(57)【要約】【課題】自己組織化リソグラフィーにより作成されるサーボ信号領域のドット配列の乱れを抑制し、サーボ信号の品質低下を防止した磁気記録媒体を得る。【解決手段】自己組織化によりパターン形成された複数の磁気ドットを含む磁気記録媒体において、そのバースト部は、幅方向の中央部の磁気ドットの密度よりも、その周縁部の磁気ドットの密度の方が高い。【選択図】図６
2011233210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ領域と、
プリアンブル部、アドレス部、及びバースト部からなるサーボ領域とを含み、
該バースト部は位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを有し、
該バースト部の磁気ドットパターンは、自己組織化によりパターン形成された複数の磁気ドットを含み、幅方向の中央部の磁気ドットの密度よりも、幅方向の周縁部の磁気ドットの密度の方が高くなっていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
該バースト部の磁気ドットパターンは、該周縁部に連続した磁性体を有する請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
基板上に、少なくともバースト部の位相差検出方式のための帯状のパターンに応じて底面及び側面を有する溝を設けたレジストを形成する工程、
該底面及び側面を疎水化処理または親水化処理し、自己組織化パターン形成ガイドを作成する工程、
疎水化処理または親水化処理された該溝内に自己組織化材料を適用し、自己組織化せしめ、自己組織化ドットパターンを形成する工程、
該基板を該自己組織化パターンをマスクとしてエッチングすることにより、該基板表面に自己組織化ドットパターンが転写された原盤を得る工程、
該原盤に基づいて該自己組織化パターンが転写されたスタンパを形成し、該スタンパを用い該自己組織化ドットパターンに従って磁気記録層表面をパターン加工することにより、少なくともバースト部に位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを形成する工程を具備する、請求項１ないし２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記底面及び側面は疎水化処理されている請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記側面は前記底面に対し傾斜を有する請求項３に記載の方法。
【請求項６】
基板上に、少なくともバースト部の位相差検出方式のための帯状のパターンに応じて幅方向中央部に親水部、その周縁部に疎水部を設けたレジストを形成する工程、
該底面及び側面を疎水化処理または親水化処理し、自己組織化パターン形成ガイドを作成する工程、
疎水化処理または親水化処理された該溝内に自己組織化材料を適用し、自己組織化せしめ、自己組織化ドットパターンを形成する工程、
該基板を該自己組織化パターンをマスクとしてエッチングすることにより、該基板表面に自己組織化ドットパターンが転写された原盤を得る工程、
該原盤を用いて自己組織化パターンが転写されたスタンパを形成し、該スタンパを用い自己組織化ドットパターンに従って磁気記録層表面をパターン加工することにより、少なくともバースト部に位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを形成する工程を具備する磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記自己組織化ドットパターンは、データドットをデータピッチを間引いた位置でドット状に形成したガイドを用いることで、サーボ、データのパターン形成を両立させる請求項３または請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録媒体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のハードディスク装置の磁気記録媒体の記録密度の向上においては、記録マークが室温で消失してしまう熱揺らぎという問題が顕在化している。ビットを物理的に分断したビットパターンドメディアは、その現象を抑制できる高密度磁気記録媒体として提案されている。
【０００３】
ビットパターンドメディアの製造プロセスとしては、媒体を安価に大量生産のために、パターンを大量複製するナノインプリント法の開発が進められている。そこで、まずは、複製の出発点となる原盤の作製技術が鍵となる。ところが、ビットパターンドメディアでは、２Ｔｂｐｓｉ（2 Terabit pitch per square inches）を超える高密度磁気記録媒体として期待されており、１ビットの磁性体ドット周期長が２０ｎｍ以下となり、半導体分野や光ディスク用原盤開発に開発されてきた光リソグラフィー技術ではパターン形成が難しい超微細パターンが必要となる。近年、電子線描画を用いてビットパターンドメディア用原盤開発が行われているが、電子線描画はスループットが低いことや、近接効果などによる解像度低下が大きな問題であった。
【０００４】
