JP2003203325A

JP2003203325A - 磁気転写用マスタ媒体、磁気転写記録方法、磁気記録用スレーブ媒体および磁気転写用マスタ媒体の製造方法

Info

Publication number: JP2003203325A
Application number: JP2001402009A
Authority: JP
Inventors: Shingo Hamaguchi; 慎吾濱口; Sumio Kuroda; 純夫黒田; Kazuyuki Ozaki; 一幸尾崎; Takeshi Tamanoi; 健玉野井; Koji Matsumoto; 幸治松本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-18
Also published as: US20030123169A1; US6865039B2

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気転写用マスタ媒体の第１垂直強磁性体膜
の磁化境界における基板面に平行な方向での磁界の変化
を急峻にでき、外部磁界の変動による影響を低減し、磁
気転写用マスタ媒体から磁気記録用スレーブ媒体への正
確な転写を可能とした磁気転写用マスタ媒体を提供す
る。【解決手段】基板１の表面には転写すべき記録情報の
パターンに対応して凹部が形成され、該凹部には第１垂
直強磁性体膜２が成膜、形成されている。基板１の表面
および第１垂直強磁性体膜２の表面は同一平面状に平坦
化され、平坦化された基板１の表面と第１垂直強磁性体
膜２の表面の上に、第２垂直強磁性体膜３が成膜、形成
されるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気転写用マスタ
媒体、磁気転写記録方法、磁気記録用スレーブ媒体およ
び磁気転写用マスタ媒体の製造方法に関する。特に、転
写時の外部磁界が何らかの影響で変化しても、精度良く
転写することができる発明である。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録用スレーブ媒体（以下、単にス
レーブ媒体という）にサーボ信号等を書き込むのに、一
つ一つ信号を書き込んでいたのでは、書込み時間が膨大
になることから、予め磁気転写用マスタ媒体（以下、単
にマスタ媒体という）を作成して、このマスタ媒体の記
録情報をスレーブ媒体に転写する方法が知られている。
このマスタ媒体の作成も一つ一つ信号を書き込んでいた
のでは、同じく時間がかかることから、非磁性体の基板
に凹凸を形成し、その凹部に強磁性体を埋め込み、それ
により磁化を変化させて所定のマークに相当する漏れ磁
界を発生させて転写する方法が提案されている。

【０００３】図９は、従来のマスタ媒体の説明図であ
る。同図（ａ）は、埋め込んだ磁性体が軟磁性体の場合
であり、同図（ｂ）は、埋め込んだ磁性体が垂直強磁性
体の場合である。同図（ａ）において、基板１には凹部
２０が形成され、この凹部２０には軟磁性体４ｓが埋め
込まれており、これをマスタ媒体として使用する。一
方、スレーブ媒体５は、予め磁化５ｍの方向に初期化し
ておく。そしてマスタ媒体とスレーブ媒体５を近接さ
せ、外部磁界を印加すると外部磁界による磁力線１２は
軟磁性体４ｓの領域に集中した後、スレーブ媒体５を通
る形となる。その結果、スレーブ媒体５においても、軟
磁性体４ｓに隣接する領域は外部磁界（磁力線１２）に
より書き換えられ、軟磁性体４ｓに隣接しない領域は初
期化時の磁化５ｍがそのまま残ることから、マスタ媒体
に記録された情報がスレーブ媒体５に転写される。

【０００４】同図（ｂ）において、垂直強磁性体膜４が
凹部２０に埋め込まれた基板１をマスタ媒体として、ス
レーブ媒体５を近接させ、外部磁界を印加すると垂直強
磁性体膜４は、外部磁界に倣い、外部磁界を増加する方
向の漏れ磁界を生じる。したがって、スレーブ媒体５か
ら見れば、凹部２０（垂直強磁性体膜４の領域）からは
強い外部磁界１４を受け、凹部２０以外の領域（垂直強
磁性体膜４の存在しない領域）からは弱い外部磁界１３
を受けることになる。例えば、この強い外部磁界１４の
強さと弱い外部磁界１３の強さとの中間の値が、スレー
ブ媒体５の初期化磁化が反転する強さの磁界となるよう
に外部磁界を調整すれば、強い外部磁界１４の領域では
スレーブ媒体５の初期化磁化が反転し、弱い外部磁界１
３の領域ではスレーブ媒体５の初期化磁化が反転しない
ので、基板１の凹部２０に相当するマスタ媒体のパター
ン（記録情報）がスレーブ媒体５に転写される。

