JP4005976B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは、磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸着を効果的に防止するための表面構造を有する磁気記録媒体に関する。

ハードディスク等の磁気記録媒体は、磁気記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良手段により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されている。しかし、これまでに行われてきた改良手段では、ヘッドの加工限界、磁界の広がりに起因するサイドフリンジ、クロストーク等の問題が顕在化し、従来の手段による面記録密度の向上は限界にきている。

こうした問題に対し、磁気記録媒体の面記録密度を向上させることができる手段の一つとしてディスクリートトラック型の磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１、２を参照）。こうしたディスクリートトラック型の磁気記録媒体は、通常、同心円状のトラックパターンで形成された磁気記録層と、互いに隣接するトラック間の凹部にトラック方向に連続するように充填されてその同心円状のトラックパターンを分離する非磁性層とを有している。

このようなディスクリートトラック型の磁気記録媒体において、例えば特許文献１には、同心円状のトラックパターンを分離するために設けられた非磁性層が、同心円状のトラックパターンからなる磁気記録層上の厚さ方向の上面位置よりも高い位置に、平坦面として形成された態様が開示されている。また、同文献１には、その非磁性層が磁気記録層上にも形成された態様が開示されているが、その場合においても、同心円状のトラックパターンを分離するために設けられた非磁性層が、磁気記録層上に設けられた非磁性層の厚さ方向の上面位置よりも高い位置に、平坦面として形成された態様が開示されている。さらに、同文献１には、その非磁性層が磁気記録層上にも形成された態様において、同心円状のトラックパターンを分離するために設けられた非磁性層と、同心円状のトラックパターンからなる磁気記録層上の非磁性層との厚さ方向の高さが同じであり、それらがいずれも平坦面として形成された態様が開示されている。

ところで、上記のディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造においては、磁気記録媒体上を空気流により浮上する磁気ヘッドの浮上変動を抑制するために、同心円状のトラックパターンで形成された隣接するトラック間の凹部に非磁性材料を充填して、磁気記録媒体の上面を平坦化することが一般に行われている。隣接するトラック間の凹部への非磁性材料の充填方法としては、半導体製造の分野で用いられているスパッタリング等の成膜技術が利用されている。しかし、この成膜技術を用いると、非磁性材料はトラック間だけでなく磁気記録層の上面にも成膜されるので、磁気記録媒体の表面には、磁気記録層上に成膜された非磁性材料により大きな段差が形成されることになる。

こうした大きな段差の存在は、磁気記録媒体上を空気流により浮上する磁気ヘッドと磁気記録層とのギャップ長を大きくして検出感度を低下させたり、磁気記録媒体上における磁気ヘッドの浮上量を不安定にさせたり、異物を堆積させ易くしたりするという問題を生じさせる。そのため、磁気記録層上に成膜された非磁性材料を除去しつつその表面を平坦化することが望ましく、そうした平坦化手段として、例えば半導体製造の分野で用いられているＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の加工技術が適用されている。
特公平５−２２２９１号公報（第１図Ｇ、第２図Ｂ） 特開平９−９７４１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の磁気記録媒体では、いずれの場合においても非磁性材料で形成された非磁性層の上面が平坦面になっているので、ハードディスクドライブ等の磁気記録媒体上を空気流により浮上する磁気ヘッドがその平坦面に吸着し易く、その結果として磁気ヘッドがクラッシュし易くなるという問題がある。また、上述したＣＭＰ法等を適用して磁気記録媒体の表面を平坦化した場合には、磁気ヘッドが磁気記録媒体に吸着し、その結果として磁気ヘッドがクラッシュし易くなるという問題がある。

また、面記録密度の高密度化への要請に伴い磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下に低くなった場合等においては、磁気ヘッドと磁気記録媒体とは接触したり接触しなかったりする間欠接触状態になっている。この場合、磁気記録媒体の表面が平坦でありすぎると、磁気ヘッドと磁気記録媒体との摩擦がより大きくなることから、上記と同様の理由でクラッシュし易くなるという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの吸着を効果的に防止するための表面構造を有した磁気記録媒体を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の磁気記録媒体は、少なくともディスク基板と、当該ディスク基板上に所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層と、当該凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層とを有し、前記非磁性層上に非磁性材料からなる凸形状が少なくとも前記非磁性層と同じ材料で形成され、当該凸形状の上面の幅が前記非磁性層が形成された前記凹部の幅よりも小さく、前記凸形状が、前記非磁性層に隣接して前記非磁性層を挟む前記磁気記録層との境界部近傍のいずれにも形成されている。

この発明によれば、非磁性層上に非磁性材料からなる凸形状が形成され、その凸形状の上面の幅が非磁性層が形成された凹部の幅よりも小さく、前記凸形状が、前記非磁性層に隣接して前記非磁性層を挟む前記磁気記録層との境界部近傍のいずれにも形成されているので、そうした小さな上面の幅を有する凸形状の存在により、磁気記録媒体上での磁気ヘッドの接触面積が小さくなって磁気ヘッドと磁気記録媒体との摩耗抵抗の増大を抑制することができる。その結果、磁気記録媒体とその上を浮上して磁気記録情報を読み書きする磁気ヘッドとの吸着を防ぐことができ、磁気ヘッドがクラッシュし易くなるという問題を解決することができる。さらに、その凸形状が非磁性材料で形成されているので、例えば磁性材料等を含む材料で形成される場合と比較して、記録再生時にノイズの問題なく記録再生を行うことができる。さらに、その凸形状が作製し易い。

