(57)【要約】【課題】  記録セルのパターンが高度に配列化し、作製が簡単で、高速で読み出し読み出しが可能な、記録媒体、記録媒体の作製方法、および記録装置を提供する。【解決手段】  互いに分離して形成された複数の記録セル（１１）を含む記録トラック帯（１）を有し、記録セル（１）はトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、記録トラック帯（１）は複数列のサブトラック（１ａ〜１ｄ）を含み、記録トラック帯（１）内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿ってピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラックを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なることを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
前記分離領域の幅は、前記記録トラック帯内の隣り合うサブトラック間の距離よりも大きく、かつ前記分離領域の幅は２０〜２００ｎｍの範囲の長さであることを特徴とする請求項１記載の記録媒体。
【請求項３】
書き込みヘッドと、
読み出しヘッドと、
互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体とを具備したことを特徴とする記録装置。
【請求項４】
前記分離領域の幅は、前記記録トラック帯内の隣り合うサブトラック間の距離よりも大きく、かつ前記分離領域の幅は２０〜２００ｎｍの範囲の長さであることを特徴とする請求項２記載の記録装置。
【請求項５】
前記読み出しヘッドは複数列のサブトラック上に位置する記録セルの信号を読み出すように形成されており、さらに読み出された複数列のサブトラック上に位置する記録セルの信号に基づいて読み出しヘッドのトラッキングを制御する手段を具備したことを特徴とする請求項３、４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
前記読み出しヘッドは、複数列のサブトラック上に位置する記録セルの信号を読み出せる幅を有することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、
書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、読み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する手段とを具備したことを特徴とする記録装置。
【請求項８】
互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック
帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで
周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを
含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、
書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段とを具備したことを特徴とする記録装置。
【請求項９】
前記分離領域の幅は、前記記録トラック帯内の隣り合うサブトラック間の距離よりも大きく、かつ前記分離領域の幅は２０〜２００ｎｍの範囲の長さである請求項７、８のいずれかに記載の記録装置。
【請求項１０】
さらに、トラッキング用の読み出しヘッドを有することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の記録装置。
【請求項１１】
前記書き込みヘッドまたは前記読み出しヘッドをアシストする手段として、電子線または近接場光を照射する手段を有することを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度記録が可能な記録媒体および記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザーの扱う情報は著しく増大してきている。このような状況の下で、これまでより飛躍的に記録密度の高い情報記録再生装置に対する期待は高まるばかりである。記録密度を向上させるためには、記録媒体において記録の書き込み単位である１つの記録セルまたは記録マークの大きさを微小化することが必要である。しかし、従来の記録媒体において記録セルまたは記録マークの微小化は大きな困難に直面している。
【０００３】
例えば、ハードディスクなどの磁気記録媒体では、記録層に粒度分布の広い多結晶体を用いている。しかし、結晶の熱揺らぎのために、小さい多結晶体では記録が不安定となる。このため、記録セルが大きい場合は問題ないが、記録セルが小さいと記録の不安定性やノイズの増大が生じる。これは、記録セルに含まれる結晶粒の数が少なくなることと、記録セル間の相互作用が相対的に大きくなることが要因になっている。
【０００４】
相変化材料を用いた光記録媒体においても状況は同様であり、記録マークサイズが相変化材料の結晶サイズと同程度となる１インチ平方当たり数百ギガビット以上の記録密度では、記録が不安定になるとともに媒体ノイズが大きくなる。
【０００５】
これらの問題を回避するため、磁気記録の分野においては、あらかじめ記録材料を非記録材料により分断し、単一の記録材料粒子を単一の記録セルとして記録再生を行うパターンドメディアが提案されている（Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，７６（１９９４）ｐｐ６６７３；ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  ５，８２０，７６８および５，９５６，２１６；Ｒ．Ｈ．Ｍ．Ｎｅｗ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｂ１２（１９９４）ｐｐ３１９６；荻野谷他，特開平１０−２３３０１５号公報）。
【０００６】
しかし、従来は記録材料粒子を孤立させた構造を形成する方法として、リソグラフィー技術が用いられている。光リソグラフィーは一括露光であるためスループットの面で高密度化には対応できるものの、加工サイズの面では十分微小な記録セルを加工するのは困難である。電子線リソグラフィーや集束イオンビームなどは数１０ｎｍの微細な加工が可能であるものの、加工コスト、加工スピードの点から鑑みて実現性は乏しい。
【０００７】
特開平１０−３２０７７２号公報には、基板上に二次元に配列した直径数ナノメートルから数マイクロメートルの微粒子をマスクとして用い、リソグラフィー技術によって、基板上に孤立した磁性微粒子が形成された磁気記録媒体を作製する方法が開示されている。この方法は、安価なパターンドメディアの作製方法といえる。
【０００８】
微粒子を基板上に二次元的に配列させる方法としては、長鎖アルキル基で被覆した微粒子を基板上に塗布し、乾燥時の微粒子間の自己凝集を利用して大面積に比較的均一な単粒子層を形成する方法が報告されている（Ｓ．Ｈｕｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３８（１９９９）ｐｐ．Ｌ４７３−Ｌ４７６）。
【０００９】
また、ブロックコポリマーが形成する自己組織的な相分離構造を利用して、基板に規則配列構造を形成する方法が知られている（例えば、Ｍ．Ｐａｒｋ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２７６（１９９７）１４０１）。ポリスチレン／ポリブタジエンやポリスチレン／ポリイソプレンなどのブロックコポリマーでは、オゾン処理によりポリスチレンブロックのみを残すことができ、これをエッチングマスクとして用いて孔やラインアンドスペースなどの構造を基板上に形成できることが報告されている。
【００１０】
基板上に微粒子やブロックコポリマーといった自己組織化粒子を二次元的に配列させる成膜方法では、ミクロには自己組織化粒子が格子状に配列した構造が得られる。しかし、マクロには欠陥や粒界が多く存在し、ランダムに向いた格子が形成されるため実用的な記録再生を行うことができない。
【００１１】
また、従来の一様な構造を有する磁気記録媒体では、一定の間隔で信号を書き込んでいる。このため、書き込みエラーが起きた場合でも、一部の記録セルが欠損するのみで、全体では同じ時間間隔で読み取ることができる。これに対して、あらかじめ記録セルを作り込むパターンドメディアでは各記録セルの間隔が一定となるように加工する必要がある。仮に、自己組織化粒子の規則配列によりパターンドメディアを作製できたとしても、すべての領域で内部に乱れや欠陥のない単一の規則配列が形成される必要がある。しかし、同じ領域内で異なる２つの場所から規則配列化が起こった場合、各々の自己組織配列の内部ではそれぞれ規則正しい三角格子が形成されるが、これら２つの自己組織配列は互いの格子位置に整合性がない。このため、それぞれの自己組織配列同士の隣接地点に格子の不連続が生じる。格子の不連続な部分では記録セルの読み出し間隔が異なるため、情報の再生が困難になる。このように、自己組織配列を利用した記録媒体には特有の欠陥として配列の乱れた領域が生じるため、こうした記録媒体を用いるには読み取りエラーの回避方法を確立することも必要になる。
【００１２】
また、記録密度が向上するとトラック密度も向上し、トラッキング用のサーボマークを書き込むことも非常に困難になる。高トラック密度を実現する方法の一つとして、トラッキング用のサーボパターンを物理的な凹凸パターンとして予めディスクに作り込む方法が提案されている（特開平６−１１１５０２号公報）。この方法では、もともと真円度の高いトラックが形成されているため、従来のＨＤＤに比較するとトラック密度を向上できる。しかし、１００Ｇ〜１Ｔｂｐｓｉの記録密度となると、やはり安価なリソグラフィーでは描画することが困難である。さらに、自己組織化を利用した記録媒体では、トラックに自己組織化粒子に特有の規則配列構造が形成される。したがって、従来のトラッキング方法では自己組織化粒子からなる記録セルにアクセスすることは不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、Ｔｂｐｓｉの記録密度を実現するために、パターンドメディアは有効な手段であるが、安価でスループットの高いパターンの作製方法が確立されていない。また、材料の自己組織化を用いる方法は、安価でスループットの高いパターン作製方法であるが、記録データへのアクセスを可能とするような媒体全面が配列化した構造は得られていない。
【００１４】
本発明の目的は、記録セルのパターンが高度に配列化し、作製が簡単で、高速で読み出し読み出しが可能な、記録媒体、記録媒体の製造方法、および記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の記録媒体は、互いに分離して形成された複数の記録セルをトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列した複数列のサブトラックを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なることを特徴とする。
【００１６】