ジブロックコポリマーを用いた自己組織化リソグラフィ―は、ジブロックコポリマーのミクロ相分離構造（ラメラ、シリンダー、スフィア構造など）を利用して、安価に数ｎｍから数１０ｎｍの微細パターンを作製できる方法である。この自己組織化構造の微細パターンをマスクとして、下地基板をエッチング加工することで、インプリント用原盤を作製できる。しかし、自己組織化リソグラフィーを用いて、ビットパターンドメディア用原盤を作製するためには、ハードディスク装置で記録再生動作が可能になるレイアウトでパターンニングをしなければならない。
【０００５】
媒体表面の必要な領域に、自己組織化構造を作製する手法として、予め所望の物理的な案内溝を作製し、溝内でミクロ相分離構造としてドットを作製する手法が提案されている。媒体上に同心円状の溝構造を作製し、この案内溝内にスフィア相の自己組織化構造を作製し、下地基板にパターンを転写すると、スフィア部分が１ビットに相当するドットとなって転写され、ビットパターンドメディアのデータ領域用原盤を作製することができる。この案内溝内において、ドット配列は六方細密構造を取っている。一方、磁気記録媒体として機能するためには、記録領域だけでなく、記録再生ヘッドとトラック中心位置の相対位置情報や、トラック・データ及びセクタ・データ情報が埋め込まれたサーボ信号領域を構成するパターンを作製しなくてはならない。サーボ領域は、同期信号を生成するプリアンブル部、セクタ情報やシリンダー情報の含まれるアドレス部、位置決め信号を得るバースト部から成る。このサーボ領域は、単純な直線的な溝ではなく、各信号特性に応じた形状領域が必要であるため、規則的な自己組織パターンで作製することが難しかった。また、サーボ領域は、単純に、ディスク中心から半径方向に伸びているのではなく、ヘッドのスイングアームの軌跡に沿うように形成されている。
【０００６】
プリアンブル部は、信号の記録再生のための同期信号を得るために必須領域であり、この領域の信号品質が悪いと、再生信号をＰＬＬ（Phase Locked Loop）に入力し、再生クロック信号を発生できない。また、アドレス部は、データ領域のシリンダー番号などを得るために必須領域であり、この領域の信号品質が悪いと、記録再生時に、所望のデータ領域を探す（シーク動作）ことができない。現在のハードディスク用磁気記録媒体では、ガラスなどの平面ディスク基板に磁性層が形成され、サーボ信号用マークは、内周から外周へ連続的な磁性体マークがサーボライター装置などで作製される。このサーボ信号用マークのディスク周方向の幅は、ハードディスク装置が、マークの記録再生に回転角速度を一定とするＣＡＶ（Constant Angular Velocity）方式を用いているため、内周から外周に向かって連続的に大きくなっている。ビットパターンドメディアでは、上述したサーボ信号用のパターンを、凹凸形状としてインプリント用原盤に作製し、媒体に転写することで作製できる。従って、自己組織化リソグラフィ―でビットパターンドメディア作製する場合、サーボ部もデータ部と同様に自己組織化パターンを用いて作製する必要がある。そこで、現在の連続磁気記録膜の媒体でサーボ信号用パターンが作製される領域に、予め案内溝を作製し、溝内で自己組織化パターンを作製することで、サーボ信号領域用のパターンを作製しなければならない。プリアンブル部やアドレス部は、内周から外周に向かった領域に案内溝を作製し、溝内に作製されたナノインプリント法で媒体に転写すればよい。ところが、内周側と外周側で溝の幅が変化するため、自己組織化のドット配列数が不連続に変化する領域が生じ、均一にドットを充填することが非常に難しかった。この原盤を用いて作製した磁気媒体では、半径位置によって、大きく欠陥が生じる部分があり、プリアンブル領域では、信号品質が低下し、記録再生が困難になるという問題があった。また、連続膜媒体に比べて、磁性体面積が少ないすなわち充填率が低いため、欠陥部分があると、信号振幅が大きく下がり、記録再生が困難になるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、自己組織化リソグラフィーにより作成されるサーボ信号領域のドット配列の乱れを抑制し、サーボ信号の品質低下を防止した磁気記録媒体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施態様によれば、データ領域と、
プリアンブル部、アドレス部、及びバースト部からなるサーボ領域とを含み、
該バースト部は位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを有し、
該バースト部の磁気ドットパターンは、自己組織化によりパターン形成された複数の磁気ドットを含み、幅方向の中央部の磁気ドットの密度よりも、幅方向の周縁部の磁気ドットの密度の方が高くなっている磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ビットパターンドメディアの模式図である。
【図２】位相差サーボを説明するための図である。
【図３】図２のサーボパターン部のサーボ信号を模式的に表すグラフ図である。
【図４】サーボパターンに配列しているドット群を表す図である。
【図５】自己組織化構造が崩れた様子を模式的に表す図である。
【図６】サーボパターンの配列例と、そのサーボ信号を模式的に表すグラフ図である。
【図７】サーボパターンの配列例と、そのサーボ信号を模式的に表すグラフ図である。
【図８】サーボパターンの配列例と、そのサーボ信号を模式的に表すグラフ図である。
【図９】規則的に配列したドット列とその再生信号波形とを模式的に表す図である。
