JP2003263713A

JP2003263713A - 円筒状磁気記録媒体およびその作製方法

Info

Publication number: JP2003263713A
Application number: JP2002063737A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Saito; 達也斉藤; Toru Den; 透田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-19
Also published as: US20030170416A1; US6791797B2

Abstract

(57)【要約】【課題】作製が簡易、高密度記録が可能であり、磁気
記録の保存安定性を有する磁気記録媒体を提供する。【解決手段】円筒状磁気記録媒体において、磁性体が
埋め込まれた細孔の配列を有するトラックを円筒状基体
の外周面に円筒状基体の中心軸に沿って並列配置させ、
細孔の配列が、円筒状基体の中心軸に中心を有し、かつ
中心軸に対して垂直な面をなす円軌道を形成させるか、
または、細孔の配列が、円筒状基体の中心軸を中心とし
た螺旋軌道を形成させる。また、細孔が互いに交差する
複数の縦列と複数の横列を形成させ、縦列と横列との交
点から形成される四角形を正方形、長方形または斜方形
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各トラックにおい
て一定トラック長、一定の記録ビット数を有し、高記録
密度を有するパターンドメディアと呼ばれる円筒状磁気
記録媒体およびその作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のハードディスクの高密度・大容量
化に代表されるように、磁気記録媒体の記録密度は年率
６０％〜１００％という飛躍的スピードで向上を続けて
おり、現在では５０Ｇｂ／ｉｎ²を超える記録密度を達
成した例も報告されている。また、今後も更なる進歩が
期待されており、多くの精力的な研究・開発が行われて
いるなか、次世代の磁気記録媒体への関心が高まってい
る。

【０００３】現在、ハードディスクへの磁気記録の方式
としては、記録面に沿った方向に磁化を記録する面内記
録方式が採用されている。面内記録方式では、隣り合う
磁化記録部分間に設けられた磁化遷移領域からの漏れ磁
界を利用して、磁気ヘッドにより記録・再生を行ってい
る。しかし、面内記録方式では、記録密度を向上するた
めにビット長を短くしていくと、磁化遷移領域からの漏
れ磁界が小さくなるため、微小なビット長になると漏れ
磁界が検出されなくなる、といった問題が生じる。この
問題は磁性層の膜厚を薄くすることで回避されるが、こ
の場合、ビットの体積が極端に小さくなってしまい、熱
エネルギーによって磁化方向が変化してしまう超常磁性
状態に陥り、記録した磁化を保持できなくなる。以上の
ような理由から、面内記録方式では１００Ｇｂ／ｉｎ²
前後の記録密度が限界であると現時点においては考えら
れている。

【０００４】一方、記録面に交差する方向に磁気異方性
を有する磁性体を記録層とし、記録面に交差する方向に
磁化を記録する垂直記録方式は、面内記録方式とは対照
的に高密度になるほど反磁界が減少する性質がある。さ
らに、記録密度を高くしても磁性層の膜厚を厚くするこ
とが可能であるので、熱エネルギーにより、超常磁性状
態に陥ることもない。以上の理由から１００Ｇｂ／ｉｎ
²を超える記録密度の領域では面内記録方式よりも垂直
記録方式が有力であると考えられている。垂直記録方式
では記録層としてＣｏ−Ｃｒ合金が一般に用いられてい
る。Ｓｉ基板やガラス基板、カーボン基板などの基板上
にスパッタリング法によりＣｏ−Ｃｒ合金を成膜する
と、ＣｏとＣｒが組成分離した状態で成長する。このう
ちＣｏ組成が多い部分は円柱状であり、六方最密構造
（ｈｃｐ構造）を有し、記録を保持する部分となる。円
柱状の記録部分を取り囲むように成長するＣｒ組成が多
い部分は非磁性部分であり、隣接する記録部分間の磁気
的な相互作用を弱める働きもする。

【０００５】さらに、このような柱状の記録部分となる
磁性材料を、非磁性材料に埋め込んだ構造を、微細加工
技術により人工的に規則的に形成した磁気記録媒体も考
案されている。例えば、ガラス状カーボン基板上にレジ
スト塗布、電子線描画でパターンニング、エッチング処
理を行うといった一連のプロセスで基板上に規則的に配
列した細孔を形成し、スパッタリングで磁性材料ＮｉＦ
ｅを細孔に埋め込んだ後、磁性材料と非磁性材料が平坦
な表面を形成するように表面を研磨することによって作
製される磁気記録媒体などがある（特開２０００−２７
７３３０号公報参照）。この磁性体が埋め込まれた細孔
一つ一つに１ビットを記録させることを特徴とするパタ
ーンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体は、面内記録方
式や垂直記録方式による磁気記録媒体と異なり、記録部
分が同形状、同サイズで規則的に配列しているので、ビ
ットの境界が規則的であり高密度記録により適した構造
となっている。この細孔の大きさや細孔間の間隔を微細
化することにより、１Ｔｂ／ｉｎ²の記録密度を実現す
ることも可能であり、次世代の磁気記録媒体として注目
を集めている。

