JP4990866B2 - 磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
特に、MRヘッド(磁気抵抗効果型ヘッド)およびPRML(Partial Response Maximum Likelihood)技術の導入以来、面記録密度の上昇がさらに激しさを増している。近年では、さらにGMRヘッド(巨大磁気抵抗効果型ヘッド)やTMRヘッド(トンネル磁気抵抗型ヘッド)なども導入され、1年に約50%ものペースで記録密度の増加が続いている。
また、近年、面記録密度を高めるために、媒体の絶対膜厚が薄くなってきている。しかし、媒体の絶対膜厚を薄くすると、熱的擾乱によって記録磁化が弱められる現象が顕著になる。このため、媒体の膜厚が薄くなるのに伴って、記録の熱的安定性が大きな技術的課題となってきている。
また、本発明は、本発明の磁気記録媒体の製造方法によって得られた磁気記録媒体を備え、高記録密度特性に優れ、安定した磁気ヘッドの浮上特性が得られる磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
さらに、本願発明者は検討を重ね、レーザー照射を用いてレジストパターンを溶融することにより、高速で効率よくレジストパターンを溶融できることを見出した。
また、本願発明者は、レジストパターンとして用いることができるとともに、凹部内に容易に埋め込むことができる分離層の材料について鋭意検討を重ね、分離層の材料として熱可塑性の有機ケイ素化合物を用いることが好ましいことを見出した。
(2)レーザー光を照射することにより、前記レジストパターンを溶融することを特徴とする(1)に記載の磁気記録媒体の製造方法。
(3)前記分離層を形成した後に、レーザー光を用いて表面検査を行う工程を備えることを特徴とする(2)記載の磁気記録媒体の製造方法。
(4)前記レジストパターンが、熱可塑性を有する有機ケイ素化合物からなるものであることを特徴とする(1)〜(3)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
R1R2Si2O3 ・・・(1)
(上記一般式(1)において、R1およびR2は、置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜8のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルコキシ基または置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基を表す。また、R1およびR2は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。)
(8)前記シルセスキオキサン化合物が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が1500〜30000である化合物であることを特徴とする(5)〜(7)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
(9)前記シルセスキオキサン化合物が、フェニルシルセスキオキサンであることを特徴とする(5)〜(8)の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
「磁気記録媒体」
図1は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された磁気記録媒体の一例を示した断面図であり、磁気記録媒体の一部分のみを拡大して示した拡大図である。
図1に示す磁気記録媒体10は、円盤状であり、表面に対して垂直方向に記録層4を磁化してデータを記録する垂直磁気記録媒体であり、ディスクリートトラック媒体またはパターン媒体として好適に用いられるものである。
非磁性基板1の平均表面粗さRaは1nm以下、より好ましくは0.5nm以下とされる。非磁性基板1の平均表面粗さRaを上記範囲とした場合、記録層4の垂直配向性が良好なものとなる点や、後述するインプリントプロセスにおける圧力分布が小さくなり、加工の均一性が向上する点から好ましい。また、非磁性基板1の表面の微小うねりWaを0.3nm以下とすると、インプリント工程での圧力分布が小さくなり、加工の均一性が向上する点から好ましい。
また、配向制御膜3の厚さは30nm以下であることが好ましい。配向制御膜3の厚さが30nmを超えると記録再生時における磁気ヘッドと軟磁性裏打ち層2との距離が大きくなるため、OW特性(オーバーライト特性)や再生信号の分解能が低下するため好ましくない。
記録層4の厚さは6〜18nmであることが好ましい。記録層4の厚さがこの範囲であると、十分な出力を確保することができ、OW特性の悪化が生じないため好ましい。
R1R2Si2O3 ・・・(1)
