JP2002288813A - Magnetic recording medium and its manufacturing method - Google Patents
Magnetic recording medium and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、大容量かつ高速な
外部記憶装置ハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと略
記）等に用いられる、磁気的に独立した複数の磁性部
と、該磁性部を取り囲む分離部とを具える磁気記録媒体
およびその磁気記録媒体の製造方法に関する。特に、分
離部の磁気特性は、イオン注入等により磁性部の磁気特
性と異なる磁気特性に変質されて製造されたものであ
り、かつ磁気記録媒体（または磁性層）の表面が一様に
平坦である、量産化に適した高信頼性の磁気記録媒体お
よびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plurality of magnetically independent magnetic portions used in a large-capacity and high-speed external storage device hard disk drive (hereinafter abbreviated as HDD) and the like, and a separating portion surrounding the magnetic portions. And a method for manufacturing the magnetic recording medium. In particular, the magnetic characteristics of the separation portion are manufactured by being changed to magnetic characteristics different from the magnetic characteristics of the magnetic portion by ion implantation or the like, and the surface of the magnetic recording medium (or magnetic layer) is uniformly flat. The present invention relates to a highly reliable magnetic recording medium suitable for mass production and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】情報化社会の進行により、日常的に扱う
情報量は増加の一途をたどっている。これに伴い、磁気
記録装置に用いられる磁気記録媒体の高密度化・高容量
化、記録再生特性の向上等、磁気記録媒体に対する種々
の要求が強くなっている。2. Description of the Related Art With the progress of the information-oriented society, the amount of information handled on a daily basis is ever increasing. Along with this, various demands for magnetic recording media, such as higher density and higher capacity of magnetic recording media used in magnetic recording devices and improvement of recording / reproducing characteristics, have become stronger.
【０００３】磁気記録媒体は一般に基板上に磁気記録層
を形成し、磁気ヘッドにより読み出しと記録精細が行わ
れる。磁気記録密度を高密度化するには、記録ビットあ
たりの媒体面積を小さくする必要があるが、記録ビット
あたりの媒体面積が小さくなると、再生出力が低下し、
再生が困難になる。高感度再生ヘッドを用いることによ
り再生出力を大きくすることもできるが、同時にノイズ
も増幅してしまうため、高密度記録とノイズ低減には磁
気記録媒体のノイズの低減化が必須である。磁気記録媒
体のノイズ低減化には、磁性層を構成する磁性金属多結
晶の結晶粒径を小さくすることが必要であるが、結晶粒
径を小さくしていくと、結晶粒は熱ゆらぎによる擾乱を
受け易くなり、書き込んだ情報（磁化の向き）を安定に
保持することが困難となる。A magnetic recording medium generally has a magnetic recording layer formed on a substrate, and reading and recording fineness are performed by a magnetic head. To increase the magnetic recording density, it is necessary to reduce the medium area per recording bit, but when the medium area per recording bit is reduced, the reproduction output is reduced,
Reproduction becomes difficult. Although the reproduction output can be increased by using a high-sensitivity reproducing head, noise is also amplified at the same time. Therefore, it is essential to reduce the noise of the magnetic recording medium for high-density recording and noise reduction. To reduce noise in a magnetic recording medium, it is necessary to reduce the crystal grain size of the magnetic metal polycrystal constituting the magnetic layer. However, as the crystal grain size decreases, the crystal grains become disturbed by thermal fluctuations. And it becomes difficult to stably hold the written information (direction of magnetization).
【０００４】このような問題を解決するために、フォト
リソグラフィー技術等を用いて、磁性部部分と、該磁性
部とは磁気特性が異なるシリコン酸化膜などの分離部を
有するパターン化磁気記録媒体が開発されている。より
具体的には、非磁性基板上に、磁性層を上下面に貫通す
る多数の磁性金属結晶粒柱からなる磁性部と、これらの
磁性金属結晶粒柱を互いに分離するシリコン酸化膜など
からなる分離部とからなる磁性層を設け、必要に応じ
て、下地層や保護層を形成した構造の磁気記録媒体が開
発されている。このような構造のパターン化磁気記録媒
体は、磁性部の磁性金属結晶柱部分がシリコン酸化膜な
どの分離部に側面を囲まれ、磁性金属結晶柱が１ｂｉｔ
に対応することになる。In order to solve such a problem, a patterned magnetic recording medium having a magnetic portion and a separation portion such as a silicon oxide film having a different magnetic property from the magnetic portion is formed by using a photolithography technique or the like. Is being developed. More specifically, on a non-magnetic substrate, a magnetic part composed of a large number of magnetic metal crystal pillars penetrating the magnetic layer on the upper and lower surfaces, and a silicon oxide film or the like separating these magnetic metal crystal pillars from each other A magnetic recording medium having a structure in which a magnetic layer including a separating portion is provided and an underlayer and a protective layer are formed as necessary has been developed. In the patterned magnetic recording medium having such a structure, the magnetic metal crystal column portion of the magnetic portion is surrounded on the side surface by an isolation portion such as a silicon oxide film, and the magnetic metal crystal column has 1 bit.
Will correspond.
【０００５】磁性層に存在する多数個の弱く磁気的に結
合した結晶粒塊からなる従前の磁気記録媒体とは異な
り、上記のパターン化磁気記録媒体は、１ｂｉｔに対応
する単位領域では結晶粒柱は他の領域からは磁気的に孤
立しているが、その単位となる領域にある多結晶粒は
（非磁性金属を含まない強磁性金属から構成され）強い
交換力によって結合しているため、大きな単一の磁性結
晶粒のように振る舞う。この結果、パターン化磁気記録
媒体の１ｂｉｔに相当する領域を反転させるのに要する
熱エネルギーは従来の非磁性金属を磁性金属結晶の間に
析出させた構造に比較して大きく、熱的な擾乱に対して
安定な磁気記録媒体を得ることが可能となる。[0005] Unlike the conventional magnetic recording medium comprising a large number of weakly magnetically coupled crystal grains present in the magnetic layer, the above-described patterned magnetic recording medium has a crystal grain column in a unit area corresponding to 1 bit. Is magnetically isolated from other regions, but the polycrystalline grains in its unitary region (consisting of ferromagnetic metal without nonmagnetic metal) are coupled by strong exchange forces, Behave like a single large magnetic crystal grain. As a result, the thermal energy required to invert the region corresponding to 1 bit of the patterned magnetic recording medium is larger than that of a conventional structure in which a non-magnetic metal is deposited between magnetic metal crystals, and the thermal energy is not easily affected. A stable magnetic recording medium can be obtained.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に、従来技術によ
り上記のようなパターン化磁気記録媒体を作製する場合
には、例えば図３に示したように、基板１に磁性層を埋
め込むホール２（典型的には、ホール２の深さは５０ｎ
ｍ〜１００ｎｍ、平面形状が円形であれば直径５０ｎ
ｍ、矩形であれば周囲長は数百ｎｍ）をフォトリソグラ
フィによってパターニングしたレジストをマスクとして
プラズマエッチング法により形成した後（図３
（ａ））、該ホール２の深さよりも厚い、クロム、白金
を含むコバルト合金などの磁性層３（例えば２００ｎ
ｍ）をスパッタリングなどにより成膜する（図３
（ｂ））。成膜された磁性層３は、凹凸のある基板１の
表面に成膜したために、基板１の凹凸を反映して５０ｎ
ｍ〜１００ｎｍ程度の凹凸を有する磁性膜が成膜され
る。この後、この表面の凹凸を、例えば酸化シリコン、
酸化アルミの微細粒を用いて化学機械研磨することによ
って平坦な表面を得る（図３（ｃ））。しかしながら、
上記研磨によって表面凹凸の平坦化を行った場合、その
磁性層表面を一様に平坦化することは困難である。例え
ば、基板１がシリコン基板、埋め込み磁性部がコバルト
合金である場合、図３（ｃ）の拡大図に示すように、コ
バルト合金はシリコン基板１に比較して柔らかいため
に、コバルト合金層の表面が研磨の工程でより深く研磨
されてしまう結果、埋め込み磁性層の表面の方が数ｎｍ
程度シリコン基板よりも窪んだ構造となる。このような
窪みは、磁性層上に保護層や潤滑層を形成した場合でも
媒体表面の窪みとして表面に残る。このような窪みの問
題は、例えば基板上に下地層を介してもよい非磁性膜を
形成し、該非磁性膜をエッチング等して埋め込み孔を形
成した後、スパッタ法等により該埋め込み孔に磁性膜を
成膜した後に表面研磨することにより磁性層を形成して
パターン化磁気記録媒体を製造したような場合でも同様
に起こる（不図示）。現在のＨＤＤにおいては、書き込
みおよび読み取りヘッドが磁気記録媒体の表面数ｎｍ上
をわずかに浮上した状態で情報信号の書き込みおよび読
み取りを行うため、こうした数ｎｍの窪みの存在は磁気
ヘッドの浮上（または飛行）状態の不安定によるヘッド
のクラッシュや潤滑層などの厚さの不均一などの問題を
引き起こし、高信頼性の磁気記録媒体を形成することが
できない。In general, when fabricating a patterned magnetic recording medium as described above according to the prior art, for example, as shown in FIG. Typically, the depth of hole 2 is 50n
m to 100 nm, 50 n in diameter if the plane shape is circular
m, a rectangular shape having a circumference of several hundred nm) is formed by a plasma etching method using a resist patterned by photolithography as a mask (FIG. 3).
