JPH09167336A - 磁気記録媒体とその製造方法及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】サーボ情報を書き込むための磁性パターンとデ
ータを書き込む磁気記録層を有する磁気記録媒体に関
し、磁気ヘッドによるサーボ信号の読み出しをより確実
にし、その表面を平坦にすること。 【解決手段】非磁性の基板２と、前記基板２上の磁気記
録層３と、前記基板２上のサーボ信号記録領域において
前記磁気記録層３に連続して形成され、且つ膜厚がトラ
ック長方向に変化するサーボパターン５を構成する硬質
磁性層とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体とそ
の製造方法及び磁気記録装置に関し、より詳しくは、サ
ーボ情報（トラック位置情報）を書き込むための磁性パ
ターンとデータを書き込む磁気記録層を有する磁気記録
媒体及びその製造方法と、その磁気記録媒体を有する磁
気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、磁気記録
密度を増大させるために磁気記録媒体（磁気ディスク）
のトラック密度を高くする傾向にある。高いトラック密
度を実現するためには磁気ヘッドのトラッキング精度を
向上させることが必要であり、トラック位置を検出する
手段としてサーボ面サーボ方式、セクターサーボ方式、
ベリードサーボ方式など、種々のトラッキングサーボ方
式などがある。

【０００３】それらの方式では、磁気ディスクに書き込
まれたサーボ信号を磁気ヘッドによって読み出し、その
信号に応じてヘッドアクチュエータを制御して磁気ヘッ
ドを目標とするトラックの位置まで移動させている。サ
ーボ情報とデータ情報の双方を記録する構造を有する磁
気記録媒体として、例えば特開平2-218016号公報に記載
されているように、磁気的に読み出せる構造の凹凸のピ
ットを磁気記録媒体の表面に設け、ピット端に発生する
磁束をトラッキング信号として取り出し、その信号に基
づいて磁気ヘッドの位置を制御する方法がある。そのピ
ット上には磁気記録層が存在する構造と存在しない構造
が提案されている。

【０００４】しかし、磁気記録媒体上の凹凸の存在は、
磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量を低くする妨げ
になるので、その浮上量を小さくして高記録密度化を実
現しようとする場合に支障をきたす。また、磁気ディス
クの表面に凹凸があると、その凹部内にゴミが溜まりや
すくなる。これに対し、特開昭59-72644号、特開平4-34
718 号公報において、サーボ情報を記録するための磁性
体パターン（以下、サーボパターンという）を基板上に
形成し、さらにサーボパターンと基板の上に非磁性層、
磁気記録層を順に形成した構造を有する磁気記録媒体が
記載されている。

【０００５】また、特開平4-34718 号公報にはリフトオ
フ法によってサーボパターンを形成する方法が記載さ
れ、これにより、磁気記録層の平坦性が改善されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、それらの公報
に記載されたサーボパターンの構造によれば、サーボパ
ターンと磁気ヘッドの間にはヘッド浮上によるギャップ
の他に非磁性層と磁気記録層が存在しているので、サー
ボパターンと磁気ヘッドとの距離が遠くなる。これによ
り、磁気ヘッドが受けるサーボパターンからの信号磁界
が弱くなってサーボ信号の読み取りエラーが生じやすく
なる。

【０００７】また、サーボパターンを形成する場合にリ
フトオフ法を使用するとサーボパターンの縁部にバリが
生じ易くなるので、低浮上領域でヘッドクラッシュが発
生する原因になる。本発明は、磁気ヘッドによるサーボ
信号の読み出しをより確実にし、さらにその表面を平坦
にすることができる磁気記録媒体と、表面の平坦性をよ
り一層改善することができる磁気記録媒体の製造方法と
そのような磁気記録媒体を備えた磁気記録装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（手 段）上記した課題は、図１、９に例示するよう
に、非磁性の基板２、２２と、前記基板２、２２上の磁
気記録層３、２３と、前記基板２、２２上のサーボ信号
記録領域において前記磁気記録層３、２３に連続して形
成され、且つ膜厚がトラック長方向に変化するサーボパ
ターン５、２５を構成する硬質磁性層とを有することを
特徴とする磁気記録媒体により解決する。

【０００９】この場合、前記硬質磁性層は前記磁気記録
層３、２３と同じ材料からなるとともに、前記硬質磁性
層の前記トラック長方向への膜厚の変化量は、前記磁気
記録層３、２３の膜厚の２．５倍以上であることを特徴
とする。上記した課題は、図１に例示するように、基板
２の上のサーボパターン形成部に存在する硬質磁性材よ
りなるサーボ層５と、前記サーボパターン形成部の他の
領域に形成されて前記サーボ層５を囲む非磁性層２と、
前記サーボ層５及び前記非磁性層２の上に形成された硬
質磁性材よりなる磁気記録層３とを有することを特徴と
する磁気記録媒体によって解決する。この場合、前記磁
気記録層５のうち磁気ヘッドが対向する側の面は平坦で
あることを特徴とする。

【００１０】上記した課題は、図９に例示するように、
非磁性の基板２２の上に形成された磁気記録層２３と、
前記磁気記録層２３のサーボパターン形成部に形成され
た硬質磁性材よりなるサーボ層２５と、前記磁気記録層
２３の上であってサーボパターン形成部の他の領域に形
成された非磁性層２６とを有することを特徴とする磁気
記録媒体により解決する。この場合、前記サーボ層２５
及び前記非磁性層２６における磁気ヘッドが対向する側
のそれぞれの面によって平坦面が形成されていることを
特徴とする。

