JP4703604B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクリート型の磁気記録媒体およびその製造方法に関する。

近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。

この問題に対して、磁性層を加工して記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型の磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）が提案されている。ＤＴＲ媒体では、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できるため、トラック密度を高めることができる。したがって、ＤＴＲ媒体は高記録密度を提供しうる磁気記録媒体として期待されている。

ディスクリートトラック媒体の構造としては以下のようなものが知られている。

１．非記録部の磁性層を厚さ方向に下地に達するまで除去し、非記録部の凹部に非磁性材料からなる埋込層を埋め込む。この構造を有するものを「全除去タイプ」という。

２．非記録部の磁性層を厚さ方向に部分的に除去し、非記録部の凹部の底部に磁性層を残す。この構造を有するものを「部分除去タイプ」という（たとえば特許文献１参照）。

３．非記録部の磁性層を非晶質化するなどの方法で変性させる。この構造を有するものを「変性タイプ」という（たとえば特許文献２参照）。

上記の３種のＤＴＲ媒体にはそれぞれ以下のような問題がある。

１．全除去タイプでは非記録部の磁性層を全て除去するため、記録部と非記録部の段差が大きい。一方、記録再生ヘッドの浮上安定性を得るためには、凹部に非磁性層を埋め込んで表面を平坦化する必要がある。しかし、凹部の段差が大きいため埋め込みに時間がかかるうえに、平坦化は困難である。

２．部分除去タイプでは記録部と非記録部の段差が小さいため、記録再生ヘッドの浮上安定性の問題は少ない。しかし、記録部だけでなく非記録部にも磁性層が残るため、ＤＣ消磁されたサーボ領域からのサーボ信号強度が相対的に弱くなり、記録再生ヘッドの位置決めが困難になる。

３．変性タイプでは、非記録部の磁性層を除去することなくイオン注入により変性させるため、表面に段差がなく、記録再生ヘッドの浮上安定性に優れる。しかし、イオン注入によって記録部と非記録部との界面を急峻に変化させることが困難なため、再生時に信号ノイズ比が低下し、ビットエラー率が悪くなる。
米国特許第６９９９２７９号明細書 特開２００６−３０９８４１号公報

本発明の目的は、サーボ信号強度が高く、ビットエラー率が低く、記録再生ヘッドの浮上安定性に優れたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を提供することにある。

本発明の一態様によれば、サーボ信号および記録トラックに相当する凸部をなし、結晶質磁性層を含む記録部と、前記記録部間の凹部の底部に残存する結晶質磁性層にダメージを与えて形成された非晶質ダメージ層を含む非記録部とを有することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。

本発明の他の態様によれば、基板上に結晶質磁性層を堆積し、非記録部に対応して前記結晶質磁性層の一部を選択的にエッチングして、前記非記録部の底部に前記結晶質磁性層を残存させた状態で凹部を形成するとともに、サーボ信号および記録トラックに相当する凸部をなす記録部を形成し、前記非記録部の底部に残存した前記結晶質磁性層にダメージを与えて非晶質ダメージ層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。

本発明によれば、サーボ信号強度が高く、ビットエラー率が低く、記録再生ヘッドの浮上安定性に優れたディスクリートトラック型の磁気記録媒体を提供することができる。

図１に本発明に係る磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）１の概略的な平面図を示す。図１にはデータ領域２とサーボ領域３を示している。データ領域２はユーザデータが記録される領域である。媒体面上でのサーボ領域３の形状は、ヘッドスライダがアクセスする際に描く軌跡に対応する円弧状となっている。サーボ領域３の周方向長さは、半径位置が外周側になるほど長くなるように形成されている。なお、図１では１５のサーボ領域３を図示しているが、実際の媒体では１００以上のサーボ領域３が形成されている。

図２にサーボ領域およびデータ領域の模式図を示す。図３にサーボ領域およびデータ領域における記録部および非記録部のパターンを示す。これらの図に示すように、データ領域２はサーボ領域３によって周方向にセクタ分割されている。

