JP2010225190A - 記録媒体製造方法、記録媒体、および記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本件は、基板上に磁性体記録層が形成された記録媒体等に関し、パターン化された記録層の上に平坦化された保護膜を形成する。
【解決手段】基板上に磁性体の記録層を形成する記録層形成工程（ａ）と、記録層をエッチングして所定パターンに分離された記録層を形成するエッチング工程（ｂ）〜（ｅ）と、エッチング工程において形成された所定パターンに分離された記録層２０３どうしの間を非磁性体で埋めるとともにさらに記録層の上を含めて非磁性体からなる分離層２０５を形成する分離層形成工程（ｆ）と、分離層上面を、記録層上面に分離層を残しつつ平坦化除去する平坦化除去工程（ｇ）と、平坦化除去工程を経た後の分離層上に保護膜２０６を形成する保護膜形成工程（ｈ）とを有する。
【選択図】 図３

Description

本件は、基板上に磁性体記録層が形成された記録媒体、その記録媒体の製造方法、およびその記録媒体を採用した記憶装置に関する。

近年、コンピュータの情報処理量の増大に伴い、磁気ディスク媒体装置などに用いられる磁気記録媒体である磁気ディスク媒体の大容量化が進んでいる。磁気ディスク媒体の大容量化が進むにつれて、磁気ディスク媒体におけるデータ記録再生用トラックのトラック幅の狭小化が必要となる。

ところが、トラック幅の狭小化に伴い、データ記録の際に磁気ヘッドから発生する漏洩磁界によって、隣接するトラックへの記録（クロスライト）動作が行われてしまい、記録不良および再生不良が生じやすくなるという問題がある。

そこで、上記問題を解決するために、ディスクリートトラック型の磁気ディスク媒体が提案されている。このディスクリートトラック型の磁気ディスク媒体は、例えば記録層(磁性膜)を物理的にトラックごとに分離することにより、隣接トラックへの記録（クロスライト）を防ぎ、高密度記録を実現するものである。記録層は、磁性体と非磁性体が基板の面内半径方向に交互に密接して基板の中心のまわりに同心円状に形成され、外部磁界を受けて主に基板に垂直な方向に磁化方向が変化した磁区をトラックに記録するものである。

ディスクリートトラック型の磁気ディスク媒体は、基板の面内半径方向に磁性体層と非磁性体層が交互に密に配置されている。それらの磁性体層と非磁性体層が交互に配置された上に保護膜を形成すると、表面にその下の磁性体層と非磁性体層の配列に従って凹凸が形成される。近年では、高密度記録のために、磁気ディスク媒体をアクセスするための磁気ヘッドを磁気ディスク媒体に極めて接近させるため、保護膜表面に凹凸があると磁気ヘッドの浮上特性に悪影響を及ぼすおそれがある。

ここで、保護膜表面が凹凸に形成されていれば、磁気ヘッドがその表面に接触したときの摩耗を低減することは可能であり、ヘッドが媒体表面に吸着する可能性を低減できる。。しかしながら、上述のように近年では磁気ヘッドを磁気ディスク媒体にさらに接近させる必要を生じており、接触防止や摩耗耐性の向上は別途の対策に譲ることとし、表面の凹凸はできる限り抑えることが好ましい。

尚、ここでは、ディスクリートトラック型の磁気ディスク媒体を例に挙げて説明したが、記録層が媒体の径方向とトラック方向との双方に二次元的に分離された、いわゆるパターンドメディア方式の磁気ディスク媒体についても平坦化が課題であることは同様である。

特開２００５−２７６３２５号公報

上記事情に鑑み、本件の課題は、パターン化された記録層の上に平坦化された保護膜を形成することにある。

本件開示の記録媒体製造方法は、
基板上に磁性体の記録層を形成する記録層形成工程と、
記録層をエッチングして所定パターンに分離された記録層を形成するエッチング工程と、
エッチング工程において形成された所定パターンに分離された記録層どうしの間を非磁性体で埋めるとともにさらに記録層の上を含めて非磁性体からなる分離層を形成する分離層形成工程と、
分離層上面を、記録層上面に分離層を残しつつ平坦化除去する平坦化除去工程と、
平坦化除去工程を経た後の分離層上に保護膜を形成する保護膜形成工程とを有する記録媒体製造方法である。