本発明の磁気記録媒体は、上記本発明の磁気記録媒体において、前記凸形状が山型状であることを特徴とする。この発明によれば、凸形状が山型状であるので、凸形状の上面（すなわち、凸形状の高さ方向の上端部）の幅が小さくなり、磁気ヘッドとの接触面積をより小さくすることができる。その結果、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの吸着抑制効果をより一層高めることができる。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性層上の凸形状が少なくとも当該非磁性層と同じ材料で形成されている場合において、（１）前記凸形状の高さ方向の上端位置が、前記磁気記録層上の厚さ方向の上面位置よりも高いこと、又は（２）前記凸形状の高さ方向の上端位置が、前記磁気記録層上の厚さ方向の上面位置と略同一であること、が好ましい。これらの発明によれば、非磁性層上に上記（１）又は（２）の態様で形成された小さな凸形状により、上記同様の作用効果を奏することができる。すなわち、これらの態様の磁気記録媒体によれば、磁気記録媒体とその上を間欠接触状態等で浮上する磁気ヘッドとの間の摩擦抵抗の増大を抑制して磁気ヘッドが磁気記録媒体に吸着するのを防ぐことができるので、その吸着に起因して磁気ヘッドが磁気記録媒体上でクラッシュするのを防ぐことができ、ハードディスクドライブ等の安定駆動を可能にさせることができる。

本発明の磁気記録媒体は、上記本発明の磁気記録媒体において、前記凸形状の高さが、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下であることを特徴とする。この発明によれば、凸形状の高さが０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下であるので、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの吸着を防ぐことができると共に、磁気ヘッドの浮上変動を抑制することができる。

なお、本出願において、「ディスク基板上に所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層」とは、ディスク基板上に所定のパターンで多数の記録要素に分割された磁気記録層の他、一部が連続するように部分的に分割された磁気記録層、螺旋状の渦巻き形状の磁気記録層のように基板上の一部に連続して形成された磁気記録層、凸部及び凹部双方が形成された凹凸パターンの連続した磁気記録層、も含む意義で用いることとする。

以上説明したように、本発明の磁気記録媒体によれば、磁気記録層上又は非磁性層上に形成された小さな凸形状の存在により、磁気記録媒体上での磁気ヘッドの接触面積が小さくなって磁気ヘッドと磁気記録媒体との摩耗抵抗の増大を抑制することができるので、磁気記録媒体とその上を浮上して磁気記録情報を読み書きする磁気ヘッドとの吸着を防ぐことができる。その結果、その吸着に起因した磁気ヘッドのクラッシュの問題を解決することができる。こうしたことは、近年のように、面記録密度の高密度化に伴い磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下に低くなったハードディスクドライブ等において特に有効であり、ハードディスクドライブ等の安定駆動を可能にさせることができる。

また、本発明の磁気記録媒体によれば、その凸形状を非磁性材料で形成するので、例えば磁性材料等を含む材料で形成される場合と比較して、記録再生時にノイズの問題なく記録再生を行うことができると共に、その凸形状の作製が容易となる。

以下、本発明の磁気記録媒体について詳しく説明する。図１は、本発明の磁気記録媒体の例を示す概略断面図である。

（磁気記録媒体）
本発明の磁気記録媒体は、情報の記録や読み取りに磁気のみを用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体をいうが、これらに限定されず、磁気と光を併用するＭＯ（Magnet Optical）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体も含まれる。

本発明の磁気記録媒体は、図１に示すように、軟磁性層を有する垂直記録型の磁気記録媒体であって、ディスク基板１と、ディスク基板１上に所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層５と、その凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層６とを少なくとも有している。より具体的には、例えば、ディスク基板１上に、下地層２、軟磁性層３及び配向層４が順に積層され、さらにその上に、所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層５と、その凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層６とを有し、さらにその磁気記録層５と非磁性層６とを覆うように、保護膜７と潤滑膜８とが形成された磁気記録媒体を挙げることができる。

こうした積層構造からなる本発明の磁気記録媒体は、非磁性層６上に非磁性材料からなる凸形状５２が形成され、且つ、その凸形状の上面の幅（Ｗ２）が非磁性層６が形成された凹部の幅（Ｗ６）よりも小さいことに特徴がある（詳しくは図５を参照して後述する）。

なお、本発明の磁気記録媒体は、ディスク基板上に下地層、軟磁性層及び配向層が順に積層された凹凸形状を有する積層基板上に、磁気記録層をその凹凸に沿うように成膜した磁気記録媒体（パームタイプと呼ばれている。）であってもよい。なお、以下においては、主に軟磁性層を有する垂直記録型の磁気記録媒体について説明するが、本発明の磁気記録媒体は、面内記録型の磁気記録媒体であってもよいし、凹凸パターンの凹凸に沿うように磁気記録層を成膜したパームタイプの磁気記録媒体であってもよい。

