磁気記録パターンを有しているため、従来の磁気記録媒体とは異なったサーティファイ評価を行う必要がある。

すなわち、従来の磁気記録媒体のサーティファイ評価では、スピンスタンドを用いるのが一般的であるが、磁気記録媒体をスピンドルモータによって任意の回転数で回転させ、その表面に支持アームの先端に取り付けられた磁気ヘッドを浮上走行させ、磁気ヘッドを支持アームにより移動させながら、この磁気記録媒体に対する信号の記録・再生を行い、磁気記録媒体の電磁変換特性等を評価する。

ここで、従来の磁気記録媒体では、磁気記録媒体のデータ面に連続した磁性膜が形成されているため、データ面の何れの箇所においても磁気ヘッドを用いた信号の記録再生が可能である。すなわち、従来の磁気記録媒体では、データ面の全面に連続した磁性層が形成されていたため、サーティファイ検査に際しては、磁気ヘッドを磁気記録媒体の表面を連続的に走査し、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に連続的に信号を書き込み、そして磁気記録媒体から信号を連続的に読み込み、データ面の電磁変換特性等を連続的に評価することが可能である。

一方、パターンメディアでは、磁気記録媒体の表面に磁気的に分離した磁気記録パターンが形成されているため、この部分では磁気ヘッドを用いた信号の記録再生が可能であるが、磁気記録パターンの境界部分は非磁性材料等で形成されているため、信号の記録再生を行うことができない。

このため、パターンメディアのサーティファイ評価では、磁気信号の書き込みや読み込みの正常な箇所が断続的に検出され、この箇所が磁気記録パターンであるか否かを判別しながら評価を行う必要がある。したがって、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に形成された磁気記録パターンの位置を随時確認し、その位置のみに磁気ヘッドを追従させながら、その磁気記録パターンの電磁変換特性等を評価する必要があるため、サーティファイ検査の迅速性及び確実性に劣っていた。
特開平１０−１０５９０８号公報 特開２００３−２５７０１６号公報 特開２００４−１６４６９２号公報

ところで、本発明者の検討によると、パターンメディアのサーティファイ評価を従来のスピンスタンドで行うと、評価をパスした磁気記録媒体をハードディスクドライブに組み込んだ際の不良率が高くなることが明らかになった。また、この原因について検討したところ、磁気ヘッドのスキュー角がパターンメディアのサーティファイ評価に関係していることが明らかになった。

すなわち、従来の磁気記録媒体のサーティファイ評価では、上述したように、スピンスタンドを用いているため、磁気ヘッドは磁気記録媒体のトラックの接線方向に対し一定の角度で移動する。しかしながら、磁気記録媒体がハードディスクドライブ内に組み込まれた場合、磁気ヘッドは磁気記録媒体の表面を、ピポットを中心に円弧状に移動し、磁気記録媒体のトラックの接線方向と磁気ヘッドとの為す角度（スキュー角）は、磁気記録媒体の半径位置によって異なる。

従来の磁気記録媒体では、媒体表面に連続した磁性膜が形成されているため、磁気ヘッドのスキュー角が若干変化しても、磁気ヘッドが媒体の半径方向に若干の幅を持つため、磁気ヘッドが走査する幅が変化してもその影響は少なかった。

これに対して、パターンメディアの場合には、トラックやビットの半径方向での幅が一定に定められているため、スキュー角が媒体の半径位置において変化することの影響が出やすくなる。具体的には、磁気ヘッドをトラックやビットの中心に位置決めする追従速度の遅れと相まって、磁気ヘッドがトラックやビットを構成する箇所の側壁部に接近し、側壁部からの磁気信号の影響が電磁変換特性等に現れやすくなる。

そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、実機のハードディスクドライブと近似した磁気ヘッドの追従速度、スキュー角が得られ、またスピンドルモータの回転特性、装置全体の剛性、装置全体の共振周波数等においても実機のハードディスクドライブと近似したサーティファイ評価を行うことができる磁気記録媒体の評価方法及び評価装置、並びに磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提供する。
（１） 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評価方法であって、
評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させる工程と、
前記磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームを、ピボットを中心に前記磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の面上に位置決めする工程と、
前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録パターンからの信号の再生を行う工程と、
前記再生信号を用いて前記磁気記録媒体の面上における前記磁気ヘッドの位置を特定する工程と、
前記磁気ヘッドの特定位置における磁気記録パターンの評価を行う工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の評価方法。
（２） 前記支持アームを前記磁気記録媒体の半径方向に移動させるのにボイスコイルモータを用いることを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体の評価方法。
（３） 前記磁気記録パターンの評価として、前記磁気記録パターンの電磁変換特性を評価することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の評価方法。
（４） 前記磁気記録パターンの評価として、前記磁気記録パターンの加工欠損を評価することを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の磁気記録媒体の評価方法。
（５） 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評価装置であって、
評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させるスピンドルモータと、
前記磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームと、
前記支持アームをピボットを中心に前記磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の面上に位置決めするボイスコイルモータと、
前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に信号を記録する際の信号処理を行う記録信号処理系と、
前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体から信号を再生する際の信号処理を行う再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録媒体の評価装置。
（６） 前記スピンドルモータ、前記磁気ヘッド、前記支持アーム、及び前記ボイスコイルモータに、実機のハードディスクドライブの機構を用いることを特徴とする前項（５）に記載のパターンメディアの評価装置。
（７） 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、
前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の評価方法を用いた磁気記録媒体の特定位置における磁気記録パターンの評価結果に基づいて、前記磁気記録パターンを形成する際の条件設定を行うことを特徴とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

以上のように、本発明によれば、評価対象となる磁気記録媒体に形成された磁気記録パターンを高速で判別しながら、この磁気記録パターンの評価を行うことが可能なことから、このような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評価に対する迅速性及び正確性を高めることが可能である。

また、本発明では、このような磁気記録媒体の評価を製造工程にフィードバックすることで、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歩留まりを飛躍的に改善することが可能である。すなわち、本発明によれば、磁気記録再生装置に組み込んだ際に不良率の低い磁気記録媒体を製造することが可能となる。

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が実際と同じであるとは限らない。

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評価方法であって、評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させる工程と、磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームを、磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、磁気ヘッドを磁気記録媒体の面上に位置決めする工程と、磁気ヘッドを用いて磁気記録パターンからの信号の再生を行う工程と、再生信号を用いて磁気記録媒体の面上における磁気ヘッドの位置を特定する工程と、磁気ヘッドの特定位置における磁気記録パターンの評価を行う工程とを含むことを特徴とする。

以下、本発明を適用した磁気記録媒体の評価方法として、例えば図１に示す本発明を適用した磁気記録媒体の評価装置を用いて、磁気記録媒体のサーティファイ評価を行う場合を例に挙げて詳細に説明する。

なお、本発明におけるサーティファイ評価とは、従来の磁気記録媒体におけるサーティファイ評価と同様に、磁気記録媒体のデータ面の電磁変換特性、すなわち、ＳＮＲ、信号出力、波長応答、エラーレート等の評価を行うことを指す。

また、本発明では、これらの評価に加えて、磁気記録媒体の磁気記録パターンにおける加工欠損の評価を行うことができる。例えば、本発明のサーティファイ評価に際して、磁気ヘッドをトラックのセンターから徐々にオフセンターとし、磁気記録パターンの電磁変換特性の変化を調べれば、磁気記録パターンの加工精度を評価することができる。すなわち、トラックのセンターから徐々にオフセンターとした時の磁気記録パターンの電磁変換特性の変化率が大きければ、磁気記録パターンのパターン形成が甘く、又は不完全であることがわかる。

図１に示す磁気記録媒体の評価装置は、本発明を適用した磁気記録媒体の評価方法を実現可能とするための構成を有している。具体的には、評価対象となる磁気記録媒体（以下、被評価媒体という。）Ｍを所定の回転数で回転させるスピンドルモータ２１と、被評価媒体Ｍに対する信号の記録再生を行う磁気ヘッド２２と、磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アーム２３と、支持アーム２３を被評価媒体Ｍの半径方向に移動させながら、磁気ヘッド２２を被評価媒体Ｍの面上に位置決めするボイスコイルモータ２４と、磁気ヘッド２２が被評価媒体Ｍに信号を記録する又は被評価媒体Ｍから信号を再生する際の信号処理を行う信号処理回路２５とを備えて概略構成されている。

この評価装置では、同時に３枚の磁気記録媒体Ｍを評価することが可能であり、３枚の磁気記録媒体Ｍは、スピンドルモータ２１によって同軸中心で同期回転されるようになっている。また、この評価装置は、複数の支持アーム２３がピボット２３ａを中心として同軸回転するように構成されたヘッドスタックアセンブリ２３Ａを備えている。このヘッドスタックアセンブリ２３Ａの駆動は、ボイスコイルモータ２４によって行われ、ボイスコイルモータ２４は、信号処理回路２５によってその駆動が制御される。