【０００５】図１０は、従来のマスタ媒体の磁化状況と
磁化境界移動量の説明図である。図９と同一の部分につ
いては、同一の符号を付して、説明は省略する。図１０
（ａ）は、理想的な場合の磁力線１５を示し、同図
（ｂ）は、現実の磁力線１６を示す。理想的な磁力線１
５の場合は、垂直強磁性体膜４を垂直方向に延長した位
置にスレーブ媒体５における磁化境界５ｃが存在するの
に対し、現実の磁力線１６の場合は、磁力線１６の拡が
りが存在し、スレーブ媒体５における磁化境界５ｃは磁
力線１６の拡がり状況に応じて変動する。同図（ｃ）
は、磁力線１６の拡がりによるスレーブ媒体５の位置で
の基板面に平行な方向における磁界の変化を示す。横軸
は、垂直強磁性体膜４の中心からの位置を相対値として
表し、垂直強磁性体膜４の基板面に平行な方向における
端部（原理的には、同図（ａ）に示すように、この端部
が磁化境界５ｃとなる。）を１として正規化して表して
いる。縦軸は基板１からスレーブ媒体５方向の任意の距
離における面の基板面に平行な方向位置における磁界で
あり、磁化境界５ｃの周辺では磁界の変化が生じ、磁界
は傾斜を持って変化している。同図（ｄ）は、外部磁界
の変化に対する磁化境界の移動量の関係を示す。スレー
ブ媒体反転磁化Ｈｉに対し、基準値である外部磁化Ｈｎ
が印加された場合に生じる磁化境界を基準とすると、外
部磁化Ｈｎより強い外部磁界Ｈｓが印加された場合には
磁化境界は外側に広がり、磁化境界は外側にΔＳｎｓ移
動し、弱い外部磁界Ｈｗが印加された場合には磁化境界
は内側に狭まり、磁化境界は内側にΔＳｎｗ移動するこ
とを示す。つまり、形状的な境界において外部磁界が傾
斜を持って変化する場合には、外部磁界の強さの程度に
より磁化境界が移動し、形状的な境界が、そのまま磁化
境界となるわけではない。

【０００６】磁化境界はマスタ媒体からスレーブ媒体へ
の転写時に転写パターン境界となるから、転写パターン
の位置ずれを低減して正確な転写をするためには、転写
パターン境界の変動を低減することが必要である。その
ためには、磁界の変化状況を原理的な場合（同図
（ａ））に近づけること、つまり、磁界の基板面に平行
な方向での変化を急峻にすることが必要である。それに
は、磁界自体を大きくすれば良いから、マスタ媒体の垂
直強磁性体の飽和磁化を大きくする、マスタ媒体の垂直
強磁性体の膜厚を厚くする、マスタ媒体とスレーブ媒体
の接近距離をより近くすることが考えられる。しかし、
これらには、物理的な限界がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のマスタ媒体は、
基板面に平行な方向において、外部磁界の大きさが傾斜
を有することから、転写パターンの境界（磁化境界）
が、外部磁界の変動による影響を受けて変動し、正確な
転写パターンが得られないという問題があった。

【０００８】つまり、前記外部磁界の変動は、例えば、
磁石が発する磁界の大きさが所望値からずれている場
合、マスタ媒体とスレーブ媒体との間における転写時の
間隔の空間的なずれがある場合等に生じる。この変動が
あると、転写されるパターンの大きさに変動をきたすと
いう問題があった。本発明は斯かる事情に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところはマスタ媒体の基板
表面に形成した凹部に第１垂直強磁性体膜を形成し、基
板表面および第１垂直強磁性体膜表面上に第２垂直強磁
性体膜を形成することにより、マスタ媒体の第１垂直強
磁性体膜の磁化境界における基板面に平行な方向での磁
界の変化を急峻にでき、外部磁界の変動による影響を低
減し、マスタ媒体からスレーブ媒体への正確な転写を可
能としたマスタ媒体を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、本発明のマス
タ媒体を用いた磁気転写記録方法、該磁気転写記録方法
により情報を転写されたスレーブ媒体、本発明のマスタ
媒体の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１発明に係るマスタ媒
体は、非磁性体の基板と、該基板の表面に形成された凹
部に成膜された第１垂直強磁性体膜と、前記基板の表面
および前記第１垂直強磁性体膜の表面に積層された第２
垂直強磁性体膜とを備えたことを特徴とする。

【００１１】第２発明に係るマスタ媒体は、第１発明に
おいて、前記基板の表面および前記第１垂直強磁性体膜
の表面が同一平面状に平坦化されていることを特徴とす
る。

【００１２】第３発明に係るマスタ媒体は、第１発明ま
たは第２発明のいずれかにおいて、前記第１垂直強磁性
体膜の磁化方向と第２垂直強磁性体膜の磁化方向とは、
平行になるように交換結合が作用する構成とされたこと
を特徴とする。

【００１３】第４発明に係るマスタ媒体は、第１発明ま
たは第２発明のいずれかにおいて、前記第１垂直強磁性
体膜の磁化方向と第２垂直強磁性体膜の磁化方向とは、
反平行になるように交換結合が作用し、前記第１垂直強
磁性体膜の飽和磁化Ｍｓ１、膜厚ｔ１、前記第２垂直強
磁性体膜の飽和磁化Ｍｓ２、膜厚ｔ２についてＭｓ１・
ｔ１＞Ｍｓ２・ｔ２の関係を有する構成とされたことを
特徴とする。

【００１４】第５発明に係る磁気転写記録方法は、第１
発明ないし第４発明のいずれかのマスタ媒体と予め磁化
を一方向に初期化した垂直異方性を有するスレーブ媒体
とを近接配置し、前記スレーブ媒体の前記初期化した磁
化方向と逆方向の外部磁界を印加することにより、前記
マスタ媒体に記録された記録情報を前記磁気記録用スレ
ーブ媒体に転写することを特徴とする。

【００１５】第６発明に係るスレーブ媒体は、第５発明
に係る磁気転写記録方法により、前記マスタ媒体の記録
情報を転写されたことを特徴とする。

【００１６】第７発明に係るマスタ媒体の製造方法は、
基板表面に第１垂直強磁性体膜と第２垂直強磁性体膜と
を備えたマスタ媒体の製造方法であって、前記基板表面
に凹部を形成する工程と、前記基板表面に前記第１垂直
強磁性体膜を成膜することにより前記凹部に前記第１垂
直強磁性体膜を形成する工程と、前記基板表面および前
記第１垂直強磁性体膜の表面を同一平面状に平坦化する
工程と、平坦化した前記基板表面および前記第１垂直強
磁性体膜の表面に前記第２垂直強磁性体膜を成膜する工
程とを備えたことを特徴とする。