【０００６】上記のパターンドメディアを、基板が高速
回転するハードディスク等のディスク状の磁気記録媒体
として使用するには、ディスク状の基板上に同心円状の
トラックを描くように磁性体が埋め込まれた細孔を配列
する必要がある。このような例として、特開平１１−２
２４４２２号公報において、磁性体が埋め込まれた細孔
をディスク状基板に同心円状に並べた報告例がある。こ
の報告例では、同一中心をもつ複数の同心円状トラック
を形成するように、一定間隔で配列した細孔のパターン
の突起をもつ雄型（スタンパ）をＡｌ基板に押し付ける
ことで陽極酸化の開始点を形成し、このＡｌ基板を陽極
酸化して細孔を同心円状に形成している。

【０００７】また、Ａｌの陽極酸化によって陽極酸化ア
ルミナナノホールを形成する工程では、Ａｌ基板を硫
酸、シュウ酸、リン酸などの酸性電解液中で陽極酸化
し、ポーラス型陽極酸化皮膜を形成させる（例えばＲ．
Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ＆Ａ．Ｐ．
Ｄａｖｉｄｏｓｏｎ＆ＮＡＴＵＲＥＶｏｌ．３３７
Ｐ１４７（１９８９）など参照）。このポーラス皮膜の
特徴は、直径が数ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円柱状
細孔（アルミナナノホール）が、数十ｎｍ〜数百ｎｍの
間隔で平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有
することにある。この円柱状の細孔は、高いアスペクト
比を有し、断面の径の一様性にも優れている。ここで、
アスペクト比とは、細孔の直径ｘに対する細孔の深さ
ｙ、つまり、ｙ／ｘを表す。

【０００８】また、ポーラス皮膜の構造は陽極酸化の条
件を変えることにより、ある程度の制御が可能である。
例えば、陽極酸化電圧で細孔間隔を、陽極酸化時間で細
孔の深さを、ポアワイド処理により細孔径をある程度制
御可能であることが知られている。ここでポアワイド処
理とはアルミナのエッチング処理であり、一般的にはリ
ン酸を用いてウェットエッチング処理を行う。

【０００９】また、ポーラス皮膜の細孔の垂直性、直線
性及び独立性を改善するために、二段階の陽極酸化を行
う方法、すなわち、陽極酸化を行って形成したポーラス
皮膜を一旦除去した後に再び陽極酸化を行って、より良
い垂直性、直線性、独立性を示す細孔を有するポーラス
皮膜を作製する方法も提案されている（Ｊａｐａｎｅｓ
ｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ
ｉｃｓ，Ｖｏｌ３５，Ｐａｒｔ２，Ｎｏ１Ｂ，ｐ
ｐ．Ｌ１２６−Ｌ１２９，１５Ｊａｎｕａｒｙ１９９
６）。ここで、この方法は最初の陽極酸化により形成し
た陽極酸化皮膜を除去するときにできるＡｌ基板の窪み
が、二度目の陽極酸化の細孔の形成開始点となることを
利用している。

【００１０】さらにポーラス皮膜の細孔の形状、間隔及
びパターンの制御性を改善するために、スタンパを用い
て細孔の形成開始点を形成する方法、すなわち、複数の
突起を表面に備えた基板をＡｌ基板の表面に押し付けて
できる窪みを細孔の形成開始点として陽極酸化を行い、
より良い形状、間隔及びパターンの制御性を示す細孔を
有するポーラス皮膜を作成する方法も提案されている
（中尾特開平１０−１２１２９２号公報もしくは
益田固体物理３１，４９３（１９９６））。また、
基板表面にＦＩＢ（収束イオンビーム）を照射して、細
孔の形成開始点となる窪みを作製する方法、基板表面に
レジスト樹脂を均一に塗布し、光露光又は電子線露光技
術でパターンニングを施した後にドライエッチング処理
を行うことで、パターンニングされた細孔の形成開始点
となる窪みを作製する方法もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】パターンドメディア
を、現在のハードディスク等で使用されている基板が高
速回転するディスク状の磁気記録媒体とするためには、
図５のように、ディスク状の基板４１上に同心円状のト
ラック４２を描くように磁性体が埋め込まれた細孔４３
を配列する必要がある。このような構造の報告例として
は、特開平１１−２２４４２２号公報を挙げることがで
きる。この報告例では、同一中心をもつ複数の同心円状
トラックを形成するように、一定間隔で配列したパター
ンの突起をもつスタンパをＡｌ基板に押し付けることで
陽極酸化の開始点を形成し、Ａｌ基板を陽極酸化して細
孔を同心円状に形成している。ところが、ディスク状の
基板では、ディスクの内側と外側でトラック長が異な
る。このため一つのトラック内に一定間隔で細孔を配列
していくと、各トラックにより細孔の数が異なってしま
う。つまり、図６に示すように、同一トラック内での細
孔は等間隔（２Ｒ）で規則的に配列しているが、異なる
トラック間の細孔においては規則的な配列とはならず
に、細孔間の間隔が広いもの（２Ｒ’）や狭いもの（２
Ｒ’’）などが混在してしまい、基板全体において規則
的な配列は実現しない。この場合、陽極酸化の工程にお
いて、トラック内の細孔間の間隔が広い部分の不規則な
位置に細孔が形成される可能性もある。また、このよう
なディスク状基板において同一のみならず異なるトラッ
ク間の細孔間隔も一定な特殊な細孔の配列パターンをも
つスタンパを作製するには技術的な困難が予想される。
さらに、記録密度の高密度化で細孔間の間隔が極めて小
さくなった場合に、上記のように基板全面にわたって規
則的な細孔の配列が実現していないと、細孔ごとに隣接
する細孔間の距離が異なるので、細孔間に働く磁気的相
互作用にもばらつきが発生する。これにより、或る部分
の細孔では、隣接する細孔との間の磁気的相互作用の影
響を受けずに細孔内の磁性体の磁化を保持できるが、他
の部分の細孔では、隣接する細孔との間の磁気的相互作
用の影響により細孔内の磁性体の磁化を保持できなくな
るといった不都合を生じる可能性がある。また、磁性体
が埋め込まれた細孔にヘッドから書き込みを行うとき、
書き込みに要する磁界の大きさも細孔ごとに異なるとい
った不都合を生じる可能性もある。このため、細孔によ
っては、記録した情報を保持できない、又は書き込みが
正しく行われない、といった問題が生じる場合がある。