【００１１】上記した磁気記録媒体において、前記サー
ボパターン５、２５は前記磁気記録層３、２３と同じ材
料から形成されるとともに、前記サーボ層５、２５の膜
厚は前記磁気記録層３、２３の膜厚の２．５倍以上であ
ることを特徴とする。上記した磁気記録媒体において、
前記サーボ信号記録領域Ｂはセクタ領域Ａ毎に配置され
ていることを特徴とする。

【００１２】上記した磁気記録媒体において、前記サー
ボパターン形成部は、各トラック毎及び各トラック内で
トラック長方向の位相を異ならせて複数列配置されてい
ることを特徴とする。上記した課題は、図２に例示する
ように、上記したいずれかの磁気記録媒体１と、前記磁
気記録媒体１の前記サーボ層５の端部から発生する磁界
をトラッキング信号として検出する磁気ヘッドＨとを有
することを特徴とする磁気記録装置によって解決する。

【００１３】上記した課題は、図６に例示するように、
非磁性層２のサーボパターン形成部分にレジストマスク
１１を用いて凹部２ａを形成する工程と、前記凹部２ａ
内と前記レジストマスク１１上に硬質磁性材よりなるサ
ーボ層５を形成する工程と、前記レジストマスク１１を
剥離して前記凹部２ａ内に前記サーボ層５を残すことに
より、該凹部２ａ内に前記サーボ層５よりなるサーボパ
ターン５ｐを形成する工程と、前記サーボパターン５ｐ
を研磨又はエッチングすることによりその上面を平坦化
する工程と、前記サーボパターン５ｐ及び前記非磁性層
２の上に硬質磁性材よりなる磁気記録層３を形成する工
程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法
によって解決する。

【００１４】上記した課題は、図７に例示するように、
非磁性層２のサーボパターン形成部分に凹部２ａを形成
する工程と、前記非磁性層２上及び前記凹部２ａ内に硬
質磁性材よりなるサーボ層５を形成する工程と、前記凹
部２ａ内と前記サーボ層５の上に平坦化膜１５を塗布す
る工程と、前記平坦化膜１５と前記サーボ層５を連続的
にエッチングバックして前記凹部２ａ内にのみ前記サー
ボ層５を残す工程と、前記凹部２ａ内の前記サーボ層５
の上と前記非磁性層２の上に硬質磁性材よりなる磁気記
録層３を形成する工程とを有することを特徴とする磁気
記録媒体の製造方法により解決する。

【００１５】上記した課題は、図８に例示するように、
非磁性層２上に硬質磁性材よりなるサーボ層１６を形成
する工程と、前記サーボ層１６のうちサーボパターン形
成部分をマスク１７で覆う工程と、前記サーボ層１６の
うちの前記マスク１７に覆われない領域に非磁性元素を
イオン注入して該領域を非磁性層１６ｃに変えるととも
に、前記サーボパターン形成部分に残った前記硬質磁性
層１６を硬磁性のまま残す工程と、前記マスク１７を除
去する工程と、前記非磁性層２及び前記サーボ層５の上
に硬質磁性材よりなる磁気記録層３を形成する工程とを
有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法により
解決する。

【００１６】上記した課題は、図１０に例示するよう
に、非磁性層２２の上に硬質磁性層３１を形成する工程
と、前記硬質磁性層３１のうちサーボパターン形成部分
をマスク３２で覆う工程と、前記マスク３２に覆われな
い領域の前記硬質磁性層３１をエッチングして薄層化す
ることにより、薄層化した部分を磁気記録層２３にする
とともに、前記マスク３２の下の厚い前記硬質磁性層３
１をサーボパターン２５とする工程と、前記マスク３２
上及び前記磁気記録層２３の上に非磁性層２６を形成す
る工程と、前記マスク３２を除去することにより前記マ
スク３２上の前記非磁性層２６を剥離する工程と、前記
サーボパターン２５を研磨又はエッチングすることによ
りその上面を平坦化する工程とを有することを特徴とす
る磁気記録媒体の製造方法によって解決する。

【００１７】上記した課題は、図１１に例示するよう
に、非磁性層２２の上に硬質磁性材よりなる磁気記録層
２３を形成する工程と、前記磁気記録層２３の上に硬質
磁性材よりなるサーボ層３３を形成する工程と、前記サ
ーボ層３３のうちサーボパターン形成部分をマスク３４
で覆う工程と、前記マスク３４に覆われない領域の前記
サーボ層３４に非磁性元素をイオン注入して該領域を非
磁性層３３ａに変えるとともに、前記サーボパターン形
成部分の前記サーボ層３３を硬質磁性のまま残す工程と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によ
って解決する。

【００１８】（作 用）次に、本発明の作用について説
明する。本発明によれば、磁気記録層に連続して形成さ
れる硬質磁性層をサーボ信号記録領域でトラック長方向
に膜厚を変化させ、その膜厚の厚い部分をサーボパター
ンとして適用している。

【００１９】これにより、サーボパターンと磁気ヘッド
との距離が極めて近くなるので、磁気ヘッドによって読
み出されるサーボ信号磁界が強くなり、読み出しエラー
の発生が防止される。そのようなサーボ信号記録領域で
の硬質磁性層の膜厚を変化させる構造としては、第１
に、硬質磁性材よりなる磁気記録層の下面に硬質磁性材
よりなるサーボ層を重ねて形成したものがある。この場
合、サーボ層とともに磁気記録層にもサーボ信号が書き
込まれるので、サーボ信号磁界の強度が大きくなる。ま
た、サーボ層はパターニングされて複数のサーボパター
ンとなるが、磁気記録層の下でそのサーボパターンを囲
むように非磁性層を形成して磁気ヘッドの対向面を平坦
化すると、低浮上の磁気ヘッドクラッシュが未然に防止
される。