【００１７】第８発明に係るマスタ媒体の製造方法は、
第７発明において、前記基板表面および前記第１垂直強
磁性体膜の表面を同一平面状に平坦化する工程と、平坦
化した前記基板表面および前記第１垂直強磁性体膜の表
面に前記第２垂直強磁性体膜を成膜する工程との間に、
平坦化した前記基板表面および前記第１垂直強磁性体膜
の表面をエッチングする工程を備えたことを特徴とす
る。

【００１８】第１発明ないし第４発明のマスタ媒体にお
いては、非磁性体の基板表面に形成した凹部に成膜され
た第１垂直強磁性体膜と基板表面および第１垂直強磁性
体膜表面に積層された第２垂直強磁性体膜とを備えたマ
スタ媒体としたので、第１垂直強磁性体膜および第２垂
直強磁性体膜が発生する磁界を大きくすることができ、
パターン境界における磁界変化を急峻にして、外部磁界
の変動による磁化パターンの転写位置ずれを低減するこ
とが可能となる。

【００１９】第５発明の磁気転写記録方法にあっては、
第１発明ないし第４発明のいずれかのマスタ媒体と一方
向に初期化した垂直異方性を有するスレーブ媒体とを近
接配置し、スレーブ媒体の初期化時の磁化方向と逆方向
の外部磁界を印加することにより、マスタ媒体に記録さ
れた記録情報をスレーブ媒体に転写することから、転写
精度の高い磁気転写記録が可能となる。

【００２０】第６発明のスレーブ媒体にあっては、第５
発明の磁気転写記録方法により、マスタ媒体の記録情報
をスレーブ媒体へ転写するので、精度良く転写されたス
レーブ媒体とすることが可能となる。

【００２１】第７発明、第８発明のマスタ媒体製造方法
にあっては、基板表面に形成した凹部に第１垂直強磁性
体膜を成膜する工程と、基板表面および第１垂直強磁性
体膜の表面を同一平面状に平坦化する工程と、平坦化し
た基板表面および第１垂直強磁性体膜の表面に第２垂直
強磁性体膜を成膜する工程とを備えたマスタ媒体の製造
方法としたので、転写精度の高いマスタ媒体を安定して
提供することが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明のマスタ媒
体の断面図である。図のマスタ媒体において、１は表面
が平坦な非磁性体の基板であり、例えば、ガラス基板、
ポリカーボネート等の合成樹脂基板、アルミニウム等の
金属基板、シリコン基板、カーボン基板等が適用でき
る。基板１には、その表面に転写すべき記録情報のパタ
ーンに対応して凹部２０が形成され、第１垂直強磁性体
膜２が成膜、形成されている。基板１と第１垂直強磁性
体膜２の表面は同一平面状に平坦化され、平坦化された
同一平面（基板１の表面と第１垂直強磁性体膜２の表
面）上には、第２垂直強磁性体膜３が成膜、形成されて
いる。第１垂直強磁性体膜２、第２垂直強磁性体膜３
は、共に垂直磁性体であり、垂直磁気異方性を有する磁
性体を用いる。垂直磁性体の材質は特に制限されず、必
要な外部磁界においてマスタ媒体上にパターンが形成で
きれば良い。例えば、使用可能な材質として、ＴｂＦｅ
Ｃｏ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣ
ｏ、ＦｅＰｔ、Ｃｏ／Ｆｅ、Ｃｏ／Ｐｄ等種々のものが
ある。なお、第１垂直強磁性体膜２と第２垂直強磁性体
膜３とは、常温で強い交換結合が作用するような材料の
組み合わせが良い。なお、スレーブ媒体としては、上記
マスタ媒体用の材料の他、Ｃｏ−Ｃｒ系材料等が使用可
能である。

【００２３】図２は、本発明のマスタ媒体における磁力
線状況説明図である。同図（ａ）は、比較のため従来の
マスタ媒体における磁力線状況を示し、同図（ｂ）は、
本発明のマスタ媒体における磁力線状況を示す。図３
は、図２の場合の磁界状況と磁化境界移動量の説明図で
ある。図３（ａ）は、従来のマスタ媒体におけるマスタ
媒体から所定距離における基板面に平行な方向での磁界
状況と磁化境界移動量を示し、同図（ｂ）は、本発明の
マスタ媒体におけるマスタ媒体から所定距離における基
板面に平行な方向での磁界状況と磁化境界移動量を示
す。

【００２４】従来のマスタ媒体においては、図２（ａ）
に示すように基板１に形成された凹部２０に、垂直強磁
性体４が形成され、垂直強磁性体４の漏れ磁束、即ち垂
直強磁性体４を通る磁力線６と、垂直強磁性体４、４間
の磁力線が存在しない領域７の作用により、マスタ媒体
に記録された記録情報をスレーブ媒体５へ転写する。こ
の際のマスタ媒体による磁界は、図３（ａ）に示され、
外部磁界のばらつきによる強い外部磁界Ｈｓが印加され
た場合と、弱い外部磁界Ｈｗが印加された場合とにおい
て、スレーブ媒体反転磁界Ｈｉとなる位置がΔＳ１異な
り、外部磁界のばらつきにより磁化境界（即ち、転写パ
ターン境界）がずれることを示している。