(A)), a magnetic layer 3 (for example, 200 n) thicker than the depth of the hole 2 such as a cobalt alloy containing chromium and platinum.
m) by sputtering or the like (FIG. 3
(B)). Since the formed magnetic layer 3 was formed on the surface of the substrate 1 having the unevenness, the magnetic layer 3 reflected the unevenness of the substrate 1 to have a thickness of 50 nm.
A magnetic film having irregularities of about m to 100 nm is formed. After this, the unevenness of this surface, for example, silicon oxide,
A flat surface is obtained by chemical mechanical polishing using fine particles of aluminum oxide (FIG. 3C). However,
When the surface unevenness is flattened by the above polishing, it is difficult to evenly flatten the surface of the magnetic layer. For example, when the substrate 1 is a silicon substrate and the embedded magnetic part is a cobalt alloy, the cobalt alloy is softer than the silicon substrate 1 as shown in the enlarged view of FIG. Is polished deeper in the polishing process, so that the surface of the embedded magnetic layer is several nm
It has a structure that is slightly recessed from the silicon substrate. Such a dent remains on the surface of the medium even when a protective layer or a lubricating layer is formed on the magnetic layer. The problem of such a depression is that, for example, a non-magnetic film which may be interposed with an underlayer is formed on a substrate, and the non-magnetic film is etched or the like to form a buried hole. This also occurs when a patterned magnetic recording medium is manufactured by forming a magnetic layer by polishing the surface after forming a film (not shown). In today's HDDs, the writing and reading heads perform writing and reading of information signals while slightly flying above the surface of the magnetic recording medium by several nm. Problems such as head crashes and uneven thickness of the lubricating layer due to instability of the (flight) state are caused, and a highly reliable magnetic recording medium cannot be formed.
【０００７】さらに、上記のような表面研磨法を用いて
平坦化を行う場合のもう１つの問題として、研磨量の精
度の問題がある。磁気記録媒体に用いられる磁性層の厚
さは、高密度化のために、今後さらに薄膜化される可能
性がある。したがって、数十ｎｍの磁性層を研磨し過ぎ
ることなく残すことは非常に難しい技術であり、量産化
していくことが難しいと考えられる。[0007] Another problem in the case of flattening using the above-mentioned surface polishing method is the problem of the accuracy of the polishing amount. The thickness of the magnetic layer used for the magnetic recording medium may be further reduced in the future for higher density. Therefore, it is a very difficult technique to leave a magnetic layer of several tens of nm without excessive polishing, and it is considered that mass production is difficult.
【０００８】したがって、記録媒体表面（磁性層表面）
が上記のような窪みのない一様に平坦であるパターン化
磁気記録媒体を得るためには、上記のように、埋め込み
孔に磁性部を埋め込んだ後に表面研磨して磁性層を得る
ことによりパターン化磁気記録媒体を製造するような、
媒体表面に窪みを生ずる製造方法以外の方法が求められ
る。Therefore, the surface of the recording medium (the surface of the magnetic layer)
However, in order to obtain a patterned magnetic recording medium that is uniformly flat without depressions as described above, the pattern is obtained by embedding the magnetic portion in the embedding hole and then polishing the surface to obtain a magnetic layer, as described above. Such as manufacturing magnetic recording media,
There is a need for a method other than the manufacturing method that produces a depression on the medium surface.
【０００９】本発明の目的は、記録媒体表面（磁性層表
面）が一様に平坦であり、かつ量産化に適した、パター
ン化記録媒体およびその製造方法を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a patterned recording medium having a uniformly flat recording medium surface (magnetic layer surface) and suitable for mass production, and a method of manufacturing the same.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、第１の実施態様において、本発明に基づく磁気記
録媒体は、非磁性基板の上に形成された磁性層を含む磁
気記録媒体であって、前記磁性層は、複数の磁性部と該
磁性部を取り囲む分離部とを具え、前記分離部は、イオ
ン注入によって前記磁性部の磁気特性とは異なる磁気特
性に変質されており、前記磁性層の表面が一様に平坦で
あること、を特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, in a first embodiment, a magnetic recording medium according to the present invention comprises a magnetic recording medium including a magnetic layer formed on a non-magnetic substrate. Wherein the magnetic layer includes a plurality of magnetic parts and a separating part surrounding the magnetic parts, and the separating part has been changed to magnetic properties different from the magnetic properties of the magnetic parts by ion implantation, The surface of the magnetic layer is uniformly flat.
【００１１】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記磁性部は硬磁性層と軟磁性層とが交
互に積層された２層以上の複数層からなる。In a preferred embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention, the magnetic portion comprises two or more layers in which hard magnetic layers and soft magnetic layers are alternately laminated.
【００１２】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記磁性部と分離部とは異なる磁気特性
を有する磁性材料からなる。In the preferred embodiment of the magnetic recording medium of the present invention described above, the magnetic portion and the separating portion are made of a magnetic material having different magnetic properties.
【００１３】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記分離部の磁性が非磁性、反強磁性、
または常磁性である。In a preferred embodiment of the magnetic recording medium of the present invention described above, the magnetism of the separating portion is non-magnetic, anti-ferromagnetic,
Or it is paramagnetic.
【００１４】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記注入イオンが、酸素イオン、Ｃｒイ
オン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンである。In a preferred embodiment of the magnetic recording medium of the present invention, the implanted ions are selected from the group consisting of oxygen ions, Cr ions, W ions, Ti ions, Pt ions, Ar ions, and ions comprising a combination thereof. The selected ion.
【００１５】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、さらに下地層、裏打ち磁性層、保護層、
潤滑層、シード層、および緩衝層からなる群から選択さ
れる少なくとも１つの層を備える。In the preferred embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention, an underlayer, a backing magnetic layer, a protective layer,
And at least one layer selected from the group consisting of a lubricating layer, a seed layer, and a buffer layer.
【００１６】第２の実施態様において、本発明に基づく
製造方法は、上述の本発明磁気記録媒体の製造方法であ
って、（１）非磁性基板上に前記磁性部を構成する磁性
材料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記磁性膜上に
前記分離部に対応する露出部分を有するレジストマスク
を形成する工程と、（３）前記露出部分に対応する前記
磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することによ
り、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部
を形成する工程と、（４）前記レジストマスクを除去す
る工程と、を含むことを特徴とする。In a second embodiment, the manufacturing method according to the present invention is the manufacturing method of the magnetic recording medium of the present invention described above, wherein (1) the magnetic material of the magnetic material constituting the magnetic portion on a non-magnetic substrate Forming a film; (2) forming a resist mask having an exposed portion corresponding to the isolation portion on the magnetic film; and (3) implanting ions into the magnetic film corresponding to the exposed portion. And subsequently performing a heat treatment to change the magnetic characteristics of the magnetic film in the portion to form the separation portion, and (4) removing the resist mask.
【００１７】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（１）において、硬磁性層と軟磁性層
とを交互に成膜することにより２層以上の複数層を形成
する。As a preferred embodiment of the above-described manufacturing method of the present invention, in the step (1), two or more layers are formed by alternately forming a hard magnetic layer and a soft magnetic layer.
【００１８】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（３）において、前記分離部の磁性材
料が前記磁性部の磁性材料と異なる磁気特性を有する磁
性材料に変質される。As a preferred embodiment of the above-described manufacturing method of the present invention, in the step (3), the magnetic material of the separation portion is changed to a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic portion.
【００１９】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（３）において、前記露出部分に対応
する前記磁性膜の磁気特性を非磁性、反強磁性、または
常磁性に変質させる。As a preferred embodiment of the above-described manufacturing method of the present invention, in the step (3), the magnetic characteristics of the magnetic film corresponding to the exposed portion are changed to non-magnetic, anti-ferromagnetic, or paramagnetic.
【００２０】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
において、前記注入イオンは、酸素イオン、Ｃｒイオ
ン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオン、
およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる群か
ら選択されるイオンである。In a preferred embodiment of the above-described manufacturing method of the present invention, the implanted ions are oxygen ions, Cr ions, W ions, Ti ions, Pt ions, Ar ions,
And ions selected from the group consisting of ions consisting of these and combinations thereof.