本発明の記録装置は、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の態様にかかる記録装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、読み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する手段とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
本発明のさらに他の態様にかかる記録装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯と、前記記録トラック帯を互いに分離する分離領域とを有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／２だけ離れており、前記分離領域を構成する材料は前記記録セルを構成する材料と異なる記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、  書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、記録セルのパターンが高度に配列化し、作製が簡単で、高速で読み出し読み出しが可能な、記録媒体、記録媒体の作製方法、および記録装置を提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に本発明の一実施形態に係る記録媒体の記録層の平面図を示す。図１に示す記録層には、複数の記録トラック帯１が帯状の分離領域２によって互いに分離されて形成されている。記録媒体全体の形状はディスクでもカードでもよく、特に形状は限定されない。ディスク状の記録媒体では、記録トラック帯１を同心円状またはスパイラル状に形成することが好ましい。カード状の記録媒体では、記録トラック帯１を直線状に形成することが好ましい。
【００２１】
記録トラック帯１内には規則的に配列した複数の記録セル１１が、非記録材料からなるマトリックス１２によって互いに分断されて形成されている。マトリックス１２の材料は記録セル１１に書き込まれた情報を破壊しないものであれば特に限定されない。マトリックス１２の材料としては、例えばＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの無機絶縁材料、ポリマーなどの有機絶縁材料を用いることができるが、これらに限定されない。
【００２２】
記録セル１１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に配列してサブトラックを形成し、１つの記録トラック帯１内には複数列のサブトラックが含まれる。図１では記録トラック帯１内に４列のサブトラック１ａ〜１ｄが含まれている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック例えば１ａ上と１ｂ上に位置する最近接の２つの記録セル１１は、トラック方向で見て互いの中心間の間隔が１つのサブトラック例えば１ａ内でのピッチＰの１／ｎ（ただし２≦ｎ≦５）だけ離れている。図１では、記録セル１１は最も安定な構造である六方細密充填構造をなして三角格子を形成しているので、隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１１のトラック方向におけるずれはＰ／２である。
【００２３】
このような記録媒体は、記録セル１１が記録トラック帯１内において規則配列して密に充填されていればよいので、自己組織化する粒子を用いて安定かつ安価に製造することができる。
【００２４】
記録セル幅は５〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍがさらに好ましい。記録セルの形状は密に充填できる円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。記録セルは六方細密充填構造を有することが好ましい。これは、微粒子の自己組織化では六方細密充填構造が最も安定な構造であり、最も欠陥が少なくかつ安価に作製することができるためである。
【００２５】
記録トラック帯１間の分離領域２は非記録材料からなっていてもよいし、記録材料からなっても良い。記録セルと同一の記録材料からなっていてもよい。
【００２６】
分離領域が非記録材料からなる場合、読み出しヘッドが複数の記録トラック帯を横切る度に、周期的に信号がない領域が現れることを利用して記録トラック帯のシークが容易になる。
【００２７】
分離領域が記録セルと同一の記録材料からなる場合、分離領域からトラッキング信号を検出することや、分離領域に記録トラック帯のアドレス情報を記録することが可能となる。
【００２８】
本発明の記録媒体は、記録が書き込まれる領域のすべてに記録セルの規則配列が形成されていてもよいし、アドレス信号領域等があらかじめ形成されデータ領域として記録セルの規則配列が形成されていてもよい。また、トラッキング用のサーボマーク領域のみに記録セルの規則配列があらかじめ形成されていてもよい。この場合、記録の書き込み読み出しがされる領域は、多粒子系の磁性薄膜などの媒体を形成してもよい。最近ではサーボライトに長時間を要するようになってきており、サーボマークをあらかじめ作りこんでおく方法は非常に有効である。
【００２９】
本発明に用いられる記録媒体は特に限定されず、様々な記録原理に基づくものが挙げられる。例えば、磁気記録媒体、相変化光記録媒体、強誘電媒体、電荷蓄積媒体、有機色素もしくは蛍光化合物などを含有する記録媒体がある。これらのうち、磁気記録媒体および相変化光記録媒体が特に好ましく、さらに高密度化が可能な垂直磁気記録媒体が好ましい。
【００３０】
磁気記録材料としては、例えばＮｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の結晶材料、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ等のＣｏ基アモルファス材料、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ等のＦｅ系微結晶材料、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｃｏ酸化物等が好ましい。
【００３１】
無機の相変化光記録材料としては、例えばＳｂ−Ｓｅ、Ｓｂ−Ｔｅ、Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｓｅ−Ｓｂ、Ｔｅ−Ｇａ−Ｓｅ、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｎ、Ｔｅ−Ａｓ−Ｇｅ、Ｃｓ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅなどが挙げられる。
【００３２】
有機色素としては、電荷記録用色素、相変化記録用色素、ライトワンス型の記録用色素、フォトクロミック色素、蛍光色素、フォトリフラクティッブ色素などがある。有機色素媒体で、電荷の有無により記録する場合は、ドナー性またはアクセプタ性の色素分子が用いられる。一方、結晶−非晶質の相変化により記録する場合は、結晶化速度が大きい色素分子が用いられる。ライトワンス型色素は光を吸収して非可逆的に変化するか、または光を吸収して周囲を非可逆的に変化させる材料である。読み出しに蛍光を用いる場合には蛍光強度の大きいことが好ましい。光により吸収が変化するフォトクロミック化合物も使用することができる。有機色素の具体例は、例えば特開平１１−３２８７２５に開示されている。
【００３３】
蛍光化合物は、有機蛍光化合物でも無機蛍光化合物でもよい。一般に、無機化合物の蛍光寿命は有機化合物の蛍光寿命と比べて長いので、高速の読み出しのためには有機化合物の方が好ましい。
【００３４】
フォトクロミック化合物としては例えば、スピロオキサジン類、ジアリールエテン類、フルギド類、インジゴ類、スピロピラン類、シクロファン類、カルコン類、縮合多環化合物などがある。
【００３５】
本発明の記録媒体の製造方法は、基板上に記録トラック帯に対応する、連続的または断続的な溝領域または特定の化学成分を含む帯領域を形成する工程と、前記溝領域または帯領域に、自己組織化分子または微粒子の２次元的な規則配列構造を形成する工程と、前記規則配列構造に対応する記録セルを形成する工程とを具備したことを特徴とする。
【００３６】
凹凸を有する溝構造を用いる場合には、凹凸の段差の部分により自己組織化粒子の結晶ドメインを断つことにより、溝に沿った規則配列を実現することができる。
【００３７】
特定の化学成分をパターニングした帯領域を用いる場合には、自己組織化粒子の化学的な表面状態と帯領域の化学成分の表面状態を適当に選択することにより、自己組織化粒子が吸着する部分としない部分を形成することができる。自己組織化粒子が吸着する部分においてのみ規則配列化が起こり、帯構造に沿った規則配列が得られる。また、化学パターンにより自己組織化粒子と表面との相互作用を変えることにより、ある相互作用が起こる化学パターン上でのみ所望の規則配列が得られ、別の化学パターン上では規則配列が得られずランダムな配列などになるようにすることも可能である。帯構造の幅は、自己組織化粒子が自然に（つまり帯構造が存在しない場合に）形成する規則配列の大きさより十分小さくする必要がある。このような条件を満たせば、自己組織化粒子は帯構造の幅方向には規則正しく列が並んだ構造を形成することが可能である。
【００３８】
自己組織化粒子の大きさは、径として３〜１００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍさらに好ましい。自己組織化粒子の形状は、上述した記録セルの形状に対応して円形、楕円形、長方形、正方形が好ましく、特に自己組織化により形成しやすい円形が好ましい。
【００３９】
本発明の記録媒体によってＴｂｐｓｉの記録密度を実現しようとする場合、溝構造または帯構造の幅は以下のようにして決定される。例えば、１つの記録トラック帯内に２列の記録セル列が存在する場合には、溝構造または帯構造の幅はおよそ４０ｎｍ程度となる。これは通常の電子線リソグラフィーにより作製可能な大きさである。実際には、１本の記録トラック帯に２列より多くのサブトラックを形成することができるので、分解能は低いがより安価でスループットの高いリソグラフィー手段を利用することが可能である。リソグラフィーとしては、光リソグラフィー、電子線リソグラフィー、原子間力顕微鏡、走査型トンネル顕微鏡、近接場光顕微鏡などの走査型プローブを用いる方法、ナノインプリントリソグラフィー（Ｐ．Ｒ．Ｋｒａｕｓｓ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１３（１９９５），ｐｐ．２８５０）などが利用可能である。
【００４０】
自己組織化粒子としては、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数ｎｍ〜１００ｎｍ径の微粒子などが利用可能である。
【００４１】
ブロックコポリマーを利用する場合には、自己組織化粒子を形成した後、２種類以上のブロックのうち１つを選択的に除去できるものを用いる。この場合、ブロックどうしの間でのＲＩＥまたはその他のエッチングなどに対するエッチングレートの差を利用することが好ましい。
【００４２】