最初に、磁気記録媒体を構成する各層について説明する。

ディスク基板１は、磁気記録媒体上を空気流により浮上する磁気ヘッドの低浮上化を可能にするため、極めて平滑であり且つうねり等がないことが望ましい。ディスク基板１としては、ガラス基板やＮｉＰめっきＡｌ−Ｍｇ合金基板等が好ましく用いられる。特に、ガラス基板は、表面粗さが小さく高い表面平滑性を持つものを容易に入手し易いと共に耐衝撃性にも優れているので、小型の磁気記録媒体においては好ましく用いられる。

下地層２は、その上に形成される軟磁性層３の配向制御等を目的として設けられ、軟磁性層３は、磁気ヘッドと磁気記録媒体の間での磁気回路の形成等を目的として設けられ、配向層４は、その上に形成される磁気記録層５の配向制御等を目的として設けられる。

磁気記録層５は、ハードディスクドライブ等の磁気記録層として所定のパターンで設けられる。例えばディスクリートトラック型の磁気記録媒体において、磁気記録媒体を構成するデータトラック領域では、磁気記録層は、磁気記録情報を記録再生するためにトラックの径方向に微細な間隔で同心円状のパターンで形成されている。一方、磁気記録媒体を構成するサーボパターン領域では、磁気記録層は、磁気ヘッドを所定のデータトラックにオントラックさせるトラッキング制御の基準となるべきパターンで形成されている。また、例えばディスクリートビット型の磁気記録媒体において、磁気記録媒体を構成するデータトラック領域では、磁気記録層は、トラックの円周方向及び径方向に微細な間隔でドット状パターンで形成されている。一方、磁気記録媒体を構成するサーボパターン領域では、磁気記録層は、所定のサーボ情報等に対応したパターンで形成されている。

磁気記録層５の形成材料としては、例えば、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＴａ等のＣｏ−Ｃｒ系の多元合金が好ましく挙げられ、スパッタリング法等の成膜手段とエッチング手段とにより、厚さ５〜３０ｎｍで形成される。なお、データトラック領域においては、同心円状に形成された磁気記録層のパターン（磁気記録層５で形成された磁気記録を担う部分のパターンをいい、以下においては「磁気記録層パターン」又は「トラックパターン」ということがある。）が例えば５〜３００ｎｍのパターン幅及び例えば１０〜５００ｎｍのパターンピッチで形成され、サーボパターン領域においては、種々の形態の磁気記録層パターンが例えば１５〜１０００ｎｍのパターン幅及び例えば３０〜２０００ｎｍのパターンピッチで形成される。

非磁性層６は、ディスク基板上に形成された凹凸パターンの凹部に形成される層である。非磁性層６を形成する非磁性材料としては、例えば、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、Ｉｎ（インジウム）、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＮ、ＴａＳｉ合金、Ｔａ、ＭｇＯ、ＳｉＣ、ＴｉＣ等が挙げられ、スパッタリング法等の成膜手段により、例えば５〜３０ｎｍの厚さで形成される。

本発明においては、上述した各種の非磁性材料のうち、酸化物（ＳｉＯ_２、ＩＴＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ等）、窒化物（ＴｉＮ等）及び炭化物（ＳｉＣ、ＴｉＣ等）から選ばれる１又は２以上の化合物であることが好ましい。これらの化合物はそれ自体化学的安定性に優れると共に例えば金属成分を有した磁気記録層５との接触による腐食等の発生が起き難く、その結果、化学的安定性に優れた磁気記録媒体を提供できる。本発明においては、特にＳｉＯ_２を主成分とする非磁性材料が好ましく用いられる。ＳｉＯ_２はエッチング加工し易いので、エッチング加工により凸形状の制御がし易い。また、ＳｉＯ_２は磁気記録層５との間の密着性に優れると共に、結晶粒成長が抑制された非磁性層６を形成できるという効果がある。

また、非磁性層６には、アモルファス構造を有する材料又は微結晶状態の材料である非磁性材料も好ましく用いることができる。非磁性層６を結晶質の材料で形成した場合においては、形成された非磁性層６のエッチング時に、その結晶質の材料が有する結晶粒界にそってエッチングが進行し、エッチングされた面の表面粗さが悪化する。しかしながら、アモルファス構造を有する材料又は結晶粒界の存在が実質的に問題にならない微結晶状態の材料を用いることにより、表面粗さが悪化するという現象を起こり難くするため、非磁性材料からなる凸形状の高さ、幅、周期性等を制御よく形成できる。アモルファス構造を有する材料又は微結晶状態の材料である非磁性材料の具体例としては、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴａＳｉ合金、ＴｂＦｅＣｏ合金、ＣｏＺｒ合金等が挙げられ、スパッタリング法等の成膜手段により、例えば５〜３０ｎｍの厚さで形成される。なお、微結晶状態の材料とは、Ｘ線回折において結晶性ピークを有していない材料という意義である。