【００２１】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
において、下地層、裏打ち磁性層、保護層、潤滑層、シ
ード層、または緩衝層からなる群から選択される少なく
とも１つの層を形成する工程をさらに含む。In the above-mentioned preferred embodiment of the manufacturing method of the present invention, the step of forming at least one layer selected from the group consisting of an underlayer, a backing magnetic layer, a protective layer, a lubricating layer, a seed layer, and a buffer layer is performed. In addition.
【００２２】[0022]
【実施の形態】（Ａ）以下に、本発明の第１の実施形態
である磁気記録媒体について説明する。(A) Hereinafter, a magnetic recording medium according to a first embodiment of the present invention will be described.
【００２３】図１は、本発明の１つの実施形態である磁
気記録媒体の断面概略図である。この図１に例示される
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板１、下地層２、磁
性層３（磁性層３は磁性部４および分離部５からな
る）、酸化保護膜６、保護層７、および潤滑層８の複数
の層を含んでいるが、記録媒体の用途に応じて上記以外
の任意の層を任意の方法により設けることができる。FIG. 1 is a schematic sectional view of a magnetic recording medium according to one embodiment of the present invention. The magnetic recording medium of the present invention illustrated in FIG. 1 includes a nonmagnetic substrate 1, an underlayer 2, a magnetic layer 3 (the magnetic layer 3 includes a magnetic part 4 and a separation part 5), an oxide protective film 6, and a protective layer. 7 and a plurality of lubricating layers 8, but any other layer than the above can be provided by any method according to the use of the recording medium.
【００２４】非磁性基板１は、アルミ合金、シリコンガ
ラス、ポリカーボネートやポリオレフィンなどの樹脂な
どの非磁性材料を用いるいことができ、スパッタ法など
による成膜または射出成形などの慣用の方法により作製
することができる。非磁性基板１は、典型的には直径が
５．２５インチ、３．５インチ、２．５インチなどのサ
イズを有する円形である。また、基板１の厚さは、０．
８ｍｍ〜２ｍｍの厚さとするのがよい。非磁性基板は研
磨等を行って基板形成工程でできるだけ平坦化してある
ことが好ましい。The non-magnetic substrate 1 can be made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy, silicon glass, a resin such as polycarbonate or polyolefin, and is manufactured by a conventional method such as film formation by a sputtering method or injection molding. be able to. The non-magnetic substrate 1 is typically circular with a size of 5.25 inches, 3.5 inches, 2.5 inches, or the like. Further, the thickness of the substrate 1 is set at 0.
The thickness is preferably 8 mm to 2 mm. The non-magnetic substrate is preferably flattened as much as possible in the substrate forming step by polishing or the like.
【００２５】下地層２は、該下地層の上に成長させる磁
性層３の結晶性または結晶軸方位の制御を目的として、
任意選択で形成される。下地層成分として、例えば、Ｃ
ｒ、ＣｒＷ、ＣｒＭｏ、ＮｉＰ、ＮｉＡｌ、ＴｉＣｒな
どの非磁性材料を用いることができる。該下地層は１つ
または複数の下地膜で形成することができ、典型的には
５〜２０ｎｍの厚さに成膜する。複数の下地膜からなる
下地層の場合、下層に５０ｎｍのＮｉＰを設け、上層に
５０ｎｍのＣｒＷ層を形成するのが好ましい。The underlayer 2 is provided for the purpose of controlling the crystallinity or crystal axis orientation of the magnetic layer 3 grown on the underlayer.
Optionally formed. As an underlayer component, for example, C
Non-magnetic materials such as r, CrW, CrMo, NiP, NiAl, and TiCr can be used. The underlayer can be formed of one or more underlayers, and is typically formed to a thickness of 5 to 20 nm. In the case of a base layer composed of a plurality of base films, it is preferable to provide 50 nm of NiP as a lower layer and to form a 50 nm CrW layer as an upper layer.
【００２６】磁性層３は、磁気的な情報を記録する磁性
部４と、磁性部４を取り囲む分離部５を具えており、磁
性部分４と分離部５の磁気特性は互いに異なる。分離部
５は、後述するように、該部分に対応する部分が露出し
たレジストマスクを作製し、この部分にイオン注入を行
うことにより、磁性膜の磁気特性を変質して形成された
ものである。上述の通り、非磁性基板への埋め込み孔に
柔らかい磁性層を埋め込んだ後に表面研磨する方法等で
は磁性層に数ｎｍのくぼみができてしまうという欠点を
有するが、このようなイオン注入を用いた製造方法によ
り製造された本発明の磁気記録媒体は、磁性部分４およ
び分離部５の表面、すなわち磁性層３の表面は一様に平
坦である。また、後述する保護層８および潤滑層９等を
任意選択で磁性層３上に形成しても、上記磁性層３の表
面の平坦性は反映されるため、媒体表面が一様に平坦で
ある本発明磁気記録媒体を提供することができる。The magnetic layer 3 has a magnetic part 4 for recording magnetic information and a separating part 5 surrounding the magnetic part 4, and the magnetic properties of the magnetic part 4 and the separating part 5 are different from each other. As will be described later, the separation portion 5 is formed by forming a resist mask in which a portion corresponding to the portion is exposed, and performing ion implantation on this portion to change the magnetic characteristics of the magnetic film. . As described above, the method of polishing the surface after embedding the soft magnetic layer in the embedding hole in the non-magnetic substrate has a drawback that the magnetic layer has a depression of several nm, but such ion implantation is used. In the magnetic recording medium of the present invention manufactured by the manufacturing method, the surfaces of the magnetic portion 4 and the separation portion 5, that is, the surface of the magnetic layer 3 are uniformly flat. Even if a protective layer 8 and a lubricating layer 9 described later are optionally formed on the magnetic layer 3, the flatness of the surface of the magnetic layer 3 is reflected, so that the medium surface is uniformly flat. The magnetic recording medium of the present invention can be provided.
【００２７】磁性部４は、磁性層３を上下面に貫通する
多数の磁性金属結晶粒柱から成り、分離部５に取り囲ま
れて独立した島状構造であり、各磁性部４は分離部５の
間に周期的に均一な配列を有する構成であることが好ま
しく、帯状やスパイラル状などの周期的な配列が挙げら
れる。各磁性部４の表面形状は、直径１００ｎｍ以下の
円形、または一辺が２００ｎｍ以内の方形が好ましい
が、これに限定されない。The magnetic part 4 is composed of a large number of magnetic metal crystal grains that penetrate the magnetic layer 3 in the upper and lower surfaces, and is an independent island-shaped structure surrounded by the separating part 5. It is preferable to have a configuration having a uniform array periodically between the layers, such as a band-like or spiral-like periodic arrangement. The surface shape of each magnetic part 4 is preferably a circle having a diameter of 100 nm or less, or a square having a side of 200 nm or less, but is not limited thereto.
【００２８】磁性部４を構成する磁性材料は、例えばＣ
ｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＰｔＢ、Ｃｏ
ＣｒＴａＰｔ−ＳｉＯ２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ、ＣｏＣｒ
ＴａＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３などの公知の硬磁性材料の他、Ｃ
ｏ、Ｐａｒｍａｌｌｏｙ、センダスト、ＣｏＨｆＴａな
どの軟磁性材料も使用することができる。熱可塑性樹脂
の基板１を用いた場合には、ガラス転移温度以上の温度
（通常１００〜３００℃）での成膜ができないため、常
温付近の成膜温度でも高い保磁力を得るために強磁性金
属粒子に絶縁体を混合した磁性膜であるＣｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ｃｒ
２Ｏ３などを成分とする磁性膜であるグラニュラー膜を
使用することが好ましい。The magnetic material constituting the magnetic part 4 is, for example, C
oCr, CoCrTaPt, CoCrTaPtB, Co
CrTaPt-SiO 2, CoCr-Nb , CoCr
Other known hard magnetic material such as TaPt-Cr 2 O 3, C
Soft magnetic materials such as o, Palmalloy, Sendust, and CoHfTa can also be used. When a substrate 1 made of a thermoplastic resin is used, a film cannot be formed at a temperature higher than the glass transition temperature (usually 100 to 300 ° C.). Co-Cr-P, a magnetic film in which an insulator is mixed with metal particles
t, Co-Cr-Ta-Pt, CoCrTaPt-Cr
It is preferable to use a granular film which is a magnetic film containing 2 O 3 or the like as a component.