各支持アーム２３の先端部に取り付けられた磁気ヘッド２２には、再生素子として巨大磁気抵抗変換効果を利用したＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子だけでなく、トンネル磁気抵抗変換効果を利用したＴuＭＲ素子などを有する、高記録密度に適したヘッドを用いることができる。その中でも、ＴｕＭＲ素子を用いることによって、高精度なサーティファイ検査が可能となる。

信号処理回路２５は、フレキシブルプリント基板２６によって、各磁気ヘッド２２と電気的に接続されており、各磁気ヘッド２２は、この信号処理回路２５によって個々に制御可能となっている。

また、この評価装置には、被評価媒体Ｍの交換時に各支持アーム２３の先端部に取り付けられた磁気ヘッド２２を退避させておくための退避エリア２７が設けられている。なお、この退避エリア２７は、わずかに被評価媒体Ｍと緩衝しているので、被評価媒体Ｍを交換する際には、退避エリア２７を各磁気ヘッド２２と共に移動し、被評価媒体Ｍと退避エリアとを離間させる必要がある。

以上のような構成を有する評価装置を用いて、被評価媒体Ｍのサーティファイ評価を行う際は、被評価媒体Ｍをスピンドルモータ２１により所定の回転数で回転させると共に、ボイスコイルモータ２４によりヘッドスタックアセンブリ２３Ａをピボット２３ａを中心に回転制御しながら、各支持アーム２３の先端部に取り付けられた磁気ヘッド２２を被評価媒体Ｍの表面上に位置決めする。そして、この状態から磁気ヘッド２２を用いて磁気記録パターンに含まれるサーボ信号等の位置情報を読み込み、この読み込んだ位置情報に基づいて被評価媒体Ｍ上での磁気ヘッド２２の位置を特定する。そして、磁気ヘッド２２を用いて、この特定位置における磁気記録パターンの電磁変換特性等の評価を行う。

なお、図１に示すように、３枚の被評価媒体Ｍをスピンドルモータ２１に同時にセッティングして評価を行う場合、各被評価媒体Ｍのトラック位置を３枚とも一致させてセッティングすることは困難である。したがって、この場合は、被評価媒体Ｍの評価は、一枚毎に磁気ヘッド２１を被評価媒体Ｍのトラックに位置決めして実施することが好ましい。

これにより、本発明では、被評価媒体Ｍの磁気記録パターンを判別しながら、その箇所のサーティファイ検査を行うことが可能となり、磁気記録パターンの境界部等の評価不要の箇所の検査を避けることが可能となり、サーティファイ検査の迅速性、正確性を高めることが可能となる。

また、本発明では、ヘッドスタックアセンブリ２３Ａの回転制御としてパルスモータ等の回転機を用いることが可能であるが、特にボイスコイルモータ２４を用いることにより、磁気記録パターンへの磁気ヘッド２２の位置決め速度を高めることが可能となる。これにより、被評価媒体Ｍの回転数を高めることが可能となり、サーティファイ検査の迅速性をより向上させることが可能となる。

また、本発明では、このような磁気記録パターンの加工欠陥が評価できるため、この結果を即座に磁気記録パターンの加工条件にフィードバックすることが可能となり、磁気記録媒体の製造歩留まりを飛躍的に改善することが可能となる。

また、本発明を適用した磁気記録媒体の評価装置では、上記スピンドルモータ２１、磁気ヘッド２２、支持アーム２３、及びボイスコイルモータ２４に、実機のハードディスクドライブの機構を用いることによって、従来の大変に高価な装置であるスピンスタンドを廉価に組み立てることが可能となる。したがって、その経済効果にとどまらず、実機のハードディスクドライブと近似した磁気ヘッドの追従速度、スキュー角が得られ、またスピンドルモータの回転特性、装置全体の剛性、装置全体の共振周波数等においても実機のハードディスクドライブと近似したサーティファイ評価が可能となり、より確度の高い評価が可能となる。

（磁気記録媒体の製造方法）
本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、上記本発明を適用した磁気記録媒体の評価方法を用いて、評価対象となる磁気記録媒体の特定位置における磁気記録パターンの評価を行い、この評価結果に基づいて、磁気記録パターンを形成する際の条件設定を行うことを特徴とする。

本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法では、上述した被評価媒体Ｍの評価結果を製造工程にフィードバックすることで、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歩留まりを飛躍的に改善することが可能である。すなわち、本発明によれば、磁気記録再生装置に組み込んだ際に不良率の低い磁気記録媒体を製造することが可能となる。