【図１０】ランダムにドットが配置されている場合と、その再生信号波形とを模式的に表す図である。
【図１１】トラッキングのばらつきＰＥＳに対するドットの位置ばらつきσｐｏｓを表すグラフ図である。
【図１２】ＢＰＭパターン作成法を模式的に表す図である。
【図１３】図１２（ｄ）の状態の平面図である。
【図１４】ガイド端部にドットが多く集まる様子を模式的に表す図である。
【図１５】化学的なガイドを表す模式図である。
【図１６】図１５のパターンの上でＰＳ−ＰＤＭＳに自己組織化を起こさせた様子を模式的に表す図である。
【図１７】側壁転写プロセスを模式的に表す図である。
【図１８】図１７（ｄ）の形状の平面図を模式的に表す図である。
【図１９】側面に傾斜を有するガイドの例を模式的に表す図である。
【図２０】データドットピッチとガイドピッチの設計例を表す模式図である。
【図２１】実施態様に係るパターン原盤及びスタンパを製造する工程を表す模式図である。
【図２２】実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施態様に係る磁気記録媒体は、
データ領域と、プリアンブル部、アドレス部、及びバースト部からなるサーボ領域とを含み、バースト部は位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを有し、このバースト部の磁気ドットパターンは、自己組織化によりパターン形成された複数の磁気ドットを含む磁気記録媒体において、幅方向の中央部の磁気ドットの密度よりも、その周縁部の磁気ドットの密度の方が高いことを特徴とする。
【００１１】
中央部の周縁部の磁気ドット密度の方が高くなっている状態は、例えば磁気ドット間のピッチが密になっている場合、磁気ドットが部分的に重なり合っている場合、及び磁気ドット同士が接触して連続した磁性体を構成している場合を含む。
【００１２】
また、実施態様に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上に、少なくともバースト部の位相差検出方式のための帯状のパターンに応じて自己組織化パターン形成ガイドを作成する工程、自己組織化パターン形成ガイドに自己組織化材料を適用し、自己組織化せしめ、自己組織化ドットパターンを形成する工程、基板を自己組織化パターンをマスクとしてエッチングすることにより、基板表面に自己組織化ドットパターンが転写された原盤を得る工程、原盤に基づいて磁気記録層表面を、自己組織化ドットパターンに従って加工することにより、少なくともバースト部に位相差検出方式のための帯状の磁気ドットパターンを形成する工程を具備する方法であって、
自己組織化パターン形成ガイドに、底面及び側面を有する溝を設けたレジストを形成し、その底面及び側面を疎水化処理または親水化処理することを特徴とする。
【００１３】
一実施態様によれば、底面及び側面は疎水化処理され得る。
【００１４】
一実施態様によれば、側面は底面に対し傾斜を有し得る。
【００１５】
一実施態様によれば、自己組織化ドットパターンは、データドットをデータピッチを間引いた位置でドット状に形成したガイドを用いることで、サーボ、データのパターン形成を両立させることができる。
【００１６】
自己組織化パターン形成ガイドに、底面及び側面を有する溝を設けたレジストを形成し、その底面及び側面を疎水化処理または親水化処理する代わりに、幅方向中央部に親水部、その周縁部に疎水部を設けたレジストを形成することができる。
【００１７】
ビットパターンドメディア（ＢＰＭ）は、磁性体の連続膜を１ビットの形状に加工したものであり、現行のグラニュラー薄膜からなるＨＤＤ媒体で問題となっている熱揺らぎによる不安定をなくすことで、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録密度を向上させる技術である。
【００１８】
図１に磁気記録ビット列とサーボパターンを配置したビットパターンドメディアの模式図を示す。
【００１９】
データはＨＤＤ媒体の周方向に沿って記録されるが、一周はさらに複数のセクターと呼ばれる部分１１に分割されている。セクターの中はさらに、ヘッドを制御する信号が記録されているサーボ領域１３とビット列から構成されるデータ領域１２とから構成される。サーボ領域はさらに機能の異なる複数のバースト部（サーボ信号部）からなる。たとえば、サーボ信号領域は、図１に示すように、再生などの同期信号を発生するプリアンブル１６、データの所在を示すアドレス信号を生成するアドレス部１５、ヘッドがデータ列上に適切に位置するように制御するための信号を発生するサーボ信号部１４からなる。図１に示したサーボ信号は、位相差サーボとよばれる形態である。図１において１７はデータ列が格納されている周方向にそった領域であり、データトラックあるいは単にトラックと呼ばれる。図ではトラックを理解の助けのために点線で記載している。
【００２０】
本実施形態は、ＢＰＭにおいて、上記のサーボ信号生成部が位相差サーボの形態をとるものに関する。位相差サーボとは、ヘッドをトラック１７上に適切に位置させるためのサーボ信号の生成手法の一つである。その原理を図２により説明する。位相差サーボパターンは図１に示すように、トラックに対してある角度を持った直線群からなる。それぞれの直線は平行である。トラックと位相差サーボパターンの関係を模式的に示したものを図２に示す。１４はサーボパターンであり、黒線がたとえば上向きに磁化された部分、白い部分が黒とは逆の向き（下）に磁化された部分である。点線２１はヘッドがトラック上を走行した場合（オントラック）、一点鎖線２２はヘッドがトラックをオフセット量２３だけずれて走行した場合（オフトラック）の軌跡をそれぞれ表す。