保護層７は、下記の潤滑層８と協働して、磁気記録媒体の表面を保護して耐摺動特性を確保することを目的として設けられる。特に、磁気ヘッドとの接触時における磁気記録媒体の損傷を防ぐために設けられる。保護層７の形成材料としては、ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という。）と呼称される硬質炭素膜、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）又は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等が挙げられ、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタリング法等の成膜手段により、厚さ１〜５ｎｍで形成される。なお、ＤＬＣは、炭素を主成分としたアモルファス構造膜であって、ビッカース硬度測定で２００〜８０００ｋｇｆ／ｍｍ^２程度の硬さを示す炭素質材料である。

潤滑層８は、上記の保護層７と協働して、磁気記録媒体の表面を保護して耐摺動特性を確保することを目的として設けられる。潤滑層８の形成材料としては、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等の液体フッ素系化合物が好ましく挙げられ、ディッピング法等の成膜手段により、厚さ１〜２ｎｍで形成される。

次に、図１に示した具体的な実施形態により本発明の磁気記録媒体を説明する。

図１は、磁気記録媒体の例を示す模式断面図である。この実施形態に係る磁気記録媒体５０は、ディスク基板１上に、下地層２、軟磁性層３及び配向層４が順に積層され、さらにその上に所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層５と、その凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層６とを有し、さらにその磁気記録層５と非磁性層６とを覆うように保護膜７と潤滑膜８とが形成された磁気記録媒体において、非磁性層６上に非磁性材料からなる凸形状５２，５２が形成され、その凸形状５２，５２の上面の幅Ｗ２が非磁性層６が形成された凹部の幅Ｗ６よりも小さく形成されている。
そして、この実施形態の特徴は、非磁性層６に形成された凸形状５２，５２が、非磁性層６に隣接する磁気記録層５，５との境界部近傍に形成されていることにある。こうした実施形態に係る磁気記録媒体５０は、非磁性層６上に形成された二つの小さな凸形状５２，５２の存在により、磁気記録媒体とその磁気記録媒体に間欠接触する磁気ヘッドとの接触面積を小さくすることができ、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の摩耗抵抗の増大を抑制することができる。ここで、「境界部近傍」とは、非磁性層６を挟む隣接した磁気記録層５，５の縁部からおよそ非磁性層６の幅（凹部の幅Ｗ６）の３０％以下程度の位置である。
また、凸形状５２，５２の非磁性材料は、凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層を構成する非磁性材料と同じものである。同じ非磁性材料で形成した場合には凸形状を作製し易いという利点がある。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、いずれの非磁性層６にも二つの小さな凸形状５２，５２が形成されており、その凸形状５２，５２を備える非磁性層６上の上面位置は、磁気記録層５上の厚さ方向の上面位置に対してそれぞれ異なる位置（非磁性層６の上面位置とは、凸形状以外の上面位置をいう。）に形成されている。具体的には、図１（Ａ）に示す磁気記録媒体５０Ａは、非磁性層６上の上面位置が磁気記録層５上の上面位置よりも低くなる態様であり、図１（Ｂ）に示す磁気記録媒体５０Ｂは、非磁性層６上の上面位置が磁気記録層５上の上面位置と略同一となる態様であり、図１（Ｃ）に示す磁気記録媒体５０Ｃは、非磁性層６上の上面位置が磁気記録層５上の上面位置よりも高くなる態様である。図１（Ａ）〜図１（Ｃ）のいずれの形態であっても、同様の作用効果を奏することができる。
なお、本願において、「略同一」は、両者の高さ方向の位置が同一の場合と略同一の場合の両方を含む用語として用いている。

ここで、本発明の磁気記録媒体の形状について詳しく説明する。なお、図５は、本発明の磁気記録媒体に形成される凸形状の説明図である。

本発明において、凸形状の上面の幅（Ｗ１，Ｗ２）とは、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、凸形状の高さ方向の上端部の幅として定義する。従って、図５（Ａ）に示すように凸形状の上面が平面でない場合は、凸形状の上面の幅はほぼゼロとなる。一方、図５（Ｂ）に示すように凸形状の上面が平面を有する場合は、凸形状の上面の幅はその平面の幅となる。なお、そうした平面が存在する場合であっても、凸形状の上面の幅Ｗ１、Ｗ２は、磁気記録層５のパターン幅Ｗ５又は非磁性層６が形成された凹部の幅Ｗ６の３分の１以下であることが好ましい。

磁気記録層５のパターン幅Ｗ５とは、図５（Ｃ）に示すように、磁気記録媒体において磁気記録情報の記録を担う部分として形成された凹凸パターンの凸部の幅のことであり、本発明においては、その凹凸パターンの凸部を構成する磁気記録層５の厚さ方向の中心部分における幅として定義する。なお、磁気記録層の厚さ方向の中心部分とは磁気記録層５の厚さＴ１の半分の位置のことであるが、磁気記録層５の厚さＴ１が凹凸パターンの凸部の高さＴ２（厚さ）であるとは限らないことは図５（Ｃ）に示すとおりである。こうして定義する磁気記録層５のパターン幅Ｗ５は、例えばディスクリートトラック型磁気記録媒体のデータトラック領域では、同心円状のトラックパターンの径方向におけるトラック幅のことであり、サーボパターン領域では、トラッキング制御の基準となるべきパターンの幅のことである。また、例えばディスクリートビット型磁気記録媒体のデータトラック領域では、ドット状パターンの幅のことであり、サーボパターン領域では、所定のサーボ情報等に対応したパターンの幅のことである。