なお、本発明を適用した磁気記録媒体の製造方法は、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を製造する場合に幅広く適用することが可能である。具体的に、磁気記録パターンを有する磁気記録媒体としては、この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メディアや、この磁気記録パターンがトラック状に配置されたメディア、その他、この磁気記録パターンがサーボ信号パターンであるメディア等を挙げることができる。本発明は、この中でも磁気的に分離された磁気記録パターンが磁気記録トラック及びサーボ信号パターンである、いわゆるディスクリート型の磁気記録媒体に適用することが、その製造における簡便性から好ましい。

以下、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の具体的な構成について、例えば図２に示すディスクリート型の磁気記録媒体３０を例に挙げて詳細に説明する。
この磁気記録媒体３０は、図２に示すように、非磁性基板１の表面に、軟磁性層２と、中間層３と、非磁性化層４ａにより磁気的に分離された磁気的パターン４ｂを有する記録磁性層４と、保護層５とが順次積層されてなり、さらに最表面に図示を省略する潤滑膜が形成された構造を有している。また、軟磁性層２、中間層３及び記録磁性層４によって磁性層６が構成されている。

この磁気記録媒体３０では、記録密度を高めるため、記録磁性層４の磁性部分（磁気的パターン４ｂに対応）の幅Ｗを２００ｎｍ以下、非磁性部分（非磁性化層４ａに対応）の幅Ｌを１００ｎｍ以下とすることが好ましい。また、トラックピッチＰ（＝Ｗ＋Ｌ）は、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましく、具体的には３００ｎｍ以下の範囲とすることが好ましい。

非磁性基板１としては、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。その中でも、非磁性基板１には、Ａｌ合金基板や、結晶化ガラス等のガラス製基板、シリコン基板を用いることが好ましく、また、これら基板の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．５ｎｍ以下であり、その中でも特に０．１ｎｍ以下であることが好ましい。

磁性層６は、面内磁気記録媒体用の面内磁性層でも、垂直磁気記録媒体用の垂直磁性層でもかまわないが、より高い記録密度を実現するためには垂直磁性層が好ましい。また、磁性層６は、主としてＣｏを主成分とする合金から形成することが好ましい。

例えば、垂直磁気記録媒体用の磁性層６としては、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）等からなる軟磁性層２と、Ｒｕ等からなる中間層３と、６０Ｃｏ−１５Ｃｒ−１５Ｐｔ合金や７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ２合金からなる記録磁性層４とを積層したものを利用できる。また、軟磁性層２と中間層３との間にＰｔ、Ｐｄ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅＣｒなどからなる配向制御膜を積層してもよい。

一方、面内磁気記録媒体用の磁性層６としては、非磁性のＣｒＭｏ下地層と強磁性のＣｏＣｒＰｔＴａ磁性層とを積層したものを利用できる。

記録磁性層４の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、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形成すればよい。また、記録磁性層４は、再生の際に一定以上の出力を得るのにある程度以上の膜厚が必要であり、一方で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ため、最適な膜厚に設定する必要がある。記録磁性層４は、通常はスパッタ法により薄膜として形成する。

本実施形態では、磁気記録トラック及びサーボ信号パターンとなる領域を磁気的に分離するため、すでに成膜された記録磁性層４の分離領域を反応性プラズマに曝す、又は、イオン注入して当該分離領域の磁気特性を改質する、又は、当該分離領域をイオンミリング等により除去した後に非磁性材料等を埋め込む。これにより、非磁性化層４ａにより磁気的に分離された磁気的パターン４ｂを記録磁性層４に形成することができる。なお、磁気特性の改質とは、具体的には、記録磁性層４の分離領域における保磁力や残留磁化等を変化させることを指し、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化を下げることを指す。

また、磁気記録パターン４ｂを形成する別の方法としては、例えば、記録磁性層４の表面に、磁気記録パターン４ｂに合致させたレジストパターンをフォトリソグラフィー法、ナノインプリント法等で形成した後、その表面にイオン注入を行い、記録磁性層４を部分的に非磁性化し、その後、レジストを除去する方法がある。

上記レジストとしては、熱硬化型樹脂、ＵＶ硬化型樹脂、ＳＯＧ等を用いることができる。また、上記レジストパターンの形成には、記録磁性層４又はこの記録磁性層４に続いて成膜される保護層５上にレジストを塗布し、その上から直接スタンパーを密着させ、高圧でプレスすることにより、レジストパターンを形成する方法が採用できる。また、通常のフォトリソグラフィー技術を適用してパターン形成を行うこともできる。