【００１２】本発明の目的は、これらの問題点を解決す
るため、基板上に細孔を配列させるプロセスが遥かに容
易な、基板全面にわたって細孔が規則的に配列したパタ
ーンドメディアを提供することにある。また、そのよう
な配列の細孔を用いることにより、全ての細孔において
隣接する細孔との間における磁気的相互作用のばらつき
を軽減することで全ての細孔内における磁性体の磁化の
保持が可能な高記録密度のパターンドメディアを提供す
ることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明の
以下の構成及び作製方法により解決できる。

【００１４】本発明は、磁性体が埋め込まれた細孔の配
列を有するトラックが円筒状基体の外周面に円筒状基体
の中心軸に沿って並列配置された円筒状磁気記録媒体で
あって、細孔の配列が、円筒状基体の中心軸に中心を有
し、かつ中心軸に対して垂直な面をなす円軌道を形成し
ていることを特徴とする円筒状磁気記録媒体に関するも
のである。

【００１５】また、本発明は更に、磁性体が埋め込まれ
た細孔の配列を有するトラックを円筒状基体の外周面に
形成した円筒状磁気記録媒体であって、細孔の配列が、
円筒状基体の中心軸を中心とした螺旋軌道を形成してい
ることを特徴とする円筒状磁気記録媒体に関するもので
ある。

【００１６】また、本発明は更に、円筒状磁気記録媒体
を有することを特徴とする記録・再生装置に関する物で
ある。

【００１７】本発明は，磁性体が埋め込まれた細孔の配
列により形成されたトラックが円筒状基体の外周面に円
筒状基体の中心軸に沿って並列配置され、細孔の配列
が、円筒状基体の中心軸に中心を有し、かつ中心軸に対
して垂直な面をなす円軌道を形成している円筒状磁気記
録媒体の作製方法であって、円筒状基体の外周面に配列
をなす細孔を形成する工程と、細孔中に磁性体を埋め込
む工程と、を有することを特徴とする円筒状基体の作製
方法に関するものである。

【００１８】また、本発明は更に、円筒状基体の外周面
に磁性体が埋め込まれた細孔の配列によりトラックを形
成し、細孔の配列が、円筒状基体の中心軸を中心とした
螺旋軌道を形成している円筒状磁気記録媒体の作製方法
であって、円筒状基体の外周面に配列をなす細孔を形成
する工程と、細孔中に磁性体を埋め込む工程と、を有す
ることを特徴とする円筒状基体の作製方法に関するもの
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】（円筒状磁気記録媒体の構成）本
発明における円筒状磁気記録媒体は、円筒状基体の外周
面に設けられた細孔に磁性体を埋め込み、一つ一つの細
孔に１ビットを記録すること、又は複数の細孔に１ビッ
トを記録することを特徴としたパターンドメディアであ
る。本発明における円筒状基体の外周面に規則的な細孔
を形成するには、光露光技術や電子線露光技術も利用可
能であるが、Ａｌの陽極酸化法を利用するのが最も有効
である。以下、細孔としてアルミナナノホールを用いる
場合を例として本発明を説明する。この方法では、Ｓｉ
等の基板上にスパッタや蒸着等によって下地層を形成
し、さらにその上にＡｌを主成分とする被陽極酸化膜を
形成する。この際の被陽極酸化層の膜厚は特に限定され
ないが、規則的な細孔が得られるような範囲に設定する
のが良い。Ａｌ陽極酸化法により自己組織的に形成され
る陽極酸化アルミナナノホール（以下、ナノホール）は
ナノホールの直径が数〜数百ｎｍまで制御でき、ナノホ
ールの間隔もナノホールの直径より若干大きい値から約
５００ｎｍまで制御可能である。Ａｌの陽極酸化には各
種の酸が利用可能であるが、微細な間隔のナノホールを
作製するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナノホールを
形成するにはリン酸浴、その間の間隔のナノホールを作
製するには蓚酸浴が好ましい。陽極酸化の処理時間は、
被陽極酸化膜の膜厚により異なるが、形成されたナノホ
ール底部が被陽極酸化膜の底面に届くまで行い、陽極酸
化時の電流プロファイルにより陽極酸化の終了ポイント
を決定する。また、ナノホールの直径は、ポアワイド処
理により拡大させることができる。