例えば、ポリスチレンとポリブタジエンからなるブロックコポリマーを用いた場合には、オゾン処理によりポリスチレンブロックのみを残すように現像処理が可能である。ポリスチレンとポリメチルメタクリレートからなるブロックコポリマーでは、ポリスチレンの方がポリメチルメタクリレートよりＣＦ4をエッチャントとして用いるリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）に対するエッチング耐性が高い。このため、ＲＩＥによりポリメチルメタクリレートおよびその下の記録層のみを選択的に除去することが可能である（Ｋ．Ａｓａｋａｗａ  ｅｔ  ａｌ．；ＡＰＳ  Ｍａｒｃｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，２０００）。
【００４３】
このようなブロックコポリマーとしては例えばポリブタジエン−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−４−ビニルピリジン、ポリブタジエン−メチルメタクリレート、ポリブタジエン−ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ｔ−ブチルアクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリエチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリイソプレンーポリー２−ビニルピリジン、ポリメチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリスチレン、ポリメチルアクリレート−ポリスチレン、ポリブタジエンーポリスチレン、ポリイソプレン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリ−２−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリ−４−ビニルピリジン、ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリブタジエン−ポリアクリル酸ナトリウム、ポリブタジエン−ポリエチレンオキシド、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ポリアクリル酸、ポリスチレン−ポリメタクリル酸等がある。これらはＡＢ型ジブロックポリマーの例であるがＡＢＡ型のトリブロックコポリマーであってもよい。
【００４４】
ブロックコポリマーを用いる場合、基板表面においてミセル構造またはシリンダ構造を形成するような成分比の分子を用いることが好ましい。これにより、互いに分離され規則配列した円形の記録セルを形成することが可能となる。ブロックコポリマーはトルエンなどの適当な溶媒に溶解したものをスピンコートなどにより製膜することが可能である。ブロックコポリマーの自己組織的な配列への相分離は、一般的には材料のガラス転移点温度以上の温度でアニール処理することにより得られる。
【００４５】
ポリマーや金属などからなる数十ｎｍ径の微粒子を用いる場合には、微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成したディスクの上から展開して乾燥し溶媒を除去した後、適当な溶媒を用いて過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中にディスク基板をある時間浸して微粒子をディスク基板に吸着させ、規則配列させることも可能である。
【００４６】
以上のような方法により自己組織化粒子の規則配列を形成した後、自己組織化粒子をマスクとして、あらかじめ形成しておいた下地の記録層をイオンミリングなどにより削り、所望の規則配列した記録セル列を形成することができる。記録層をより高いアスペクト比で削るためには、記録層と自己組織化粒子膜との間にＳｉＯ2やＳｉなどの膜を形成し、ＲＩＥなどにより自己組織化粒子の規則配列パターンをＳｉＯ2やＳｉに転写（パターントランスファー）した後、記録層を加工することも有効である。ＳｉＯ2やＳｉはＲＩＥにより高いアスペクト比で削ることができるため、これをマスクにして加工することにより、記録層をより高いアスペクト比でエッチングすることができる。
【００４７】
上記のようにして作製した記録セルの規則配列をマトリックス材料で被覆し、表面を研磨により平坦化することにより、マトリックスに埋め込まれた記録セルを有するパターンドメディアを製造することができる。
【００４８】
また、自己組織化粒子をマスクにして、マトリックスに規則配列した微細孔アレイを形成した後、孔を記録材料で埋めることによっても記録セルを形成することができる。この場合、ディスク基板上にマトリックス材料からなる膜を製膜する。次に、自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを形成する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を形成する。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクとしてエッチングを行い、マトリックスに孔を形成する。レジストを除去した後、孔に記録材料を埋め込む。レジストは記録材料を埋め込んだ後に除去してもよい。また、レジストを除去せずに残したまま使用してもよい。
【００４９】
レジスト材料は、記録層を破壊することがなく、リソグラフィーにより構造形成が可能であり、自己組織化粒子の製膜、規則配列化処理によりダメージを受けないものであればよい。自己組織化粒子としては、ブロックコポリマー、またはポリマー、金属、半導体、酸化物などからなる数十ｎｍ径の微粒子などのほかにも、Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイなども利用可能である。
【００５０】
ブロックコポリマーを利用する場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、ミセルまたはシリンダを形成するブロックを選択的に除去できるものを用いる。
【００５１】
ポリマーや金属などからなる微粒子を用いる場合には、マトリックス材料に孔を形成するために、微粒子からなるパターンのネガパターンをマスクとして利用する。すなわち、微粒子配列の上に金属などのエッチングマスクとなりうる材料を堆積した後、微粒子を除去し、微粒子のあった部分のみで下地のマトリックスを露出させてその部分を加工する。
【００５２】
Ａｌの陽極酸化により形成されるＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを利用する場合には、以下のような方法が可能である。まず、凹部においてマトリックスが露出した膜の帯構造の上にＡｌを製膜した後、膜を取り除くことによりＡｌの帯構造を得る。これを陽極酸化することにより、帯構造内で規則配列したＡｌ2Ｏ3の微細孔アレイを得ることができ、これをマスクにして下地のマトリックスに微細孔アレイを転写する。
【００５３】
また、Ａｌ2Ｏ3の微細孔アレイを用いる場合には、Ａｌの微細孔アレイ自体をマトリックスとして用いるもできる。この場合、Ａｌを製膜した後、溝構造の凹部においてＡｌが露出した膜のパターンを形成する。これを陽極酸化すると、Ａｌが露出した部分においてのみ反応が進み、帯構造に沿って配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイが得られる。
【００５４】
また、Ａｌの陽極酸化においては、あらかじめ陽極酸化される表面に微小な孔を付けておくことにより、位置制御された微細孔アレイを形成できる。Ａｌ膜上に溝構造を形成し、ブロックコポリマーなどのマスクを用いたエッチングにより規則配列した微小な孔をＡｌ表面に形成し、自己組織化膜を取り除いた後にＡｌを陽極酸化することにより、規則配列したＡｌ2Ｏ3微細孔アレイを作製することもできる。
【００５５】
以上のようにしてマトリックスに形成した微細孔の規則配列の上に記録材料を製膜した後、研磨することにより分断された記録セルを得ることができる。
【００５６】
さらに、自己組織化粒子を用いた方法により、凹凸の形状を持つスタンプ原盤を作製し、このスタンプ原盤を利用して、ナノインプリントリソグラフィーによりディスク基板にパターンを転写する方法を用いてもよい。
【００５７】
まず、基板上に自己組織化粒子の配列を制御するための溝構造または特定の化学成分をパターニングした帯構造を形成するためのレジストを製膜する。リソグラフィーによりレジストに溝構造または帯構造を作りこむ。自己組織化粒子を製膜した後、アニール処理などにより規則配列化させる。自己組織化粒子をマスクにしてエッチングを行い、スタンプ原盤とする。一方、記録層またはマトリックス膜を製膜した基板上に、マスクとなるレジスト膜を形成する。加熱しながらスタンプ原盤を押し付けることにより、レジストにスタンプ原盤のパターンを転写する。次いで、エッチングにより記録セルアレイまたはマトリックス中の微細孔アレイを形成する工程を経て記録媒体を得る。
【００５８】
記録材料からなる微粒子を直接、帯構造により配列化させて記録セルとして用いる製造方法を用いることもできる。記録材料からなる微粒子を分散させた溶液を、帯構造を形成した基板の上から展開し乾燥し溶媒を取り除いた後、適当な溶媒により過剰に吸着した微粒子を取り除くことにより、自己組織的な規則配列を形成することができる。また、微粒子を分散させた溶液中に基板をある時間浸すことにより微粒子を基板に吸着させ、規則配列を形成させることも可能である。このようにして記録セルを形成した後、微粒子が基板から剥離しないように、バインダーまたは保護膜となる材料で被覆することにより記録媒体を作製することができる。
【００５９】
上記のような方法では、アニール処理などの再配列化処理により、帯構造に沿って大面積で自己組織化粒子を規則配列させることが可能である。このような再配列化が困難な場合には、帯の長手方向にも凹凸構造または化学的なパターンを断続的に形成し、小面積の帯構造内で完全に方向が揃って配列した規則配列構造を得ることも可能である。つまり、ある長さの帯構造内で粒界のない完全に単一の自己組織化粒子の２次元結晶構造を形成することが可能である。
【００６０】
本発明の一実施形態に係る記録装置は、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体とを有する。
【００６１】
この記録装置では、隣り合うサブトラック上の記録セルのずれを利用して、記録セルからの検出信号自体をトラッキング信号として用いることができるため、トラッキングサンプリング周波数を高くすることができる。このため、トラッキング方向の記録セル幅が１００ｎｍ以下になっても読み出しヘッドによるトラッキングが可能となる。また、エラーレートを低くすることができるため、実際のデータ領域を広くすることができる。
【００６２】
自己組織化による規則配列は、細密充填された構造となるので、多くの場合に三角格子状の規則配列を形成する。このようにトラック方向に三角格子状の規則配列が形成されると、隣り合う２つのサブトラック上の記録セルは、中心どうしの間隔がトラック方向に沿ってサブトラック内のピッチＰの１／２のピッチでずれる。したがって、２つのサブトラックの両方をカバーする大きさの読み出しヘッドを用いても、それぞれのサブトラックからの再生信号が交互に検出され、それぞれを識別できる。このことは、実効的なトラック密度を２倍にすることができることを意味するため、高トラック密度化に対して有効である。
【００６３】