一方、凹凸パターンの凹部の幅Ｗ６とは、図５（Ｄ）に示すように、磁気記録媒体において磁気記録情報の記録を担う凸部以外の凹部の幅のことであって、非磁性層６が形成されている凹部の幅のことである。本発明においては、その幅を、その凹凸パターンの凹部の深さ方向の中心部分における幅Ｗ６として定義する。

また、本発明において、凸形状は非磁性層６上に形成されるが、その凸形状の高さＨ１とは、図５（Ｅ）に示すように、磁気記録層５上に形成される潤滑層８の上面位置Ｐ８から凸形状の上端位置Ｐ９までの高さ（Ｐ９−Ｐ８）として定義する。

本願において、「上端位置」とは、凸形状の高さ方向における頂部の位置のことである。また、本願において、「上面位置」とは、非磁性層６が凸形状を有する場合のその凸形状以外の部分における非磁性層６上の厚さ方向の上面の位置のことである。また、「非磁性層６上」とは、非磁性層６の上に、保護層７や潤滑層８が形成されている場合の厚さ方向の上部を指す意義で用いている。

凸形状の好ましい形態としての山型状とは、例えば上述した図５（Ａ）に示すように、下部よりも上部の幅が小さい形状のことであり、通常、山裾を有する形状をいう。なお、そうした形状であれば、上端が鋭角な突起形状であっても、上端がやや丸みを帯びた突起形状であってもよい。

以上説明した凸形状の形態、凸形状の高さ等は、原子間力顕微鏡により測定された結果で表すことができる。

以上、図１に例示した本発明の磁気記録媒体は、非磁性層上に非磁性材料からなる小さな凸形状を有するので、その凸形状の作用により、磁気記録媒体上での磁気ヘッドの接触面積が小さくなって磁気ヘッドと磁気記録媒体との摩耗抵抗の増大を抑制することができる。その結果、磁気記録媒体とその上を浮上して磁気記録情報を読み書きする磁気ヘッドとの吸着を防ぐことができる。

本発明において、凸形状の高さは０．２〜２ｎｍであることが好ましい。凸形状の高さが０．２ｎｍ未満では、磁気記録媒体と磁気ヘッドとの吸着が生じ、その吸着に起因したクラッシュが起こり易くなる場合がある。一方、凸形状の高さが２ｎｍを超えると、磁気ヘッドの浮上変動が大きくなって磁気ヘッドが磁気記録媒体に衝突することに起因したクラッシュが起こり易くなったり、記録再生時の出力変動が大きくなることがある。

なお、本発明の磁気記録媒体は、上述した実施形態において、磁気記録層５の下に下地層２、軟磁性層３及び配向層４が形成されているが、本発明はこうした構成に限定されるものではなく、磁気記録層５の下の層の構成を磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更することができる。例えば、下地層２、軟磁性層３及び配向層４のうち一又は二の層を省略してもよいし、基板上に連続記録層を直接形成してもよい。

また、上述した実施形態において、本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層がトラックの径方向に微細な間隔で分割された垂直記録型のディスクリートトラック型の磁気ディスクであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、磁気記録層がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で分割された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で分割された磁気ディスク、凹凸パターンの連続した磁気記録層を有するパームタイプの磁気ディスク、及び、磁気記録層が螺旋形状をなす磁気ディスク、のいずれについても本発明は当然適用可能である。なお、凹凸パターンの凹部に磁気記録層が存在しない態様の磁気記録媒体は、凹部から発生するノイズの問題をなくすことができるという効果がある。

（磁気記録媒体の製造方法）
次に、上述した凸形状を有する磁気記録媒体の製造方法の一例について説明する。図２及び図３は、本発明の磁気記録媒体の製造工程を説明する断面形態図である。なお、以下の製造方法の例はその一例であって、磁気記録媒体の製造が以下の方法に限定されるものではない。

先ず、ディスク基板１を準備し、このディスク基板１上に、それぞれ所定の厚さで下地層２、軟磁性層３、配向層４及び磁気記録層５をその順に、例えばスパッタリング法等により形成して積層させる（図２（Ａ）を参照）。その磁気記録層５上には、第１マスク層６１と第２マスク層６２とをその順に例えばスパッタリング法等により形成して積層させ、さらにその上にレジスト層６３を例えばディッピング法又はスピンコート法により積層させる（図２（Ｂ）を参照）。ここで、第１マスク層６１は例えばＴｉＮで形成され、第２マスク層６２は例えばＮｉで形成され、レジスト層６３は例えばネガ型レジスト（ＮＢＥ２２Ａ（住友化学工業株式会社製）等）で形成される。