また、本件開示の記録媒体は、
基板と、
基板上に形成され所定パターンに分離された磁性記録層と、
記録層どうしの間を埋めるとともに記録層の上を含めて覆い平坦化された非磁性中間層と、
中間層の上に形成された保護膜とを有する記録媒体である。

また、本件開示の記憶装置は、
ディスク状の記録媒体を回転駆動する回転駆動部と、
回転中の記録媒体をアクセスするヘッドとを備え、
上記記録媒体が、
基板と、
基板上に形成され所定パターンに分離された磁性記録層と、
記録層どうしの間を埋めるとともに記録層の上を含めて覆い平坦化された非磁性中間層と、
中間層の上に形成された保護膜とを有する記憶装置である。

本件によれば、表面が平坦な保護層を持ち、高密度記録に適した記録媒体となる。

本件の記憶装置の一実施形態である磁気ディスク媒体装置を示す図である。 比較例としての磁気ディスク媒体の製作方法の各ステップを示す模式図である。 本件の実施形態としての磁気ディスク媒体の製作方法の各ステップを示す模式図である。

以下、本件の実施形態について説明する。

図１は、本件の記憶装置の一実施形態である磁気ディスク媒体装置を示す図である。

この図１に示す磁気ディスク媒体装置には、本件の記録媒体の一実施形態である磁気ディスク媒体が搭載されている。

この図１に示す磁気ディスク媒体装置１００の筐体１０１には、磁気ディスク媒体２００が搭載されている。この磁気ディスク媒体２００は、図示しないスピンドルモータにより回転軸１０２を中心に矢印Ａ方向に回転する。また、この磁気ディスク媒体装置１００には磁気ディスク媒体２００への情報の記録と磁気ディスク媒体２００からの情報の再生を担う磁気ヘッド１０４を先端に備えたキャリッジ１０６が備えられている。このキャリッジ１０６は、ボイスコイルモータ１０７により、回転軸１０５を中心に回転して磁気ヘッド１０４を矢印Ｂ−Ｂ方向に移動させる。磁気ディスク媒体２００の回転制御およびボイスコイルモータ１０７による磁気ヘッド１０４の移動制御は、制御回路１０８が担っている。この磁気ディスク媒体装置１００は、いわゆるランプロード方式が採用されており、このため筐体１０１内には磁気ディスク媒体２００の外側にランプ１０９が配置されている。キャリッジ１０６は、その先端をランプ１０９に乗せて休止し、稼動時にはそのランプ１０９から磁気ディスク媒体２００上に磁気ヘッド１０４を移動させる。

次に磁気ディスク媒体２００の製作方法を説明する。ここでは本件の実施形態を一旦離れ、先ず、比較例としての磁気ディスク媒体の製作方法を説明する。

図２は、比較例としての磁気ディスク媒体の製作方法の各ステップを示す模式図である。
（ａ）ハードディスク基板上２０１にスパッタにより軟磁性層２０２、磁性層２０３を成膜し、その上にナノインプリントを行うためにレジスト２０４を成膜する。
（ｂ）モールド２１０をレジストに押し当てレジスト２０４にパターンを形成する。
（ｃ）ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によりパターン化されたレジスト２０４の凹部の底のレジストを除去する。ここでは、エッチングガスとして酸素を用いている。
（ｄ）ＩＢＥ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｔｃｈｉｎｇ）により磁性層２０３に凹部２０３ａを形成する。エッチングガスはＡｒを用いている。
（ｅ）磁性層２０３の上に残ったレジスト２０４を酸素ガスを用いてＲＩＥにより除去する。
（ｆ）スパッタにより凹部に非磁性体を充填して非磁性層２０５を形成する。ここで用いる非磁性体の材質は誘電体又は金属である。
（ｇ）非磁性層２０５をＩＢＥ法にて除去し、平坦化する。この平坦化では、隣接する磁性層２０３どうしの間の凹部２０３ａ（（ｅ）参照）には非磁性体が充填されるとともに、磁性層２０３の上面が表にあらわれるまで平坦化する。
（ｈ）磁性層２０３と非磁性層２０５とが交互にあらわれている上に保護膜２０６を形成する。