【００２０】図１は、本発明の円筒状磁気記録媒体の一
例を示す図であり、図１（ａ）はその斜面図、図１
（ｂ）は磁性体を円筒状磁気記録媒体の半径方向と垂直
方向に切断した断面部分図である。図１において、１１
は基体、１２は下地電極層、１３はアルミナ、１４はト
ラック幅、１５はナノホール、１６はナノホールの間
隔、１７はナノホールの直径、１８はナノホールに埋め
込まれた磁性体を表す。

【００２１】本発明におけるナノホールの直径１７は数
ｎｍ〜数百ｎｍの範囲であり、アスペクト比は１〜２０
程度であることが好ましい。ナノホールの間隔（２Ｒ）
１６は数十ｎｍ〜数百ｎｍ程度であり、例えば２Ｒ≒２
５ｎｍの場合では１Ｔｂ／ｉｎ²の記録密度になる。ナ
ノホールの形状は筒状で一定の断面を有し、記録面に交
差する方向であるものが好ましく、基体の円筒形状の中
心軸に向かう方向、すなわち、その半径方向であるもの
がより好ましい。また、ナノホールの断面の形状は、全
てのナノホールにおいて一定の形状であれば、円形、楕
円形、長方形等が利用できる。

【００２２】このようにして作製されたナノホールは図
２(ａ)に示すように、ナノホールが円筒状基体の中心軸
に対して垂直な面をなす円軌道のトラックを形成、又は
図２（ｂ）に示すように、ナノホールが円筒状基体の中
心軸を中心とした螺旋軌道のトラックを形成している。

【００２３】上記のようにして作製したナノホール配列
を図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）〜（ｄ）に示す。図
３（ａ）は円筒状基体外周面において、円筒状基体の中
心軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラックを形成す
るように正方状に配列したナノホールを表している。ま
た、図３（ｂ）は円筒状基体外周面において、円筒状基
体の中心軸を中心とした螺旋軌道のトラック形成するよ
うに正方状に配列したナノホールを表している。図４
（ａ）は円筒状基体外周面において、円筒状基体の中心
軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラックを形成する
ように長方状に配列したナノホールを表している。図４
（ｂ）は円筒状基体外周面において、円筒状基体の中心
軸を中心とした螺旋軌道のトラック形成するように長方
状に配列したナノホールを表している。図４（ｃ）は円
筒状基体外周面において、円筒状基体の中心軸に対して
垂直な面をなす円軌道のトラックを形成するように斜方
状に配列したナノホールを表している。図４（ｄ）は円
筒状基体外周面において、円筒状基体の中心軸を中心と
した螺旋軌道のトラック形成するように斜方状に配列し
たナノホールを表している。図３（ａ）、（ｂ）に示す
ように細孔が互いに交差する複数の縦列と複数の横列を
形成し、縦列と横列との交点から形成される四角形が正
方形のものでは、全てのナノホールが一定間隔で配列し
た記録媒体が得られるという特徴がある。また、図４
（ｃ）、（ｄ）に示すように一つの細孔に隣接する６つ
の細孔がこれら６つの細孔を頂点とする正六角形を形成
し、各正六角形がハニカム構造を形成している場合は、
ナノホールが最密な規則配列となるので、記録密度を向
上させるのに有効な配列である。

【００２４】上記のような規則的な配列が必要であるの
は、以下に述べるような問題点が発生する可能性がある
からである。まず、基体全面にわたって規則的な細孔の
配列が実現していないと、細孔間の間隔が極端に広いも
のや極端に狭いものが混在してしまう。この場合、陽極
酸化の工程において、トラック間の細孔間の間隔が広い
部分の不規則な位置に細孔が形成される可能性がある。
また、陽極酸化の開始点を形成するためのスタンパを作
製する際に、基体上の同一トラック内で細孔間隔が一定
のみならず、異なるトラック間の細孔間隔も一定な特殊
な細孔の配列パターンをもつスタンパを作製するには技
術的な困難が予想される。さらに、記録密度の高密度化
で細孔間の間隔が極めて小さくなった場合に、基体全面
にわたって規則的な細孔の配列が実現していないと、隣
接する細孔間の距離が変化するので、細孔間に働く磁気
的相互作用の大小にばらつきが発生する。これにより、
或る部分の細孔は、隣接する細孔との間の磁気的相互作
用の影響を受けずに細孔内の磁性体の磁化を保持できる
が、それとは異なる或る部分の細孔では、隣接する細孔
との間の磁気的相互作用の影響により細孔内の磁性体の
磁化を保持できなくなるといった不都合を生じる可能性
がある。また、磁性体が埋め込まれた細孔にヘッドから
書き込みを行うとき、書き込みに要する磁界の大きさに
影響を及ぼすといった不都合を生じる可能性もある。こ
れらは、記録した情報を保持できない、または、書き込
みが正しく行われない、といったことを意味する。これ
らの問題点は、円筒状基体外周面において円筒状基体の
中心軸に沿って並列配置され、円筒状基体の中心軸に中
心を有し、かつ中心軸に対して垂直な面をなす円軌道を
形成している、または、円筒状基体の中心軸を中心とし
た螺旋軌道を形成し、また、細孔が互いに交差する複数
の縦列と複数の横列を形成し、縦列と横列との交点から
形成される四角形が、正方形、長方形または斜方形とす
ることにより回避される。この場合、全てのトラック長
が一定となるので、ディスク状基板に設けられたトラッ
クのように内側と外側で記録密度が異なることがなく都
合が良い。