データ領域２には、複数の凸部をなす記録部として記録トラック（ディスクリートトラック）２１が所定のトラックピッチＴｐで形成されている。記録トラック２１にユーザデータが記録される。クロストラック方向に沿って隣接する記録トラック２１どうしは非記録部２２によって分離されている。

サーボ領域３は、プリアンブル部３１、アドレス部３２、バースト部３３などを含む。サーボ領域３のプリアンブル部３１、アドレス部３２およびバースト部３３には、サーボ信号を与える記録部および非記録部のパターンが形成されている。これらの部分は以下のような機能を有する。

プリアンブル部３１は、メディアの回転偏心などにより生ずる時間ズレに対し、サーボ信号再生用クロックを同期させるＰＬＬ処理や、信号再生振幅を適正に保つＡＧＣ処理を行うために設けられている。プリアンブル部３１では、半径方向に分断されることなく連続して放射状に略円弧をなして凸部の記録部が、周方向に繰返して形成されている。

アドレス部３２は、サーボマークと呼ばれるサーボ信号認識コードや、セクタ情報、シリンダ情報などが、プリアンブル部３１の周方向ピッチと同一ピッチで、マンチェスタコードにより形成されている。特に、シリンダ情報は、サーボトラック毎にその情報が変化するパターンとなるため、シーク動作時のアドレス判読ミスの影響が小さくなるように、隣接トラックとの変化が最小となるグレイコードに変換してから、マンチェスタコード化して記録されている。

バースト部３３は、シリンダアドレスのオントラック状態からのオフトラック量を検出するためのオフトラック検出用領域で、径方向にパターン位相をずらした４種のマーク（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄバーストと呼ばれる）が形成されている。各バーストには、周方向に複数個のマークがプリアンブル部と同一のピッチで配置されている。各バーストの径方向周期は、アドレスパターンが変化する周期、換言すればサーボトラック周期に比例する。各バーストは、周方向に約１０周期分形成され、径方向にサーボトラック周期の２倍長の周期で繰返すように形成されている。

バースト部３３のマーク形状は長方形、または厳密にはヘッドアクセス時のスキュー角を考慮した平行四辺形になるように設計されるが、スタンパ加工精度や転写形成などの加工性能によっては多少丸みを帯びた形状になる。なお、マークは非記録部として形成してもよいし、記録部として形成してもよい。バースト部３３から位置を検出する原理については詳細を省略するが、各ＡＢＣＤバーストの再生信号の平均振幅値を演算処理してオフトラック量を算出する。

上述したようにディスクリートトラック媒体（ＤＴＲ媒体）はサーボ領域とデータ領域を持つ。サーボ領域は全体が媒体面に垂直な一方向にＤＣ消磁され、サーボ領域中の記録部は全て一方向に磁化される。磁気記録再生装置において、記録再生ヘッドを位置決めする際には、このサーボ領域の一方向に磁化された記録部からの出力と、記録部間の非記録部からの出力とのパターンを読み取る。このため、サーボ領域において正しく位置決めを行うためにはサーボ領域の記録部と非記録部との間の信号強度比が大きくなければならない。

従来のＤＴＲ媒体で、サーボ領域の記録部と非記録部との間の信号強度比を大きくするためには、非記録部の磁性層を全て除去する全除去タイプ、または変性タイプが好ましい。部分除去タイプは記録部と非記録部との信号強度比が小さいため、位置決め特性の低下が問題になる。しかし、全除去タイプでは、磁性体加工後に残る凹部が深いため、埋込平坦化が困難となり、記録再生ヘッドの浮上安定性に影響する。このため、位置決め特性およびヘッド浮上安定性の観点では変性タイプが有利である。

従来の変性タイプのＤＴＲ媒体では、イオン注入により磁性層を変性する方法がよく知られている。しかし、注入イオンの直進性を確保することが困難なため、記録部と非記録部すなわち磁性層と変性磁性層の界面の急峻性を確保することが難しい。また、イオン注入後の熱処理や化学処理によって注入されたイオンが拡散するため、記録部と非記録部の界面の急峻性が悪くなる。信号再生時に記録部の表面は再生ヘッドとの距離が近いため、表面の磁性層からの信号が大きく影響する。特に、記録部に記録された磁気信号の周波数は、サーボ領域の位置決め信号の周波数よりも高いため、磁性層表面の影響が大きい。このため、記録部と非記録部の界面の急峻性が悪い場合、再生時に記録トラックの界面の揺らぎに相当するノイズが発生する。