ここで、高密度化に伴いヘッド浮上量はさらなる低下が求められており、磁気ディスク媒体の信頼性向上のために、保護膜２０６には緻密で低応力の膜質が要求される。ゆえに、膜密度、応力ともに優れた化学気相成長法（ＣＶＤ）用いた保護膜形成が必須である。
ところが、平坦化により磁性層の表面を露出させたとき、媒体の表面には非磁性体と磁性体が混在することになる（図２（ｇ））。たとえば非磁性体として誘電体を用いてＣＶＤを行うと、一般に誘電体表面よりも金属（磁性体）表面の方が化学的に活性である（反応性が高い）ため、非磁性体よりも磁性体の上部の方が保護膜の成膜レートが高くなる。すると、図２（ｈ）に示すように保護膜が異常成長し膜厚ムラが発生し、膜応力も高くなるため浮上特性、記録再生特性に重大な支障が生じる可能性がある。

非磁性体として誘電体を用いて、磁性層の表面が露出するまで平坦化を行いＣＶＤにより保護膜を形成したサンプルの平坦性を調査した。ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により平坦化後の表面粗さを評価したところ、Ｒａは０．５ｎｍであった。今後、ヘッド浮上量が低下していくこと（例えば５ｎｍ以下）を考慮すると、この表面粗さは、浮上特性、記録再生特性に大きな影響を及ぼすことになる（従来の連続膜媒体の技術ではＲａは０．２０ｎｍ程度である）。

次に本件の実施形態としての磁気ディスク媒体の製作方法について説明する。

図３は、本件の実施形態としての磁気ディスク媒体の製作方法の各ステップを示す模式図である。

この図３の（ａ）〜（ｈ）のステップのうち、（ａ）〜（ｆ）までの各ステップは、それぞれ、図２に示す比較例の（ａ）〜（ｆ）の各ステップと同じであり、重複説明は省略する。

図３のステップ（ｇ）では、非磁性層２０５をＩＢＥ法にて除去し、平坦化する。この点については図２のステップ（ｇ）と同じである。ただし、平坦化するにあたっては、磁性層２０３の上に積層された非磁性体を１ｎｍ以上５ｎｍ以下残すように平坦化する。

１ｎｍよりも薄い膜を残そうとする製造ばらつき等により磁性層表面があらわれてしまう可能性があり、５ｎｍを越える厚い膜を残すと磁気ヘッドがその厚み分だけ磁性層から離れることになり、ライト性能／リード性能に悪影響を及ぼすおそれがある。