本発明の他の実施形態に係る記録装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、読み出しヘッドから出力される信号に応じて書き込みヘッドへの書き込みタイミング信号を制御する手段とを有する。
【００６４】
この記録装置では、記録セルがないところに書き込みヘッドが書き込みを行うことを防ぐことができる。
【００６５】
本発明のさらに他の実施形態に係る記録装置は、互いに分離して形成された複数の記録セルを含む記録トラック帯を有し、前記記録セルはトラック方向に沿ってピッチＰで周期的に配列してサブトラックを形成し、前記記録トラック帯は複数列のサブトラックを含み、前記記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルは、互いの中心がトラック方向に沿って前記ピッチＰの１／ｎ（ここで２≦ｎ≦５）だけ離れている記録媒体に対して記録・再生を行う記録装置であって、書き込みヘッドと、読み出しヘッドと、トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔とヘッドの走行スピードにより決定される時間間隔と読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とを比較し、書き込みヘッドへの信号を制御する手段とを有する。
【００６６】
この記録装置では、自己組織化による規則配列に欠陥領域が存在し、記録トラック帯内のサブトラックに断裂が存在する場合でも、その欠陥領域を回避して書き込むことができる。
【００６７】
すなわち、この記録装置では、記録セルが規則配列している領域では、記録セルの格子間隔とヘッドの走行スピード（読み出しヘッドと記録媒体との相対速度）により決定される時間間隔Ｔで記録情報が読み出される。しかし、記録セルの欠陥領域では、読み出しヘッドから読み出される信号の時間間隔が乱れるので、その場合には一時的にヘッドから読み出される信号を情報として処理しない。再び時間間隔Ｔで信号が生じ始めたら、その時点で読み出される信号を情報として処理再開し、書き込みも再開する。
【００６８】
読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔の乱れに基づいて、読み出しヘッドが欠陥領域を走行していることを判定するために基準は任意に設定できる。例えば、２回または３回以上不当な時間間隔で信号が検出されて読み取りエラーが起きた場合に欠陥領域を走行していると判定する。また、基準となる時間間隔Ｔよりも３０％以上短い時間間隔で読み出しヘッドから信号が生じる場合や、時間間隔Ｔよりも３０％以上長い時間経過しても信号が生じない場合を判定基準としてもよい。この場合、これらの現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に信号が複数回乱れた場合を判定基準としてもよい。
【００６９】
読み出しヘッドが再び規則配列領域を走行しはじめたことを判定するために基準も任意に設定できる。例えばある信号が帰ってきた瞬間から時間間隔Ｔの±３０％以内の間隔で信号が生じた場合に規則配列領域を走行していると判定する。この場合、この現象が一度起きた場合を判定基準としてもよいし、２Ｔまたは３Ｔ時間の間に時間間隔Ｔで信号が得られた場合を判定基準としてもよい。
【００７０】
情報を書き込む場合には、書き込み前に欠陥領域を認識して、その欠陥領域を回避し、その後の規則配列領域から書き込みを再開する。したがって、ある記録セルに情報を書き込みヘッドが書き込む前に、読み出しヘッドが記録セルの位置を把握しておくことが必要である。このためには、書き込みヘッドのトラック方向前方に記録読み出しヘッドを設けてもよいし、読み書き兼用ヘッドの場合には同じトラック位置で記録媒体に複数回アクセスして記録セル位置を読み取った後に書き込みを行うようにしてもよい。
【００７１】
以上の記録装置では、記録セルの形状と書き込みヘッドの形状をほぼ相似形にしてもよい。これらを相似形にすると記録セル間のクロス書き込みを防止できるとともに、書き込みを効率よく行うことができる。記録セルの形状は円形が好ましいため、書き込みヘッドも同様の大きさの円形が好ましいが、記録セルの円に含まれるような角が丸くなった正方形や、面取りしていない正方形でもよい。
【００７２】
本発明の他の実施形態に係る記録装置は、読み出しヘッドとは別に、トラッキング用の読み出しヘッドを設けてもよい。トラッキング用の読み出しヘッドは、読み出している領域以外からの検出信号をトラッキング信号として用い、読み出しヘッドや書き込みヘッドのトラッキングを行うもので、より精密にかつ高速なトラッキングを実現できる。
【００７３】
磁気記録装置の場合には、読み出しヘッドはＧＭＲなどの磁気センサー、書き込みヘッドは磁気ヘッドなどである。相変化光記録装置の場合には、読み出しヘッドは反射率の違いを検出する光センサーであり、書き込みヘッドは光ヘッドや電子線ヘッドなどの熱源ヘッドである。
【００７４】
また、光（熱）アシスト磁気記録装置の場合には、書き込み用の磁気ヘッドの補助として、電子線または近接場光を照射する手段が用いられる。電子線または近接場光は、照射スポットを特に小さくできるため、高密度記録にとって特に有用である。
【００７５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００７６】
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させることにより記録トラック帯を形成した。図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【００７７】
図２（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板２１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して磁性層２２を形成し、さらに磁性層２２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜２３を製膜した。ＳｉＯ2膜２３上にレジスト２４をスピンコートした。光リソグラフィーによりレジスト２４を加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝２５を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥにより磁性層２２に達するまでＳｉＯ2膜２３をエッチングしてＳｉＯ2膜２３に溝２５を転写した。このようにして形成された溝領域が記録トラック帯となる。また、レジストパターン下部の磁性層が分離領域として用いられる。
【００７８】
図２（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。磁性層２２の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理した。その後、レジストパターンの残渣をアッシングした。ポリスチレン−ポリブタジエンのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝１００００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝４００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜２３に転写された溝領域内にブロックコポリマー２６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー２６を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子２７が海状のポリブタジエン部分２８によって囲まれた構造が形成される。
【００７９】
図２（Ｃ）に示すように、以下のようにして規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成した。ブロックコポリマー２６をオゾン処理してポリブタジエン部分２８を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子２７をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層２２をエッチングして記録セル２９を形成した。
【００８０】
図２（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化した。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜して記録セル２９間に埋め込んでマトリックス３０を形成した。ＳｉＯ2膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜３１を形成した。
【００８１】
図３に、製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図３に示すように、幅約２００μｍの記録トラック帯１と幅約２００ｎｍの磁性層からなる分離領域２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１内で記録セル２９はマトリックス３０によって互いに分離され、六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル２９は３０ｎｍ径でトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯１内には６列のサブトラック１ａ〜１ｆが含まれている。上記のように記録セル２９は三角格子を形成しているため、記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル２９はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【実施例２】
【００８２】
本実施例では、基板上に形成した特定の化学物質を含む帯領域においてブロックコポリマーを規則配列化させることにより記録トラック帯を形成した。
【００８３】
実施例１と同様に基板上に磁性層を製膜し、その上に厚さ約１０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜し、さらにその上にレジストを形成した。実施例１と同様に、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。露出したＳｉＯ2膜の表面をオクタデシルトリメトキシシランにより疎水化処理した後、レジストパターンを除去した。この結果、ＳｉＯ2膜表面には、疎水化処理されていない親水性の帯領域（分離領域）と、疎水化処理によりアルキル鎖で修飾された疎水性の帯領域（記録トラック帯）とが形成される。実施例１と同様に、ポリスチレン−ポリブタジエンのブロックコポリマーの溶液をスピンコートして、疎水性の帯領域上に選択的にブロックコポリマーを吸着させた。ブロックコポリマーをアニールして規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子が海状のポリブタジエン部分によって囲まれた構造が形成される。
【００８４】
ブロックコポリマーをオゾン処理してポリブタジエン部分を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子をマスクとしてリアクティブイオンエッチングによりＳｉＯ2膜をエッチングしてポリスチレン粒子のパターンを転写した。残ったＳｉＯ2膜のパターンをマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層をエッチングして記録セルを形成した。