本発明のＤＴＲ媒体はこれらの問題点を解決するものである。図４に本発明の第１の実施形態に係るＤＴＲ媒体の断面図を示す。図４において、基板５１上に、軟磁性下地層５２が形成されている。軟磁性下地層５２上には、記録部として、サーボ信号および記録トラックに対応して凸部をなす結晶質磁性層５３が形成されている。記録部間の非記録部には、非晶質ダメージ層５５が形成されている。これらの表面に保護層５７が形成されている。

第１の実施形態では、非記録部の結晶質磁性層の一部をエッチングして記録部と非記録部との間に段差を設け、凹部に残存している結晶質磁性層にダメージを与えて非晶質化することによって非記録部に残存していた結晶質磁性層を全て非晶質ダメージ層に変性する。エッチング処理を用いた場合、従来の変性処理を行った場合よりも、記録部の結晶質磁性層に急峻な界面を形成することができる。このため、その後、凹部に残存している結晶質磁性層を全て変性しても、記録部の急峻な界面を維持することができ、再生時のノイズの発生を抑えることができる。また、非記録部には非晶質ダメージ層が形成されているので、媒体全体をＤＣ消磁した後に、再生ヘッドが非記録部から感知する磁気信号が小さく、サーボ領域において記録部と非記録部との間で十分な信号強度比が得られる。この結果、記録再生ヘッドの位置決めを正しく行うことができる。また、非記録部に非晶質ダメージ層が形成されているため、表面の段差はそれほど大きくなく、記録再生ヘッドの浮上安定性の問題は少ない。

図５に本発明の第２の実施形態に係るＤＴＲ媒体の断面図を示す。図５において、基板５１上に、軟磁性下地層５２が形成されている。軟磁性下地層５２上には、記録部として、サーボ信号および記録トラックに対応して凸部をなす結晶質磁性層５３が形成されている。記録部間の非記録部には、非晶質ダメージ層５５と非磁性埋込層５６とが積層されている。これらの表面に保護層５７が形成されている。

第２の実施形態では、非晶質ダメージ層５５上の凹部に非磁性埋込層５６を埋め込むことにより、表面の平坦性を良好にすることができる。このため、第１の実施形態よりもさらに良好な記録再生ヘッドの浮上安定性を確保することができる。

本発明においては、記録部を結晶質磁性層とトップコート層との２層構造とし、非記録部の結晶質磁性層をエッチングする際にトップコート層の厚さ以上に除去することにより、非晶質ダメージ層の表面がトップコート層の底部（または結晶質磁性層の表面）よりも深い位置になるようにしてもよい。

図６に本発明の第３の実施形態に係るＤＴＲ媒体の断面図を示す。図６において、基板５１上に、軟磁性下地層５２が形成されている。軟磁性下地層５２上には、記録部として、サーボ信号および記録トラックに対応して凸部をなす結晶質磁性層５３およびトップコート層５４が積層されて形成されている。記録部間の非記録部には、非晶質ダメージ層５５が存在する。これらの表面に保護層５７が形成されている。非記録部の非晶質ダメージ層５５の表面はトップコート層５４の厚さよりも深い位置にあり、トップコート層５４は非記録部の凹部によって分断されている。

図７に本発明の第４の実施形態に係るＤＴＲ媒体の断面図を示す。図７に示すように、凹部の非晶質ダメージ層５５の上に非磁性埋込層５６を積層し、媒体表面を平坦化してもよい。埋込材料、埋込方法については図５に示す第２の実施形態と同様である。