次に、ナノインプリント法により、レジスト層６３に所定の凹凸パターンを転写してレジストパターンを形成した後、このレジストパターンの凹部底面のレジスト層をアッシング法により除去する（図２（Ｃ）を参照）。また、リソグラフィ法によりレジストパターンを形成してもよい。

次に、例えばＡｒ（アルゴン）ガスを用いたイオンビームエッチングにより、レジストパターンの凹部底面に露出した第２マスク層６２を除去する。この際、凹部以外の領域に形成されているレジスト層６３も若干除去される（図２（Ｄ）を参照）。その後、例えばＳＦ_６（６フッ化硫黄）ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、凹部底面の第１マスク層６１を除去する（図２（Ｅ）を参照）。これにより、凹部底面に磁気記録層５が露出する。なお、この際、凹部以外の領域に形成されているレジスト層６３は完全に除去され、また、凹部以外の領域の第２マスク層６２は一部が除去されるが若干量が残存する。

次に、例えばＣＯガス及びＮＨ_３ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより、凹部底面に露出した磁気記録層５をエッチング除去する（図２（Ｆ）を参照）。これにより、所定の凹凸パターンからなる磁気記録層５が形成される。なお、この反応性イオンエッチングにより、凹凸パターンの凹部以外の領域の第２マスク層６２が完全に除去されると共に、その凹部以外の領域の第１マスク層６１も一部が除去される。なお、磁気記録層５上には、若干の第１マスク層６１が残存する。

次に、例えばＳＦ_６ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより、凹凸パターンの凸部である磁気記録層５上に残存する第１マスク層６１が完全に除去される（図２（Ｇ）を参照）。こうして、所定の凹凸パターンからなる磁気記録層５が形成される。

残留した反応性ガスをドライ洗浄によって除去した後、スパッタリング法により、例えばＳｉＯ_２からなる非磁性層６を成膜して磁気記録層５，５間に位置する凹凸パターンの凹部を充填する（図２（Ｈ）を参照）。非磁性層６は、その凹凸パターンの凹部を充填するほか、磁気記録層５上にも成膜される。なお、非磁性層６を２段階に成膜することにより、成膜後の被加工体表面の凹凸を平坦化させることができる。例えば、第２層目の非磁性層を成膜する際に、成膜対象となる被加工体にバイアスパワーを印加しておくことにより、成膜された非磁性層上面の平坦性を向上させることができる。

イオンビームの入射角を変化させることにより、磁気記録層５のエッチングレートと非磁性層６であるＳｉＯ_２のエッチングレートとを変化させて、図１に示す形態の磁気記録媒体を製造することができる。例えばＡｒガスを用いたイオンビームエッチング法においては、イオンビームの入射角を膜表面に平行に近づけるように傾斜させていくことにより、非磁性層６であるＳｉＯ_２のエッチングレートを磁気記録層５のエッチングレートよりも大きくすることができるので、非磁性層６を主にエッチングすることができる。イオンビームの入射角と処理時間、更には、エッチングパワー、圧力、ガス種等や非磁性層６の成膜時の圧力を任意に変化させながらイオンビームエッチングすることにより、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示す形態の磁気記録媒体をそれぞれ製造することができる。

図３は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示す実施形態の磁気記録媒体の製造工程の一例を示す模式断面図である。図３（Ａ）は、所定のパターンで形成された磁気記録層５上に、非磁性層６，６ｂを２段階で成膜することにより、成膜後の被加工体表面を平坦化させた磁気記録媒体を示している。第２層目の非磁性層６ｂとしては、例えばネガ型レジスト樹脂等で成膜することができ、その結果、非磁性層６ｂの上面の平坦性を向上させることができる。なお、図４は、磁気記録層５と、ＳｉＯ_２からなる第１層目の非磁性層６と、レジスト樹脂からなる第２層目の非磁性層６ｂとの各層に対するイオンビームの入射角と、エッチングレートとの関係の一例を示すグラフであり、図３の製造工程の説明においては、この関係を有する系を用いて説明する。

先ず、図３（Ｂ）に示すように、被加工体に例えば入射角３０°でイオンビーム８１を照射してイオンビームエッチングする。このイオンビームエッチングにより、レジスト樹脂からなる第２層目の非磁性層６ｂがイオンビームエッチングされる。第２層目の非磁性層６ｂのイオンビームエッチングは、第１層目の非磁性層６が現れるまで行われる。

次に、図３（Ｃ）に示すように、第１層目の非磁性層６が現れた後も引き続き入射角３０°でイオンビーム８１を照射してイオンビームエッチングする。入射角３０°でのイオンビームエッチングは、レジスト樹脂からなる第２層目の非磁性層６ｂに対するエッチングレートよりも、第１層目の非磁性層６であるＳｉＯ_２に対するエッチングレートの方が大きいので、エッチングレートの大きい第１層目の非磁性層６が主にイオンビームエッチングされてその部分が凹んだ形態に変化し、第１層目の非磁性層６と第２層目の非磁性層６ｂとの間に傾斜部分６ｃが発生する。