【００２５】本発明のマスタ媒体においては、第１垂直
強磁性体２の漏れ磁束、即ち第１垂直強磁性体２を通る
磁力線８と、第１垂直強磁性体２、２間において逆向き
に作用させた磁力線９により、マスタ媒体に記録された
記録情報をスレーブ媒体５へ転写する。この際のマスタ
媒体による磁界は、図３（ｂ）に示され、外部磁界のば
らつきによる強い外部磁界Ｈｓが印加された場合と、弱
い外部磁界Ｈｗが印加された場合とにおいて、スレーブ
媒体反転磁界Ｈｉとなる位置がΔＳ２異なり、外部磁界
のばらつきにより磁化の境界がずれることを示してい
る。本発明のマスタ媒体においては、逆向きに作用させ
た磁力線９の存在により、従来のマスタ媒体の場合に比
較して、磁界は約２倍になり、磁界の変化の傾きが約２
倍になるから、磁化境界のずれは、約半分になり（ΔＳ
２≒ΔＳ１／２）、マスタ媒体からスレーブ媒体５への
より正確な転写が可能となる。なお、転写時には、スレ
ーブ媒体５とマスタ媒体（基板１、第１垂直強磁性体
２、第２垂直強磁性体膜３）とは、近接配置される。近
接配置とは、密着状態あるいは非常に接近して配置され
た状態を意味する。さらに、図２（ｂ）においては、ス
レーブ媒体５は、垂直強磁性体であり、その磁化は予め
一方向に初期化が行われているものとする。マスタ媒体
とスレーブ媒体５を相互に近接配置し、スレーブ媒体５
の初期化した磁化方向と逆方向の外部磁界を印加するこ
とにより、マスタ媒体に記録された記録情報をスレーブ
媒体に転写する磁気転写記録方法とすることができる。
このように簡単な構成により、マスタ媒体の記録情報を
精度良く転写されたスレーブ媒体を効率良く得ることが
できる。また、この磁気転写記録方法によりマスタ媒体
の記録情報を転写されたスレーブ媒体は、簡単な構成に
より、精度良く転写されることから、安価で精度の良い
スレーブ媒体とすることができる。

【００２６】図４は、本発明の実施形態における磁化方
向説明図である。同図（ａ−１）は、マスタ媒体の初期
化時の磁化方向を示し、第１垂直強磁性体膜２と第２垂
直強磁性体膜３の組み合わせが、ＴＭ（遷移金属）リッ
チとＲＥ（希土類元素）リッチの組み合わせである場合
を示す。同図（ａ−２）は、同じくマスタ媒体の初期化
時の磁化方向を示し、第１垂直強磁性体膜２と第２垂直
強磁性体膜３の組み合わせが、ＴＭリッチとＴＭリッチ
の組み合わせ、あるいは、ＲＥリッチとＲＥリッチの組
み合わせである場合を示す。マスタ媒体の初期化時の磁
化方向は、第１垂直強磁性体膜２と交換結合している領
域の第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向がスレーブ媒体
に転写させる時の外部磁界と反平行になる方向である。
第１垂直強磁性体膜２と第２垂直強磁性体膜３の組み合
わせが、ＴＭリッチとＲＥリッチの組み合わせである場
合と、ＴＭリッチとＴＭリッチの組み合わせ、あるいは
ＲＥリッチとＲＥリッチの組み合わせである場合とで、
交換結合時の磁化方向は異なる。いずれの場合も第１垂
直強磁性体膜２の磁化を向けたい方向に大きな外部磁界
を印加してから、外部磁界を０にすることにより実行で
きる。

【００２７】同図（ａ−１）においては、磁化が反平行
の時に交換結合するから、第１垂直強磁性体膜２の磁化
方向（図上矢印上向き）に対し、交換結合している第２
垂直強磁性体膜３ａの磁化方向は逆方向（図上矢印下向
き）となり、第１垂直強磁性体膜２と交換結合しない領
域にある第２垂直強磁性体膜３ｂの磁化方向は第１垂直
強磁性体膜２の磁化方向と一致する。同図（ａ−２）に
おいては、磁化が平行の時に交換結合するから、第１垂
直強磁性体膜２の磁化方向（図上矢印下向き）に対し、
交換結合している第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向は
同方向（図上矢印下向き）となり、第１垂直強磁性体膜
２と交換結合しない領域にある第２垂直強磁性体膜３ｂ
の磁化方向は第１垂直強磁性体膜２の磁化方向と一致す
る。なお、第２垂直強磁性体膜３ａと第２垂直強磁性体
膜３ｂの間の境界線（符号３ｃ）は、第２垂直強磁性体
膜３ａと第２垂直強磁性体膜３ｂの磁化方向を示すため
の便宜上のものであり、記録情報転写時のパターン境界
に対応する。

【００２８】同図（ｂ−１）は、マスタ媒体の外部磁界
印加時の磁化方向を示す。第１垂直強磁性体膜２と第２
垂直強磁性体膜３の組み合わせは、同図（ａ−１）の場
合と同一である。同図（ｂ−２）は、同じくマスタ媒体
の外部磁界印加時の磁化方向を示す。第１垂直強磁性体
膜２と第２垂直強磁性体膜３の組み合わせは、同図（ａ
−２）の場合と同一である。同図（ｂ−１）において
は、外部磁界Ｈ（図上矢印上向き）に対し、第１垂直強
磁性体膜２の磁化方向、第２垂直強磁性体膜３ｂの磁化
方向は同一であり、第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向
は逆方向となる。同図（ｂ−２）においては、外部磁界
Ｈ（図上矢印上向き）に対し、第１垂直強磁性体膜２の
磁化方向、第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向は逆方向
であり、第２垂直強磁性体膜３ｂの磁化方向は同方向と
なる。