【００２９】さらに、本発明の磁気記録媒体では、磁性
部４は、１種の磁性膜からなる単層構造だけではなく、
複数種の磁性膜からなる多層からなっていてもよいこと
も特徴である。磁性部４が多層からなる場合、例えば下
層を保磁力の小さな軟磁性層とし、上層に保磁力の大き
な硬磁性層の２層構造としてもよいし、下層を保磁力の
大きな硬磁性層とし、上層を保磁力の小さな軟磁性層と
する２層構造としてもよい。さらに、磁性部４が２層で
はなく、軟磁性層と硬磁性層を交互に積層して少なくと
も３層を有する積層構造にしてもよい。Further, in the magnetic recording medium of the present invention, the magnetic portion 4 is not limited to a single-layer structure composed of one kind of magnetic film,
It is also characterized in that it may be composed of a multilayer composed of a plurality of types of magnetic films. When the magnetic part 4 is composed of multiple layers, for example, the lower layer may be a soft magnetic layer having a small coercive force and the upper layer may have a two-layer structure of a hard magnetic layer having a large coercive force, or the lower layer may be a hard magnetic layer having a large coercive force, The upper layer may have a two-layer structure in which a soft magnetic layer having a small coercive force is used. Further, the magnetic part 4 may have a laminated structure having at least three layers by alternately laminating soft magnetic layers and hard magnetic layers instead of two layers.
【００３０】このような磁性部４が上記のような多層構
造を有する磁気記録媒体では、特に磁性部４が単層であ
り分離部５が非磁性である磁気記録媒体と比較して以下
の利点を有する。すなわち、磁性部４が単層であり分離
部５が非磁性である磁気記録媒体においては、磁界が非
磁性の分離層に漏れているため分離部を設けても隣の磁
性部との干渉が生じるのに対し、磁性部４が軟磁性層お
よび硬磁性層を交互に含む構造では、磁化された硬磁性
層の極から漏れる磁界によって軟磁性層は硬磁性層とは
反対向きに磁化される。よって、本発明の上記のような
構造では軟磁性層の効果によって閉磁路が構成されるた
めに、隣合う磁性部が相互に打ち消しあうことなく、硬
磁性層の磁化は安定に保持される。また、軟磁性層と硬
磁性層を組み合わせていれば、磁性部を構成する材料に
よる影響は小さくなる。したがって、磁性部において上
記多層構造とする場合には、表面磁気異方性が磁性層の
磁気記録磁性材料に大きく依存しない熱的に安定な、し
かも本発明では磁性体表面が一様に平坦でもある磁気記
録媒体を提供することができる。The magnetic recording medium having such a magnetic part 4 having a multilayer structure as described above has the following advantages as compared with a magnetic recording medium in which the magnetic part 4 is a single layer and the separating part 5 is non-magnetic. Having. That is, in a magnetic recording medium in which the magnetic part 4 is a single layer and the separating part 5 is non-magnetic, the magnetic field leaks to the non-magnetic separating layer. On the other hand, in the structure in which the magnetic part 4 includes the soft magnetic layer and the hard magnetic layer alternately, the soft magnetic layer is magnetized in the opposite direction to the hard magnetic layer by the magnetic field leaking from the pole of the magnetized hard magnetic layer. . Accordingly, in the above-described structure of the present invention, since the closed magnetic path is formed by the effect of the soft magnetic layer, the magnetization of the hard magnetic layer is stably maintained without the adjacent magnetic portions canceling each other. Further, if the soft magnetic layer and the hard magnetic layer are combined, the influence of the material constituting the magnetic part is reduced. Therefore, when the magnetic portion has the above-mentioned multilayer structure, the surface magnetic anisotropy does not largely depend on the magnetic recording magnetic material of the magnetic layer, and is thermally stable. A certain magnetic recording medium can be provided.
【００３１】分離部５の磁気特性は、イオン注入等によ
り所望の磁気特質に変質することができ、硬磁性材料の
磁性を変質することにより、非磁性、反強磁性、または
常磁性にすることもできる。磁性部４を磁気的に分離す
るという目的では分離部５が非磁性であることが好まし
いが、反強磁性または非磁性であっても磁性部４を十分
に磁気的に分離することができる。The magnetic characteristics of the separation portion 5 can be changed to desired magnetic characteristics by ion implantation or the like. By changing the magnetism of the hard magnetic material, it can be made nonmagnetic, antiferromagnetic, or paramagnetic. Can also. For the purpose of magnetically separating the magnetic portion 4, the separating portion 5 is preferably non-magnetic, but the magnetic portion 4 can be sufficiently magnetically separated even if it is antiferromagnetic or non-magnetic.
【００３２】本発明の磁気記録媒体では、磁性部４と分
離部５とが異なる磁気特性を有する磁性材料からなって
いてもよい。例えば、磁性部４の磁性材料が硬磁性材料
である場合、所望であれば注入するイオンおよびイオン
量等をコントロールすることにより、分離部５の磁性材
料を軟磁性材料に変質させることができる。所望であれ
ばイオン注入を適宜行って、磁性部４が軟磁性材料であ
り、分離部５が異なる磁気特性を有する軟磁性材料とし
てもよい。このような磁性部４と分離部５とが異なる磁
気特性を有する磁性材料からなる構成を有することによ
り、表面磁気異方性が磁性層の磁気記録磁性材料に大き
く依存しない熱的に安定な、しかも本発明では磁性体表
面が一様に平坦である磁気記録媒体を提供することがで
きる。In the magnetic recording medium of the present invention, the magnetic part 4 and the separating part 5 may be made of a magnetic material having different magnetic properties. For example, when the magnetic material of the magnetic part 4 is a hard magnetic material, the magnetic material of the separation part 5 can be changed to a soft magnetic material by controlling the ions to be implanted and the amount of ions, if desired. If desired, ion implantation may be appropriately performed so that the magnetic part 4 is a soft magnetic material and the separating part 5 is a soft magnetic material having different magnetic characteristics. Since the magnetic portion 4 and the separating portion 5 have a configuration made of a magnetic material having different magnetic characteristics, the magnetic stability is stable without the surface magnetic anisotropy largely depending on the magnetic recording magnetic material of the magnetic layer. In addition, according to the present invention, a magnetic recording medium having a uniformly flat magnetic material surface can be provided.
【００３３】磁性層３の上には、磁性膜の酸化防止膜６
が形成されていることが好ましい。磁性膜が酸化される
と磁性部４の磁性が変化してしまうためにこれを防止す
るためである。製造工程では、磁性層上にレジストマス
ク膜を形成する前の工程において成膜される。該酸化防
止膜６は、ＣｒまたはＴｉなどの金属を用いることがで
き、該保護層の典型的な厚さは３ｎｍ〜５ｎｍである。On the magnetic layer 3, an antioxidant film 6 of a magnetic film is formed.
Is preferably formed. If the magnetic film is oxidized, the magnetism of the magnetic portion 4 changes, so that this is prevented. In the manufacturing process, a film is formed in a process before forming a resist mask film on the magnetic layer. The antioxidant film 6 can use a metal such as Cr or Ti, and the typical thickness of the protective layer is 3 nm to 5 nm.
【００３４】磁性層３上または酸化防止膜６がある場合
には酸化防止膜６の上に、保護層８および潤滑層９を任
意選択で有していてもよい。A protective layer 8 and a lubricating layer 9 may optionally be provided on the magnetic layer 3 or on the antioxidant film 6 when the antioxidant film 6 is provided.
【００３５】保護層８は、磁気記録層を形成する磁性膜
をヘッドの衝撃、外界の腐蝕性物質などの腐蝕から保護
するために形成することが好ましい。保護層８は、この
ような機能を提供できる慣用のいかなる成分から形成す
ることができ、例えば、炭素、窒素含有炭素、水素含有
炭素などを用いることができるが、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｍ
ｏｎｄ １ｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ膜）が好ましい。膜厚
は典型的には５〜１０ｎｍであり、１層でも多層でもよ
い。The protective layer 8 is preferably formed to protect the magnetic film forming the magnetic recording layer from the impact of the head and the corrosion of external corrosive substances. The protective layer 8 can be formed from any conventional component that can provide such a function. For example, carbon, nitrogen-containing carbon, hydrogen-containing carbon, or the like can be used.
and 1 ike carbon film). The film thickness is typically 5 to 10 nm, and may be a single layer or a multilayer.
【００３６】潤滑層とは、ヘッドのクラッシュ防止のた
めに形成される。潤滑膜材料は、例えば、HO−ＣＨ２−
ＣＦ２−（ＣＦ２−Ｏ）ｍ−（Ｃ２Ｆ４−Ｏ）ｎ−ＣＦ
２−ＣＨ２−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）で表される有機物
などを用いることができ、膜厚は典型的には１ｎｍであ
る。The lubricating layer is formed to prevent the head from crashing. Lubricating film materials are, for example, HO-CH 2 -
CF 2 - (CF 2 -O) m - (C 2 F 4 -O) n -CF
2 -CH 2 -OH (n + m is about 40) can be used as the organic substance represented by the thickness is typically 1 nm.