【００２１】
図３には、図２のサーボパターン部をヘッドが通過した際のサーボ信号を模式的に表すグラフ図を示す。
【００２２】
点線は図２におけるオントラックの場合（点線）の再生波形、一点鎖線は同様に図２におけるオフトラックの場合（一点鎖線）の場合のサーボ信号波形である。サーボパターン部をヘッドが横切る際には、磁化の上下が規則的に現れるので、信号波形は図３に模式的に示すようにサイン波状になる。ヘッドがオフセット量２３だけずれてしまった場合、位相がオフセット量３１だけずれた波形となる。このように、位相差サーボの場合、オフトラックしたオフセット量は波形の位相の差として現れる。ヘッドを適正なトラック位置へとフィードバックする指標となる位置誤差信号（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｓｉｇｎａｌ：  ＰＥＳ）は、この位相ずれ量をもとに計算すれば良い。所定の位相差になるようにトラックを制御することができる。
【００２３】
この自己組織化ＢＰＭにおいて、上記のサーボ信号を形成するには、いくつかの方法がある。ひとつは、サーボ信号部にも自己組織化パターンが全面に形成できるようにしておき、そのパターンの上からナノインプリント等でサーボ信号を形成するもの、あるいは、位相差サーボなどのパターンの外枠を形成しておき、その中で自己組織化させるものなどがあげられる。いずれの場合においても、配列しているドット群全体がサーボパターンとなるような形態をとる。その状態を模式的に図４に示す。
【００２４】
この場合、サーボ信号は磁性体ドット５１の列からなる領域４２とその間の磁性体がない部分から構成されることになる。ここから得られる再生信号は、ドットの有無に対応した振幅変動を起こすが、ドット群がある領域４２とその間の領域との間には磁性体の有り／無しという大きな変化があるために、全体の波形としては概ね図３に示したようなものになる。すなわちドットの有無に対応した振幅変動はあたかもサーボ信号のノイズとして振舞う。その場合においても、上述したように、位相差でサーボ信号を取る方式とすれば適切なサーボ信号、ＰＥＳを得ることができる。
【００２５】
しかし、以上のパターン形成法では、自己組織化構造が崩れてしまう問題がある。自己組織化は各ドットが等距離をとなる三角格子の形状をとるのが最もエネルギー的に安定である。しかし、自己組織化過程はいたるところでほぼ同時に発生するために、三角格子配列の軸がずれた領域が複数できてしまい、その境界では格子のズレができてしまう。比較として、自己組織化構造が崩れた様子を模式的に表す図を図５に示す。６１が自己組織化ドット、６３が配列の軸、６２は同じ配列の軸を持つドット群からなる、ドメインである。ドメインの境界が配列の乱れとなる。従って、自己組織化でサーボパターンを形成しようとしても、ドメインができてしまい、配列の乱れが生じる。その結果、サーボ信号の品質劣化として現れる。
【００２６】
図６ないし図８に、バースト部におけるサーボパターンの配列例と、サーボパターン部をヘッドが通過した際のサーボ信号を模式的に表すグラフ図を示す。
【００２７】
実施形態に係るこのような構成のＢＰＭは、サーボトラック４２の周縁部の磁気ドットの密度がサーボトラックの中央部の磁気ドットの密度よりも高いことを特徴とするものである。模式的に言うと、図６に示すように、周縁部に位置する直線７１に沿ったドットの密度が、同じ線を中央部に平行移動して同様にして求めたドットの密度よりも大きいことになる。ここで周縁部とは、サーボトラックを構成するドットの集合体の端部から概ねドットのサイズ程度の距離までを意味する。
【００２８】
周縁部はドットの密度が高ければ良く、ドットの形状は特に問わない。たとえば、図８に示すような楕円状のドットとなっていて、そのために磁性体（磁気ドット）の密度が中央部よりも高くなっていても構わない。
【００２９】
また、模式的に図７に示すように、上記周縁部が連続した磁性体からなる構成でも良い。この場合、磁性体の連続の状態はサーボ信号全てに及ぶ必要はなく、再生ヘッドからみて連続とみなされればよい。たとえば図８のようになっていても、再生ヘッドの幅が楕円の長軸よりも短ければ、ヘッドは周縁部が連続した磁性体のように感じるため、実施形態の効果が得られる。従って、再生ヘッドの幅にもよるが、実質的に、中央部のドットの数倍〜数１０倍の長さに亘って連続していれば良い。
【００３０】
図９に、規則的に配列したドット列とその再生信号波形とを模式的に表す図を示す。
【００３１】
まず、位相差サーボのガイドパターン内に規則的に配列したドット列を模した磁化パターンを用いて、再生信号波形を相反定理により計算した。その結果を図９に示す。
【００３２】
図９（ａ）は計算に用いた磁化パターンで、白色が磁化ゼロの部分、黒色が飽和磁化が５００  ｅｍｕ／ｃｃの部分である。磁性ドットの厚さを１０ｎｍとし、一つのドットは１０ｎｍ×１０ｎｍの矩形とした。再生ヘッド幅７０ｎｍ、ヘッド表面から媒体表面までの距離を８ｎｍとした。図上部の左端の等高線は再生ヘッドの感度分布を示す。
【００３３】