上記一般式(1)において、R1およびR2は、置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜8のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルコキシ基または置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基を表す。また、R1およびR2は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
さらに、上記一般式(1)において、R1およびR2は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜4のアルケニル基または炭素数6もしくは7のアリール基であることが、シルセスキオキサン化合物の流動性及び凹凸パターンの矩形性保持の点からより好ましい。
上記R1およびR2となる炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基を例示でき、炭素数2〜8のアルケニル基としてはビニル基、アリル基およびブテニル基を例示でき、炭素数1〜6のアルコキシ基としては、メトキシ基およびエトキシ基を例示でき、炭素数6〜10のアリール基としてはフェニル基およびトリル基を例示できる。この中でも特に、上記R1およびR2が、フェニル基およびメチル基であることが、スタンパーによる型押し時に薄膜の矩形を保持する能力の点で好ましい。
なお、上記一般式(2)において、R1およびR2は、上記一般式(1)におけるR1およびR2と同じである。
また、例えば、水と有機溶剤の二層が形成された混合液にアルカリ金属カルボン酸塩と低級アルコールを溶存させ、この系内にメチルトリクロロシランを滴下して、メチルトリクロロシランを加水分解し、更に加水分解物を縮合させることにより、ポリメチルシルセスキオキサンを合成することができる(例えば、特許2977218号公報参照)。
また、例えば、水と有機溶剤の二層が形成された混合液に、アルカリ金属カルボン酸塩と低級脂肪族アルコールを溶存させ、この系内にフェニルトリクロロシランを滴下して加水分解し、更に縮合させることにより、有機溶媒との相溶性が優れ、分子量分布が狭い低分子量のポリフェニルシルセスキオキサンを合成することができる(例えば、特開平5−39357号公報参照)。
以上説明したように、本発明において好ましく用いられるシルセスキオキサン化合物は、種々の公知の方法により製造することができ、また市販もされている。
また、保護層6は、単層であってもよいし、2層以上の層から構成されていてもよい。保護層6の膜厚は、1〜10nm、特に1〜5nmとすることが好ましい。保護層6の膜厚は、十分な耐久性を確保できる範囲でできるだけ薄くすることが好ましい。
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例として、図2を用いて図1に示す磁気記録媒体の製造方法を説明する。図2は、図1に示す磁気記録媒体の製造方法の一例を説明するための工程図である。
図1に示す磁気記録媒体を製造するには、まず、図2(a)に示すように、非磁性基板1上に、軟磁性裏打ち層2と、配向制御層3と、記録層4となる磁性層7とを、例えばプラズマCVD法やスパッタ法などの薄膜形成技術を用いてこの順で形成し、磁性層7の上にプラズマCVD法などの薄膜形成技術を用いて保護層6を形成する。
その後、レジスト溶液中に含まれる余分な溶媒等を除去するために、必要に応じて恒温槽やオーブンなどを用いて焼成を行う。ここでの焼成温度や時間などについては、使用するレジスト溶液の性質に合わせて適宜調整することができる。
熱可塑性を有する有機ケイ素化合物としては、上記一般式(1)で表されるシルセスキオキサン化合物を含むものを用いることがより好ましい。
ここでの溶媒の使用量は、溶媒100質量%に対してシルセスキオキサン化合物を1〜40質量%、好ましくは3〜6質量%となるような量とする。
続いて、イオンビームエッチングなどのドライエッチング法や反応性イオンエッチング法などを用いて、図2(c)に示すように、レジストパターン8bの凹部8cから露出している保護層6と、保護層6を除去することによって露出された磁性層7とを連続して除去する。このことにより、図2(c)に示すように、分離層5となる凹部4aと、凹部4aによって平面視で磁気的に分離された複数の記録層4とが形成される。
本実施形態においては、例えば、凹部4aを、最小幅が100nm以下であって最大深さが20nm以上である微細で深い形状とした場合であっても、溶融レジストを凹部4a内に容易に緻密に隙間無く充填でき、分離特性に優れ、高記録密度に対応しうる磁気記録媒体10を実現できる。
ここでレジストパターン8bを溶融するには、赤外線ヒーター等を用いてレジストパターン8bを外部から加熱する方法や、レーザー光をレジストパターン8bに照射することにより加熱する方法などを用いることができるが、レジストパターン8bにレーザー光を照射する方法を用いることが好ましい。レーザー光では、磁気記録媒体の表面上に形成されたレジストパターン8bを容易に局所的に加熱することができるので、レーザー光の照射範囲を連続的に移動させる方法により、全てのレジストパターン8bを効率よく溶融することができる。また、レーザー光を照射することによってレジストパターン8bを溶融させる場合、赤外線ヒーター等を用いて外部加熱する場合と比較して、クリーンな環境でレジストパターン8bを溶融させることができ、埃等を嫌う磁気記録媒体の製造方法に好適である。