【００２５】ナノホールによる細孔を規則的に作製する
には、前述のように二段階の陽極酸化を行う方法や、細
孔の形成開始点となる窪みをスタンパを用いて基体表面
に作製しておく方法、または基体表面にＦＩＢを照射し
て、細孔の形成開始点となる窪みを作製する方法、基体
表面にレジスト樹脂を均一に塗布し、光露光、又は電子
線露光技術でパターンニングを施した後にドライエッチ
ング処理を行うことで、パターンニングされた細孔の形
成開始点となる窪みを作製する方法が有効である。ナノ
ホールを広い面積にわたって任意の規則的な配列にする
場合には、スタンパを用いた手法が特に有効である。こ
の際、スタンパは電子線露光によるレジストパターニン
グとドライエッチングを行うことによって作製すること
ができる。この際、スタンパにより細孔形成開始点とな
る窪みの隣接する窪みの間隔Ｒ［ｎｍ］に対してＲ［ｎ
ｍ］＝２．５×Ｖ［ｖｏｌｔ］となるように陽極酸化電
圧を選ぶことで窪みを反映した規則構造を得ることがで
きる。このようにして細孔の形成開始点となる窪みを設
けた後、陽極酸化を行なう際の処理条件は、一般的な陽
極酸化の処理条件を使用することができる。Ａｌの陽極
酸化には各種の酸が利用可能であるが、微細な間隔のナ
ノホールを作製するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナ
ノホールを形成するにはリン酸浴、その間の間隔のナノ
ホールを作製するには蓚酸浴が好ましい。陽極酸化の処
理時間は、被陽極酸化膜の膜厚により異なるが、形成さ
れたナノホール底部が被陽極酸化膜の底面に届くまで行
い、陽極酸化時の電流プロファイルにより陽極酸化の終
了ポイントを決定する。また、ナノホールの直径は、ポ
アワイド処理により拡大させることができる。また、Ｆ
ＩＢや二段階の陽極酸化を用いた場合でも上記のような
一般的な陽極酸化の処理条件を使用することができる。

【００２６】上記陽極酸化皮膜層としては細孔の垂直
性、直線性及び独立性が優れているため、Ａｌが一般的
に用いられるが、Ａｌを主成分とする膜で陽極酸化でき
るものならば、他の元素が含まれていてもかまわない。
このＡｌの成膜には抵抗加熱による真空蒸着法、スパッ
タリング法、ＣＶＤ法などが利用できる。但し、ある程
度平坦な表面を有する膜を形成できる方法でなければ好
ましくない。

【００２７】上記ナノホールに磁性体を埋め込むには、
真空蒸着法やスパッタリング法も利用可能であるが、ア
スペクト比の大きな細孔へ埋め込むには電着法が好まし
い。

【００２８】ナノホール底部に存在する下地電極層１２
は、導電性の非磁性金属であればよく、各種の物質を用
いることができる。しかし、電着法にて磁性体をナノホ
ール内に埋め込むため、電着制御性のよいＣｕ又はＣｕ
を主成分とする合金、又は貴金属であることが望まし
い。

【００２９】また、上記下地電極層の下にＮｉＦｅによ
る軟磁性層を設けて、ナノホールに埋め込まれた磁性体
による記録層の裏打ち層とすることも可能である。

【００３０】陽極酸化によって作製された細孔のうち少
なくとも一部の細孔は、電着を行なうことによって磁性
体に占有されている。従って、記録・再生に影響を及ぼ
さない程度であれば全ての細孔に対して磁性体が充填さ
れておらず、一部の細孔に磁性体が充填されていなくて
も良い。

【００３１】なお、円筒状磁気記録媒体は、少なくとも
細孔の開口部が充填材により閉鎖されており、充填材か
らなる面が、円筒状基体の外周面がなす面と同一面を形
成するようダイヤモンドスラリーなどの研磨剤を用いた
表面研磨を施すことが望ましい。ここで、充填材とは全
ての細孔もしくは少なくとも一部の細孔を占有する磁性
体の構成材料を表す。さらにヘッドとの摩擦に対して耐
磨耗性を持たせるために、表面に保護層としてカーボン
の他カーバイト、窒化物などの非磁性材料を用いること
が可能である。

【００３２】基体１１としては、円筒状であればプラス
チック、Ｎｉ−ＰめっきをしたＡｌ、ガラス、カーボ
ン、Ｓｉ−Ｃなどが使用できる。

【００３３】また、円筒状磁気記録媒体は例えば、図８
に記載したように、円筒状磁気記録媒体を回転させ、側
面に取り付けられた磁気ヘッドを用いてこれを上下方向
にスキャンにしながら、記録または記録の読み込みを行
うことにより、安定的に磁気記録・読み込みを行うこと
ができる。