【００８５】
実施例１と同様に、全面にＳｉＯ2膜を製膜して記録セル間に埋め込んでマトリックスを形成した。ＳｉＯ2膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜を形成した。
【００８６】
製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡により観察した。幅約２００μｍの記録トラック帯と幅約２００ｎｍのＳｉＯ2膜からなる分離領域とが交互に形成され、１つの記録トラック帯内で記録セルが六方細密充填して三角格子を形成している。記録セルは３０μｍ径でトラック方向に沿って所定のピッチＰで周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯内には６列のサブトラックが含まれている。記録トラック帯内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セルはトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【実施例３】
【００８７】
ガラス基板上にノボラック樹脂をベース樹脂とするレジストをスピンコートした。光リソグラフィーにより露光およびＴＭＡＨ水溶液による現像を行ってレジストを加工し、１５０℃でベークして樹脂を硬化させることにより、幅約２００ｎｍ、高さ約４０ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。
【００８８】
ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝６５０００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝１３５００、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．０４）をエチルセロソルブアセテートに２重量部だけ溶解させた溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてレジストパターン間の溝領域にブロックコポリマーを埋め込んだ。試料をアニールして、ブロックコポリマーを規則配列化させた。この結果、島状のＰＭＭＡ粒子が海状のＰＳ部分によって囲まれた構造が形成される。この試料に対して、ＣＦ4ガスを用い、出力１００Ｗ、３０ｓｃｃｍ、０．１ｔｏｒｒで２５秒間リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行った。この条件では、ＰＭＭＡが選択的にエッチングされ、さらに残存したＰＳのパターンをマスクとして露出したガラス基板がエッチングされる。この試料に対して、Ｏ2ガスを用い、出力１００Ｗ、３０ｓｃｃｍ、０．１ｔｏｒｒでアッシングを行い、ＰＳマスクを除去した。この結果、ガラス基板上の幅約２００ｎｍの帯領域内に直径１７ｎｍの孔が細密充填構造で配列したパターンが形成されているのが確認できた。
【００８９】
上記の予備実験に基づいて、上記と同様にＣＦ4ガスを用いたＲＩＥにより、ＰＭＭＡを選択的にエッチングし、さらに残存したＰＳのパターンをマスクとして露出したガラス基板をエッチングした後、スパッタリングによりＣｏＣｒＰｔを製膜した。その後、Ｏ2ガスを用いてアッシングを行い、ＰＳマスクを除去した。
【００９０】
製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡により観察したところ、ガラス基板上の幅約２００ｎｍの帯領域内に直径１７ｎｍの孔が細密充填構造で配列したパターンが形成されているのが確認できた。
【実施例４】
【００９１】
本実施例では、基板上に形成した溝領域において金属微粒子を規則配列化させることにより記録トラック帯を形成した。
【００９２】
ガラス基板上に、磁性層、厚さ約２０ｎｍのＳｉＯ2膜、および電子線レジストを形成した。電子線リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約１５０ｎｍの凸部によって、幅約１００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。この試料を、粒径４０ｎｍの金微粒子を含む金コロイド水溶液に浸した後、純水でリンスした。この結果、レジストパターン間の溝内で金微粒子が規則配列する。金微粒子をマスクとして、ＲＩＥによりＳｉＯ2膜を磁性層に達するまでエッチングし、さらにＡｒイオンミリングにより磁性層をエッチングした。ＳｉＯ2膜を除去した後、電子顕微鏡により観察した。その結果、幅約１００ｎｍの記録トラック帯内で直径４０ｎｍの記録セルが細密充填構造をなし、２列のサブトラックを形成しているのが確認できた。
【実施例５】
【００９３】
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させて孔を有するマトリックスを形成し、孔に磁気記録材料を埋め込むことにより記録トラック帯を形成した。図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【００９４】
図４（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板上４１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層、マトリックスおよび分離領域となる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜４２、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜４３を製膜した。ＳｉＯ2膜４３上にレジストをスピンコートした後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜４３をエッチングし、溝４４を転写した。
【００９５】
図４（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝８００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜４３に転写された溝領域内にブロックコポリマー４５を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー４５を規則配列化させた。この結果、島状のポリメチルメタクリレート粒子４６が海状のポリスチレン部分４７によって囲まれた構造が形成される。
【００９６】
図４（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー４５を紫外線で処理してポリメチルメタクリレート鎖を分解した後、水洗し除去した。次に、斜め蒸着によりＣｒ層４８を形成した。Ｃｒ層をマスクとしてＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜４２に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜４２に孔４９を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜４２からなるマトリックスを形成した。
【００９７】
図４（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して孔４９に埋め込み、記録セル５０を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜５１を形成した。
【００９８】
図５に、製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図５に示すように、幅約２００ｎｍの記録トラック帯１と幅約２００ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜４２からなる分離領域２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１内で記録セル５０は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル５０は３０ｎｍ径でトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯１内には６列のサブトラック１ａ〜１ｆが含まれている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル５０はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【実施例６】
【００９９】
本実施例では、実施例５と同様の方法を用い、さらにトラック方向に沿って記録トラック帯を所定の長さで分離して断続的な記録トラック帯を形成した。
【０１００】
実施例５と同様に、ガラスディスク基板上に、厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜した。ＳｉＯ2膜上にレジストをスピンコートした後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約１４０ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するとともに、幅約１００ｎｍの凸部によって溝内部を長さ１００μｍごとに分離するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜をエッチングし、溝を転写した。
【０１０１】
実施例５と同様に、ＳｉＯ2膜の溝領域内にＰＳ−ＰＭＭＡブロックコポリマーを埋め込み、アニールして規則配列化させ、ＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜に達する孔を形成した。さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜に孔を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜からなるマトリックスを形成した。
【０１０２】
電子顕微鏡により観察した結果、長さ１００μｍ、幅約１４０ｎｍの断続的な記録トラック帯内で、孔が完全に配列化して４列のサブトラックが形成されていた。このように完全に配列化した記録セルはディスク全面において形成されていることが確認された。その後、磁気記録材料の製膜、平坦化、保護膜の形成を行い、磁気記録媒体を製造した。
【実施例７】
【０１０３】
本実施例では、基板上に形成した溝領域においてブロックコポリマーを規則配列化させ、かつＡｌの陽極酸化を利用して孔を有するマトリックスを形成し、孔に磁気記録材料を埋め込むことにより記録トラック帯を形成した。
【０１０４】
ガラスディスク基板上に、厚さ約５０ｎｍのＡｌ膜を５０ｎｍ、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜した。ＳｉＯ2膜上にレジストをスピンコートした後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約３００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜をエッチングし、溝を転写した。