【００２０】また、第２の構造として、硬質磁性材より
なる磁気記録層の上面に硬磁性材よりなるサーボ層を重
ねて形成したものがある。この場合、サーボ層とともに
磁気記録層にもサーボ信号が書き込まれるので、サーボ
信号磁界の強度が大きくなる。また、サーボ層はパター
ニングされて複数のサーボパターンとなるが、磁気記録
層の上でサーボパターンを囲むように非磁性層を形成す
ると、磁気ヘッドの対向面が平坦になる。

【００２１】サーボ層と磁気記録層を同じ材料から形成
する場合には、サーボ層が磁気記録層の膜厚の２．５倍
以上あればデータ信号磁界と同じ大きさのトラッキング
情報磁界を得ることができることが実験により確かめら
れている。即ち、サーボ信号記録領域での膜厚の変化量
は、磁気記録層の膜厚の２．５倍以上あればよい。その
ようなサーボパターンをトラック内で位相を異ならせて
複数列配置し、さらに、各トラック毎に位相を異ならせ
て複数配列すると、その位相差により生じるトラッキン
グ情報磁界のトラック長方向の波形のズレを検出するこ
とによりトラック位置情報を検出できる。

【００２２】本発明では、そのようなサーボパターンを
形成する方法として、リフトオフによりサーボパターン
を形成した後に、その表面を研磨又はエッチングにより
平坦化しているので、磁気記録媒体の表面の平坦性が確
保でき、ヘッドクラッシュの発生を未然に防止できる。
また、別のサーボパターンの形成方法として、サーボパ
ターンを形成する領域の非磁性層に凹部を形成した後
に、非磁性層の上に硬質磁性材よりなるサーボ層と平坦
化膜を順次形成し、ついで、平坦化膜とサーボ層をエッ
チングバックすることによりサーボ層を凹部内にのみ残
してサーボパターンを形成している。この方法によれば
バリの発生はなく、サーボパターン及び非磁性層の表面
で平坦性が損なわれることはない。

【００２３】さらに別のサーボパターンの形成方法とし
て、サーボ層を形成した後に、サーボパターンを形成し
ない領域に非磁性元素をイオン注入してその領域のサー
ボ層を非磁性層に変えるとともに、残ったサーボ層をサ
ーボパターンとして用いるようにしている。これによ
り、サーボパターンとその周辺では平坦性が損なわれる
ことはない。

【００２４】サーボパターンを磁気記録層上に積層する
構造を採用する場合には、硬質磁性層を基板上に形成し
た後に、その硬質磁性層のうちサーボパターンを形成し
ない領域をエッチングにより薄層化するとともに、エッ
チングされた部分に非磁性層を配置している。これによ
り、エッチングされずに厚く残った硬質磁性層をサーボ
パターンとすると、サーボパターンの周囲には同じ厚さ
の非磁性層が存在することになるので、サーボパターン
とその周辺は平坦性が確保される。また、その硬質磁性
層のうちデータ書込領域を薄層化し、その薄くなった層
を磁気記録層とすると、サーボパターンと磁気記録層の
成膜工程は１回で済み、成膜工数が少なくなる。

【００２５】

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る
磁気記録媒体の部分断面図、図２は、その平面図であ
る。

【００２６】図１において、磁気記録媒体１は、ガラス
ウェハ、シリコンウェハ或いはNiPで覆われたアルミニ
ウムウェハなどからなる非磁性の基板２と、基板２の上
に形成されたCoCr、CoCrPt、CoCrTa、CoNiCr等の第一の
硬質磁性材よりなる磁気記録層３と、磁気記録層３を覆
う保護層４とを有している。また、磁気記録媒体１は中
央に軸孔１ａを有する円板状の形を有し、しかも図２に
示すようにデータ信号記録領域Ａとサーボ信号記録領域
Ｂを有している。サーボ信号領域Ｂは、図２に示すよう
に、磁気ヘッドＨのスイング軌道に対応して円弧状にな
っている。これは、磁気ヘッドＨをロータリアクチェー
タ１０ｂによりスイングさせる際に磁気記録媒体１の内
周と外周に生じるヨー角の差を小さくするためである。
ヨー角の差が大きくなると磁気ヘッドＨによる読出し信
号に変動を生じる。

【００２７】また、基板２表面のサーボ信号領域Ｂには
図１に示すようにサーボパターン形状を有する凹部２ａ
が複数個離隔して形成され、それらの凹部２ａ内にはCo
Cr、CoCrPt、CoCrTa、CoNiCr等の第二の硬質磁性材より
なるサーボ層５が埋め込まれている。１つの凹部２ａ内
のサーボ層５とその上の磁気記録層３が実質的に１つの
サーボパターン５ｐを構成する。サーボ信号領域Ｂでは
サーボ層５と磁気記録層３は接触し、サーボ層５に書き
込まれたサーボ情報はその上の磁気記録層３にも書き込
まれることになる。従って、サーボ信号領域Ｂの磁気記
録層３にはデータを記録しないことになる。