【００３７】また、上記の通り、本発明の磁気記録媒体
は、記録媒体の用途に応じて上記以外の任意の層を任意
の方法により設けることができる。例えば、熱安定性向
上の目的で基板と下地層の間に軟磁性層からなる裏打ち
磁性層を設けてもよく、また非磁性基板、緩衝層、シー
ド層、下地層、および磁性層の順で積層されていてもよ
い。As described above, in the magnetic recording medium of the present invention, any layer other than the above can be provided by any method according to the use of the recording medium. For example, a backing magnetic layer composed of a soft magnetic layer may be provided between the substrate and the underlayer for the purpose of improving thermal stability, and a nonmagnetic substrate, a buffer layer, a seed layer, an underlayer, and a magnetic layer may be arranged in this order. They may be stacked.
【００３８】なお、緩衝層とは、シード層の成膜にあた
り成膜粒子が衝突して基板表面に及ぼすダメージを緩和
することができるか、または、昇温降温にともなう基板
とシード層との膨張収縮の差を緩和することができる層
である。両方の機能を有する緩衝層が一層好ましい。The buffer layer can reduce the damage to the substrate surface caused by the collision of the film-forming particles in forming the seed layer, or the expansion of the substrate and the seed layer due to the temperature rise and fall. This layer can reduce the difference in shrinkage. A buffer layer having both functions is more preferable.
【００３９】シード層とは、磁気記録媒体の表面の平坦
性を向上させ、且つ記録磁性層の磁化容易軸の方向を制
御することによって保磁力も向上せしめることができる
層である。このような機能を有する層は、具体的には、
Ｔｉを主成分として含有する金属膜から成る。シード層
の厚さは、５〜５０ｎｍであり、１層でも多層でもよ
い。The seed layer is a layer capable of improving the flatness of the surface of the magnetic recording medium and improving the coercive force by controlling the direction of the axis of easy magnetization of the recording magnetic layer. The layer having such a function is, specifically,
It is made of a metal film containing Ti as a main component. The thickness of the seed layer is 5 to 50 nm, and may be a single layer or a multilayer.
【００４０】（Ｂ）次に、本発明に基づく上記磁気記録
媒体の製造方法について説明する。(B) Next, a method for manufacturing the magnetic recording medium according to the present invention will be described.
【００４１】本発明に基づく磁気記録媒体の製造方法
は、（１）非磁性基板上に前記磁性部を構成する磁性材
料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記磁性膜上に前
記分離部に対応する露出部分を有するレジストマスクを
形成する工程と、（３）前記露出部分に対応する前記磁
性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することにより、
該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部を形
成する工程と、（４）前記レジストマスクを除去する工
程と、を含む。The method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes: (1) forming a magnetic film of a magnetic material constituting the magnetic part on a non-magnetic substrate; and (2) forming the magnetic film on the magnetic film. Forming a resist mask having an exposed portion corresponding to the portion; and (3) implanting ions into the magnetic film corresponding to the exposed portion, followed by heat treatment,
A step of changing the magnetic characteristics of the magnetic film in the portion to form the separation portion; and (4) a step of removing the resist mask.
【００４２】図２は、本発明の製造方法の１つの実施形
態において、本発明の磁気記録媒体の一実施形態として
示した上述の磁気記録媒体を製造する方法を示した図で
ある。すなわち、上述の通り、この例示される本発明の
磁気記録媒体は、非磁性基板１、下地層２、磁性層３
（磁性層３は磁性部４および分離部５からなる）、酸化
保護膜６、保護層７、および潤滑層８の複数の層を含ん
でいるが、記録媒体の用途に応じて上記以外の任意の層
を任意の方法により設けることができる。FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing the above-described magnetic recording medium shown as one embodiment of the magnetic recording medium of the present invention in one embodiment of the manufacturing method of the present invention. That is, as described above, the magnetic recording medium of the present invention is exemplified by the non-magnetic substrate 1, the underlayer 2, and the magnetic layer 3.
(The magnetic layer 3 is composed of a magnetic part 4 and a separation part 5), includes a plurality of layers of an oxide protective film 6, a protective layer 7, and a lubricating layer 8, but depending on the use of the recording medium, Can be provided by any method.
【００４３】（１）まず、非磁性基板上に、前記磁性部
を構成する磁性材料の磁性膜を形成する。本実施形態で
は、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１上に、適当
な成膜条件下で、下地層２、磁性層（磁性膜）３、さら
に酸化防止用保護層６を順次積層する。(1) First, a magnetic film of a magnetic material constituting the magnetic part is formed on a non-magnetic substrate. In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, an underlayer 2, a magnetic layer (magnetic film) 3, and a protective layer 6 for preventing oxidation are formed on a nonmagnetic substrate 1 under appropriate film forming conditions. Laminate sequentially.
【００４４】非磁性基板１の形成においては慣用の形成
方法が用いられ、非磁性基板１に樹脂材料が用いられる
場合には射出成形などの方法により成形される。非磁性
基板の表面は研磨するなどしてできるだけ平坦にしてお
くことが好ましい。The non-magnetic substrate 1 is formed by a conventional forming method. When a resin material is used for the non-magnetic substrate 1, the non-magnetic substrate 1 is molded by a method such as injection molding. It is preferable that the surface of the non-magnetic substrate is as flat as possible by polishing or the like.
【００４５】非磁性基板１の上に形成する該下地層２の
成膜および磁性膜３は、マグネトロンスパッタ法、電子
ビーム蒸着法などにより成膜することができる。このと
きの成膜圧力は数ｍＴｏｒｒである。The underlayer 2 and the magnetic film 3 formed on the nonmagnetic substrate 1 can be formed by a magnetron sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like. The deposition pressure at this time is several mTorr.
【００４６】磁性層３に成膜される磁性材料は、上記磁
性部４を構成する磁性材料となるが、上述のように一般
には硬磁性材料を用いるが、軟磁性材料も用いることが
できる。熱可塑性樹脂基板を用いた場合には、ガラス転
移温度以上の温度（通常１００〜３００℃）での成膜が
できないため、常温付近の成膜温度でも高い保磁力を得
るために強磁性金属粒子に絶縁体を混合した磁性膜であ
るグラニュラー膜を使用することが好ましい。The magnetic material formed on the magnetic layer 3 is the magnetic material constituting the magnetic part 4. As described above, a hard magnetic material is generally used, but a soft magnetic material can also be used. When a thermoplastic resin substrate is used, a film cannot be formed at a temperature higher than the glass transition temperature (usually 100 to 300 ° C.). It is preferable to use a granular film, which is a magnetic film in which an insulator is mixed.
【００４７】また、適当な成膜条件下でスパッタ法等を
用いて、硬磁性材料と軟磁性材料とを交互に成膜するこ
とにより、硬磁性層と軟磁性層とを交互に積層して２層
以上の複数層を形成することができる。２層構造の場
合、軟磁性層を下層とし、硬磁性層を上層としてもよい
し、その逆であってもよい。３層以上の多層構造の場
合、最下層を硬磁性層としてもよいし、軟磁性層として
もよい。Further, by alternately depositing a hard magnetic material and a soft magnetic material by using a sputtering method or the like under appropriate film forming conditions, the hard magnetic layer and the soft magnetic layer are alternately laminated. Two or more layers can be formed. In the case of a two-layer structure, the soft magnetic layer may be the lower layer and the hard magnetic layer may be the upper layer, or vice versa. In the case of a multilayer structure of three or more layers, the lowermost layer may be a hard magnetic layer or a soft magnetic layer.
【００４８】さらに、レジストマスクを磁性膜上に形成
する前に、磁性膜の酸化を防止するための酸化防止用保
護層６を形成することが好ましい。酸化防止用保護層６
は、適当な成膜条件下でスパッタ法などを用いて形成す
る。Further, before forming the resist mask on the magnetic film, it is preferable to form an oxidation preventing protective layer 6 for preventing the magnetic film from being oxidized. Oxidation protection layer 6
Is formed by using a sputtering method or the like under appropriate film forming conditions.
【００４９】さらに、任意選択により、非磁性基板と下
地層の間に軟磁性層からなる裏打ち磁性層を設けてもよ
く、また非磁性基板、緩衝層、シード層、下地層、およ
び磁性層の順で積層されていてもよい。Further, optionally, a backing magnetic layer composed of a soft magnetic layer may be provided between the nonmagnetic substrate and the underlayer, and a backing magnetic layer composed of a nonmagnetic substrate, a buffer layer, a seed layer, an underlayer, and a magnetic layer may be provided. They may be stacked in order.
【００５０】（２）次に、前記磁性膜上に前記分離部に
対応する露出部分を有するレジストマスクを形成する。
本実施態様では、図２（ｂ）に示すように、前記磁性膜
３上に前記分離部５に対応する露出部分を有するレジス
トマスク８を形成する。(2) Next, a resist mask having an exposed part corresponding to the separation part is formed on the magnetic film.