【０１０５】
ＳｉＯ2膜の溝領域内にＰＳ−ＰＭＭＡブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝１２００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝３００００）を埋め込み、アニールして規則配列化させた。そのまま直接Ａｒイオンミリングを行い、ブロックコポリマーに孔を設け、さらにＡｌ膜の表面をわずかにエッチングして陽極酸化の開始点となる凹部を形成した。アセトンにより残ったブロックコポリマーを取り除いた。その後、硫酸浴中２５Ｖで陽極酸化を行い、Ａｌ2Ｏ3からなるマトリックスを形成した。電子顕微鏡により観察した結果、幅約２００ｎｍの記録トラック帯内で、直径３０ｎｍの孔が配列化して４列のサブトラックが形成されていた。その後、磁気記録材料の製膜、平坦化、保護膜の形成を行い、磁気記録媒体を製造した。
【実施例８】
【０１０６】
本実施例では、マスターディスクを作製し、ナノインプリンティングにより記録媒体を製造した。図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照してマスターディスクの作製方法を説明する。図７（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【０１０７】
図６（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。シリコンディスク基板６１上に厚さ約５０ｎｍのＴｉ膜６２および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜６３を製膜した。ＳｉＯ2膜６３をパターニングして、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝６４を規定した。
【０１０８】
図６（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ＳｉＯ2膜６３の溝領域内にＰＳ−ＰＢブロックコポリマー６５（ＰＳの分子量Ｍｗ＝３００００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝１２００００）を埋め込んだ。試料をアニールして、ブロックコポリマー６５を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子６６が海状のポリブタジエン部分６７によって囲まれた構造が形成される。
【０１０９】
図６（Ｃ）に示すように、以下のようにして規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成した。ブロックコポリマー６５をオゾン処理してポリブタジエン部分６７を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子６６をマスクとしてＡｒイオンミリングによりＴｉ層６２をエッチングした。さらに、フッ酸によりＳｉＯ2膜６３を除去した。このようにして作製したマスターディスクを電子顕微鏡で観察したところ、溝領域内で直径３０ｎｍのＴｉピラー６８が規則配列して６列になっているのが確認できた。
【０１１０】
図７（Ａ）に示すように、ガラスディスク基板７１上にレジスト７２をスピンコートした。このガラスディスク基板７１に対してマスターディスク６１を２００℃で加熱しながら圧着した。原子間力顕微鏡により観察したところ、図７（Ｂ）に示すように、レジスト７２中に直径３０ｎｍの孔が規則配列して６列になっているのが確認できた。図７（Ｃ）に示すように、Ａｒイオンミリングによりガラスディスク基板７１エッチングして孔７３を形成した。図７（Ｄ）に示すように、垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して孔７３に埋め込むことにより記録セル７４を形成し、ＣＭＰで表面を平坦化した後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜７５を形成した。
【０１１１】
磁気力顕微鏡により観察したところ、１つの記録トラック帯内で直径３０ｎｍの記録セル７４が規則配列して６列のサブトラックを形成していることが確認できた。
【実施例９】
【０１１２】
本実施例では、磁性体の微粒子を直接的に規則配列させて記録セルを形成した。図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【０１１３】
公知の方法（Ｓ．Ｓｕｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８７（２０００）ｐｐ．１９８９）に従って、予め粒径１０ｎｍのＣｏＰｔ微粒子コロイドを作製しておいた。
【０１１４】
図８（Ａ）に示すように、ガラスディスク基板８１を電子線リソグラフィーにより加工して、幅約１５０ｎｍ、高さ約１０ｎｍの凸部によって幅約１１０ｎｍのスパイラル形状の溝８２を規定した。
【０１１５】
図８（Ｂ）に示すように、ガラスディスク基板８１の全面にＣｏＰｔ微粒子コロイドを均一に展開し溶媒を気化した後に純水でリンスして、ＣｏＰｔ微粒子からなる記録セル８３を形成した。
【０１１６】
図８（Ｃ）に示すように、全面にＳｉＯ2膜をスパッタしてマトリックス８４を形成し、表面をＣＭＰで平坦化した後、ダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜８５を形成した。
【０１１７】
磁気力顕微鏡により観察したところ、１つの記録トラック帯内で直径１０ｎｍの記録セル８３が規則配列して六方細密充填しており、１０列のサブトラックを形成していることが確認できた。
【実施例１０】
【０１１８】
図９（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【０１１９】
図９（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。直径２．５インチのガラスディスク基板上９１に、厚さ約３０ｎｍのＰｄ下地層と厚さ約５０ｎｍの垂直磁気記録材料ＣｏＣｒＰｔを製膜して磁性層９２を形成し、さらに磁性層９２上に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜９３を製膜した。ＳｉＯ2膜９３上にレジスト９４をスピンコートした。ナノインプリンティングリソグラフィーによりレジスト９４を加工し、幅約２０ｎｍの凸部によって幅約４０ｎｍのスパイラル形状の溝９５を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、ＲＩＥにより磁性層９２に達するまでＳｉＯ2膜９３をエッチングして溝９５を転写した。
【０１２０】
図９（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。磁性層９２の表面をヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理した。その後、レジストパターンの残渣をアッシングした。ＰＳ−ＰＢブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝５０００、ＰＢの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜９３に転写された溝領域内にブロックコポリマー９６を埋め込んだ。試料を真空中において５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー９６を規則配列化させた。この結果、島状のポリスチレン粒子９７が海状のポリブタジエン部分９８によって囲まれた構造が形成される。
【０１２１】
図９（Ｃ）に示すように、以下のようにして規則配列した微粒子をマスクとして記録セルを形成した。ブロックコポリマー９６をオゾン処理してポリブタジエン部分９８を除去した後、水洗した。残ったポリスチレン粒子９７をマスクとしてＡｒイオンミリングにより磁性層９２をエッチングして記録セル９９を形成した。
【０１２２】
図９（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セル間のマトリックスを形成し、表面を平坦化した。ポリスチレン粒子の残渣をアッシングした。全面に厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜を製膜して記録セル９９間に埋め込んでマトリックス１００を形成した。ＳｉＯ2膜の表面をケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）により研磨して平坦化した。その後、全面にダイアモンドライクカーボンを製膜して保護膜１０１を形成した。
【０１２３】
図１０に、製造した磁気記録媒体を磁気力顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図１０に示すように、幅約４０ｎｍの記録トラック帯１と幅約２０ｎｍの磁性層からなる分離領域２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１内で記録セル９９はマトリックス１００によって互いに分離され、六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル９９はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されてサブトラックを形成しており、記録トラック帯１内には２列のサブトラック１ａ、１ｂが含まれている。上記のように記録セル９９は三角格子を形成しているため、記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル９９はトラック方向に沿う中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【実施例１１】
【０１２４】
図１１〜図１４を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。  
図１１は磁気ディスク装置の内部構造を示す斜視図である。磁気ディスク２０１はスピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。軸２１１にはアクチュエータアーム２１２が保持され、アクチュエータアーム２１２はサスペンション２１３およびその先端のヘッドスライダ２２０を支持している。磁気ディスク２０１が回転すると、ヘッドスライダ２２０の媒体対向面は磁気ディスク２０１の表面から所定量浮上した状態で保持され、情報の記録再生を行う。アクチュエータアーム２１２の基端にはボイスコイルモーター２１５が設けられ、アクチュエータアーム２１２はボイスコイルモーター２１５により回動できるようになっている。
【０１２５】
図１２は磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。磁気ディスク２０１は実施例１で作製したものであり、ガラス基板２１上に記録セル２８が規則配列した記録トラック帯を有する記録層および保護層３０が形成されている。分離領域を形成している磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およびセクター番号に相当する情報が予め書き込まれている。