上記プロセスで用いられるスタンパーは、例えば、金属プレートに電子線描画などの方法を用いて微細なトラックパターンを形成したものが使用でき、材料としてはプロセスに耐えうる硬度、耐久性が要求されるため、例えばＮｉなどが好適に使用されるが、上記目的に合致するものであれば材料は問わない。また、スタンパーには、通常のデータを記録するトラックの他に、例えば、バーストパターン、グレイコードパターン、プリアンブルパターンなどのサーボ信号パターンも形成できる。

一方、イオン注入処理を行った後のレジストの除去には、例えば、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリング、湿式エッチングなどの方法を用いることができる。

保護層５としては、一般的にはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）の薄膜をＰ−ＣＶＤなどを用いて成膜したものを用いることができるが、これに特に限定されるものではない。すなわち、保護層５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、ＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなど、通常保護層として用いられる材料を用いることができる。また、保護層５は、２層以上の層から構成されていてもよい。保護層５の厚みは、１０ｎｍ未満とする必要がある。保護層５の厚みが１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと磁性層４との距離が大きくなり、十分な出入力信号の強さが得られなくなるからである。

保護層５の上には、潤滑剤を塗布して潤滑膜（図示せず。）を形成することが好ましい。潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等を挙げることができ、通常は潤滑剤を１〜４ｎｍの厚みで塗布して潤滑膜を形成する。

（磁気記録再生装置）
次に、上記ディスクリート型の磁気記録媒体３０を備えた磁気記録再生装置（ＨＤＤ）の一構成例を図３に示す。
この磁気記録再生装置は、図３に示すように、上記本発明を適用して製造された磁気記録媒体３０と、この磁気記録媒体を回転駆動する回転駆動部（磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部）３１と、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を磁気記録媒体３０の径方向に移動させるヘッド駆動部（磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動手段）３３と、磁気ヘッド３２への信号入力と磁気ヘッド３２から出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系（記録再生信号処理手段）３４とを備えている。

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、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、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。

さらに、磁気ヘッド３２の再生部をＧＭＲヘッド又はＴＭＲ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再生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の範囲内とし、従来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再生装置を提供することができる。また、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。

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。

本実施例では、先ず、ＨＤ用ガラス基板をセットした真空チャンバを予め１．０×１０^−５Ｐａ以下に真空排気した。ここで使用されるガラス基板は、Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｋ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ−Ｐ_２Ｏ_５、Ｓｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯを構成成分とする結晶化ガラスからなり、外径は６５ｍｍ、内径は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。

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ＦｅＣｏＢ、中間層としてＲｕ、磁性層として７０Ｃｏ−５Ｃｒ−１５Ｐｔ−１０ＳｉＯ_２合金をこの順で積層した。各層の厚みは、ＦｅＣｏＢ軟磁性層が６００Å、Ｒｕ中間層が１００Å、磁性層が１５０Åである。

次に、このガラス基板の表面に、ＵＶ硬化性樹脂を２００ｎｍの厚さで塗布し、更にこの上に、予め用意していたＮｉ製スタンパーを用いてインプリントを施した。スタンパーは、トラックピッチが１００ｎｍ、トラック幅が５０ｎｍ、トラック間の溝の深さが２０ｎｍである。このスタンパーを用いて保護層上のＵＶ硬化性樹脂に対してインプリントを実施した。

次に、この表面を反応性プラズマに曝して、ＵＶ硬化性樹脂で覆われていない箇所の磁性層の改質を行った。磁性層の反応性プラズマ処理は、アルバック社製の誘導結合プラズマ装置ＮＥ５５０を用いた。プラズマの発生に用いるガス及び条件としては、例えばＣＦ_４を１０ｃｃ／分、Ｏ_２を９０ｃｃ／分とし、プラズマ発生のための投入電力を２００Ｗ、装置内の圧力を０．５Ｐａとし、基板バイアス２００Ｗにて磁気記録媒体の表面を６０秒間処理した。なお、反応性プラズマ処理を行った箇所の磁性膜をＸ線回折法により調べたところ、Ｃｏに起因するシグナルは消失し、一方でフッ化コバルトに起因するシグナルは観察されず、当該箇所は非晶質構造となり、非磁性化していることが確認された。

次に、表面のレジストをドライエッチングにより除去し、その表面にＰ−ＣＶＤ法を用いて平均層厚４ｎｍのＣ（カーボン）保護層を形成し、最後にフッ素系潤滑膜を塗布形成し、磁気記録媒体の製造を完了した。