トップコート層５４は記録時に容易に磁化され、この磁化されたトップコート層５４が結晶質磁性層５３の磁化をアシストする機能を有する。このため、少なくともトップコート層５４の界面は急峻であることが好ましい。第３の実施形態ではトップコート層５４を分断しているので、記録時の磁化の界面形状を急峻にすることができる。なお、下層の結晶質磁性層５３は非晶質ダメージ層５５と隣接しているため、界面形状が必ずしも急峻でないことがある。しかし、トップコート層５４が分断されていればトップコート層５４の下の結晶質磁性層５３の磁化パターンも急峻な界面形状を持つようになる。第３の実施形態では、非記録部の非晶質ダメージ層５５の表面がトップコート層５４の厚さよりも深い位置にある。こうして記録部の結晶質磁性層５３の表面が非記録部の非晶質ダメージ層５５の表面よりも高くなっていると、再生時に再生ヘッドとの距離が近い部分での信号品質を改善できる。

一方、記録部に記録される信号周波数よりも、サーボ領域のパターンは低周波数で形成されているため、磁性層全体の磁化が重要になる。本発明のＤＴＲ媒体は、非記録部には変性された非晶質ダメージ層があるため、記録部の磁性層の膜厚に応じた信号コントラストを得ることができる。非記録部の非晶質ダメージ層と記録部の結晶質磁性層との界面は変性処理によって揺らいでいることがあるが、サーボ位置決め信号は記録部の信号より周波数が低く波長が長いため、変性処理による界面揺らぎの影響は、記録部と比較して小さい。

すなわち、記録部においては結晶質磁性層が記録部と非記録部の間に生じた段差分だけ急峻な界面を持ち再生時のノイズ低減に寄与し、さらにサーボ領域においては非記録部の非晶質ダメージ層により低周波の位置決め信号強度を十分に確保することができる。

ＤＴＲ媒体の製造プロセスでは、インプリント法によりサーボ領域とデータ領域に一括してパターンを形成する。このため、本発明に係るＤＴＲ媒体のように、記録部に急峻な界面を持つ磁性層結晶層を有し、非記録部に非晶質ダメージ層を有する構造は有効である。上記の効果は、非記録部に結晶質磁性層が変性せずに残っている部分除去タイプや、非記録部全体を非晶質化する変性タイプでは実現できない。なお、全除去タイプでは、埋込平坦化を良好に行うことができれば、再生信号ノイズやサーボ領域の位置決め信号ノイズを抑えることができるが、実際には埋込平坦化は困難である。

トップコート層５４は、下層の結晶質磁性層５３と比較して、結晶粒間の交換結合が強い、磁気異方性定数が低い、または飽和磁化が小さいといういずれかの特性を満たすことが好ましい。トップコート層５４がこれらの特性を持っている場合、トップコート層５４は結晶質磁性層５３と比較して記録ヘッドによる磁化が容易となり、記録時に磁化されたトップコート層５４による結晶質磁性層５３の磁化のアシストも容易になる。

たとえば磁性結晶粒を分断するために酸化物を含有する結晶質磁性層５３を用いた場合、トップコート層５４では結晶質磁性層と比較して酸化物含有量を少なくとも１０％以上低くすることにより、粒間の交換結合を強めることができる。結晶質磁性層よりもトップコート層の磁気異方性定数を低くするには、たとえばＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする結晶質磁性層に対して、Ｃｒ含有量が少なくとも１０％以上多くＰｔ含有量が少なくとも１０％以上少ないトップコート層を用いる。結晶質磁性層よりもトップコート層の飽和磁化を低くするには、たとえばＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする結晶質磁性層に対して、Ｃｒ含有量が少なくとも１０％以上多いトップコート層を用いる。

次に、図８（ａ）〜（ｇ）を参照して、本発明に係る磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）の製造方法を説明する。この図では基板の一面のみで加工を行うように図示しているが、実際には基板の両面で加工を行う。

図８（ａ）に示すように、基板５１上に、軟磁性下地層５２、結晶質磁性層５３を成膜し、その上にレジスト６０を塗布する。なお、結晶質磁性層５３上にトップコート層を設けてもよい。

基板５１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、酸化物表面を有するＳｉ単結晶基板、およびこれらの基板にＮｉＰなどのメッキを施したものなどが挙げられる。

軟磁性下地層５２としては、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料が用いられる。より具体的には、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系合金および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。