図３のステップ（ｈ）では、その平坦化されて全面が非磁性体で覆われた上に保護膜２０６が形成される。

この場合、保護膜２０６の直下は全て非磁性体で覆われているため保護膜２０６は一様な厚さとなり、表面が平坦な保護膜２０６が形成される。

図３に示す製作方法に基づき、非磁性体として誘電体を用いて、磁性層の上部から非磁性体の厚みを１ｎｍ〜５ｎｍ残す平坦化を行い（図３（ｈ））、ＣＶＤにより保護膜を形成したサンプルの平坦性を調査した。保護膜形成後の表面粗さをＡＦＭにより評価したところ、Ｒａは０．２２ｎｍとなり図２に示す比較例よりも大幅に表面粗さを改善することができ、連続膜媒体並みの表面粗さを得ることが実現できた。ゆえに、本製作方法により良好な浮上特性、記録再生特性を得ることが可能となる。
上記工程において、非磁性体を１ｎｍ〜５ｎｍ形成しておく平坦化を行うには、予め、ＩＢＥによる非磁性体のエッチングレートから１ｎｍ〜５ｎｍの厚みとなるエッチング時間を算出しておいて、１ｎｍ〜５ｎｍの非磁性体膜を形成する。又は、ＩＢＥ装置内にＳＩＭＳ（質量分析器）を搭載して、予め、非磁性体の検出強度低下量と磁性層上部の非磁性体の膜厚を測定しておき、１ｎｍ〜５ｎｍとなる検出強度低下量に到達後、エッチングを終了させても良い。

なお、上記では、基本形態としてのプロセスの手法を一例として挙げているが、これらに限られるものでは無い。

また、上で述べた基板の材質はガラス、アルミ等、特に材質は問われない。磁性材料、非磁性材料もそれらの材料特性を満足するものであれば、特に種類は問われない。

また、図３ではディスクリートトラック型の磁気ディスク媒体における実施例を説明したが、周方向にも非磁性体で分離されているパターンドメディア型の磁気ディスク媒体においても、図示はしないが本実施形態を適用することによって、保護膜の膜厚ムラを抑制することが可能である。

以上より、本実施形態のプロセスを適用することによって、保護膜の膜厚ムラが抑制され、浮上特性、記録特性が良好となる磁気ディスク媒体媒体、及び磁気ディスク媒体装置を提供することができる。

１００ 磁気ディスク媒体装置
１０１ 筐体
１０２，１０５ 回転軸
１０４ 磁気ヘッド
１０６ キャリッジ
１０７ ボイスコイルモータ
１０８ 制御回路
１０９ ランプ
２００ 磁気ディスク媒体
２０１ 基板
２０２ 軟磁性膜
２０３ 磁性層
２０３ａ 凹部
２０４ レジスト
２０５ 非磁性層
２０６ 保護膜

Claims (6)

1. 基板上に磁性体の記録層を形成する記録層形成工程と、
   前記記録層をエッチングして所定パターンに分離された記録層を形成するエッチング工程と、
   前記エッチング工程において形成された所定パターンに分離された記録層どうしの間を非磁性体で埋めるとともにさらに前記記録層の上を含めて該非磁性体からなる分離層を形成する分離層形成工程と、
   前記分離層上面を、前記記録層上面に該分離層を残しつつ平坦化除去する平坦化除去工程と、
   前記平坦化除去工程を経た後の前記分離層上に保護膜を形成する保護膜形成工程とを
   有することを特徴とする記録媒体製造方法。
2. 前記平坦化除去工程が、前記記録層上に残る前記分離層が、１nｍ以上５nｍ以下の厚さとなるように該分離層上面を平坦化除去する工程であることを特徴とする請求項１記載の記録媒体製造方法。
3. 基板と、
   前記基板上に形成され所定パターンに分離された磁性記録層と、
   前記記録層どうしの間を埋めるとともに前記記録層の上を含めて覆い平坦化された非磁性中間層と、
   前記中間層の上に形成された保護膜とを有することを特徴とする記録媒体。
4. 前記非磁性中間層が、誘電体材料で形成された層であることを特徴とする請求項３記載の記録媒体。
5. 前記非磁性中間層が、金属材料で形成された層であることを特徴とする請求項３記載の記録媒体。
6. ディスク状の記録媒体を回転駆動する回転駆動部と、
   回転中の前記記録媒体をアクセスするヘッドとを備え、
   前記記録媒体が、
   基板と、
   前記基板上に形成され所定パターンに分離された磁性記録層と、
   前記記録層どうしの間を埋めるとともに前記記録層の上を含めて覆い平坦化された非磁性中間層と、
   前記中間層の上に形成された保護膜とを有することを特徴とする記憶装置。

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