ここで使用できるレーザー装置としては、ルビーレーザー、YAGレーザー、Nd:YAGレーザー等の固体レーザーの他、炭酸ガスレーザー、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、エキシマレーザー等のガスレーザーなどが挙げられる。
レジストパターン8bは、溶融して溶融レジストにされると、重力および/または毛細管現象によって自己整合的に凹部4a内に埋め込まれる。このことにより、溶融レジストは、凹部4aの奥まで緻密に隙間無く充填される。
また、凹部4aに埋め込まれた溶融レジストは、室温に戻すことによって硬化する。
その後、必要に応じて、分離層5および保護層6の表面に、潤滑剤を塗布することによって潤滑層(図示略)を形成する。
以上のようにして図1に示す本実施形態の磁気記録媒体10が得られる。
(1)熱可塑性を有する有機ケイ素化合物の溶融レジストは、分子量が大きいにもかかわらず粘性および表面張力が低く、記録層4や保護層6を構成する材料に対する濡(ぬ)れ性が高いものである。このため、溶融レジストが、重力および/または毛細管現象によって自己整合的に凹部4a内に埋め込まれることにより、凹部4a内に緻密に隙間無く溶融レジストが充填されることになり、記録層4の周囲や凹部4a内に空隙を生じさせることがない。したがって、凹部4a内の空隙に起因する腐食が発生しにくく、高温高湿の環境において使用する場合においても、耐久性・信頼性に優れた磁気記録媒体10が得られる。
特に、フェニルシルセスキオキサンは、レーザー光による250℃以下の加熱で容易に流動化し、凹部に流れ込んだ後、室温で固化するため好ましい。
また、上記一般式(1)で表されるシルセスキオキサン化合物は、ドライエッチングに対して優れたエッチング特性が得られるものであるため、ドライエッチング後に平滑なエッチング面が得られる。これにより記録トラック部やビット部などとなるパターンを、高精細で形成することが可能となり、磁気記録媒体10の記録密度を高めることが可能となる。
図3に示す磁気記録媒体11が、図1に示す磁気記録媒体10と異なるところは、保護層が、記録層4上に設けられた第1保護層7aと、第1保護層7a上および分離層5上に設けられた第2保護層7bとの2層からなるところである。
したがって、図3に示す磁気記録媒体11の製造方法においても、上述した図1に示す磁気記録媒体10の製造方法と同じ効果が得られる。
また、図3に示す磁気記録媒体11の製造方法においては、分離層5を形成する工程まで行った後に、第1保護層7a上および分離層5上に第2保護層7bを設ける工程を行っているので、記録層4上に設けられた第1保護層7aと、第1保護層7a上および分離層5上に設けられた第2保護層7bとの2層からなる保護層を有し、より一層、耐久性および信頼性に優れた磁気記録媒体11を製造できる。
次に、本発明の磁気記録再生装置として、図1に示す磁気記録媒体10を備えた磁気記録再生装置を例に挙げて説明する。図4は、本発明の磁気記録再生装置の一例を示した概略構成図である。図4に示す磁気記録再生装置Bは、図1に示す磁気記録媒体10と、磁気記録媒体10を支持および回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ23と、磁気ヘッド24と、磁気ヘッド24を先端に搭載したサスペンションを有し、磁気ヘッド24を磁気記録媒体10に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ25と、ヘッドアクチュエータ25を回転自在に支持する回転軸26と、回転軸26を介してヘッドアクチュエータ25を回転および位置決めするボイスコイルモータ27と、信号処理回路28とを備えている。
例えば、図4に示す磁気記録再生装置Bでは、磁気ヘッド24の浮上量を従来よりも低い0.005μm〜0.020μmの高さとすることができ、高出力で、高い装置S/Nが得られ、信頼性に優れた磁気記録再生装置Bを提供することができる。
さらに、本実施形態の磁気記録再生装置Bにおいて、最尤復号法による信号処理回路28を組み合わせた場合、さらに記録密度を向上できる。具体的には、例えば、トラック密度100kTPI以上、線記録密度1000kbpI以上、1平方インチ当たり100Gビット/インチ以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なS/Nが得られる。
(実施例)
本発明の磁気記録媒体の実施例であるディスクリートトラック媒体を以下に示す製造方法により製造した。
円盤状のHD用ガラス基板(コニカミノルタ(株)製、外径1.89インチ)からなる非磁性基板を洗浄後、成膜装置の真空チャンバ内に設置し、真空チャンバ内を1.0×10−5Pa以下に真空排気し、その後、DC(直流)スパッタ法を用いて、65Fe−25Co−10B(原子%)を加熱なしで35nm、Ruを0.8nm、65Fe−25Co−10B(原子%)を35nm成膜することによって軟磁性裏打ち層を形成した。