入射角３０°のイオンビームエッチングをさらに続けると、図３（Ｄ）に示すように、傾斜部分６ｃに対するイオンビーム８１の入射角が相対的に大きくなることからその傾斜部分６ｃのエッチングレートが小さくなり、その傾斜部分６ｃ以外の部分が主にイオンビームエッチングされる。その結果、その傾斜部分６ｃが凸形状になると共に、第２層目の非磁性層６ｂも徐々にイオンビームエッチングされて薄くなる。

次に、図３（Ｅ）に示すように、例えば入射角１５°のイオンビーム８２に変更してイオンビームエッチングを行う。こうしたイオンビームエッチングにより、図３（Ｄ）に示す工程で生じた凸形状の高さが調整される。すなわち、入射角１５°のイオンビーム８２を照射してイオンビームエッチングを行うことにより、凸形状のエッチングレートの方が、凸形状以外の部分のエッチングレートよりも大きくなるので、その凸形状の高さを調整できる。

次に、図３（Ｆ）に示すように、例えば入射角２°のイオンビーム８３に変更してイオンビームエッチングを行う。こうしたイオンビームエッチングにより、磁気記録層５と非磁性層６との高さ調整を行うことができる。すなわち、入射角２°のイオンビーム８３を照射してイオンビームエッチングを行うことにより、非磁性層６のエッチングレートの方が、磁気記録層５のエッチングレートよりも大きくなるので、そのイオンビームエッチング時間を任意に設定することにより、非磁性層６上の厚さ方向の上面位置と磁気記録層５上の厚さ方向の上面位置とを調整できる。例えば、非磁性層６上の上面位置を磁気記録層５上の上面位置よりも高くすることもできるし、同じにすることもできるし、低くすることもできる。こうして、図３（Ｇ）に示すように、非磁性層６に形成された凸形状６ｄ，６ｄが、非磁性層６に隣接する磁気記録層５，５との境界部近傍に形成される。こうした形態に係る磁気記録媒体は、非磁性層６上に形成された二つの小さな凸形状６ｄ、６ｄの存在により、磁気記録媒体とその磁気記録媒体に間欠接触する磁気ヘッドとの接触面積を小さくすることができ、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の摩耗抵抗の増大を抑制することができる。

なお、本出願において、「イオンビームエッチング」という用語は、例えばイオンミリング等、イオン化したガスを被加工体に照射して除去する加工方法の総称として用い、イオンビームを絞って照射する加工方法に限定されない。また、「入射角」とは、被加工体の表面に対するイオンビーム（イオン化したガス）の入射角度であって、被加工体の表面とイオンビームの中心軸とが形成する角度という意義で用いている。例えば、イオンビームの中心軸が被加工体の表面と平行である場合、入射角は０°であり、イオンビームの中心軸が被加工体の表面と垂直である場合、入射角は９０°である。

こうした方法により、凸形状を有する被加工体が形成される。次に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により磁気記録層５上及び非磁性層６上に保護層７を形成し、さらにその上に、ディッピング法により潤滑層８を形成する。これにより、本発明の磁気記録媒体が完成する。

以上のように、本発明の磁気記録媒体を製造するためには、特には磁気記録層５と非磁性層６のエッチングレート、両者のエッチングレートに対するイオンビームの入射角依存性やガス依存性等の加工条件を最適化することにより、磁気記録層と非磁性層のいずれか一方又は両方に凸形状を形成することができる。こうした凸形状を磁気記録媒体のトラック方向に形成することで、磁気記録媒体の表面が平坦になりすぎることによる磁気ヘッドとの間の摩擦抵抗の増大を抑制することができる。その結果、磁気記録媒体とその上を浮上して磁気記録情報を読み書きする磁気ヘッドとの吸着を防ぐことができるので、それに起因したディスククラッシュの発生を抑制することができる。

以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。

（被加工体の作製）
先ず、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を形成するための被加工体を作製した。ガラス基板からなる厚さ６３０μｍのディスク基板１上に、下地層２、軟磁性層３、配向層４、磁気記録層５（厚さ２０ｎｍ）、第１マスク層（ＴｉＮ：２５ｎｍ）、第２マスク層（Ｎｉ：１０ｎｍ）をこの順に成膜した。成膜したサンプルにスピンコート法によりネガ型レジスト（商品名：ＮＥＢ２２Ａ、住友化学工業株式会社製）を塗布し、厚さ１００ｎｍのレジスト層を形成した。所定の凹凸形状を有するスタンパーを用い、ナノインプリント法によりサンプル表面のレジスト層にプレスによる転写及びアッシングを行い、微小図形からなるレジストパターンを形成した。次いで、そのレジストパターンをマスクとし、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチング法により、第２マスク層にレジストパターンの微小図形を転写して、その微小図形からなる第２マスクパターンを形成した。次いで、その第２マスクパターンをマスクとし、ＳＦ_６を反応ガスとした反応性イオンエッチング法により、第１マスク層に第２マスクパターンの微小図形を転写して、その微小図形からなる第１マスクパターンを形成した。次いで、その第１マスクパターンをマスクとし、ＣＯガス及びＮＨ_３ガスを反応ガスとした反応性イオンエッチング法により、磁気記録層５に第１マスクパターンの微小図形を転写して、その微小図形からなる磁気記録層パターンを形成した。次いで、ＳＦ_６を反応ガスとした反応性イオンエッチング法により、磁気記録層パターン上に残留する第１マスク層を除去した。