【００２９】図５、図６は、本発明の実施の形態におけ
る磁化状態説明図であり、第１垂直磁性体膜２および第
２垂直磁性体膜３の部分のみを取り出して示し、図４と
同一の部分については、同一の符号を付して、説明は省
略する。図５は、磁化が反平行の時に交換結合をする場
合（第１垂直磁性体膜２がＴＭリッチ、第２垂直磁性体
膜３がＲＥリッチの場合、または、この逆に第１垂直磁
性体膜２がＲＥリッチ、第２垂直磁性体膜３がＴＭリッ
チの場合）を示す。図６は、磁化が平行の時に交換結合
をする場合（第１垂直磁性体膜２および第２垂直磁性体
膜３がＴＭリッチの場合、または、第１垂直磁性体膜２
および第２垂直磁性体膜３がＲＥリッチの場合）を示
す。図５、図６において、（ａ）ないし（ｄ）は、磁化
方向の取り得る組み合わせの４つの状態（状態０ないし
状態３。状態０は初期状態でもある。）を示す。

【００３０】図５において、「状態０」は、第１垂直強
磁性体膜２の磁化方向は外部磁界Ｈと同方向、第２垂直
強磁性体膜３ａの磁化方向は外部磁界Ｈと逆方向の場合
である。「状態１」は、第１垂直強磁性体膜２の磁化方
向は外部磁界Ｈと同方向、第２垂直強磁性体膜３ａの磁
化方向は外部磁界Ｈと同方向の場合であり、交換結合し
ていないから、磁壁１０が存在する。「状態２」は、第
１垂直強磁性体膜２の磁化方向は外部磁界Ｈと逆方向、
第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向は外部磁界Ｈと逆方
向の場合であり、「状態１」と同様に磁壁１０が存在す
る。「状態３」は、第１垂直強磁性体膜２の磁化方向は
外部磁界Ｈと逆方向、第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方
向は外部磁界Ｈと同方向の場合である。

【００３１】図６において、「状態０」は、第１垂直強
磁性体膜２の磁化方向は外部磁界Ｈと逆方向、第２垂直
強磁性体膜３ａの磁化方向は外部磁界Ｈと逆方向の場合
である。「状態１」は、第１垂直強磁性体膜２の磁化方
向は外部磁界Ｈと逆方向、第２垂直強磁性体膜３ａの磁
化方向は外部磁界Ｈと同方向の場合であり、交換結合し
ていないから、磁壁１０が存在する。「状態２」は、第
１垂直強磁性体膜２の磁化方向は外部磁界Ｈと同方向、
第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方向は外部磁界Ｈと逆方
向の場合であり、「状態１」と同様に磁壁１０が存在す
る。「状態３」は、第１垂直強磁性体膜２の磁化方向は
外部磁界Ｈと同方向、第２垂直強磁性体膜３ａの磁化方
向は外部磁界Ｈと同方向の場合である。

【００３２】いま、第１垂直強磁性体膜２における飽和
磁化（単位体積当たりの磁気モーメント）をＭｓ１、保
磁力をＨｃ１、膜厚をｔ１、第２垂直強磁性体膜３にお
ける飽和磁化をＭｓ２、保磁力をＨｃ２、膜厚をｔ２、
第１垂直強磁性体膜２と第２垂直強磁性体膜３との界面
に磁壁が存在する時に生じている磁壁エネルギをσｗと
し、マスタ媒体からスレーブ媒体への記録情報の転写時
に印加する外部磁界ＨをＨとする。また、簡単のため、
第１垂直強磁性体膜２と接していない領域の第２垂直強
磁性体膜３ｂの領域は既に外部磁界Ｈの方向に倣ってい
るものとする。

【００３３】図５において、第１垂直強磁性体膜２と第
２垂直強磁性体膜３ａとの対になっている領域につい
て、状態０におけるエネルギＥ０は式（１）、状態１に
おけるエネルギＥ１は式（２）、状態２におけるエネル
ギＥ２は式（３）、状態３におけるエネルギＥ３は式
（４）により各々示される。なお、第１垂直強磁性体膜
２と接していない第２垂直強磁性体膜３ｂの領域につい
ては共通であるから計算からは除いておく。Ｅ０＝（Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ …（１）Ｅ１＝（−Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ＋σｗ …（２）Ｅ２＝（Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ＋σｗ …（３）Ｅ３＝（−Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ …（４）

【００３４】保持力Ｈｃ１、Ｈｃ２を考慮して、状態０
から状態１、状態２、状態３へ状態変移する場合に必要
な各外部磁界Ｈ０１、Ｈ０２、Ｈ０３を求めると式
（５）、式（６）、式（７）となる。Ｈ０１＝（σｗ＋２Ｍｓ２・Ｈｃ２・ｔ２）／（２Ｍｓ１・ｔ１） …（５）Ｈ０２＝（σｗ＋２Ｍｓ１・Ｈｃ１・ｔ１）／（−２Ｍｓ２・ｔ２）…（６）Ｈ０３＝[σｗ＋２（Ｍｓ１・Ｈｃ１・ｔ１＋Ｍｓ２・Ｈｃ２・ｔ２）]／２（Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ２） …（７）