そして、上記図１に示す評価装置を用いて、得られた磁気記録媒体のサーティファイ評価を行った。また、評価用の磁気ヘッドには、記録時には垂直記録ヘッド、再生時にはＴｕＭＲヘッドを用いて、７５０ｋＦＣＩの信号を記録したときの電磁変換特性（ＳＮＲ値および３Ｔ−ｓｑｕａｓｈ）を測定した。

また、電磁変換特性の評価を、この磁気記録媒体の半径方向で最内周のトラック、最外周のトラック、中央のトラックについて、各トラックのセンター、すなわち、幅５０ｎｍのトラックのセンター位置で行った。その結果、３箇所のＳＮＲの平均は１３．６ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの平均は８７％であった。その後、磁気ヘッドをトッラクのセンター位置から１０ｎｍ内側、及び外側に移動させ、上記３箇所のトラックについて、ＳＮＲ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの測定を行った。その結果、ＳＮＲの平均は１３．３ｄＢ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの平均は８５％であり、何れも許容できる範囲内であった。

そして、磁気記録媒体の半径方向で最内周のトラック、最外周のトラック、中央のトラックについて、各トラックのセンター位置でのＳＮＲの平均が１３ｄＢ以下、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの平均が８０％以下となった場合、又は、磁気ヘッドをトッラクのセンター位置から１０ｎｍ内側、及び外側に移動させた場合のＳＮＲ、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの平均が１２．８ｄＢ以下、３Ｔ−ｓｑｕａｓｈの平均が７８％以下となった場合は、磁性層の反応性プラズマの処理時間を変更し、磁気記録パターンの形成条件の微調整を行った。その結果、磁気記録媒体の製造歩留まりを飛躍的に改善できることがわかった。

図１は、本発明を適用した磁気記録媒体の評価装置の一構成例を示す斜視図である。 図２は、本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一構成例を示す断面図である。 図３は、磁気記録再生装置の一構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１…非磁性基板 ２…軟磁性層 ３…中間層 ４…磁気記録層 ４ａ…非磁性化層 ４ｂ…磁気記録パターン ５…保護層 ６…磁性層
Ｍ…被評価媒体 ２１…スピンドルモータ ２２…磁気ヘッド、２３Ａ…ヘッドスタックアッセンブリ ２３…支持アーム ２３ａ…ピボット ２４…ボイスコイルモータ ２５…信号処理回路
３０…磁気記録媒体 ３１…媒体駆動部 ３２…磁気ヘッド ３３…ヘッド駆動部 ３４…記録再生信号処理系

Claims (7)

1. 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評価方法であって、
   評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させる工程と、
   前記磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームを、ピボットを中心に前記磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の面上に位置決めする工程と、
   前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録パターンからの信号の再生を行う工程と、
   前記再生信号を用いて前記磁気記録媒体の面上における前記磁気ヘッドの位置を特定する工程と、
   前記磁気ヘッドの特定位置における磁気記録パターンの評価を行う工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の評価方法。
2. 前記支持アームを前記磁気記録媒体の半径方向に移動させるのにボイスコイルモータを用いることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の評価方法。
3. 前記磁気記録パターンの評価として、前記磁気記録パターンの電磁変換特性を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の評価方法。
4. 前記磁気記録パターンの評価として、前記磁気記録パターンの加工欠損を評価することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の評価方法。
5. 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評価装置であって、
   評価対象となる磁気記録媒体を所定の回転数で回転させるスピンドルモータと、
   前記磁気記録媒体に対する信号の記録再生を行う磁気ヘッドと、
   前記磁気ヘッドが先端部に取り付けられた支持アームと、
   前記支持アームをピボットを中心に前記磁気記録媒体の半径方向に移動させながら、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体の面上に位置決めするボイスコイルモータと、
   前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体に信号を記録する際の信号処理を行う記録信号処理系と、
   前記磁気ヘッドが前記磁気記録媒体から信号を再生する際の信号処理を行う再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録媒体の評価装置。
6. 前記スピンドルモータ、前記磁気ヘッド、前記支持アーム、及び前記ボイスコイルモータに、実機のハードディスクドライブの機構を用いることを特徴とする請求項５に記載のパターンメディアの評価装置。
7. 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、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の評価方法を用いた磁気記録媒体の特定位置における磁気記録パターンの評価結果に基づいて、前記磁気記録パターンを形成する際の条件設定を行うことを特徴とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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