（実施例１）
以上の方法により、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体を形成するための被加工体を作製した。この実施例１で使用する被加工体は、磁気記録層パターンの加工寸法として、トラックピッチ：３６０ｎｍ、磁気記録層のパターン幅：１３０ｎｍ、凹部の深さ：２２ｎｍである。

こうして得られた被加工体上に、ＳｉＯ_２をスパッタリング法により、成膜パワー５００Ｗ、Ａｒガス圧０．３Ｐａの条件で４０ｎｍ成膜した。次いで、その上に、ディッピング法により、ネガ型レジスト（商品名：ＮＥＢ２２Ａ、住友化学工業株式会社製）を塗布し、厚さ７６ｎｍのレジスト層からなる第２層目の非磁性層６ｂを形成した。こうして、図３（Ａ）に示す被加工体を作製した。

第１層目の非磁性層６と、レジスト層からなる第２層目の非磁性層６ｂとを形成した後の被加工体に、図３に例示して説明した磁気記録媒体の製造工程と同様のイオンビームエッチング処理を、図４に示すエッチングレートの下で行った。すなわち、Ａｒガスを用いた入射角３０°のイオンビームエッチングを２分１２秒間行い（図３（Ｂ）〜図３（Ｄ）及びその説明部分を参照）、その後、入射角１５°のイオンビームエッチングを２０秒間行い（図３（Ｅ）を参照）、さらにその後、入射角２°のイオンビームエッチングを１分５秒間行った（図３（Ｆ）を参照）。こうしたイオンビームエッチング処理を行った後の被加工体（図３（Ｇ）を参照）は、非磁性層６上にその非磁性層を構成する非磁性材料からなる凸形状（図３においては符号６ｄ）が形成されていると共に、その凸形状は非磁性層に隣接する磁気記録層（図３においては符号５）との境界部近傍に形成されている構造であった。その上に、ＣＶＤ法により厚さ２ｎｍのＤＬＣを形成して保護膜７とし、さらにその上に、ディッピング法により厚さ２ｎｍのＰＦＰＥを形成して潤滑層８とし、実施例１の磁気記録媒体を作製した。

こうして作製された磁気記録媒体５０Ａは、図１（Ａ）に示すように、非磁性層６上にその非磁性層を構成する非磁性材料からなる凸形状５２，５２（図３においては符号６ｄ，６ｄ）が形成された形態となり、その凸形状５２，５２の高さは１．５ｎｍであった。また、その凸形状は山型状になっているので、凸形状の上面の幅Ｗ２は実質的にほぼゼロであった。その凸形状は、いずれの場合も、非磁性層６を挟む隣接した磁気記録層５，５の縁部からおよそ７０ｎｍの位置に含まれるように形成されていた。

本発明の磁気記録媒体の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の磁気記録媒体の製造工程を説明する断面形態図である。 本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程を説明する模式断面図である。 磁気記録層と第１層目の非磁性層と第２層目の非磁性層との各層に対するイオンビームの入射角と、エッチングレートとの関係の一例を示すグラフである。 本発明の磁気記録媒体に形成される凸形状の説明図である。

符号の説明

１ ディスク基板
２ 下地層
３ 軟磁性層
４ 配向層
５ 磁気記録層
６、６ｂ 非磁性層
６ｃ 傾斜部分
６ｄ 凸形状
７ 保護層
８ 潤滑層
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 磁気記録媒体
５２ 凸形状
８１，８２，８３ イオンビーム
Ｗ１ 磁気記録層上の凸形状の上面の幅
Ｗ２ 非磁性層上の凸形状の上面の幅
Ｗ５ 磁気記録層パターンの幅
Ｗ６ 非磁性層が形成される凹部の幅
Ｐ 磁気記録層の厚さ方向の上面位置
Ｐ８ 磁気記録層上の厚さ方向の上面位置
Ｐ９ 凸形状の上端位置
Ｔ１ 磁気記録層の厚さ
Ｔ２ 凹凸パターンの凸部の厚さ
Ｈ１ 凸形状の高さ

Claims (5)

1. 少なくともディスク基板と、当該ディスク基板上に所定の凹凸パターンで形成された磁気記録層と、当該凹凸パターンの凹部に形成された非磁性層とを有し、
   前記非磁性層上に非磁性材料からなる凸形状が少なくとも前記非磁性層と同じ材料で形成され、当該凸形状の上面の幅が前記非磁性層が形成された前記凹部の幅よりも小さく、
   前記凸形状が、前記非磁性層に隣接して前記非磁性層を挟む前記磁気記録層との境界部近傍のいずれにも形成されている、磁気記録媒体。
2. 前記凸形状が山型状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記凸形状の高さ方向の上端位置が、前記磁気記録層上の厚さ方向の上面位置よりも高い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。
4. 前記凸形状の高さ方向の上端位置が、前記磁気記録層上の厚さ方向の上面位置と略同一であ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。
5. 前記凸形状の高さが、０．２ｎｍ以上２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

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