結晶質磁性層５３としては、たとえばＣｏＣｒＰｔ合金にさらに酸化物を含み、垂直磁気異方性を有する磁性材料が用いられる。酸化物としては、特に酸化シリコン，酸化チタンが好適である。

非晶質ダメージ層５５は、結晶質磁性層５３が媒体作製工程中の処理により、非晶質化したものである。非晶質ダメージ層は結晶質磁性層と比較して残留磁化のない非磁性の特性を示す。構造は、結晶質磁性層が結晶構造であるのに対し、非晶質ダメージ層は結晶質磁性層と組成がほぼ等しいが結晶格子の乱れた構造である。非晶質ダメージ層の組成は結晶質磁性層をダメージ化する際に混入した酸素、アルゴン、炭素、フッ素などが存在してもよい。非晶質ダメージ層と結晶質磁性層との判別には断面ＴＥＭによる観察が適している。すなわち、結晶質磁性層部分の断面ＴＥＭ像には結晶格子が観測されるのに対し、非晶質ダメージ層に観測される結晶格子は著しく少ないか、結晶格子が観測されない。また、コバルトに比べ原子量の小さい上記混入物および非晶質化する際の密度の変化により、断面ＴＥＭ像における非晶質ダメージ層部分は結晶質磁性層部分よりも明るく見える。非晶質ダメージ層の有無の判定には、断面ＴＥＭ観察による格子像観察、もしくは該当部分の濃淡比較が適している。

トップコート層を形成する場合、結晶質磁性層５３と類似した材料が用いられる。具体的には、酸化物を含まないか酸化物含有量が１０％以上少ないもの、結晶質磁性層５３と比較してＣｒ含有量が１０％以上多くＰｔ含有量が１０％以上少ないもの、結晶質磁性層５３と比較してＣｒ含有量が１０％以上多いものなどが挙げられる。

結晶質磁性層およびトップコート層の膜厚は特に限定されない。一例として、結晶質磁性層の膜厚を１５ｎｍ、トップコート層の膜厚を５ｎｍとした場合、非記録部において結晶質磁性層を１０ｎｍエッチングすると、トップコート層を分断し、かつ結晶質磁性層を５ｎｍの厚さだけ除去した構造になる。

レジスト６０は、次のインプリントにより凹凸パターンを転写した後、磁気記録層５３の凹凸加工を行うためのマスク材料として用いられる。レジストの材料としては、塗布後にインプリントによる凹凸転写が可能なものが用いられ、例えばポリマー材料、低分子有機材料、液状Ｓｉレジストなどが挙げられる。本実施形態では液状Ｓｉレジストであるスピンオングラス（ＳＯＧ）を用いている。

図８（ｂ）に示すように、インプリントによる凹凸パターン転写を行う。転写工程は、両面同時転写型のインプリント装置を用いて行う。基板の両面に塗布されたレジスト（ＳＯＧ）の全面に、所望の凹凸パターンが形成されたインプリントスタンパ（図示せず）を均等に押圧し、レジスト６０の表面に凹凸パターンを転写する。この転写工程により形成されるレジスト６０の凹部が、非記録部の凹部に対応する。

図８（ｃ）に示すように、結晶質磁性層５３を加工する。（ｂ）で得られた凹凸パターンを有するレジスト６０の凹部に残存するレジスト残渣を除去し、結晶質磁性層５３を露出させる。次に、残存しているパターン化されたレジスト６０をマスクとしてイオンミリングすることにより、結晶質磁性層５３に凹部を形成する。

図８（ｄ）に示すように、非記録部の凹部の底部に残存している結晶質磁性層５３を非晶質化して非晶質ダメージ層５５を形成する。この工程は、たとえばＡｒイオンを１０ｋｅＶ〜１ＭｅＶの加速電圧にて打ち込むイオン注入が好ましい。加速イオン暴露を用いてもよく、イオン注入にはエネルギーが不十分であっても、非記録部の結晶質磁性層を加熱する効果があればよい。また、酸素やフッ素を含有するガスを用いた化学処理を用いてもよい。