【０１２６】
ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出しヘッド２２１と書き込みヘッド２２２が搭載されている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１２７】
図１３はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド２２１の寸法は縦約４０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、単磁極書き込みヘッド２２２の寸法は縦６０ｎｍ、幅約１０ｎｍである。
【０１２８】
図１４に記録トラック帯に対する読み出しヘッドの配置を示す。図１４のように、記録トラック帯１内で所定のピッチで規則配列した６列のサブトラックのうち、２列のサブトラック上の直径３０ｎｍの記録セル２８を１つの読み出しヘッド２２１で読み出す。上述した読み出しヘッド２２１の寸法は以下の条件を満たすように設計されている。すなわち、読み出しヘッド２２１のトラック方向の長さ（幅）２０ｎｍは、２列のサブトラックにおける最も近接した記録セルの中心間の間隔より小さい。読み出しヘッド２１２のディスク半径方向の長さ（縦）４０ｎｍは、２列のサブトラックにおける最も近接した記録セルの中心間の間隔より大きく、２列のサブトラックの最大幅より小さい。
【０１２９】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して本実施例に係る磁気記録装置におけるトラッキング方法を説明する。本実施例では、三角格子状に規則配列した記録セルによって形成される、隣り合った２列のサブトラックからの信号強度が同レベルになるようにヘッドスライダ位置を制御する。
【０１３０】
図１５（Ａ）は読み出しヘッドと記録セルとの幾何学的な位置関係の変動を示す図である。図１５（Ａ）のような読み出しヘッドの走行に応じて、図１５（Ｂ）のような検出出力が得られる。読み出しヘッド２２１が２列のサブトラックの中心を走行している場合には、検出出力（絶対値）には、サブトラック上の記録セルの周期の倍に相当する周波数成分ｆ１のみが現れる。しかし、読み出しヘッド２２１の位置が中心からずれると、検出出力（絶対値）にサブトラック上の記録セルの周期に相当する周波数成分ｆ２が増大する。この周波数成分ｆ２の位相は、記録セル列１方向にずれている場合と記録セル列２方向にずれている場合とで異なる。このため、図１５（Ｃ）に示すように、読み出しヘッドの走行の変動に応じた信号が得られる。したがって、周波数成分ｆ２が検出された場合には、その位相に応じて半径方向に読み出しヘッドの位置を動かし、周波数成分ｆ２が検出されなくなるように制御することにより、トラッキングが可能になる。
【０１３１】
次に、図１６を参照して規則配列の欠陥領域が存在する場合に欠陥領域への書き込みを回避する方法を説明する。
【０１３２】
自己組織化を利用して製造される磁気記録媒体には、記録セルが規則配列した領域の間に、配列が乱れた領域が存在することがある。図１６に示すように記録セルが規則配列した領域をＡおよびＣとし、その中間の配列の乱れた欠陥領域をＢとする。
【０１３３】
本実施例の磁気記録装置では、書き込みヘッドの前方に読み出しヘッドが位置し、読み出しヘッドによる検出信号に応じて以下のように書き込みの制御が行われる。トラック方向に沿って規則配列した記録セル間の間隔と、ヘッドの走行スピードにより、読み出しヘッドによる検出信号が現れると想定される時間間隔Ｔが決定される。時間間隔Ｔと、実際に読み出しヘッドにより出力される信号の時間間隔とが制御器により比較される。
【０１３４】
読み出しヘッドが規則配列領域Ａ上を走行している間は、記録セルから時間間隔Ｔに近いほぼ一定の時間間隔で規則的に信号が出力される。なお、実際に信号が出力される時間間隔が、時間間隔Ｔに対してしきい値（例えば±３０％）以内であれば、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより規則配列領域Ａへの書き込みが行われる。
【０１３５】
しかし、読み出しヘッドが欠陥領域Ｂ上を走行するようになると、記録セルから読み出される信号の時間間隔は、時間間隔Ｔと比較してしきい値（例えば±３０％）を超えてずれるため、記録セルの配列が乱れていると判定される。この場合、制御器から書き込みヘッドへの書き込み信号が停止され、欠陥領域Ｂへの書き込みは行われない。
【０１３６】
読み出しヘッドが規則配列領域Ｃを走行するようになると、記録セルが規則配列していると判定される。この場合、読み出しヘッドによる信号の検出時を基準として、所定のタイミングで制御器から書き込みヘッドへ書き込み信号が送られ、書き込みヘッドにより規則配列領域Ｃへの書き込みが再開される。
【０１３７】
なお、記録セルの配列が乱れているか規則的であるかの判定基準は任意に設定できる。例えば、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔の乱れが３Ｔ時間以上連続して生じた場合に、記録セルが乱れていると判定するようにしてもよい。また、読み出しヘッドからの検出信号の時間間隔が３回連続でしきい値以内の時間間隔で規則正しい場合に、記録セルが規則配列していると判定するようにしてもよい。
【０１３８】
図１５を参照して説明した読み出しヘッドのトラッキング、および図１６を参照して説明した欠陥領域への書き込みの回避動作は、図１７に示すように、読み出しヘッド２２１、書き込みヘッド２２２、ボイスコイルモーター２１５に接続された制御器（ＬＳＩ）２２５によってなされる。
【実施例１２】
【０１３９】
図１８〜図２０を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。
【０１４０】
図１８は磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。磁気ディスク２０１はスピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。磁気ディスク２０１は実施例１０で作製したものであり、ガラス基板９１上に記録セル９９が規則配列した２列のサブトラックを含む記録トラック帯１を有する記録層および保護層１０１が形成されている。磁気ディスクの全面にわたって、記録トラック帯１は一方向に磁化されている。分離領域２を形成している磁性層には各記録トラック帯のアドレス番号およびセクター番号に相当する情報が予め書き込まれている。
【０１４１】
ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出しヘッド２２１および書き込みヘッド２２２に加えて、トラッキングヘッド２２３が搭載されている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１４２】
図１９はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。ＧＭＲ読み出しヘッド２２１の寸法は縦約２０ｎｍ、幅約１５ｎｍ、単磁極書き込みヘッド２２２の寸法は直径約２０ｎｍの円形、ＧＭＲトラッキングヘッド２２３の寸法は縦約４０ｎｍ、幅約２０ｎｍである。
【０１４３】
図２０（Ａ）および（Ｂ）に記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す。図２０のように、トラッキングヘッド２２３を磁気ディスクの分離領域２を形成している磁性体膜上に配置し、分離領域２からの信号を読み出してトラッキングを行い、ヘッドの位置決めを行う。この場合、トラッキングヘッド２２３の検出信号の変動が、読み出しヘッド２２１のサブトラックからのずれに対応していることを利用している。
【実施例１３】
【０１４４】
図２１（Ａ）〜（Ｄ）を参照して本実施例に係る相変化光記録媒体の製造方法を説明する。
【０１４５】
図２１（Ａ）に示すように、以下のようにして基板上に溝構造を形成した。２．５インチのガラスディスク基板１１１上に、厚さ約３０ｎｍのＰｔ反射膜１１２、マトリックスとなる厚さ約５０ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３、および厚さ約５０ｎｍのＳｉＯ2膜１１４を製膜した。ＳｉＯ2膜１１４上にレジストをスピンコートした後、光リソグラフィーによりレジストを加工し、幅約２００ｎｍの凸部によって幅約２００ｎｍのスパイラル形状の溝を規定するようにレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとしてＳｉＯ2膜１１４をエッチングし、溝１４５を転写した。
【０１４６】
図２１（Ｂ）に示すように、以下のようにして溝領域内にブロックコポリマーを埋め込んで微粒子の規則配列構造を形成した。ポリスチレン−ポリメチルメタクリレートのブロックコポリマー（ＰＳの分子量Ｍｗ＝８００００、ＰＭＭＡの分子量Ｍｗ＝２００００）をトルエンに１％ｗ／ｗの濃度で溶解した溶液を調製した。試料上に溶液をスピンコートしてＳｉＯ2膜１１４に転写された溝領域内にブロックコポリマー１１６を埋め込んだ。試料を真空中において１５０℃で３０時間アニールして、ブロックコポリマー１１６を規則配列化させた。この結果、島状のＰＭＭＡ粒子１１７が海状のＰＳ部分１１８によって囲まれた構造が形成される。
【０１４７】
図２１（Ｃ）に示すように、以下のようにして記録セルのための孔構造を形成した。ブロックコポリマー１１６を紫外線で処理した後、水洗した。次に、斜め蒸着によりＣｒ層１１９を形成した。ＲＩＥによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に達する孔を形成し、さらにＡｒイオンミリングによりＡｌ2Ｏ3膜１１３に孔１２０を転写し、Ａｌ2Ｏ3膜１１３からなるマトリックスを形成した。
【０１４８】
図２１（Ｄ）に示すように、以下のようにして記録セルを形成し、表面を平坦化した。厚さ約３０ｎｍの相変化材料Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅを製膜して孔１２０に埋め込み、記録セル１２１を形成した。表面をＣＭＰにより研磨して平坦化した。その後、全面にＳｉＯ2を製膜して保護膜１２２を形成した。
【０１４９】
図２２に、製造した相変化光記録媒体を近接場光顕微鏡により観察した結果を模式的に示す。図２２に示すように、幅約２００ｎｍの記録トラック帯１と幅約２００ｎｍのＡｌ2Ｏ3膜１１３からなる分離領域２とが交互に形成されている。１つの記録トラック帯１内で記録セル１２１は六方細密充填構造をなして三角格子を形成している。記録セル１２１はトラック方向に沿ってピッチＰをもって周期的に形成されており、記録トラック帯１内には６列のサブトラック１ａ〜１ｆが含まれている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１２１はトラック方向に沿って中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／２だけずれている。
【実施例１４】
【０１５０】
図２３および図２４を参照して本実施例に係る相変化光記録装置を説明する。
【０１５１】