【００３５】いま、スレーブ媒体への転写時に外部磁界
Ｈを印加した場合、スレーブ媒体への転写が可能な「状
態０」または「状態２」を保つには、「Ｈ＜Ｈ０１、Ｈ
０３」の関係を満たすことが必要条件となる。仮に、
「Ｈ０１、Ｈ０３＜Ｈ」となると、マスタ媒体には磁化
のパターンが形成されない（状態１、状態３となり、パ
ターン境界３ｃが生じない）ので、全く転写はできな
い。したがって、より確実に転写を実現するには、「Ｈ
≪Ｈ０１、Ｈ０３」の関係を有することが望ましい。

【００３６】Ｈ０１を大きくするには、式（５）より
「σｗを大きくする。Ｍｓ２を大きくする。Ｈｃ２を大
きくする。Ｍｓ１・ｔ１を小さくする。」ことが、考慮
の対象となる。Ｈ０３を大きくするには、式（７）より
「σｗを大きくする。Ｍｓ１、Ｍｓ２を大きくする。Ｈ
ｃ１、Ｈｃ２を大きくする。Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ
２を正の範囲で小さくする。」ことが、考慮の対象とな
る。さらに、交換結合していない部分の第２垂直強磁性
体３の磁化を確実に外部磁界の方向に向けるためには、
Ｈｃ２＜Ｈが必要になる。従って、Ｈｃ２は小さくした
い。また、Ｍｓ２・ｔ２は、マスタ媒体が発生する磁界
の大きさに関係するので大きくしたい。これらを総合的
に参酌すれば、「σｗを大きくする。Ｈｃ１を大きくす
る。Ｍｓ１・ｔ１＞Ｍｓ２・ｔ２の関係を確実に維持す
る。」ことが有効である。特に、Ｍｓ１・ｔ１＞Ｍｓ２
・ｔ２の関係は、外部磁界Ｈ０３の方向の変動と関連す
ることから必須条件である。

【００３７】図６において、第１垂直強磁性体膜２と第
２垂直強磁性体膜３ａとの対になっている領域につい
て、状態０におけるエネルギＥ０は式（８）、状態１に
おけるエネルギＥ１は式（９）、状態２におけるエネル
ギＥ２は式（１０）、状態３におけるエネルギＥ３は式
（１１）により各々示される。なお、第１垂直強磁性体
膜２と接していない第２垂直強磁性体膜３ｂの領域につ
いては共通であるから計算からは除いておく。Ｅ０＝（Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ …（８）Ｅ１＝（−Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ＋σｗ …（９）Ｅ２＝（Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ＋σｗ …（１０）Ｅ３＝（−Ｍｓ１・ｔ１−Ｍｓ２・ｔ２）Ｈ …（１１）

【００３８】保持力Ｈｃ１、Ｈｃ２を考慮して、状態０
から状態１、状態２、状態３へ状態変移する場合に必要
な各外部磁界Ｈ０１、Ｈ０２、Ｈ０３を求めると式（１
２）、式（１３）、式（１４）となる。Ｈ０１＝（σｗ＋２Ｍｓ２・Ｈｃ２・ｔ２）／（２Ｍｓ１・ｔ１）…（１２）Ｈ０２＝（σｗ＋２Ｍｓ１・Ｈｃ１・ｔ１）／（２Ｍｓ２・ｔ２）…（１３）Ｈ０３＝[σｗ＋２（Ｍｓ１・Ｈｃ１・ｔ１＋Ｍｓ２・Ｈｃ２・ｔ２）]／２（Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・ｔ２） …（１４）

【００３９】いま、スレーブ媒体への転写時に外部磁界
Ｈを印加した場合、スレーブ媒体への転写が可能な「状
態０」または「状態２」を保つには、「Ｈ＜Ｈ０１、Ｈ
０３」の関係を満たすことが必要条件となる。仮に、
「Ｈ０１、Ｈ０３＜Ｈ」となると、マスタ媒体には磁化
のパターンが形成されない（状態１、状態３となり、パ
ターン境界３ｃが生じない）ので、全く転写はできな
い。したがって、より確実に転写を実現するには、「Ｈ
≪Ｈ０１、Ｈ０３」の関係を有することが望ましい。

【００４０】Ｈ０１を大きくするには、式（１２）より
「σｗを大きくする。Ｍｓ２を大きくする。Ｈｃ２を大
きくする。Ｍｓ１・ｔ１を小さくする。」ことが、考慮
の対象となる。Ｈ０３を大きくするには、式（１４）よ
り「σｗを大きくする。Ｍｓ１、Ｍｓ２を大きくする。
Ｈｃ１、Ｈｃ２を大きくする。Ｍｓ１・ｔ１＋Ｍｓ２・
ｔ２を小さくする。」ことが、考慮の対象となる。さら
に、交換結合していない部分の第２垂直強磁性体３の磁
化を確実に外部磁界の方向に向けるためには、Ｈｃ２＜
Ｈが必要になる。従って、Ｈｃ２は小さくしたい。ま
た、Ｍｓ２・ｔ２は、マスタ媒体が発生する磁界の大き
さに関係するので大きくしたい。これらを総合的に参酌
すれば、「σｗを大きくする。Ｈｃ１を大きくする。Ｍ
ｓ２を大きくする。Ｍｓ１・ｔ１を小さくする。」こと
が有効である。