【００２８】なお、サーボ層５を構成する第二の硬質磁
性材は、磁気記録層４を構成する第一の硬質磁性材と同
一であっても異なっていてもよい。サーボ信号記録領域
Ｂでは、図３(a) に示すようにストライプ状のクロック
信号パターン７が基板２の表面に埋め込まれている。２
つのクロック信号パターン７の間が１クロックとなり、
それらの間には複数のサーボパターン５ｐがほぼマトリ
クス状に配置されている。

【００２９】即ち、サーボパターン５ｐは、磁気記録媒
体１の周方向、即ちトラック長方向に一定間隔をおいて
複数個配列され、磁気記録媒体１の径方向には互いに同
一のトラック長方向に一定量αでシフトした状態で複数
個配置されている。ここで、トラック長方向に並ぶ複数
のサーボ層５を１つの列パターンとすると、隣合う２つ
の列パターンから出る信号磁界の波形には図３(b) のよ
うに位相差αが生じることになる。

【００３０】なお、図３(a) では、サーボパターン５ｐ
の大きさは、１つのトラック幅に２列が入るような大き
さとなっている。そのようなサーボパターン５ｐの位相
差αを磁気ヘッドにより検出することによって、磁気記
録媒体１のトラック位置と磁気ヘッドＨとの相対的位置
関係を知ることができるので、磁気ヘッドＨからの読み
出し信号を入力した制御回路１０ａはアクチェータ１０
ｂを介して磁気ヘッドＨを目標位置まで移動させる。

【００３１】次に、サーボパターン５ｐへのトラッキン
グ情報を書き込む方法を説明する。トラッキング情報の
書込みは、図４(a) に示すように磁気ヘッドＨを用いた
り或いは図４(b) に示すように永久磁石Ｐを用いること
によって行う。図４(a) に示すように磁気ヘッドＨによ
りトラッキング情報を書き込む場合には、円板状の磁気
記録媒体１を回転させた状態で、磁気ヘッドＨから直流
磁界を発生させてその直流磁界により所望のサーボ層５
とその周囲の磁気記録層３を円周方向（トラック長方
向）で同一向きに磁化させる。なお、サーボ信号を書き
込む場合の磁気ヘッドＨの記録ギャプ長は、磁気記録層
３にデータを書き込む場合の記録ギャップ長よりも広い
方が大きな磁界を発生させることができるので好まし
い。

【００３２】一方、図４(b) に示すように、永久磁石Ｐ
のＳ極とＮ極を円周方向に沿って配置し、その状態で磁
気記録媒体１を回転させて所望のサーボパターン５ｐと
その周囲の磁気記録層３を同一向きに磁化させる。いず
れのトラッキング情報の書込み方法においても、サーボ
パターン５ｐとクロック信号パターン７のいずれをもト
ラック長に沿って同じ方向に磁化する。なお、トラッキ
ング情報を書き込む際にデータ記録領域Ａが同時に磁化
されたとしても、データを書き込むことによりトラッキ
ング情報は消えることになる。

【００３３】このように書き込まれたトラッキング情報
は、図５(a) に示すように、磁気抵抗効果素子８或いは
インダクティブ素子９を有する磁気ヘッドを介して読み
取られることになる。この場合、サーボパターン５ｐの
実質的な厚さは、サーボ層５の膜厚と磁気記録層３の膜
厚の和となるので、サーボ層と磁気記録層が離れている
場合に比べて、サーボパターン５ｐから洩れるサーボ磁
界Ｈs は大きくなる。

【００３４】しかも、図５(a) に示すように、サーボパ
ターン５ｐは磁気記録層３と同一平面上にあるので、磁
気ヘッドＨとサーボパターン５ｐの距離は、実質的に磁
気ヘッドＨと磁気記録層３の距離と等しくなるので、磁
気ヘッド５に入力するサーボ磁界は強くなり、トラッキ
ング情報の読み出しはより確実になる。次に、磁気ヘッ
ドにより読み出されたトラッキング信号出力とサーボパ
ターン５ｐの膜厚との関係を調べた実験結果を示す。

【００３５】トラッキング情報の読み出しは、図５(a)
に示すように、トラック上のサーボパターン５ｐを再生
用磁気ヘッドＨの下で走行させて行い、トラッキング信
号出力とサーボパターン５ｐの厚さの関係を調べたとこ
ろ、図５(b) に示すような結果が得られた。図５(b) に
おいて、テータ信号記録領域Ａでの磁気記録層３におい
て得られるデータ信号出力を「１」として規格化した値
を縦軸に示し、また、磁気記録層３の膜厚を「１」とし
た場合のサーボ層５の積層数をＮとした場合に、サーボ
層５の膜厚ＸはＸ＝Ｎｔとなる（但し、ｔは磁気記録層
の膜厚）。

【００３６】図５(b) において、サーボ層の５の層数の
増加に伴ってトラッキング信号も増大し、２．５倍程度
でデータ信号出力と同じ大きさの出力が得られた。サー
ボ層５を設けずに磁気記録層３に凹状のピットを設けた
ところそのビットから出力されたトラッキング信号出力
は「０．５」になった。このように、サーボ層５が磁気
記録層３の２．５倍以上にならなければ、サーボ信号出
力がデータ信号出力よりも大きくならないのは、サーボ
パターン５ｐを構成するサーボ層５が隣のサーボ層５か
ら離れているからである。

【００３７】次に、上記した磁気記録媒体１のサーボパ
ターン５ｐの形成方法を説明する。 第１例 まず、図６(a) に示すように、基板２の上にレジスト１
１を塗布し、これを露光、現像してサーボ信号記録領域
Ｂのサーボパターン形成部分に窓１２を開ける。