図２３は相変化光ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。光ディスク３０１はスピンドルモーター３０２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。光ディスク３０１は実施例１３で作製したものであり、ガラス基板１１１上に記録セル１２１が規則配列した記録トラック帯を有する記録層および保護層１２２が形成されている。
【０１５２】
ヘッドスライダ３１０の先端には、レーザー共振型の光検出読み出しヘッド３１１、面発振型レーザー書き込みヘッド３１２が搭載されている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１５３】
図２４はヘッドスライダの各ヘッドの前面に設けられた微小開口の平面構造を示す概略図である。読み出しヘッド３１１の微小開口の寸法は縦約４０ｎｍ、幅約２０ｎｍ、書き込みヘッド３１２の微小開口の寸法は縦６０ｎｍ、幅約１０ｎｍである。
【０１５４】
本実施例では実施例１１と同様な方法で、読み出しヘッドのトラッキング、および欠陥領域への書き込みの回避動作を行うことができた。
【実施例１５】
【０１５５】
図２５〜図２７を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。図２５は磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。図２６はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。図２７は記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図である。
【０１５６】
図２５において、磁気ディスク２０１はスピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。磁気ディスク２０１は実施例５で作製したものであり、ガラス基板４１上に記録セル５０が規則配列した６列のサブトラックを含む記録トラック帯１を有する記録層および保護層５１が形成されている。
【０１５７】
ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出しヘッド２３１、トラッキングヘッド２３２および書き込みヘッド２３３が搭載されている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１５８】
図２６に示すように、本実施例では、５列のサブトラックに対応して縦約２０ｎｍ、幅約１５ｎｍのＧＭＲ読み出しヘッド２３１が５つ設けられ、６列目のサブトラックに対応して縦２０ｎｍ、幅約１５ｎｍのＧＭＲトラッキングヘッド２３２が設けられ、読み出しヘッド２３１と同様に５列のサブトラックに対応して直径２０ｎｍの円形の単磁極書き込みヘッド２３３が５つ設けられたマルチチャネルヘッドを用いた。
【０１５９】
図２７のように、本実施例では、トラッキングヘッド２３２により記録トラック帯１の端にある６列目のサブトラックからトラッキング信号を検出してヘッドの位置決めを行う。本実施例では書き込み信号を即座に読み出しヘッド２３３で確認することができる。
【実施例１６】
【０１６０】
図２８〜図３０を参照して本実施例に係る磁気記録装置を説明する。図２８は磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図である。図２９はヘッドスライダの平面構造を示す概略図である。図３０は記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図である。
【０１６１】
図２８において、磁気ディスク２０１はスピンドルモーター２０２に装着され、図示しない制御部からの制御信号により回転する。この磁気ディスク２０１は、実施例８と同様にして作製したマスターディスクを用いてナノインプリンティングにより作製した。図３０に示すように、この磁気ディスク２０１では、記録トラック帯１内において規則配列した縦３０ｎｍ、幅１５ｎｍの矩形の記録セル１５０によって３列のサブトラックが形成されている。記録トラック帯１内で隣り合うサブトラック上に位置する最近接の２つの記録セル１５０はトラック方向に沿って中心間の間隔がサブトラック内のピッチＰの１／３だけずれている。
【０１６２】
ヘッドスライダ２２０の先端には、読み出しヘッド２４１および書き込みヘッド２４２が搭載されている。ヘッドスライダ２２０は２段アクチュエータ（図示せず）によって位置決めされる。
【０１６３】
図２９に示すように、読み出しヘッド２４１の寸法は縦約９０ｎｍ、幅約１５ｎｍ、書き込みヘッド２４２の寸法は縦１１０ｎｍ、幅約１５ｎｍである。
【０１６４】
図３０のように、記録トラック帯１内で所定のピッチで規則配列した３列のサブトラック上の記録セル１５０を１つの読み出しヘッド２４１で読み出す。上述した読み出しヘッド２４１の寸法は以下の条件を満たすように設計されている。すなわち、読み出しヘッド２４１のトラック方向の長さ（幅）１５ｎｍは、隣り合う２列のサブトラックにおける最も近接した記録セルの中心間の間隔より小さい。読み出しヘッド２４１のディスク半径方向の長さ（縦）９０ｎｍは、隣り合う２列のサブトラックにおける最も近接した記録セルの中心間の間隔より大きく、３列のサブトラックの最大幅より小さい。
【０１６５】
本実施例では、３列のサブトラックのうち、２列のサブトラックからの信号強度が同じになるようにヘッドスライダ位置を制御することによりトラッキングが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録媒体の平面図。
【図２】実施例１における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図３】実施例１における磁気記録媒体の平面図。
【図４】実施例５における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図５】実施例５における磁気記録媒体の平面図。
【図６】実施例８における磁気記録媒体の製造に用いられるマスターディスクの製造方法を示す断面図。
【図７】実施例８における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図８】実施例９における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図９】実施例１０における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図１０】実施例１０における磁気記録媒体の平面図。
【図１１】実施例１１における磁気ディスク装置の内部構造を示す斜視図。
【図１２】実施例１１における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図１３】実施例１１におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図１４】実施例１１における記録トラック帯に対する読み出しヘッドの配置を示す図。
【図１５】実施例１１におけるトラッキング方法を説明するための図。
【図１６】実施例１１における欠陥領域への書き込みを回避する方法を説明するための図。
【図１７】実施例１１における読み出しヘッド、書き込みヘッド、ボイスコイルモーターに対する制御器を示すブロック図。
【図１８】実施例１２における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図１９】実施例１２におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図２０】実施例１２における記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図。
【図２１】実施例１３における相変化光記録媒体の製造方法を示す断面図。
【図２２】実施例１３における相変化光記録媒体の平面図。
【図２３】実施例１４における相変化光ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図２４】実施例１４におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図２５】実施例１５における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図２６】実施例１５におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図２７】実施例１５における記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図。
【図２８】実施例１６における磁気ディスクおよびヘッドスライダを示す断面図。
【図２９】実施例１６におけるヘッドスライダの平面構造を示す概略図。
【図３０】実施例１６における記録トラック帯に対する読み出しヘッド、書き込みヘッドおよびトラッキングヘッドの配置を示す図。
【符号の説明】
【０１６７】
１…記録トラック帯
２…分離領域
１１…記録セル
１２…マトリックス
２１…ガラスディスク装置
２２…磁性層
２３…ＳｉＯ2膜
２４…レジスト
２５…溝
２６…ブロックコポリマー
２７…ポリスチレン粒子
２８…ポリブタジエン部分
２９…記録セル
３０…マトリックス
３１…保護膜
４１…ガラスディスク装置
４２…Ａｌ2Ｏ3膜
４３…ＳｉＯ2膜
４４…溝
４５…ブロックコポリマー
４６…ポリメチルメタクリレート粒子
４７…ポリスチレン部分
４８…Ｃｒ層
４９…孔
５０…記録セル
５１…保護膜
５２…非磁性体領域
６１…シリコンディスク基板
６２…Ｔｉ膜
６３…ＳｉＯ2膜
６４…溝
６５…ブロックコポリマー
６６…ポリスチレン粒子
６７…ポリブタジエン部分
６８…Ｔｉピラー
７１…ガラスディスク基板
７２…レジスト
７３…孔
７４…記録セル
７５…保護膜
８１…ガラスディスク基板
８２…溝
８３…記録セル
８４…マトリックス
８５…保護膜
９１…ガラスディスク基板
９２…磁性層
９３…ＳｉＯ2膜
９４…レジスト
９５…溝
９６…ブロックコポリマー
９７…ポリスチレン粒子
９８…ポリブタジエン部分
９９…記録セル
１００…マトリックス
１０１…保護膜
２０１…磁気ディスク
２０２…スピンドルモーター
２１１…軸
２１２…アクチュエータアーム
２１３…サスペンション
２１５…ボイスコイルモーター
２２０…ヘッドスライダ
２２１…読み出しヘッド
２２２…書き込みヘッド
２２３…トラッキングヘッド
２２５…制御器
２３１…読み出しヘッド
２３２…トラッキングヘッド
２３３…書き込みヘッド
２４１…読み出しヘッド
２４２…書き込みヘッド
１１１…ガラスディスク基板
１１２…Ｐｔ反射膜
１１３…Ａｌ2Ｏ3膜
１１４…ＳｉＯ2膜
１１５…溝
１１６…ブロックコポリマー
１１７…ＰＭＭＡ粒子
１１８…ＰＳ部分
１１９…Ｃｒ層
１２０…孔
１２１…記録セル
１２２…保護膜
３０１…光ディスク
３０２…スピンドルモーター
３１０…ヘッドスライダ
３１１…読み出しヘッド
３１２…書き込みヘッド
【図１】
2008226444.tif 000003
【図２】
2008226444.tif 000004
【図３】
2008226444.tif 000005
【図４】
2008226444.tif 000006
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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