図９（ｂ）に計算で得られた再生波形を示す。計算ステップが粗いために少し角ばっているが、実質的にサイン波状になっており、磁性ドットの充填率が２５％と少ないにも関わらず問題のないサーボ信号波形となっている。
【００３４】
次に、図１０にまったく配列していない状態の、すなわちランダムにドットが配置されている場合と、その再生信号波形とを模式的に表す図を示す。図１０（ａ）に示すようなランダムに存在するドットによって、図１０（ｂ）に示すグラフは、振幅の変動が大きい、歪んだ波形となっており、サーボ信号品質が悪くなっていると考えられる。
【００３５】
次に、得られた波形をもとに、サーボの性能としてトラッキングの位置誤差を調べるため、ＰＥＳの算出を行った。この処理は、一般的な位相差サーボからＰＥＳを算出する方法と同等である。その結果を図１１に示す。
【００３６】
図１１は、トラッキングのばらつきＰＥＳに対するドットの位置ばらつきσｐｏｓを表すグラフ図を示す。
【００３７】
ここでは、トラック周辺部のドットのピッチを変化させており、曲線１０１、１０２，１０３はそれぞれ図６、図７、図８に対応しており、それぞれの波形は図の下段に示している。横軸は、ドット配列のばらつきとして、位置ばらつきを加えている。ドットばらつきσｐｏｓが大きくなるほど、全体的にはＰＥＳの劣化方向を示すが、Ａ、Ｂ、Ｃとなるほど、周辺部の磁性体の充填率が上がり、σｐｏｓの増加によるサーボ性能の劣化が抑えられる傾向を示す。
【００３８】
他の実施形態にかかる磁気記録媒体の作成方法を以下に述べる。
【００３９】
基本的な作成法は、自己組織化マスクを用いて加工を行う一般的なＢＰＭ作成法を用いることができる。
【００４０】
まず、ガラス基板上にスパッタリング法などで垂直磁化膜を形成して原料媒体を作る。垂直磁化膜としてはたとえばＣｏとＰｔを含む合金が異方性エネルギーが大きい磁性材料として知られている。垂直磁化膜の下には結晶性を制御したり密着性を向上するための非磁性の下地層を設置しても良いし、垂直磁気記録で用いられているいわゆる軟磁性下地層を設けても良い。磁性層自身も磁気記録性能向上のために複数の磁性層あるいは非磁性層の積層構造となっても良い。磁性層の上にはＣなどによる保護層を積層するのが一般的である。
【００４１】
次にＢＰＭのパターンを作成する。電子線描画ａｎｄ／ｏｒ自己組織化材料などによって、Ｓｉ基板などの上のレジストに所望のパターンを形成して原盤を作成する。パターンは現像したレジストそのものでも良いし、レジストをエッチングマスクとしてＳｉ基板を加工したものでも良い。実施形態に係るビットパターンドメディアの特徴は自己組織化を用いたパターン形成の部分にあり、これは後で詳しく記す。
【００４２】
次に、原盤からスタンパを作成する。たとえば、原盤にＮｉなど硬質な金属をメッキなどの手法で形成しそれを引き剥がす。剥離したＮｉ板をスタンパーとしても良いし、Ｎｉスタンパーから射出成型などで転写した樹脂の板をスタンパーとしても良い。Ｎｉスタンパーからさらにメッキによって複製したＮｉ板をスタンパーとしても良い。
【００４３】
次に、原料媒体の上に塗布したレジストにスタンパーを押し付けるナノインプリント法によって、原料媒体の上に加工マスクを形成する。ナノインプリントには、たとえば、ＳＯＧレジストに高圧で押し付ける室温インプリント、ＵＶ硬化樹脂にスタンパを押し付けてＵＶ照射するＵＶインプリント、熱軟化性樹脂を用いる熱インプリントなどを用いることができる。
【００４４】
次に原料媒体上のマスクを利用して、磁性層をエッチングする。エッチングにはイオンミリング、イオン注入、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）などを用いることができる。
【００４５】
次に加工後の凹凸を平坦化し、保護層を形成し、ヘッド浮上のための潤滑剤を塗布する。平坦化はＳｉＯ２などを成膜した後に研磨する方法でも良いし、保護層を兼ねてＣなどを堆積させるのでも良い。平坦度は、基板程度にできればベストであるがコストがかかるので、浮上特性を損なわない程度の表面粗さで止めても良い。
【００４６】
実施形態にかかる磁気記録媒体の作成法について簡単に述べたが、実施形態は自己組織化材料を用いてＢＰＭパターンを形成する技術に係るので、それ以外の媒体材料や作成プロセスには特に制限はない。磁性材料はＣｏＰｔ合金以外のものを用いても良いし、面内磁化膜でも良い。加工プロセスもＨＤＤ装置の仕様・目的に応じて任意に選ぶことができる。
【００４７】
実施形態にかかる磁気記録媒体に用いるＢＰＭパターン作成法について以下に述べる。
【００４８】
自己組織化材料としてＰＳ−ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  −  ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）ジブロックコポリマーを使用する場合、ＰＳブロックとＰＤＭＳブロックは分子の構造に由来して疎水性を持つが、ＰＤＭＳの方がより疎水性が強い。そこで、位相差サーボを構成する配列ガイドを疎水性のもので作ることで、ガイド端部のドット密度を増加させることができる。
【００４９】
ＢＰＭパターン作成法を模式的に表す図を図１２に示す。
【００５０】