【００３８】その後に、図６(b) に示すように、レジス
ト１１の窓１２から露出した部分の基板２をエッチング
してその上部に凹部２ａを形成する。エッチング法とし
てはイオンミリング、スパッタエッチング、ケミカルエ
ッチングなどがあるが、イオンミリングのような物理的
エッチング法（ＰＶＤ法）を用いる場合には、凹部２ａ
の周縁にバリが発生するおそれがあるので適切なイオン
照射角を確保する必要がある。

【００３９】なお、基板２としてシリコンウェハを使用
する場合には、反応性イオンエッチングが適用できるた
めにバリは発生しない。次に、図６(c) に示すように、
全体にCoCrPtよりなるサーボ層５をスパッタにより５〜
２５０nmの厚さに形成し、続いてレジスト１１を溶剤に
より剥離すると、基板２の凹部２ａ内にのみサーボ層５
が残る。

【００４０】続いて、機械的研磨又はイオンミリング、
スパッタなどを用いて基板２とサーボ層５を平坦化す
る。この平坦化によって、磁気ヘッドが対向する磁気記
録媒体１の記録面が平坦化されるので、記録面上を浮上
したり記録面を滑る磁気ヘッドが突起によって破壊され
るおそれがなくなる。そのような平坦化工程の後に、サ
ーボ層５及び基板２を覆うCoCrPtよりなる磁気記録層３
をスパッタによって５〜１００nmの厚さに形成し、さら
に、その上に保護膜４を形成すると、図１(a) に示すよ
うな構造の磁気記録媒体が完成する。

【００４１】第２例 まず、第１例と同じ方法により、図７(a) に示すような
基板２上に凹部２ａを形成する。次に、図７(b) に示す
ように、基板２上面と凹部２ａ内にCoCrPtよりなるサー
ボ層５をスパッタにより５〜２５０nmの厚さに形成し、
続いてフォトレジスト１５を硬質磁性材１４の上に塗布
する。

【００４２】この後に、図７(c) に示すように、フォト
レジスト１５とサーボ層５をイオンミリング又はスパッ
タエッチングなどによってエッチングしてゆくと、基板
２の面が露出した段階で、サーボ層５が凹部２ａ内にの
み残る。この場合、凹部２ａ内のサーボ層５の上面と基
板２の上面が平坦するので機械的研磨などは不要であ
る。

【００４３】この後に、図７(d) に示すように、サーボ
層５及び基板２の上にCoCrPtよりなる磁気記録層３をス
パッタによって５〜１００nmの厚さに形成し、さらに、
その上に保護膜４を形成する。凹部２ａ内に残ったサー
ボ層５とその上の磁気記録層３によってサーボパターン
５ｐが構成される。第３例 上記した第１例と第２例の工程により形成されたサーボ
パターン５ａ、非磁性の基板２の表面に形成した凹部２
ａ内に埋め込まれるが、以下に説明する製造工程によっ
て基板２上にサーボパターンと非磁性層を形成してもよ
い。

【００４４】まず、図８(a) に示すように、基板２の上
にCoCrPtよりなる硬質磁性層１６を５〜２５０nmの厚さ
に形成する。次に、図８(b) に示すように、硬質磁性層
１６の上にレジスト１７を塗布し、これを露光、現像す
ることにより、サーボパターン配置部分を除く領域の硬
質磁性層１６を露出させる。

【００４５】この後に、図８(c) に示すように、レジス
ト１７に覆われない領域の硬質磁性層１６にクロム（C
r）をイオン注入すると、そのイオン注入領域の硬質磁
性層１６はCrリッチになりしかもより非晶質化するので
非磁性層１６ａに変化する。そしてレジスト１７の下の
サーボパターン配置部分に残った硬質磁性層１６をサー
ボパターン５ｐとして使用する。

【００４６】なお、イオン注入により硬質磁性層１６に
凹凸は発生しないので、平坦化処理は不要となる。次
に、図８(d) に示すように、レジスト１７を除去した後
に、CoCrPtよりなる磁気記録層３をスパッタによって５
〜１００nmの厚さに形成してサーボパターン５ａと非磁
性層１６ａを覆う。さらに、磁気記録層３の上に保護膜
４を形成すると、磁気記録媒体が完成する。

【００４７】この構造においても、複数サーボパターン
５ｐと磁気記録層３が接触することになる。なお、本実
施形態においては、基板の表面に非磁性層を形成し、そ
の非磁性層に凹部を設けてもよい。 （第２実施形態）第１実施形態では、サーボ層の上に磁
気記録層を形成しているが、その上下関係を逆にしても
よいので、以下にその実施形態を説明する。

【００４８】図９は、本発明の第２実施形態に係る磁気
記録媒体の部分断面図である。その平面は図２に示すと
同じなので省略する。図９において、磁気記録媒体２１
は、ガラスウェハ、シリコンウェハ或いはNiP で覆われ
たアルミニウムウェハなどからなる非磁性の基板２２
と、基板２２の上に形成されたCoCr、CoCrPt、CoCrTa、
CoNiCr等よりなる磁気記録層２３と、磁気記録層２３を
覆うCr、Ta、Ti、Ｗ、SiO₂などの非磁性層２６と、磁気
記録層２３の上で非磁性層内２６に囲まれたCoCr、CoCr
Pt、CoCrTa、CoNiCr等よりなる複数のサーボ層２５と、
サーボ層２５及び非磁性層２６を覆う保護層２４から構
成されている。そして複数に分離されたサーボ層２５と
その上の磁気記録層２３によってサーボパターン２５ｐ
が構成される。