【００３４】

【実施例】

【実施例１】円筒状磁気記録媒体の作製まず、円筒状のガラス基体外周面にＣｕを５０ｎｍ、Ａ
ｌを５００ｎｍスパッタリング法にて成膜した。次に、
この基体を０．３Ｍシュウ酸水溶液中、１６℃にて、電
圧４０Ｖを印加して陽極酸化を行い、円筒状のガラス基
体外周面にナノホールを形成した。さらに、形成された
ナノホールの孔径を拡大するポアワイド処理として、
０．５ｗｔ％リン酸水溶液に４０分間浸すウェットエッ
チングを行った。

【００３５】以上の手順で形成したナノホールに、ｃ軸
が円筒形状の中心軸に向かう方向、すなわち、半径方向
に配向したｈｃｐ構造のＣｏを電着により埋め込んだ。
電着に際して、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２Ｍ
とホウ酸０．３Ｍの混合溶液を２４℃で使用した。参照
極はＡｇ／ＡｇＣｌを使用し、−１．０ＶでＣｏ電着を
行った。

【００３６】さらに、基体外周面と、磁性体からなる面
が円筒状基体の外周面がなす面と同一面を形成するよう
に、ナノホールから溢れ出した電着物（Ｃｏ）を表面研
磨することで取り除いた。この際、研磨剤として、１／
４μｍのダイヤモンドスラリーを使用した。

【００３７】基体表面の一部分をＦＥ−ＳＥＭ（電界放
出走査型電子顕微鏡）で観測したところ、基体表面の平
面像から、全てのナノホールにＣｏが埋め込まれている
ことが確認できた。また、基体表面の断面層から、ナノ
ホールは基体の円筒形状の中心軸に向かう方向、すなわ
ち、半径方向に直進性の良いものが形成されていること
が確認できた。

【００３８】以上のことから、円筒状基体外周面にナノ
ホールを形成した場合においても、平面基板にナノホー
ルを形成した場合と同様に、ナノホールへの電着物の充
填率として高い数値を得ることができた。

【００３９】

【実施例２】スタンパを用いたナノホールの作製まず、平面状の基板表面にハニカム状に配列した突起を
もつスタンパを用意した。次に、実施例１と同様にＡｌ
が成膜された円筒状基体を用意し、円筒状基体外周面に
スタンパの突起パターンを転写した。転写に際しては、
図７に示すように円筒状基体の中心に円筒状基体支持部
６１を設け、これを軸にして円筒状基体６２が突起６３
をもつスタンパ６４の表面を押さえつけるように転がし
た。これにより、スタンパ６４の突起６３部分が、円筒
状基体６２の外周面に窪みとなって転写された。以上の
手順で、外周面にハニカム状構造の窪みを形成した円筒
状基体を、実施例１と同様の条件で陽極酸化した。さら
に、形成されたナノホールの孔径を拡大するポアワイド
処理として、０．５ｗｔ％リン酸水溶液に２０分間浸す
ウェットエッチングを行った。

【００４０】次に基体表面の一部分をＦＥ−ＳＥＭで観
測した。基体表面の平面像から、ハニカム構造の窪みを
転写した部分では、ナノホールがハニカム構造に規則的
な配列で形成されているが、窪みを転写しなかった部分
では、ランダムにナノホールが形成されていた。このこ
とから、円筒状基体に設けられた窪み部分が陽極酸化の
開始点となり、優先的に陽極酸化が進行したことが確認
でき、円筒状基体においても平面状基板と同様に、ナノ
ホールの規則的な配列が実現できた。さらに、試料表面
の断面像を確認したところ、実施例１で形成したナノホ
ールと同様に、円筒形状の中心軸に向かう方向、すなわ
ち、半径方向に直進性の良いナノホールが形成されてい
ることが確認できた。

【００４１】また、平面状の基板表面に正方状に配列し
た突起をもつスタンパ、長方状に配列した突起をもつス
タンパ、斜方状に配列した突起をもつスタンパのそれぞ
れについて、同様の手法でナノホールを形成した。いず
れの場合についても、スタンパの突起の配列を反映し
た、規則的な配列のナノホールが形成されていることを
確認できた。

【００４２】

【実施例３】円筒状磁気記録媒体への記録とＭＦＭ
（磁気力顕微鏡）による観察実施例２と同様に、円筒状基体外周面にハニカム構造に
配列したナノホールを形成し、実施例１と同様のＣｏ電
着及び表面研磨を行い、円筒状磁気記録媒体を作製し
た。本実施例で用いたナノホールの孔径は５０ｎｍ、ナ
ノホールの間隔は１００ｎｍであった。