まず、図１２（ａ）に示すように、基板の上にサーボガイドを構成するレジスト１６１を塗布する。レジスト材料としては、たとえばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）を用いることができる。その後、ガイド構造を持つスタンパを押し付けて、図１２（ｂ）に示すように、レジストのガイド構造を作る。その後図１２（ｃ）に示すように疎水処理を行う。疎水処理としては、たとえばＨＭＤＳ（ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）を塗布すれば良い。図中の１６２とあるのは疎水処理を施された表面を模式的に示すものである。ＨＭＤＳが表面にあるガイドにＰＳ−ＰＤＭＳを塗布し、真空中で１５０℃で１０時間のアニールを施し、自己組織化を起こさせる。その状態を図１２（ｄ）に示す。壁面近くにあるＰＤＭＳドット１６３は、同じ疎水性を持つ界面がドット下部と側部の両方に存在するため、壁面に近づきやすくなる。図１２（ｄ）の状態の平面図を図１３に示す。ＰＤＭＳが壁面に引き寄せられる傾向を持つために、ＰＤＭＳドットは壁面に多く集まり、中央部のドットはそれと等間隔になるような位置で自己組織化する。図１３に示すように、この条件下では、ガイド端部にドットが多く集まり、そのためにこれをマスクにして加工したＢＰＭは、ガイドの端部の磁性体密度が中央部のそれよりも大きくなる。プロセス条件によっては、端部のＰＤＭＳドットはより多く壁面に近づこうとして壁面に沿った楕円形になったり、小さいドットに分裂る場合もある。
【００５１】
ガイド端部にドットが多く集まる様子を模式的に図１４に示す。この場合も端部の磁性体密度が端部で高くなることになる。疎水性の制御や自己組織化温度の調整などによって、楕円変形をより大きくすることもでき、そのような場合には、図７や図８のような、直線的になったＰＤＭＳ部を形成することもできる。疎水処理は、一般には、凹凸のない平面の下地上に施して、自己組織化ポリマーの配列を向上させる(たとえばドメインの大きさを大きくする)ことに用いられる。しかし、本実施形態のような溝構造の場合には、側壁にもＨＭＤＳが付着すると図１４に示すような配列の乱れが発生するために、このような疎水処理は一般には行われない。あるいは行うにしても側壁に疎水処理が及ばないように、側壁部分と底面部分の材質を変えるようなことが行われる。あるいは、側壁を低くしたり、側壁のテーパ角度を垂直に近くしてＨＭＤＳが付着しにくくするようなことが行われる。本願では、ＳＯＧにスタンパを押し付ける際に溝の底面部分の残渣が厚くなる条件にしておいて、底面部分と側壁部分の材質を同じになるようにして、あえてＨＭＤＳが底面と側壁の両方に十分に付着するようにしたものである。上述のように、このような措置は配列を乱すので一般には行われない。
【００５２】
上記の例ではＨＭＤＳ塗布による疎水化の例を述べたが、親水化処理でも同様なことができる。ＰＳ−ＰＤＭＳのＰＳがドットになるような自己組織化材料を使い、ガイドをＵＶ照射するなどして親水化させた場合、同様にＰＳドットはガイド端部に多く集積することになる。親水化処理についても、上述のように、一般には配列を向上させるために行う処理であるため、本願のような、配列を乱すように側壁にも親水化処理を行うことはしない。
【００５３】
上記の例では、ＨＭＤＳによる疎水化処理について述べたが、ガイドを疎水性を持つ樹脂で形成しても同様の効果が得られる。疎水性の樹脂としては、たとえばＵＶ硬化樹脂がある。図１２において、レジストをＵＶ硬化樹脂とし、図１２（ｃ）のインプリント時にＵＶ照射して硬化させたものをガイドパターンとすれば良い。ＵＶ硬化樹脂をガイドにして自己組織化を起こさせる例は知られているが、その際には、配列の乱れを防ぐために、底面部と側壁部の両方に親和性あるいは非親和性のあるような材料を使わないのが一般的である。
【００５４】
上記の例では、ガイドを溝形状のものとしたが、化学的なガイドでも構わない。化学的ガイドとしては、たとえば親水性のある下地に疎水性の部分を露出させる方法がある。たとえば、ＰＳからなる膜を基板上にスピンコートし、マスクを介した電子線照射で部分的にＰＳを除去したものを用いれば良い。
【００５５】
化学的なガイドを表す模式図を図１５に示す。
【００５６】
１９２が基板上に塗布したＰＳ部分、１９１がＰＳを剥離した部分である。相対的に１９１の部分の方が疎水性となる。図１５のパターンの上でＰＳ−ＰＤＭＳに自己組織化を起こさせたものが図１６である。ＰＤＭＳドットは疎水ガイド１９１の上により多く凝集する。この例のような化学的なガイドを用いる場合には、１９１のような疎水部分は自己組織化材料の配列周期に整合したドット状、たとえば、所望の三角格子の整数倍周期の位置に自己組織化ドットと同程度の大きさで点状に形成して(データドット形成法として後述)、配列性を向上させるのが一般的である。本願のような直線状にしてしまうと、図１６に示したように配列の乱れを発生させてしまうので、一般的には直線状の化学ガイドを形成することはしない。
【００５７】
上記の例の他に、側壁転写プロセスを使う方法もある。
【００５８】
側壁転写プロセスを模式的に表す図を図１７に示す。
【００５９】
たとえばＳＯＧなどのレジストでガイド構造を形成するまでは、図１２と同じである。図１７（ａ）に示すようにガイドを形成した後、図１７（ｂ）に示すようにＣなどの最終的な側壁マスクとなる材料（側壁材２０１）を堆積する。堆積には、壁面にも堆積しやすいＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いると良い。その後、図１７（ｃ）に示すように、図１２の場合と同様に、自己組織化をさせる。その後、エッチングにより母材ＰＳを除去するとともに、パターンの底だしエッチングを行う。その際、ＰＳ母材の下にあるＣ層もエッチングする。このプロセスにより、ＰＤＭＳドットと側壁部分以外のＣ膜は削れてしまって、図１７（ｄ）に示すような形状となる。