【００４１】図７は、本発明の実施例における磁界状況
と磁化境界移動量の説明図である。マスタ媒体に使用し
た磁性体は、第１垂直強磁性体膜２として、Ｔｂ_{2 6}Ｆ
ｅ₅ ₆Ｃｏ_{1 8}（Ｍｓ１＝４０ｅｍｕ／ｃｃ、Ｈｃ１＞
１５ｋＯｅ、ｔ１＝４０ｎｍ、ＲＥリッチ）、第２垂直
強磁性体膜３として、Ｔｂ_{3 2}Ｆｅ_{6 8}（Ｍｓ２＝３０
０ｅｍｕ／ｃｃ、Ｈｃ２＝８００Ｏｅ、ｔ２＝４０ｎ
ｍ、ＲＥリッチ）であり、σｗ／（Ｍｓ１・ｔ１）＝８
ｋＯｅである。なお、１（ｅｍｕ／ｃｃ）＝４π／１０
０００（Ｗｂ／ｍ²）＝１．２５７（ｍＴ）であり、１
（Ｏｅ）＝１０００／４π（Ａ／ｍ）＝７９．５８（Ａ
／ｍ）である。同図（ａ）は、直径０．１μｍの凹部２
０を形成した時のマスタ媒体の表面から２０ｎｍの位置
におけるマスタ媒体が発生する磁界の変化を示し、同図
（ｂ）は、マスタ媒体の断面を同図（ａ）に対応させて
示す。

【００４２】同図（ａ）に示す通り、パターン境界３ｃ
において、マスタ媒体が発生する磁界は６００Ｏｅであ
るから、外部磁界として２．４ｋＯｅを印加すれば、保
磁力３ｋＯｅのスレーブ媒体に転写が可能である。パタ
ーン境界３ｃ（中心からの位置は０．０５μｍ）に対
し、±１０％の位置におけるマスタ媒体による磁界は、
図示する通り、＋１０％の位置では４００Ｏｅ、−１０
％の位置では８１５Ｏｅであるから、外部磁界が２．１
８５〜２．６０ｋＯｅの範囲内であれば、±１０％のパ
ターン精度（位置精度）で転写が可能となる。この際の
外部磁界のマージンは、（２．１８５−２．４）／２．
４〜（２．６０−２．４）／２．４＝−０．０９〜＋
０．０８であり、−９〜＋８（％）となる。また、状態
１、状態２、状態３（図６参照）における各外部磁界Ｈ
０１、Ｈ０２、Ｈ０３は、式（１２）〜（１４）より、
各々７．７５ｋＯｅ、２．５３ｋＯｅ、２．６８ｋＯｅ
であり、外部磁界２．１８５〜２．６０ｋＯｅの範囲内
においては、状態０または状態２となり、いずれにおい
ても第１垂直強磁性体膜２と対になっている第２垂直強
磁性体膜３（３ａ）の領域は初期状態を維持することが
できる。

【００４３】図９（ｂ）に示した従来のマスタ媒体にお
いては、マスタ媒体が発生する磁界は、本発明に係るマ
スタ媒体に比較して半分になるので、パターン境界（３
ｃ）に対し、±１０％の位置におけるマスタ媒体による
磁界は、＋１０％の位置では２００Ｏｅ、−１０％の位
置では４０７Ｏｅであるから、外部磁界が２．５９３〜
２．８０ｋＯｅの範囲内であれば、±１０％のパターン
精度（位置精度）で転写が可能となる。この際の外部磁
界のマージンは、（２．５９３−２．７）／２．７〜
（２．８０−２．７）／２．７＝−０．０４〜＋０．０
３であり、−４〜＋３（％）となる。つまり、本発明に
係るマスタ媒体では、印加する外部磁界のマージンは従
来のマスタ媒体に比較して約２倍以上になっている。

【００４４】図８は、本発明のマスタ媒体の製造工程図
である。図において、基板１は表面が平坦な非磁性体で
あり、材料は先に述べたとおり（図１参照）である。基
板１には、その表面に転写すべき記録情報のパターンに
対応して凹部２０を形成する（ａ）。凹部２０は通常用
いられるホトリソグラフィ技術により形成する。エッチ
ング技術としては、反応性エッチング技術等が適用可能
である。凹部２０の形状は、例えば、実施例において述
べた直径０．１μｍ、深さ４０ｎｍとする。凹部２０を
形成した基板１の表面にスパッタリング等の成膜技術を
用いて凹部２０を埋めるように第１垂直強磁性体膜２を
成膜する（ｂ）。第１垂直強磁性体膜２を成膜、形成さ
れた基板１は、基板１の表面および凹部２０に形成され
た第１垂直強磁性体膜２の表面とが同一平面状になるよ
うに、例えばアルゴンプラズマを用いて、物理エッチン
グされ、平坦化される（ｃ）。表面を平坦化する理由
は、磁壁エネルギσｗを大きくするためである。表面を
平坦化された基板１の表面に生成され残留している酸化
物、窒化物を除去するために、さらに、例えば化学エッ
チングにより、基板１の表面および第１垂直強磁性体膜
２の表面をエッチングし、清浄化する（ｃ）。清浄化エ
ッチングをする理由は、表面に残留している酸化物、窒
化物は磁性体と異なる性質を持つ物質であり、残留した
ままにすると、この後に形成する第２垂直強磁性体膜３
と先に形成した第１垂直強磁性体膜２との交換結合が弱
くなり、σｗを大きくすることができないからである。
清浄化された基板１の表面および第１垂直強磁性体膜２
の表面に、第２垂直強磁性体膜３を成膜する（ｄ）。第
２垂直強磁性体膜３の成膜方法は第１垂直強磁性体膜２
と同種のプロセスでも良いし、適宜他の方法を用いても
良い。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、第１発明ないし第
４発明にあっては、垂直強磁性体膜が発生する磁界を大
きくし、パターン境界における磁界変化を急峻にするこ
とにより、外部磁界の変動による磁化パターンの転写位
置ずれを低減し、転写精度の高いマスタ媒体とすること
ができる。また、同一の転写精度とすれば、外部磁界の
変動マージンを大きくすることができ、外部磁界発生装
置における仕様の許容範囲を大きくすることが可能とな
る。