図８（ｅ）に示すように、記録部に残存しているレジスト６０をエッチングにより除去する。

図８（ｆ）に示すように、表面に保護層５７を形成する。保護層は垂直記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的をもつ。保護層としては、たとえばＤＬＣなどのカーボン（Ｃ）、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂を含む材料が挙げられる。さらに、表面に潤滑剤を塗布する。

本発明において、非晶質ダメージ層５５上に埋込層５６を埋め込む場合には、図９（ａ）〜（ｃ）に示すような方法を用いる。この場合、図９（ａ）の前に、図８（ａ）〜（ｅ）までの工程を行う。

図９（ａ）に示すように、スパッタリングにより十分な厚さの埋込層５６を成膜する。埋込層５６としては、強磁性層ではない材料であれば特に限定されないが、カーボン、ＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃などの酸化物、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ａｌ、Ｒｕなどの金属もしくはその合金またはその化合物などが用いられる。図９（ｂ）に示すように、結晶質磁性層５３の表面が露出するまで埋込層５６をエッチバックして、非記録部の凹部に埋込層５６を埋め込み、表面を平坦化する。さらに、図９（ｃ）に示すように、表面に保護層５７を形成する。

次に、本発明の磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置について説明する。図１０に本発明の実施形態に係る磁気記録装置のブロック図を示す。この図では磁気記録媒体の上面にのみヘッドスライダを示しているが、磁気記録媒体の両面にディスクリートトラックを有する垂直磁気記録層が形成されており、この磁気記録媒体の上下面にダウンヘッド／アップヘッドがそれぞれ設けられる。なお、磁気記録装置の構成は、本発明に係る磁気記録媒体を用いている点を除けば、基本的に従来の装置と同様である。

ディスクドライブは、ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００と呼ばれる本体部と、プリント回路基板（ＰＣＢ）２００とからなる。

ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）１００は、磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）１と、磁気記録媒体１を回転させるスピンドルモータ１０１と、ピボット１０２を中心に回動するアクチュエータアーム１０３と、アクチュエータアーム１０３の先端に取り付けられたサスペンション１０４と、サスペンション１０４に支持されリードヘッドおよびライトヘッドを含むヘッドスライダ１０５と、アクチュエータアーム１０３を駆動するボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１０６と、ヘッドの入出力信号を増幅するヘッドアンプ（図示せず）などを有する。ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はアクチュエータアーム１０３上に設けられ、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１２０を通してプリント回路基板（ＰＣＢ）２００に接続されている。なお、上記のようにヘッドアンプ（ＨＩＣ）をアクチュエータアーム１０３上に設ければヘッド信号のノイズを有効に低減できるが、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）はＨＤＡ本体に固定してもよい。

上述したように磁気記録媒体１には両面に垂直磁気記録層が形成され、両面のそれぞれにおいて、ヘッドが移動する軌跡に一致するようにサーボ領域が円弧をなして形成されている。磁気記録媒体の仕様は、ドライブに適応した外径および内径、記録再生特性などを満足する。サーボ領域がなす円弧の半径は、ピボットから磁気ヘッド素子までの距離として与えられる。

プリント回路基板（ＰＣＢ）２００は、４つの主要なシステムＬＳＩを搭載している。これらは、ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０、リード／ライトチャネルＩＣ２２０、ＭＰＵ２３０およびモータドライバＩＣ２４０である。

ＭＰＵ２３０はドライブ駆動システムの制御部であり、本実施形態に係るヘッド位置決め制御システムを実現するＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵおよびロジック処理部を含む。ロジック処理部はハードウェア回路で構成された演算処理部であり、高速演算処理が行われる。また、その動作ソフト（ＦＷ）はＲＯＭに保存されており、このＦＷに従ってＭＰＵがドライブを制御する。

ディスクコントローラ（ＨＤＣ）２１０はハードディスク内のインターフェース部であり、ディスクドライブとホストシステム（例えばパーソナルコンピュータ）とのインターフェースや、ＭＰＵ、リード／ライトチャネルＩＣ、モータドライバＩＣとの情報交換を行い、ドライブ全体を管理する。

リード／ライトチャネルＩＣ２２０はリード／ライトに関連するヘッド信号処理部であり、ヘッドアンプ（ＨＩＣ）のチャネル切替えやリード／ライトなどの記録再生信号を処理する回路で構成される。