【００６０】
図１７（ｄ）の形状の平面図を模式的に示したのが図１８である。
【００６１】
図１８に明らかなように、このパターンを用いて加工することで、サーボガイドの端部に直線状の磁性体部を形成することができる。一般には、側壁転写プロセスの使用の如何に関わらずガイドとなる部分はパターンマスクとして残さない。なぜならばこの部分が磁性体として残るために、ＨＤＤの情報記録に使うことができず、かつノイズ源となるためである。しかしながら本願ではあえて側壁転写技術を用いてガードパターンの側壁位置に薄い線状のパターンを残し、その形状の磁性体を形成するようにする。このことにより、図１８のような端部だけが乱れた特異なパターンを形成することができる。
【００６２】
図１９に、側面に傾斜を有するガイドの例を模式的に表す図を示す。
【００６３】
図示するように、さらにその他の方法として、原盤のガイド端の傾きを形成することでも実現できる。具体的には、ｉ線レジストを使用することで、表面から奥になるほどレジストが反応しにくいため、表面からの距離に応じた傾きを形成することができる。この傾きを持ったガイドに自己組織化させることで、ガイドエッジの密度を上げることができる。一般にはガイド端の傾きは急峻なほど良いとされる。なぜならば、図１９に示すようにそこに自己組織化ドットが乗り上げて配列を乱すからである。図１９の例ではガイド端の傾きはガイドの端部に集中しているが、ガイド全体が傾斜を持っている形状でも構わない。この場合乱れた構造はガイド中央部にまで及ぶが、端部がより多く乱れるため結果として磁性体密度が向上して本願のビットパターンド媒体を構成することができるのである。
【００６４】
ここまでは、本願の特徴である、ＢＰＭ用サーボパターンとして、ガイドエッジ周辺部の密度を上げることについて述べた。一方、データドットについては、全ドットが所定の密度で安定的に配置する必要がある。
【００６５】
図２０に、データドットピッチとデータドットのためのガイドピッチの設計例を表す模式図を示す。
【００６６】
図２０に示すように、データドットピッチに対して、間引いた位置に低密度のドットを形成し、自己組織化によるデータドット形成のガイドとする。上述のような種々のサーボパターン形成法に対して、このデータドット形成方式を併用させることができる。特に、図15に示した、化学的なサーボ信号用ガイドを用いる場合には、同時にサーボ部とデータ部を形成できるので好ましい。ガイドのピッチ設計として、データドットのピッチの整数倍とする。図２０の例ではデータドットのピッチを１７ｎｍとし、そのときガイドのピッチは２倍の３４ｎｍであり、ガイドの作成条件はデータドットよりも緩和されることになる。よって、微細加工の有利な自己組織化技術を活用して、高性能なトラッキングを可能とするサーボパターンとデータドットとの両立を実現できる。この方法以外にも、たとえば、凹凸の溝状のガイドを形成して、その凹部に自己組織化させる方法でデータドットを形成しても良い。その際には、一般的な方法として上述したような、親和性のある部分を底部にのみ形成する、端部のテーパ角を垂直に近くする、といった方法を用いることができる。また、溝幅を配列周期とほぼ同じにすることで配列を向上させることができる。あるいは、配列周期と整合した位置にへこみ(ノッチ)を形成することで配列を向上させることができる。これ以外にも一般に知られた配列を向上させる種々の方法を用いることができる。
【００６７】
実施形態によれば、ビットパターンドメディアにおいて、自己組織化ドットで位相差サーボ信号を構成した場合の、サーボ信号の品質（ＰＥＳ）の劣化を抑えることができる。
【００６８】
次に、図２１，図２２を用いて、図１２（ｄ）または図１７（ｄ）の後工程について説明する。
【００６９】
図２１は、実施態様に係るパターン原盤及びスタンパを製造する工程を表す模式図を示す。
【００７０】
図２２は、実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程を表す模式図を示す。
【００７１】
図２１（ａ）は、ドットの凸パターンをマスクとして、ハードマスク層４２のうち膜厚５ｎｍのＳｉハードマスク層４２ｂを、ＣＦ４プラズマエッチング（０．２Ｐａ、アンテナ―パワー５０Ｗ、コイルパワー５０Ｗの条件で１５秒曝露）して選択的に除去した後の状態を示す。これに、Ｓｉハードマスクの下にある膜厚１５ｎｍのＣハードマスク４２ａをエッチングするために、酸素プラズマエッチング（０．２Ｐａ、アンテナ―パワー１００Ｗ、コイルパワー１００Ｗの条件で３５秒暴露）を行う。その結果、図２１（ｂ）に示すように、ドットの凸パターンはハードマスク４２に転写される。  次に、ドットパターンをＳｉ基板に転写するために、ＣＦ４プラズマエッチング（０．２Ｐａ、アンテナ―パワー１００Ｗ、コイルパワー１００Ｗの条件で３０秒暴露）を施す。その結果、図２１（ｃ）に示すように、ドットの凸パターンは基板４１に転写される。最後に残留しているＣハードマスク４２ａを酸素プラズマエッチングで除去する（０．２Ｐａ、アンテナ―パワー１００Ｗ、コイルパワー１００Ｗの条件で４０秒暴露）ことで、図２１（ｄ）に示すように、シリコンスタンパ原盤４１’を作製した。  原子間力顕微鏡で確認したところ、自己組織化ポリマーによるドットパターンと同じく、サーボパターンは、幅方向の中央部のドットの密度よりも、該中央部の周縁部のドットの密度の方が高くなっている構造が観察された。