【００４３】図８のように、円筒状磁気記録媒体７１中
心部にモーター７２を取り付け、磁気ヘッド７３を円筒
状磁気記録媒体外周面に配置した。

【００４４】次に図９（ａ）のように、ある一つのトラ
ックをスキャンするように磁気ヘッド８２の位置を微調
整し、磁気ヘッドから一方向に３０００（Ｏｅ）の磁場
を発生させながら、円筒状磁気記録媒体を回転させた。
基体表面の一部分をＭＦＭで観測したところ、磁気ヘッ
ドがスキャンするナノホール８３に埋め込まれたＣｏ
は、図９（ｂ）のように全て磁場の方向に磁化が揃った
状態であった。さらに、一方向に磁化が揃ったトラック
に対して、逆方向に３０００（Ｏｅ）の磁場を印加しな
がら円筒状磁気記録媒体を回転させた後、ＭＦＭで観測
を行った。この場合、磁化の方向は、磁場を印加する前
の状態から磁場の方向へと反転していることを確認し
た。同様に、一方向に磁化が揃ったトラックに対して、
磁場の方向を任意に変化させながら円筒状磁気記録媒体
を回転させた後、ＭＦＭで観測を行った。この場合、ナ
ノホールに埋め込まれたＣｏの磁化は、図９（ｃ）のよ
うに、ヘッドから印加された任意の磁場の変化に対応し
た方向に向いていることが確認できた。

【００４５】以上により、円筒状基体外周面に埋め込ん
だ磁性体への記録が可能であることを確認できた。この
ように、ナノホールに埋め込まれたＣｏの磁化を、磁気
抵抗素子を具備した再生用ヘッドで読み取ることで、細
孔一つ一つへの記録・再生が可能な円筒状磁気記録媒体
となり、パターンドメディアとして利用可能である。

【００４６】

【発明の効果】円筒状基体外周面において円筒状基体の
中心軸に沿って並列配置され、円筒状基体の中心軸に中
心を有し、かつ中心軸に対して垂直な面をなす円軌道を
形成し、または、円筒状基体の中心軸を中心とした螺旋
軌道を形成しているトラックを形成し、各細孔を正方
状、長方状、斜方状または、ハニカム構造に配列させる
ことで、作製が簡易、高密度記録が可能であり、記録安
定性を有する磁気記録媒体を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、円筒状磁気記録媒体を表す模式図で
あり、（ｂ）は、磁性体を円筒状磁気記録媒体の半径方
向と垂直方向に切断した断面部分図である。

【図２】円筒状基体外周面において、（ａ）は、円筒状
基体の中心軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラック
を形成した円筒状磁気記録媒体を表す模式図であり、
（ｂ）は、円筒状基体の中心軸を中心とした螺旋軌道の
トラックを形成した円筒状磁気記録媒体を表す模式図で
ある。

【図３】円筒状基体外周面において、（ａ）は、円筒状
基体の中心軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラック
を形成するように正方状に配列したナノホールを表す模
式図であり、（ｂ）は、円筒状基体の中心軸を中心とし
た螺旋軌道のトラック形成するように正方状に配列した
ナノホールを表す模式図であり、

【図４】円筒状基体外周面において、（ａ）は、円筒状
基体の中心軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラック
を形成するように長方状に配列したナノホールを表す模
式図であり、（ｂ）は、円筒状基体の中心軸を中心とし
た螺旋軌道のトラック形成するように長方状に配列した
ナノホールを表す模式図であり、（ｃ）は、円筒状基体
の中心軸に対して垂直な面をなす円軌道のトラックを形
成するように斜方状に配列したナノホールを表す模式図
であり、（ｄ）は、円筒状基体の中心軸を中心とした螺
旋軌道のトラック形成するように斜方状に配列したナノ
ホールを表す模式図である。

【図５】図５は、ディスク状の磁気記録媒体に形成され
た同心円状トラックを表す模式図である。

【図６】図６は、図５のディスク状磁気記録媒体中のナ
ノホールの配列を表す模式図である。

【図７】図７は、円筒状基体外周面にスタンパの突起パ
ターンを転写する工程を表す模式図である。

【図８】図８は、円筒状磁気記録媒体に磁気記録を行う
工程を表す模式図である。

【図９】（ａ）は、磁気ヘッドにより円筒状磁気記録媒
体への書き込みを行う工程を表す模式図であり、（ｂ）
は、磁気ヘッドにより上方向の磁場を印加したときの細
孔内の磁性体の磁化パターンを表す模式図であり、
（ｃ）は、磁気ヘッドにより任意の方向の磁場を印加し
たときの細孔内の磁性体の磁化パターンを表す模式図で
ある。

【符号の説明】

１１基体１２下地電極層１３アルミナ１４トラック幅１５ナノホール１６ナノホールの間隔（２Ｒ）１７ナノホールの直径（２ｒ）１８磁性体２１トラック２２トラック幅２３円筒状基体３１トラック幅３２ナノホール３３細孔の正方状配列の単位構造３４細孔の長方状配列の単位構造３５細孔の斜方状配列の単位構造４１ディスク状基板４２トラック４３細孔５１トラック幅５２不規則な位置に形成されたナノホール６１円筒状基体支持部６２円筒状基体６３突起部分６４スタンパ７１円筒状磁気記録媒体７２モーター７３磁気ヘッド７４ナノホール７５トラック幅７６ヘッド支持部８１磁気ヘッド８２ヘッドがスキャンするトラック８３ヘッドがスキャンするナノホール８４ナノホール