モータドライバＩＣ２４０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）７７およびスピンドルモータ７２の駆動ドライバ部であり、スピンドルモータ７２を一定回転に駆動制御したり、ＭＰＵ２３０からのＶＣＭ操作量を電流値としてＶＣＭ７７に与えてヘッド移動機構を駆動したりする。

実施例１
インプリントスタンパとして０．４ｍｍ厚のＮｉスタンパを用いた。このスタンパは、図１に示すように最内周半径４．７ｍｍ、最外周半径９．７ｍｍの範囲に所定のパターンを有する。トラックピッチは１００ｎｍとした。スタンパの凹凸深さは５０ｎｍとした。

基板として直径２０．６ｍｍ、内径６ｍｍのドーナツ型ガラスディスクを用いた。軟磁性下地層としてＦｅＣｏＶを１００ｎｍ成膜した。結晶質磁性層としてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ₂を１５ｎｍ成膜した。トップコート層としてＳｉＯ₂を含まないＣｏＣｒＰｔを５ｎｍ成膜した。レジストとしてＳｉ化合物であるＳＯＧレジストをスピンコートにより７０ｎｍの膜厚で塗布した。

レジスト層を塗布した基板に対し、インプリントスタンパを常温、大気圧下において２００ＭＰａの圧力で１分間押し付け、レジスト層表面にインプリントスタンパの凹凸を転写した。この転写工程により、非記録部に対応するレジストの凹部が形成された。レジスト凹凸深さはインプリントスタンパの凹凸と等しく５０ｎｍであった。

得られたレジスト凹凸パターンに対しＣＦ₄ガスを用いたエッチングを行い、凹部のレジスト残渣を除去し、非記録部の結晶質磁性層表面を露出させた。この状態では、結晶質磁性層を残す記録部にＳＯＧレジストが残存している。次いで、このＳＯＧレジストをマスクとしてＡｒイオンによりミリングを行い、非記録部を１０ｎｍエッチングし、所望の凹凸パターンを得た。このミリングにより記録部のトップコート層が分断され、非記録部の結晶質磁性層は膜厚１５ｎｍのうち５ｎｍが除去され、凹部の底部に１０ｎｍの結晶質磁性層が残った。

続いて、１００ｋｅＶの加速エネルギーでＡｒイオンを注入し、凹部に残った結晶質磁性層を非晶質化して非晶質ダメージ層を形成した。

この時点で試料を一部抜き取り、記録部の断面ＴＥＭを観測した。その結果、記録部の結晶質磁性層には結晶格子が観測され、結晶状態が保たれていた。一方、非記録部の磁性層には結晶格子が確認されず、非晶質化していることがわかった。また、断面ＴＥＭ像の明度を調べたところ、結晶質磁性層は暗く、非記録部の磁性層は結晶質磁性層と比較して明るかった。

次いで、残存したＳＯＧレジストをＣＦ₄ガスによりエッチングして除去した。最後にこの磁気記録媒体表面にＤＬＣ保護層を形成し、潤滑剤を塗布してＤＴＲ媒体を製造した。

実施例２
実施例１からの変更点として、レジスト剥離後、埋込層としてＮｉＴａ合金を５０ｎｍスパッタして非記録部の凹部に埋め込み、これを結晶質磁性層が露出するまでエッチバックして表面を平坦化した。平坦化後の表面の凹凸差は５ｎｍであった。それ以外に工程は実施例1と同様にしてＤＴＲ媒体を製造した。

比較例１
実施例２において、イオンミリングによって非記録部の結晶質磁性層を除去することなく、非記録部にイオン注入して結晶質磁性層を変性させた変性タイプのＤＴＲ媒体を製造した。

比較例２
実施例１において、イオンミリングによって非記録部の結晶質磁性層を部分的に除去した部分除去タイプのＤＴＲ媒体を製造した。

比較例３
実施例２において、イオンミリングによって非記録部の結晶質磁性層を全て除去し、埋込平坦化を行った全除去タイプのＤＴＲ媒体を製造した。

上記実施例１、２および比較例１〜３の媒体をドライブに搭載し、サーボ信号のＳＮ測定、ランダム信号記録によるビットエラー率（ＢＥＲ）測定、減圧雰囲気下でタッチダウン試験を行った。これらの結果を表1に示す。