【００７２】
このシリコンスタンパ原盤４１’に、図２１（ｅ）に示すように、スパッタリング法によって薄い導電膜４５を形成した。ターゲットには純ニッケルを使用し、８×１０−３Ｐａ迄真空引きした後、アルゴンガスを導入して０．５Ｐａに調整されたチャンバー内で１００ＷのＤＣパワーをかけて３０秒間スパッタリングさせて、７ｎｍの導電膜を得た。次に、電解メッキ法にて、導電膜上にＮｉを堆積させた。電気メッキ浴条件は次の通りである。
【００７３】
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０．１５ｇ／Ｌ
液の温度：５０℃
ｐＨ：４．０
電流密度：１０Ａ／ｄｍ２
このとき得られたＮｉ膜の厚さは３００μｍであった。次に、図21（ｆ）に示すように、堆積したＮｉ膜をＳｉ基板から引き剥がすことで、導電化膜付きのガイド用インプリントＮｉスタンパ４６を形成した。
【００７４】
次に、ビットパターンド媒体用の磁性体を加工するプロセスの一例を述べる。
【００７５】
図２２（ａ）に示すように、１．８インチドーナツ型ガラス基板たる被加工材基板８１上に垂直記録用の磁気記録層８２、レジストマスクから磁気記録層にパターン転写をするためのハードマスク層８３が形成された基板を用意し、このハードマスク層８３上にノボラック系レジスト（ローム・アンド・ハース製、Ｓ１８０１）を回転数３８００ｒｐｍでスピンコートし、レジスト膜８４を形成した。ここで、ハードマスク層８３は、基板側からカーボン層を２０ｎｍ及びＳｉ層を５ｎｍの膜厚で積層した構成とした。その後、上述のスタンパ４６の被加工材基板８１に対する位置合わせを行った。その後、図２２（ｂ）に示すように、スタンパ４６を２０００ｂａｒで１分間プレスすることによって、レジスト膜８４にそのパターンを転写した。パターンが転写されたレジスト膜８４を５分間ＵＶ（紫外線）照射した後、１６０℃で３０分間加熱した。以上のようにインプリントされた基板をＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、２ｍＴｏｒｒのエッチング圧下でレジスト膜に酸素ＲＩＥを行って図２２（ｃ）に示すように、レジストパターン８４’を形成した。続いて、レジストパターン８４’をマスクとして、次の様にドット状のハードマスクパターン８３’を形成した。まずハードマスク層の上部のＳｉ層を０．１Ｐａ、アンテナ―パワー５０Ｗ、コイルパワー１０Ｗの条件で３０秒エッチングし、ドット状のＳｉハードマスクを形成した。次に、このＳｉ層をハードマスクとして、下層にあるＣ層を酸素プラズマエッチングで、０．１Ｐａ、アンテナ―パワー２００Ｗ、コイルパワー５Ｗの条件で４０秒行って除去することで、図２２（ｄ）に示すような、ドット状のＣハードマスクパターン８３‘を形成した。
【００７６】
このドット状のハードマスク層８３’をマスクとして、Ａｒイオンミリングを用いて、磁気記録膜８２をエッチングし、図２２（ｅ）に示しような、孤立したドット状の磁気記録層８２’を形成した。
【００７７】
その後、図２２（ｆ）に示すように、エッチングマスクとなっていたドット状のハードマスクパターン８３’を剥離するため、４００Ｗ、１Ｔｏｒｒで酸素ＲＩＥを行った。
【００７８】
その後、図２２（ｇ）に示すように、基板８１及び磁気記録層８２’上に、保護膜８５としてＣＶＤ（化学気相成膜法）で３ｎｍ厚のＤＬＣを成膜した。
【００７９】
さらに、保護膜８５上に図示しない潤滑剤をディップ法で１ｎｍ厚となるように塗布し、ビットパターンドメディア１６２を得た。なお、磁気記録層８２ａの形成後、ＳｉＯ２等の非磁性材料がスパッタなどによって溝に埋め込み形成された後、保護膜としてＤＬＣが成膜されることも、ヘッドの浮上安定させるよう表面形状を平坦化調整できる点で好ましい。
【００８０】
本願の骨子を成すものは、サーボ部を自己組織化ポリマーで構成することである。従って、上述の、スタンパ作成および磁性体加工からなる後工程はあくまでも一例であって、一般的に知られている、種々のパターンド媒体の作成法を用いることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１１…セクター、１２…データ領域、１３…サーボ領域、１４…サーボ部、１５…アドレス部、１６…プリアンブル、１７…データトラック（トラック）、２１…ヘッドがトラック上を走行した場合（オントラック）の軌跡、２２…ヘッドがトラックをオフセット量２３だけずれて走行した場合（オフトラック）の軌跡、２３…オフセット量、３１…位相オフセット量、５１磁性体ドット、６１…自己組織化ドット、６２…ドメイン、６３…配列の軸、７１…周縁部、１６１…サーボガイドを構成するレジスト、１６２…疎水処理を施された表面、１６３…ＰＤＭＳドット、１９１…ＰＳを剥離した部分、１９２…基板上に塗布したＰＳ部分、２０１…側壁材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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