【００４６】第５発明にあっては、第１発明ないし第４
発明に係るマスタ媒体を用いて、マスタ媒体からスレー
ブ媒体への記録情報の転写をすることから、転写精度の
高い磁気転写記録方法が可能となる。

【００４７】第６発明にあっては、第５発明に係る磁気
転写記録方法によりマスタ媒体に記録された記録情報を
スレーブ媒体へ転写するので、精度良く転写されたスレ
ーブ媒体を提供することが可能となる。

【００４８】第７発明、第８発明にあっては、スレーブ
媒体への転写精度の高いマスタ媒体を安定的に効率よく
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気転写用マスタ媒体の断面図であ
る。

【図２】本発明の磁気転写用マスタ媒体における磁力線
状況説明図である。

【図３】図２の場合の磁界状況と磁化境界移動量の説明
図である。

【図４】本発明の実施の形態における磁化方向説明図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態における磁化状態説明図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態における磁化状態説明図で
ある。

【図７】本発明の実施例における磁界状況と磁化境界移
動量の説明図である。

【図８】本発明の磁気転写用マスタ媒体の製造工程図で
ある。

【図９】従来の磁気転写用マスタ媒体の説明図である。

【図１０】従来の磁気転写用マスタ媒体の磁界状況と磁
化境界移動量の説明図である。

【符号の説明】

１基板２第１垂直強磁性体膜３第２垂直強磁性体膜５スレーブ媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者尾崎一幸神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者玉野井健神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者松本幸治神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB07 BB08 CB07 5D112 AA02 AA05 AA11 BB01 GA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性体の基板と、該基板の表面に形成
された凹部に成膜された第１垂直強磁性体膜と、前記基
板の表面および前記第１垂直強磁性体膜の表面に積層さ
れた第２垂直強磁性体膜とを備えたことを特徴とする磁
気転写用マスタ媒体。
【請求項２】前記基板の表面および前記第１垂直強磁
性体膜の表面が同一平面状に平坦化されていることを特
徴とする請求項１に記載の磁気転写用マスタ媒体。
【請求項３】前記第１垂直強磁性体膜の磁化方向と第
２垂直強磁性体膜の磁化方向とは、平行になるように交
換結合が作用する構成とされたことを特徴とする請求項
１または２に記載の磁気転写用マスタ媒体。
【請求項４】前記第１垂直強磁性体膜の磁化方向と第
２垂直強磁性体膜の磁化方向とは、反平行になるように
交換結合が作用し、前記第１垂直強磁性体膜の飽和磁化
Ｍｓ１、膜厚ｔ１、前記第２垂直強磁性体膜の飽和磁化
Ｍｓ２、膜厚ｔ２についてＭｓ１・ｔ１＞Ｍｓ２・ｔ２
の関係を有する構成とされたことを特徴とする請求項１
または２に記載の磁気転写用マスタ媒体。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の磁
気転写用マスタ媒体と予め磁化を一方向に初期化した垂
直異方性を有する磁気記録用スレーブ媒体とを近接配置
し、前記磁気記録用スレーブ媒体の前記初期化した磁化
方向と逆方向の外部磁界を印加することにより、前記磁
気転写用マスタ媒体に記録された記録情報を前記磁気記
録用スレーブ媒体に転写することを特徴とする磁気転写
記録方法。
【請求項６】請求項５に記載の磁気転写記録方法によ
り、前記磁気転写用マスタ媒体の記録情報を転写された
ことを特徴とする磁気記録用スレーブ媒体。
【請求項７】基板表面に第１垂直強磁性体膜と第２垂
直強磁性体膜とを備えた磁気転写用マスタ媒体の製造方
法であって、前記基板表面に凹部を形成する工程と、前
記基板表面に前記第１垂直強磁性体膜を成膜することに
より前記凹部に前記第１垂直強磁性体膜を形成する工程
と、前記基板表面および前記第１垂直強磁性体膜の表面
を同一平面状に平坦化する工程と、平坦化した前記基板
表面および前記第１垂直強磁性体膜の表面に前記第２垂
直強磁性体膜を成膜する工程とを備えたことを特徴とす
る磁気転写用マスタ媒体の製造方法。
【請求項８】前記基板表面および前記第１垂直強磁性
体膜の表面を同一平面状に平坦化する工程と、平坦化し
た前記基板表面および前記第１垂直強磁性体膜の表面に
前記第２垂直強磁性体膜を成膜する工程との間に、平坦
化した前記基板表面および前記第１垂直強磁性体膜の表
面をエッチングする工程を備えたことを特徴とする請求
項７に記載の磁気転写用マスタ媒体の製造方法。