比較例１の変性タイプでは、ビットエラー率の低下が見られた。比較例２の部分除去タイプでは、サーボ信号強度のＳＮが確保できず、位置決めが困難であった。比較例３の全除去タイプではタッチダウン気圧が上昇した。媒体表面を観察したところ、表面に１５ｎｍの凹凸差があり、平坦化が困難であることがわかった。

実施例1では、媒体表面に１０ｎｍの凹凸差があるがタッチダウン気圧は０．５気圧であり、深刻な問題とはならなかった。実施例２では特に問題が見られなかった。

以上のように、実施例１、２は記録再生時のサーボ信号強度が高く、ビットエラー率が低く、記録再生ヘッドの浮上安定性に優れている。

本発明に係る磁気記録媒体の概略的な平面図。 サーボ領域およびデータ領域の模式図。 サーボ領域およびデータ領域のパターンを示す平面図。 本発明の第１の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明の第２の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明の第３の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明の第４の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図。 本発明に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。 本発明に係る磁気記録媒体の他の製造方法を示す断面図。 本発明の実施形態に係る磁気記録装置のブロック図。

符号の説明

１…磁気記録媒体、２…データ領域、３…サーボ領域、２１…記録トラック、２２…非記録部、３１…プリアンブル部、３２…アドレス部、３３…バースト部、５１…基板、５２…軟磁性下地層、５３…結晶質磁性層、５４…トップコート層、５５…非晶質ダメージ層、５６…埋込層、５７…保護層、６０…レジスト、１００…ヘッド・ディスクアセンブリ（ＨＤＡ）、１０１…スピンドルモータ、１０２…ピボット、１０３…アクチュエータアーム、１０４…サスペンション、１０５…ヘッドスライダ、１０６…ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、１２０…フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）、２００…プリント回路基板（ＰＣＢ）、２１０…ディスクコントローラ（ＨＤＣ）、２２０…リード／ライトチャネルＩＣ、２３０…ＭＰＵ、２４０…モータドライバＩＣ。

Claims (9)

1. サーボ信号および記録トラックに相当する凸部をなし、結晶質磁性層を含む記録部と、
   前記記録部間の凹部の底部に残存する結晶質磁性層にダメージを与えて形成された非晶質ダメージ層を含む非記録部と
   を有することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記記録部は前記結晶質磁性層とその上に積層されたトップコート層とを含み、前記非記録部の前記非晶質ダメージ層の表面は前記トップコート層の厚さよりも深い位置に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. 前記結晶質磁性層は酸化物を含み、前記トップコート層は前記結晶質磁性層よりも酸化物含有率が低いことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記結晶質磁性層はＣｏ、ＣｒおよびＰｔを含み、前記トップコート層は前記結晶質磁性層よりもＰｔ含有量が少ないことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
5. 結晶質磁性層はＣｏ、ＣｒおよびＰｔを含み、前記トップコート層は前記結晶質磁性層よりもＣｒ含有量が多いことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
6. さらに、前記非晶質ダメージ層上の凹部に埋め込まれた非磁性埋込層を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
7. 基板上に結晶質磁性層を堆積し、
   非記録部に対応して前記結晶質磁性層の一部を選択的にエッチングして、前記非記録部の底部に前記結晶質磁性層を残存させた状態で凹部を形成するとともに、サーボ信号および記録トラックに相当する凸部をなす記録部を形成し、
   前記非記録部の底部に残存した前記結晶質磁性層にダメージを与えて非晶質ダメージ層を形成する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
8. 基板上に前記結晶質磁性層とトップコート層とを堆積し、非記録部に対応して選択的エッチングを行う際に前記トップコート層を全膜厚にわたって除去し前記結晶質磁性層を一部の膜厚にわたって除去することを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. さらに前記非晶質ダメージ層上の凹部に非磁性埋込層を埋め込むことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。

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