In this embodiment, as shown in FIG. 2B, a resist mask 8 having an exposed portion corresponding to the separation part 5 is formed on the magnetic film 3.
【００５１】この工程において、レジストマスク８の露
出部分のパターンが分離部５のパターンと一致し、逆に
レジストマスクの残し部分が磁性部４のパターンと一致
したパターンになるように形成されることとなる。この
パターンは、各磁性部４は分離部５の間に周期的に均一
な配列を有する構成となるように形成されることが好ま
しく、帯状やスパイラル状などの周期的な配列が挙げら
れる。パターンの形状は、直径１００ｎｍ以下の円形、
または一辺が２００ｎｍ以内の方形の各磁性部４の表面
形状となるように形成することが好ましいが、これに限
定されない。In this step, the pattern of the exposed portion of the resist mask 8 is formed so as to match the pattern of the separation portion 5, and conversely, the remaining portion of the resist mask is formed so as to match the pattern of the magnetic portion 4. Becomes This pattern is preferably formed such that each magnetic part 4 has a periodically uniform arrangement between the separation parts 5, and a periodic arrangement such as a band shape or a spiral shape is exemplified. The shape of the pattern is a circle with a diameter of 100 nm or less,
Alternatively, it is preferable to form the magnetic portion 4 so that one side has a surface shape of a square within 200 nm, but the present invention is not limited to this.
【００５２】磁性層３上に該露出部分を有するレジスト
マスクを形成する方法としては、磁性層３上に例えばＰ
ＭＭＡ（ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌ
ａｔｅ）などのフォトレジストを塗布し、電子ビームを
用いた描画法により上記パターンを形成するように選択
的に露光し、現像処理によって露光または非露光部分を
除去することにより磁性膜の一部が露出し、上記のパタ
ーンを有するレジストマスク８を形成する。選択的な露
光には、露光部が露出するポジ型と、非露光部が露出す
るネガ型がある。レジストマスクが除去された露出部分
が分離部５に対応し、レジストマスクが除去されない非
露出部分８は磁性部４に対応することとなる。As a method for forming a resist mask having the exposed portion on the magnetic layer 3, for example, a P mask is formed on the magnetic layer 3.
MMA (poly methyl methacryl)
a), and selectively exposes to form the above-mentioned pattern by a drawing method using an electron beam so as to form the above-mentioned pattern. A resist mask 8 which is exposed and has the above pattern is formed. The selective exposure includes a positive type in which an exposed portion is exposed and a negative type in which a non-exposed portion is exposed. The exposed portion from which the resist mask has been removed corresponds to the separating portion 5, and the unexposed portion 8 from which the resist mask has not been removed corresponds to the magnetic portion 4.
【００５３】（３）次に、前記露出部分に対応する前記
磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することによ
り、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部
を形成する。本実施態様では、図２（ｃ）に示すよう
に、前記露出部分に対応する前記磁性膜３にイオンを注
入し、続いて熱処理することにより、該部分の磁性膜の
磁気特性を変質させて前記分離部５を形成する。本工程
により、例えば磁性膜３の硬磁性材料の磁性を用いてい
る場合に、反強磁性、非磁性、または常磁性に変化させ
ることができるし、あるいは軟磁性材料へと変質させる
こともできる。(3) Next, ions are implanted into the magnetic film corresponding to the exposed portion, followed by heat treatment, thereby changing the magnetic characteristics of the magnetic film in the portion to form the separation portion. In the present embodiment, as shown in FIG. 2C, ions are implanted into the magnetic film 3 corresponding to the exposed portion, and subsequently heat treatment is performed to alter the magnetic characteristics of the magnetic film in the portion. The separation part 5 is formed. According to this step, for example, when the magnetism of the hard magnetic material of the magnetic film 3 is used, it can be changed to antiferromagnetic, non-magnetic, or paramagnetic, or can be changed to a soft magnetic material. .
【００５４】イオン注入は、イオン注入装置を用い、上
記レジストマスクを有する媒体上から行なう。注入され
るイオン種は、一種または複数種であってもよく、複数
種のイオンを注入する場合、各イオン種を順次注入す
る。注入するイオン種としては、酸素イオン、Ｃｒイオ
ン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオンな
どが用いられるが、磁性を変質する目的で使用できるも
のであれば特に限定されない。酸素イオンにより磁性が
変化するのは、磁性材料が酸化されるためである。酸素
イオン以外のイオン注入により磁性が変質するのは、イ
オン注入により該注入されたイオン種が合金中に占める
割合が高くなるためである。例えば、ＣｏＣｒの２元合
金では、室温付近でＣｏ７５Ｃｒ２５の組成付近に磁性
と非磁性との遷移組成が存在するが、硬磁性材料として
ＣｏＣｒ合金を磁性膜として用いた場合、所定量のＣｒ
イオンを注入することによりＣｏＣｒ合金中に占めるＣ
ｒの割合が増加することにより、非磁性体へと磁性が変
質されることとなる。The ion implantation is performed on the medium having the resist mask by using an ion implantation apparatus. One or a plurality of types of ions may be implanted. When a plurality of types of ions are implanted, the respective ion species are sequentially implanted. As the ion species to be implanted, oxygen ions, Cr ions, W ions, Ti ions, Pt ions, Ar ions and the like are used, but are not particularly limited as long as they can be used for the purpose of altering the magnetism. The magnetism changes due to oxygen ions because the magnetic material is oxidized. The magnetism is altered by ion implantation other than oxygen ions because the ion species implanted by the ion implantation increases the proportion of the alloy in the alloy. For example, in a binary alloy of CoCr, a transition composition between magnetic and non-magnetic exists near the composition of Co 75 Cr 25 near room temperature, but when a CoCr alloy is used as a hard magnetic material as a magnetic film, a predetermined amount of Cr
C ion in CoCr alloy by ion implantation
As the ratio of r increases, the magnetism is changed to a non-magnetic material.
【００５５】注入するイオン量は、変質させる磁性材
料、変質後の磁気特性、および各種イオン種等に基づい
て決定される。例えば、強磁性膜を反強磁性または非磁
性に変質させるのに、酸素イオンを用いた場合、典型的
には１×１０１９／ｃｍ２のイオン量が注入され、酸素
以外のイオン種では、各イオン種等の条件によって異な
るが、１×１０１６〜１×１０１９／ｃｍ２のイオン量
を注入するのが典型である。The amount of ions to be implanted is determined on the basis of the magnetic material to be transformed, the magnetic properties after the transformation, and various ion species. For example, when oxygen ions are used to transform a ferromagnetic film into antiferromagnetic or nonmagnetic, an ion amount of typically 1 × 10 19 / cm 2 is implanted. Although it varies depending on conditions such as each ion species, it is typical to implant an ion amount of 1 × 10 16 to 1 × 10 19 / cm 2 .
【００５６】イオン注入はイオン注入装置を用いて以下
の通りに行われる。典型的には、背景真空度１０−９〜
１０−１０Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行い、マイクロ波
イオン源等により目的イオンを発生させて、マグネット
とイオン伝盤系による加速・減速を行うことにより所望
のエネルギー（加速度）を有するイオンを分離部５に対
応する露出部分に撃ちこむことによりイオン注入する。
このときの注入深さは、注入イオンの有する加速度・エ
ネルギーなどによって決定され、磁性膜の膜厚を考慮し
て、所望の注入深さとなるように制御してイオン注入す
ることができる。The ion implantation is performed as follows using an ion implantation apparatus. Typically, the background vacuum is 10 −9 to
The separation is performed in a vacuum atmosphere of 10 −10 Torr, by generating target ions by a microwave ion source or the like, and by accelerating and decelerating by a magnet and an ion platen system, ions having a desired energy (acceleration) are separated. Ion implantation is performed by shooting into the exposed portion corresponding to 5.
The implantation depth at this time is determined by the acceleration, energy, and the like of the implanted ions, and can be ion-implanted while controlling to a desired implantation depth in consideration of the thickness of the magnetic film.