続いて、DCスパッタ法を用いて、20nmのRuからなる配向制御膜と、12nmの65Co−10Cr−15Pt−10SiO2(原子%)からなる記録層となる磁性層と、4nmの炭素からなる保護層とを形成した。
次に、レジスト層までの各層の形成された非磁性基板を真空チャンバ内に設置し、イオンビームエッチングを用いて、レジスト層の凹部の底面に残存する部分を除去し、凹部の底面に保護層の露出されたレジストパターンを形成した。続いて、イオンビームエッチングを用いて、レジストパターンの凹部から露出している保護層と、保護層を除去することによって露出された磁性層とを連続して除去した。このことにより、分離層になる凹部と、凹部によって平面視で磁気的に分離された複数の記録層とを形成した。
なお、レーザー装置としては、半導体レーザーを用い、レジストパターンを溶融させる際には、レーザー光の波長を408nm、レーザー光の照射範囲であるスポット径を5μm、レーザー光の出力を20mWとし、非磁性基板を回転数510rpmで回転させながら行った。
ここでの表面検査において表面にレーザー光を照射して得られた反射光の散乱状態から、溶融せずに表面に残存しているレジストパターンがなく完全に溶融し、溶融レジストが凹部内に埋め込まれたことが確認できた。
次に、実施例で製造した磁気記録媒体についてグライド検査を行った。グライド検査は、検査ヘッドと磁気記録媒体の表面との間の機械的なスペーシングを8nmとし、検査ヘッドからの磁気記録媒体表面の突起物との衝突に起因するシグナル(グライドヒット)の数をカウントすることにより行った。
また、実施例で製造した磁気記録媒体について耐腐食性評価を実施した。耐腐食性評価は、磁気記録媒体を温度80℃、湿度85%の大気環境下に96時間保持し、その後、磁気記録媒体の表面に生じた5ミクロンφ以上のコロージョンスポットの数をカウントすることにより行った。
Claims (10)
- 非磁性基板上に磁性層を形成し、前記磁性層上に非磁性材料からなるレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンから露出している前記磁性層を除去することにより、分離層になる凹部と、前記凹部によって平面視で磁気的に分離された複数の記録層とを形成する工程と、
前記レジストパターンを溶融して溶融レジストとし、前記溶融レジストを前記凹部内に埋め込んで硬化させることにより分離層を形成する工程とを備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - レーザー光を照射することにより、前記レジストパターンを溶融することを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記分離層を形成した後に、レーザー光を用いて表面検査を行う工程を備えることを特徴とする請求項2記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記レジストパターンが、熱可塑性を有する有機ケイ素化合物からなるものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記有機ケイ素化合物が、下記一般式(1)で表されるシルセスキオキサン化合物を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
R1R2Si2O3 ・・・(1)
(上記一般式(1)において、R1およびR2は、置換されていてもよい炭素数1〜8のアルキル基、置換されていてもよい炭素数2〜8のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1〜6のアルコキシ基または置換されていてもよい炭素数6〜10のアリール基を表す。また、R1およびR2は、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。) - 前記一般式(2)のR1およびR2が、メチル基またはフェニル基であることを特徴とする請求項6に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記シルセスキオキサン化合物が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量が1500〜30000である化合物であることを特徴とする請求項5〜7の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記シルセスキオキサン化合物が、フェニルシルセスキオキサンであることを特徴とする請求項5〜8の何れか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置であって、
前記磁気記録媒体が請求項1〜9の何れか1項に記載の製造方法で製造されたものであることを特徴とする磁気記録再生装置。
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