【００４９】磁気記録媒体２１は第１実施形態と同じ円
環状になっている。また、図２と同じようにサーボ信号
領域Ｂではクロック信号パターン２７が形成され、２つ
のクロック信号パターン２７の間に配置されるサーボパ
ターン２５は第１実施形態と同じ配置になっている。こ
のようなサーボパターン２５ｐにおいても、トラッキン
グ情報の書込み方法は第１実施形態と同じである。ま
た、サーボパターン２５ｐに書き込まれたトラッキング
情報は磁気ヘッドを介して読み取られることになる。

【００５０】この場合、サーボパターン２５ｐから出る
磁界を磁気ヘッドがトラッキング情報として読み取るこ
とになる。しかも、サーボ層２５と磁気記録層２３によ
って１つのサーボパターン２５ｐが構成されるので、完
全に孤立した従来のサーボパターンよりもトラキング信
号磁界が強くなる。また、サーボパターン２５の周囲に
は非磁性層２６が埋め込まれているので、サーボパター
ン２５と磁気ヘッドとの距離は磁気ヘッドの浮上量と保
護層２４の膜厚を加えた大きさとなる。この結果、磁気
ヘッドに入力するサーボ磁界は大きくなり、トラッキン
グ情報の読み出しは確実になる。

【００５１】この実施形態の磁気記録媒体２１において
は、サーボパターン２５ｐが厚過ぎるとその周辺の非磁
性層２６も厚くなって磁気記録層２３と磁気ヘッドとの
距離が離れ過ぎる。したがって、サーボ層２５と磁気記
録層２３が同じ材料により形成されている場合には、サ
ーボ層２５の膜厚は、図５(b) の実験結果から磁気記録
層２３の膜厚よりも２．５倍程度になるように設定する
ことが好ましい。

【００５２】この実施形態においても、サーボ層２５の
周囲には非磁性層２６が埋め込まれた構造となっている
ので磁気記録媒体２１の記録面の平坦性は十分確保され
る。なお、この実施形態においても、図２に示すサーボ
信号領域Ｂの磁気記録層２３にはデータは記録されな
い。次に、上記した磁気記録媒体２１のサーボパターン
の形成方法を例に挙げて説明する。

【００５３】第１例 まず、図１０(a) に示すように、基板２２の上にCoCrPt
よりなる硬質磁性層３１をスパッタにより５〜２５０nm
の厚さに形成する。続いて、硬質磁性層３１の上にレジ
スト３２を塗布し、これを露光、現像することにより、
サーボパターン形成部分を除く領域の硬質磁性層２３を
露出させる。

【００５４】その後に、図１０(b) に示すように、レジ
スト３２に覆われない硬質磁性層３１の膜厚が５〜１０
０nmとなるまでエッチングにより薄層化する。これによ
り、トラッキングパターン形成部分の硬質磁性層３１の
膜厚が他の領域よりも厚くなる。膜厚の厚い部分の硬質
磁性層３１はサーボパターン２５として使用され、薄い
部分は磁気記録層２３となる。

【００５５】そのエッチング法としては、イオンミリン
グ、スパッタエッチング、ケミカルエッチングなどがあ
るが、イオンミリングのような物理的エッチング法（Ｐ
ＶＤ法）を用いる。次に、図１０(c) に示すように、全
体にCrよりなる非磁性層２６をスパッタによって５〜１
００nmの厚さに形成し、続いてレジスト３２を溶剤によ
り剥離すると、レジスト３２に覆われない領域のみに非
磁性層２６が残る。そして、その非磁性層によってパタ
ーニングされたサーボ層２５の周囲が埋め込まれる。

【００５６】なお、レジスト３２を剥離した後にサーボ
層２５の周辺に非磁性層２６のバリが残るような場合に
は、機械的研磨又はイオンミリング、スパッタなどを用
いてバリを除去するとともにサーボ層２５と非磁性層２
６の各表面の平坦化を図る必要がある。そのような平坦
化工程の後に、非磁性層２６及びサーボ層２５の上に保
護膜２４を形成すると、図９に示すような構造の磁気記
録媒体が完成する。

【００５７】第２例 まず、図１１(a) に示すように、基板の上にCrCoPtより
なる磁気記録層２３とCrCoPtよりなる硬質磁性層３３を
スパッタによりそれぞれ５〜１００nm、５〜２５０nmの
厚さに形成する。次に、図１１(b) に示すように、レジ
スト３４を塗布し、これを露光、現像することにより、
トラッキングパターン形成部分を除く領域の磁気記録層
２３を露出させる。

【００５８】この後に、図１１(c) に示すように、レジ
スト３４に覆われない領域の硬質磁性層３３層にクロム
（Cr）をイオン注入し、そのイオン注入領域を非磁性層
３３ａに変える。この場合のイオン注入の深さはイオン
加速エネルギーの調整によって制御される。これにより
レジスト３４の下方に存在する硬質磁性層３３と磁気記
録層２３はサーボパターン２５ｐを構成する。

【００５９】なお、イオン注入により硬質磁性層３４に
凹凸は発生しないので、平坦化処理は不要となる。次
に、レジスト３４を溶剤により剥離した後に、図１１
(d) に示すように、サーボパターン２５ｐと非磁性層３
３ａを覆う保護膜２４を形成すると、磁気記録媒体が完
成する。