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｇ１１Ｂ 5/84 Ｚ 5/858 5/858 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 CB04 DA00 DA04 EA02 FA00 5D112 AA02 AA05 AA29 BA06 EE02 GA02 GA09 GA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体が埋め込まれた細孔の配列を有す
るトラックが円筒状基体の外周面に該円筒状基体の中心
軸に沿って並列配置された円筒状磁気記録媒体であっ
て、前記細孔の配列が、前記円筒状基体の中心軸に中心を有
し、かつ該中心軸に対して垂直な面をなす円軌道を形成
していることを特徴とする円筒状磁気記録媒体。
【請求項２】磁性体が埋め込まれた細孔の配列を有す
るトラックを円筒状基体の外周面に形成した円筒状磁気
記録媒体であって、前記細孔の配列が、前記円筒状基体の中心軸を中心とし
た螺旋軌道を形成していることを特徴とする円筒状磁気
記録媒体。
【請求項３】前記細孔が互いに交差する複数の縦列と
複数の横列を形成し、縦列と横列との交点から形成され
る四角形が、正方形、長方形または斜方形である請求項
１または２に記載の円筒状磁気記録媒体。
【請求項４】任意に選択した１つの細孔に隣接する６
つの細孔がこれら６つの細孔を頂点とする正六角形を形
成し、各正六角形がハニカム構造を形成している請求項
１または２に記載の円筒状磁気記録媒体。
【請求項５】前記細孔がＡｌを含む層の陽極酸化によ
り形成されたアルミナナノホールである請求項１〜４の
いずれかに記載の円筒状磁気記録媒体。
【請求項６】前記磁性体が、前記細孔の底部上に設け
られた軟磁性層からなる請求項１〜５のいずれかに記載
の円筒状磁気記録媒体。
【請求項７】前記細孔のうち少なくとも一部の細孔が
磁性体により占有されている請求項１〜６のいずれかに
記載の円筒状磁気記録媒体。
【請求項８】各細孔の少なくとも開口部が充填材によ
り閉鎖されており、該充填材からなる面が、前記円筒状
基体の外周面がなす面と同一面を形成する請求項１〜７
のいずれかに記載の円筒状磁気記録媒体。
【請求項９】前記細孔内への前記磁性体の配置が、電
着により行われる請求項１〜８のいずれかに記載の円筒
状磁気記録媒体。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の前記
円筒状磁気記録媒体を有することを特徴とする記録・再
生装置。
【請求項１１】磁性体が埋め込まれた細孔の配列によ
り形成されたトラックが円筒状基体の外周面に該円筒状
基体の中心軸に沿って並列配置され、該細孔の配列が、
前記円筒状基体の中心軸に中心を有し、かつ該中心軸に
対して垂直な面をなす円軌道を形成している円筒状磁気
記録媒体の作製方法であって、円筒状基体の外周面に前記配列をなす細孔を形成する工
程と、該細孔中に磁性体を埋め込む工程と、を有することを特
徴とする円筒状基体の作製方法。
【請求項１２】円筒状基体の外周面に磁性体が埋め込
まれた細孔の配列によりトラックを形成し、該細孔の配
列が、前記円筒状基体の中心軸を中心とした螺旋軌道を
形成している円筒状磁気記録媒体の作製方法であって、円筒状基体の外周面に前記配列をなす細孔を形成する工
程と、該細孔中に磁性体を埋め込む工程と、を有することを特
徴とする円筒状基体の作製方法。
【請求項１３】前記細孔が互いに交差する複数の縦列
と複数の横列を形成し、縦列と横列との交点から形成さ
れる四角形が、正方形、長方形または斜方形である請求
項１１または１２に記載の作成方法。
【請求項１４】任意に選択した１つの細孔に隣接する
６つの細孔がこれら６つの細孔を頂点とする正六角形を
形成し、各正六角形がハニカム構造を形成している請求
項１１または１２に記載の作製方法。
【請求項１５】前記細孔がＡｌを含む層の陽極酸化に
より形成されたアルミナナノホールである請求項１１〜
１４のいずれかに記載の作製方法。
【請求項１６】前記細孔を形成する工程が、予め円筒
状基体の外周面に細孔形成開始点となる窪みを形成する
工程を含むことを請求項１５に記載の作製方法。
【請求項１７】前記陽極酸化により前記細孔を形成し
た後、ウェットエッチングによる該細孔の孔径拡大処理
（ポアワイド処理）により、該細孔の断面形状を変化さ
せる工程を含む請求項１５または１６に記載の作製方
法。
【請求項１８】前記磁性体が、前記細孔の底部上に設
けられた軟磁性層からなる請求項１１〜１７のいずれか
に記載の作製方法。
【請求項１９】前記細孔のうち少なくとも一部の細孔
が磁性体により占有されている請求項１１〜１８のいず
れかに記載の作製方法。
【請求項２０】前記磁性体を埋め込む工程が、前記細
孔の開口部を充填材により、該開口部内の充填材からな
る面が前記円筒状基体の外周面がなす面と同一面を形成
するように閉鎖する工程を含む請求項１１〜１９のいず
れかに記載の作成方法。
【請求項２１】前記細孔に前記磁性体を埋め込む工程
が電着による工程である請求項１１〜２０のいずれかに
記載の作製方法。