【００５７】イオン注入後に、熱処理を行うことによ
り、イオン注入された磁性膜の磁性を変質させる。熱処
理を行う理由は、イオン注入のみでも磁性の変質が見ら
れる場合もあるが、イオン注入だけでは磁性膜中にイオ
ンが安定な状態で存在しておらず磁性膜を構成する結晶
の格子点と格子点の間の不安定なサイトに位置している
が、熱処理工程を行うことによりイオン原子との再配置
が起こり、注入された原子が結晶格子の安定なサイトを
占めることになるためである。したがって、熱処理条件
は、イオンが打ち込まれる磁性材料と打ち込むイオン種
によって異なり、一般に、３００〜４００℃において、
アルゴンまたは乾燥雰囲気下で行う。After the ion implantation, heat treatment is performed to alter the magnetic properties of the ion-implanted magnetic film. The reason for performing the heat treatment is that the magnetic property may be altered by ion implantation alone, but the ion implantation alone does not have stable ions in the magnetic film, and the lattice points of the crystals constituting the magnetic film may be different. Although it is located at an unstable site between lattice points, rearrangement with ion atoms occurs by performing a heat treatment step, and implanted atoms occupy stable sites in the crystal lattice. . Therefore, the heat treatment conditions differ depending on the magnetic material into which the ions are implanted and the species of the ions to be implanted.
Perform under argon or dry atmosphere.
【００５８】磁性部４が多層構造を有するように製造さ
れる場合には、本工程（３）処理前では分離部も同様に
多層構造になっているが、工程（３）のイオン注入と熱
処理とによって、非磁性、反強磁性、または常磁性等、
所望の磁気特性を有するように変質させることができ
る。When the magnetic part 4 is manufactured so as to have a multilayer structure, the separation part also has a multilayer structure before the treatment in this step (3). Depending on, non-magnetic, anti-ferromagnetic, or paramagnetic, etc.
It can be altered to have desired magnetic properties.
【００５９】さらに、前記分離部５が前記磁性部４とは
異なる磁気特性を有する磁性材料となるようにイオン注
入を行うこともできる。例えば、磁性部４の磁性が硬磁
性材料であり、分離部５の磁性が軟磁性材料へと変質さ
れた本発明の磁気記録媒体を作製することができる。こ
のような作製方法として、該分離部５へ注入されるイオ
ン種やイオン注入量等を制御して得る。このとき、磁性
部４が上記の通り、多層構造を有するものであってもよ
い。Further, the ion implantation may be performed so that the separating section 5 is made of a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic section 4. For example, it is possible to manufacture the magnetic recording medium of the present invention in which the magnetism of the magnetic part 4 is a hard magnetic material and the magnetism of the separating part 5 is changed to a soft magnetic material. Such a manufacturing method can be obtained by controlling the ion species to be implanted into the separation section 5, the ion implantation amount, and the like. At this time, the magnetic part 4 may have a multilayer structure as described above.
【００６０】（４）次に、前記レジストマスクを除去す
る。本実施態様では、図２（ｄ）に示すように、レジス
トマスク８を除去する。レジストマスク８は、例えば酵
素プラズマ中に数分間置くアッシング法により除去する
ことができる。(4) Next, the resist mask is removed. In this embodiment, as shown in FIG. 2D, the resist mask 8 is removed. The resist mask 8 can be removed by, for example, an ashing method in which the resist mask 8 is placed in an enzyme plasma for several minutes.
【００６１】次に、本実施態様では、図２（ｅ）に示す
ように、適当な成膜条件下で、スパッタ法、電子ビーム
蒸着法などの方法を用いて、保護層８および潤滑層９を
任意選択により成膜する。Next, in this embodiment, as shown in FIG. 2E, the protective layer 8 and the lubricating layer 9 are formed under appropriate film forming conditions by using a method such as sputtering or electron beam evaporation. Is optionally formed.
【００６２】[0062]
【実施例】（実施例１）本実施例は、図１に示す磁気記
録媒体の製造を行った。製造方法は上記図２を参照す
る。非磁性基板１としてのガラス基板上に下地層２とし
てスパッタリング法を用いてＣｒＴｉを５ｎｍに成膜し
た。このときの成膜圧力は数ｍＴｏｒｒとした。次に下
地層２の上に、硬磁性材料であるＣｏＣｒ、およびＣｏ
ＣｒＴａＰｔの磁性膜３を、スパッタリング法により、
膜厚５０ｎｍに形成した。成膜条件はＡｒガス圧数ｍＴ
ｏｒｒで、投入電力は約２〜４Ｗ／ｃｍ２とした。さら
に磁性膜３上に酸化防止用保護膜４をＴｉから成る成分
で、スパッタリング法を用いて膜厚５ｎｍに形成した。EXAMPLE (Example 1) In this example, the magnetic recording medium shown in FIG. 1 was manufactured. The manufacturing method refers to FIG. 2 described above. CrTi was deposited to a thickness of 5 nm as a base layer 2 on a glass substrate as the non-magnetic substrate 1 by a sputtering method. The film forming pressure at this time was set to several mTorr. Next, CoCr, which is a hard magnetic material, and Co
The magnetic film 3 of CrTaPt is formed by a sputtering method.
It was formed to a thickness of 50 nm. The film formation conditions are Ar gas pressure several mT.
At orr, the input power was about 2-4 W / cm 2 . Further, a protective film 4 for preventing oxidation was formed on the magnetic film 3 with a component composed of Ti to a thickness of 5 nm by a sputtering method.
【００６３】次に、磁性膜３上にＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ
ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を塗布し電
子ビームを用いた描画法により、２０ｎｍ×２０ｎｍの
孔部を描画した。電子ビームの光源には熱陰極を用い
た。次いで、ｃｅｌｌｓｏｌｖｅとメタノールを用いて
現像を行った。Next, PMMA (poly) is formed on the magnetic film 3.
A 20 nm × 20 nm hole was drawn by a drawing method using an electron beam after applying methyl methacrylate. A hot cathode was used as an electron beam light source. Next, development was performed using cellsolve and methanol.
【００６４】次に、イオン注入装置を用いて、上記媒体
上から酸素イオンを注入することにより、上記露出部分
に対応する磁性膜にイオン注入した。１０−９〜１０
−１０Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行い、マイクロ波イオ
ン源により酸素イオンを発生させて、マグネットとイオ
ン伝盤系による加速・減速を行うことにより１０ＫｅＶ
〜４００ＫｅＶまでの酸素イオンを到達させた。注入量
は、１×１０１９／ｃｍ ２であり、注入深さは１００ｎ
ｍであった。注入深さは、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒ
ｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｙ）
で測定した。Next, using the ion implantation apparatus, the medium
By injecting oxygen ions from above, the exposed part
Was ion-implanted into the magnetic film corresponding to. 10-9-10
-10Performing in a vacuum atmosphere of Torr
Oxygen ions are generated by the
10 KeV by accelerating and decelerating by the transmission board system
Oxygen ions up to 400 KeV were reached. Injection volume
Is 1 × 1019/ Cm 2And the implantation depth is 100 n
m. The implantation depth is SIMS (Secondary).
y ion mass spectrography)
Was measured.
【００６５】次に、熱処理を行うことにより、磁性膜の
磁性を変化させた。熱処理工程は、３００〜４００℃
で、アルゴンまたは乾燥雰囲気下、２０分間かけて行っ
た。分離部５の磁性は非磁性に変質された。Next, heat treatment was performed to change the magnetism of the magnetic film. Heat treatment step is 300-400 ° C
For 20 minutes under argon or a dry atmosphere. The magnetism of the separation part 5 was changed to non-magnetic.
【００６６】次に、酸素プラズマ中でアッシングするこ
とにより、前記レジストマスクを除去した。Next, the resist mask was removed by ashing in oxygen plasma.
【００６７】次いで、適当な成膜条件下で、グラファイ
トをターゲットとしたマグネトロン・スパッタリング法
を用いて、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｍｏｎｄ １ｉｋｅ ｃａ
ｒｂｏｎ膜からなる保護層８を１０ｎｍに成膜し、次い
で、HO−ＣＨ２−ＣＦ２−（ＣＦ２−Ｏ）ｍ−（Ｃ２Ｆ
４−Ｏ）ｎ−ＣＦ２−ＣＨ２−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）
で表される有機物から成る潤滑層９をスピンコート法を
用いて１ｎｍに塗布して、本発明の磁気記録媒体を得
た。Next, under appropriate film forming conditions, a DLC film (Diamond 1 ike caca) was formed using a magnetron sputtering method targeting graphite.
The protective layer 8 made of rbon film is formed 10 nm, then, HO-CH 2 -CF 2 - (CF 2 -O) m - (C 2 F
4 -O) n -CF 2 -CH 2 -OH (n + m is about 40)
Was applied to a thickness of 1 nm by spin coating to obtain a magnetic recording medium of the present invention.
【００６８】（実施例２）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびクロムイオンの組み合わせを用い、まずＣｒ
イオンを注入し、次に酸素イオンを注入し、各イオンの
注入量を１×１０１９／ｃｍ２とした。分離部５の磁性
は非磁性に変質された。(Example 2) The magnetic recording medium of the present invention manufactured in this example was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the following points. That is, a combination of oxygen ions and chromium ions is used as implanted ions,
Ions were implanted, and then oxygen ions were implanted, and the implantation amount of each ion was 1 × 10 19 / cm 2 . The magnetism of the separation part 5 was changed to non-magnetic.