【００６０】なお、本実施形態において、基板の表面に
非磁性層を形成してもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁気
記録層に連続して形成される硬質磁性層をサーボ信号記
録領域でトラック長方向に膜厚を変化させ、その膜厚の
厚い部分をサーボパターンとして適用しているので、サ
ーボパターンと磁気ヘッドとの距離が極めて近くなり、
磁気ヘッドによって読み出されるサーボ信号磁界が強く
なり、読み出しエラーの発生を防止できる。

【００６２】そのようなサーボ信号記録領域での硬質磁
性層の膜厚を変化させる構造としては、第１に、硬質磁
性材よりなる磁気記録層の下面に硬磁性材よりなるサー
ボ層を重ねる構造を採用したので、サーボ層とともに磁
気記録層にもサーボ信号が書き込まれることになり、サ
ーボ信号磁界の強度を大きくできる。また、そのサーボ
層はパターニングされて複数のサーボパターンとなる
が、磁気記録層の下でそのサーボパターンを囲むように
非磁性層を形成して磁気ヘッドの対向面を平坦化するよ
うにしているので、低浮上の磁気ヘッドクラッシュを未
然に防止できる。

【００６３】また、第２の構造として、硬質磁性材より
なる磁気記録層の上面に硬磁性材よりなるサーボ層を重
ねる構造を採用したので、サーボ層とともに磁気記録層
にもサーボ信号が書き込まれることになり、サーボ信号
磁界の強度うぃきくできる。また、サーボ層はパターニ
ングされて複数のサーボパターンとなるが、磁気記録層
の上でサーボパターンを囲むように非磁性層を形成した
ので、磁気ヘッドの対向面を平坦にすることができる。

【００６４】サーボ層と磁気記録層を同じ材料から形成
する場合には、サーボ層が磁気記録層の膜厚の２．５倍
以上あればデータ信号磁界と同じ大きさのトラッキング
情報磁界を得ることができることが実験により確かめら
れている。即ち、サーボ信号記録領域での膜厚の変化量
は、磁気記録層の膜厚の２．５倍以上あればよい。その
ようなサーボパターンをトラック内で位相を異ならせて
複数列配置し、さらに、各トラック毎に位相を異ならせ
て複数配列すると、その位相差により生じるトラッキン
グ情報磁界のトラック長方向の波形のズレを検出するこ
とによりトラック位置情報を検出できる。

【００６５】本発明では、そのようなサーボパターンを
形成する方法として、リフトオフによりサーボパターン
を形成した後に、その表面を研磨又はエッチングにより
平坦化しているので、磁気記録媒体の表面の平坦性が確
保できる。また、別のサーボパターンの形成方法とし
て、サーボパターンを形成する領域の非磁性層に凹部を
形成した後に、非磁性層の上に硬質磁性層と平坦化膜を
順次形成し、ついで、平坦化膜と硬質磁性層をエッチン
グバックすることにより硬質磁性層を凹部内にのみ残し
てサーボパターンを形成している。この方法によればバ
リの発生はなく、サーボパターン及び非磁性層の表面で
平坦性が損なわれることはない。

【００６６】さらに別のサーボパターンの形成方法とし
て、硬質磁性層を形成した後に、サーボパターンを形成
しない領域に非磁性元素をイオン注入してその領域の硬
質磁性層を非磁性層に変えるとともに、残った硬質磁性
層をサーボパターンとして用いるようにしている。これ
により、サーボパターンとその周辺では平坦性が損なわ
れることはない。

【００６７】サーボパターンを磁気記録層の上面に重ね
合わせる構造を採用する場合には、厚く形成された硬質
磁性層のうちサーボパターンを形成しない領域をエッチ
ングにより薄層化するとともに、エッチングした領域に
非磁性層を重ねるようにしている。これにより、サーボ
パターンとその周辺では平坦性が確保されるとともに、
サーボパターンと磁気記録層を１度で形成でき、成膜工
数が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態の磁気記録媒体
の断面図である。

【図２】図２は、本発明の実施形態の磁気記録媒体の平
面図である。

【図３】図３(a) は、本発明の実施形態の磁気記録媒体
におけるサーボパターンの配置を示す平面図、図３(b)
は、そのサーボパターンを磁気ヘッドにより読み出した
トラッキング信号の一例を示す波形図である。

【図４】図４(a),(b)は、本発明の実施形態の磁気記録
媒体へのトラッキング信号の書き込み方法を示す斜視図
である。

【図５】図５(a) は、本発明の実施形態の磁気記録媒体
からのトラッキング信号の読み出し方法を示す断面図、
図５(b) はトラッキング信号とサーボパターンの幕厚と
の関係を示す特性図である。

【図６】図６は、本発明の第１実施形態の磁気記録媒体
の第１の製造方法を示す断面図である。

【図７】図７は、本発明の第１実施形態の磁気記録媒体
の第２の製造方法を示す断面図である。

【図８】図８は、本発明の第１実施形態の磁気記録媒体
の第３の製造方法を示す断面図である。

【図９】図９は、本発明の第２実施形態の磁気記録媒体
の断面図である

【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態の磁気記録
媒体の第１の製造方法を示す断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態の磁気記録
媒体の第２の製造方法を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２１ 磁気記録媒体 ２、２２ 基板 ３、２３ 磁気記録層 ４、２４ 保護層 ５、２５ サーボ層 ５ｐ、２５ｐ サーボパターン ２６ 非磁性層 Ａ テータ信号記録領域 Ｂ サーボ信号記録領域

フロントページの続き (72)発明者 越川 誉生 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 前多 宏志 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性の基板と、 前記基板上の磁気記録層と、 前記基板上のサーボ信号記録領域において前記磁気記録
   層に連続して形成され、且つ膜厚がトラック長方向に変
   化するサーボパターンを構成する硬質磁性層とを有する
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】前記硬質磁性層は前記磁気記録層と同じ材
   料からなるとともに、前記硬質磁性層の前記トラック長
   方向への膜厚の変化量は、前記磁気記録層の膜厚の２．
   ５倍以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気記
   録媒体。
3. 【請求項３】基板の上のサーボパターン形成部に存在す
   る硬質磁性材よりなるサーボ層と、 前記サーボパターン形成部の他の領域に形成されて前記
   サーボ層を囲む非磁性層と、 前記サーボ層及び前記非磁性層の上に形成された硬質磁
   性材よりなる磁気記録層とを有することを特徴とする磁
   気記録媒体。
4. 【請求項４】前記磁気記録層のうち磁気ヘッドが対向す
   る側の面は平坦であることを特徴とする請求項３記載の
   磁気記録媒体。
5. 【請求項５】非磁性の基板の上に形成された磁気記録層
   と、 前記磁気記録層の上のサーボパターン形成部に形成され
   た硬質磁性材よりなるサーボ層と、 前記磁気記録層の上であって前記サーボパターン形成部
   の他の領域に形成された非磁性層とを有することを特徴
   とする磁気記録媒体。
6. 【請求項６】前記サーボ層及び前記非磁性層における磁
   気ヘッドが対向する側のそれぞれの面によって平坦面が
   形成されていることを特徴とする請求項５記載の磁気記
   録媒体。
7. 【請求項７】前記サーボ層は前記磁気記録層と同じ材料
   から形成されるとともに、前記サーボ層の膜厚は前記磁
   気記録層の膜厚の２．５倍以上であることを特徴とする
   請求項３又は５記載の磁気記録媒体。
8. 【請求項８】前記サーボ信号記録領域は、各セクタ領域
   毎に配置されていることを特徴とする請求項３又は５記
   載の磁気記録媒体。
9. 【請求項９】前記サーボパターン形成部は、各トラック
   毎及び各トラック内でトラック長方向の位相を異ならせ
   て複数列配置されていることを特徴とする請求項３又は
   ５記載の磁気記録媒体。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載された磁
    気記録媒体と、 前記磁気記録媒体の前記サーボ層の端部から発生する磁
    界をトラッキング信号として検出する磁気ヘッドとを有
    することを特徴とする磁気記録装置。
11. 【請求項１１】非磁性層のサーボパターン形成部分にレ
    ジストマスクを用いて凹部を形成する工程と、 前記凹部内と前記レジストマスク上に硬質磁性材よりな
    るサーボ層を形成する工程と、 前記レジストマスクを剥離して、前記凹部内に前記サー
    ボ層を残すことにより、該凹部内に前記サーボ層よりな
    るサーボパターンを形成する工程と、 前記サーボパターンの上面を平坦化する工程と、 前記サーボパターン及び前記非磁性層の上に硬質磁性材
    よりなる磁気記録層を形成する工程とを有することを特
    徴とする磁気記録媒体の製造方法。
12. 【請求項１２】非磁性層のサーボパターン形成部分に凹
    部を形成する工程と、 前記非磁性層上及び前記凹部内
    に硬質磁性材よりなるサーボ層を形成する工程と、 前記凹部内と前記サーボ層の上に平坦化膜を塗布する工
    程と、 前記平坦化膜と前記サーボ層を連続的にエッチングバッ
    クして前記凹部内にのみ前記サーボ層を残す工程と、 前記凹部内の前記サーボ層の上と前記非磁性層の上に硬
    質磁性材よりなる磁気記録層を形成する工程とを有する
    ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
13. 【請求項１３】非磁性層上に硬質磁性材よりなるサーボ
    層を形成する工程と、 前記サーボ層のうちサーボパターン形成部分をマスクで
    覆う工程と、 前記サーボ層のうち前記マスクに覆われない領域に非磁
    性元素をイオン注入して該領域を非磁性層に変える工程
    と、 前記マスクを除去する工程と、 前記非磁性層及び前記サーボ層の上に硬質磁性材よりな
    る磁気記録層を形成する工程とを有することを特徴とす
    る磁気記録媒体の製造方法。
14. 【請求項１４】非磁性層の上に硬質磁性層を形成する工
    程と、 前記硬質磁性層のうちサーボパターン形成部分をマスク
    で覆う工程と、 前記マスクに覆われない領域の前記硬質磁性層をエッチ
    ングして薄層化することにより、薄層化した部分を磁気
    記録層にするとともに、前記マスクの下の厚い前記硬質
    磁性層をサーボパターンとする工程と、 前記マスク上及び前記磁気記録層の上に非磁性層を形成
    する工程と、 前記マスクを除去することにより前記マスク上の前記非
    磁性層を剥離する工程と、 前記サーボパターンを研磨又はエッチングすることによ
    りその上面を平坦化する工程とを有することを特徴とす
    る磁気記録媒体の製造方法。
15. 【請求項１５】非磁性層の上に硬質磁性材よりなる磁気
    記録層を形成する工程と、 前記磁気記録層の上に硬質磁性材よりなるサーボ層を形
    成する工程と、 前記サーボ層のうちサーボパターン形成部分をマスクで
    覆う工程と、 前記マスクに覆われない領域の前記サーボ層に非磁性元
    素をイオン注入して該領域を非磁性層に変える工程とを
    有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。