【００６９】（実施例３）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびクロムイオンの組み合わせを用い、まずＣｒ
イオンを１×１０１６／ｃｍ２注入し、次に酸素イオン
を１×１０１９／ｃｍ２注入した。分離部５の磁性は反
強磁性に変質された。(Example 3) A magnetic recording medium of the present invention manufactured in this example was manufactured by the same method as in Example 1 except for the following points. That is, a combination of oxygen ions and chromium ions is used as implanted ions,
Ions were implanted at 1 × 10 16 / cm 2 and then oxygen ions were implanted at 1 × 10 19 / cm 2 . The magnetism of the separation part 5 was changed to antiferromagnetic.
【００７０】（実施例４）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとしてクロム
イオンを用い、イオンの注入量を１×１０１９／ｃｍ２
とした。分離部５の磁性は非磁性に変質された。Example 4 A magnetic recording medium of the present invention manufactured in this example was manufactured by using the same method as in Example 1 except for the following points. That is, chromium ions are used as implanted ions, and the amount of implanted ions is 1 × 10 19 / cm 2.
And The magnetism of the separation part 5 was changed to non-magnetic.
【００７１】（実施例５）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびＣｒイオンの組み合わせを用い、まずＣｒイ
オンを注入し、次に酸素イオンを注入し、各イオンの注
入量を各１×１０１９／ｃｍ２とした。分離部５の磁性
は非磁性に変質された。(Embodiment 5) The magnetic recording medium of the present invention manufactured in this embodiment employs the same method as that of the above-mentioned embodiment 1 except for the following points. That is, a combination of oxygen ions and Cr ions was used as implanted ions, Cr ions were implanted first, and then oxygen ions were implanted, and the implanted amount of each ion was 1 × 10 19 / cm 2 . The magnetism of the separation part 5 was changed to non-magnetic.
【００７２】上記の結果をまとめたものを以下の表１に
記載する。The above results are summarized in Table 1 below.
【００７３】[0073]
【表１】 [Table 1]
【００７４】[0074]
【発明の効果】本発明により、磁性部層と、該磁性部層
を取り囲み、磁性部層とは磁気特性の異なる分離部とを
有する磁性層を具え、かつ、その媒体表面が一様に平坦
である磁気記録媒体が提供される。従来技術のように表
面研磨により生ずる磁性層の表面研磨により生ずる磁性
部および分離部間の数ｎｍ程度のくぼみを生ずることも
なく、媒体表面（磁性層表面）が磁性部および分離部と
も一様に平坦であるために、磁気ヘッドによる記録情報
の書き込みと読み取りが良好で高信頼性の記録媒体を提
供することができる。さらに、従来技術のように表面研
磨工程を省くことにより、本発明の磁気記録媒体は量産
化にも適する。According to the present invention, a magnetic layer having a magnetic part layer and a separation part surrounding the magnetic part layer and having a magnetic property different from that of the magnetic part layer is provided, and the surface of the medium is uniformly flat. Is provided. The surface of the medium (the surface of the magnetic layer) is uniform on both the magnetic part and the separation part without causing a depression of about several nm between the magnetic part and the separation part caused by the surface polishing of the magnetic layer caused by the surface polishing as in the prior art. Since the recording medium is flat, it is possible to provide a highly reliable recording medium in which writing and reading of recording information by a magnetic head are good. Further, by omitting the surface polishing step as in the prior art, the magnetic recording medium of the present invention is suitable for mass production.
【図１】本発明の磁気記録媒体の一例を示す磁気記録媒
体の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a magnetic recording medium showing an example of the magnetic recording medium of the present invention.
【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す
図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention.
【図３】従来の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す図
である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional method for manufacturing a magnetic recording medium.
１ 非磁性基板 ２ 下地層 ３ 磁性層 ４ 磁性部 ５ 分離部 ６ 酸化防止用保護層 ７ 保護層 ８ 潤滑層 ９ レジストマスク １０ イオン注入 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Non-magnetic substrate 2 Underlayer 3 Magnetic layer 4 Magnetic part 5 Separation part 6 Protective layer for oxidation prevention 7 Protective layer 8 Lubricating layer 9 Resist mask 10 Ion implantation
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/851 Ｇ１１Ｂ 5/851 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) G11B 5/851 G11B 5/851
Claims (12)
む磁気記録媒体であって、 前記磁性層は、複数の磁性部と該磁性部を取り囲む分離
部とを具え、 前記分離部は、イオン注入によって前記磁性部の磁気特
性とは異なる磁気特性に変質されており、 前記磁性層の表面が一様に平坦であること、を特徴とす
る磁気記録媒体。1. A magnetic recording medium including a magnetic layer formed on a non-magnetic substrate, wherein the magnetic layer includes a plurality of magnetic parts and a separation part surrounding the magnetic parts, A magnetic recording medium, wherein the magnetic properties are changed to magnetic properties different from the magnetic properties of the magnetic part by ion implantation, and the surface of the magnetic layer is uniformly flat.
互に積層された２層以上の複数層からなることを特徴と
する請求項１に記載の磁気記録媒体。2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic portion is composed of two or more layers in which hard magnetic layers and soft magnetic layers are alternately stacked.
を有する磁性材料からなることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の磁気記録媒体。3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic part and the separating part are made of a magnetic material having different magnetic characteristics.
または常磁性であることを特徴とする請求項１または２
に記載の磁気記録媒体。4. The method according to claim 1, wherein the magnetism of the separating portion is non-magnetic, anti-ferromagnetic,
Or paramagnetic.
A magnetic recording medium according to claim 1.
オン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンであることを特徴とする請求項
１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。5. The method according to claim 1, wherein the implanted ions are ions selected from the group consisting of oxygen ions, Cr ions, W ions, Ti ions, Pt ions, Ar ions, and ions comprising a combination thereof. The magnetic recording medium according to claim 1.
層、シード層、および緩衝層からなる群から選択される
少なくとも１つの層を備えることを特徴とする請求項１
から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising at least one layer selected from the group consisting of an underlayer, a backing magnetic layer, a protective layer, a lubricating layer, a seed layer, and a buffer layer.
The magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 5.
法であって、（１）前記非磁性基板上に前記磁性部を構
成する磁性材料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記
磁性膜上に前記分離部に対応する露出部分を有するレジ
ストマスクを形成する工程と、（３）前記露出部分に対
応する前記磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理する
ことにより、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前
記分離部を形成する工程と、（４）前記レジストマスク
を除去する工程と、を含むことを特徴とする前記磁気記
録媒体の製造方法。7. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein (1) forming a magnetic film of a magnetic material constituting the magnetic part on the non-magnetic substrate; and (2). Forming a resist mask having an exposed portion corresponding to the separation portion on the magnetic film; and (3) implanting ions into the magnetic film corresponding to the exposed portion, followed by heat treatment to form the portion. Forming the separation portion by altering the magnetic characteristics of the magnetic film, and (4) removing the resist mask.
磁性層とを交互に成膜することにより２層以上の複数層
を形成することを特徴とする請求項７に記載の磁気記録
媒体の製造方法。8. The magnetic recording according to claim 7, wherein in the step (1), two or more layers are formed by alternately forming a hard magnetic layer and a soft magnetic layer. The method of manufacturing the medium.
磁性材料が前記磁性部の磁性材料と異なる磁気特性を有
する磁性材料に変質されることを特徴とする請求項７ま
たは８に記載の磁気記録媒体の製造方法。9. The method according to claim 7, wherein, in the step (3), the magnetic material of the separation part is changed to a magnetic material having magnetic properties different from those of the magnetic part. A method for manufacturing a magnetic recording medium.
の磁気特性を非磁性、反強磁性、または常磁性に変質さ
せることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか
１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。10. The method according to claim 7, wherein in the step (3), the magnetic characteristics of the separation portion are changed to non-magnetic, anti-ferromagnetic, or paramagnetic. The manufacturing method of the magnetic recording medium according to the above.
イオン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンであることを特徴とする請求項
７から請求項１０のいずれか１項に記載の磁気記録媒体
の製造方法。11. The implanted ion is oxygen ion, Cr
The ion according to any one of claims 7 to 10, wherein the ion is selected from the group consisting of an ion, a W ion, a Ti ion, a Pt ion, an Ar ion, and an ion composed of a combination thereof. A method for manufacturing a magnetic recording medium.
層、シード層、または緩衝層からなる群から選択される
少なくとも１つの層を形成する工程を含むことを特徴と
する請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の磁
気記録媒体の製造方法。12. The method according to claim 7, further comprising the step of forming at least one layer selected from the group consisting of an underlayer, a backing magnetic layer, a protective layer, a lubricating layer, a seed layer, and a buffer layer. A method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 11.
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