JP2009301651A - 磁気記録媒体および磁気記録媒体製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができる設計上の自由度が高いパターンドメディアの磁気ディスクと、そのような磁気ディスクを製造することができる磁気ディスク製造方法を提供する。
【解決手段】ディスク基板と、ディスク基板上に、同心円状に並んで２次元的に並ぶ、外周側ほど周回方向の長さが長い、各々が個別に磁化を保持する複数のドットとを備えた磁気ディスク１００において、各ドットを、ディスク基板に交わる方向を磁化容易軸とする結晶磁気異方性を有する磁性材料で形成するとともに、結晶磁気異方性を弱めるイオン注入を施すものであり、内周側から外周側にかけての同心円状の４つの領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄへのイオン注入量を、内周側の領域から外周側の領域にかけて４段階に亘って減少させる。
【選択図】 図４

Description

本件は、磁化の向きで情報が記録される磁気記録媒体、および、そのような磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法に関する。

コンピュータの分野では、日常的に多量の情報が取り扱われるようになっており、このような多量の情報を記録再生する装置の１つとして、ハードディスク装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）が使用されている。このＨＤＤには、情報が記録されるディスク状の磁気記録媒体である磁気ディスクが内蔵されている。磁気ディスクとしては、従来、非磁性材料からなるディスク上に連続的な磁性層が形成された連続媒体の磁気ディスクが知られている。このタイプの磁気ディスクでは、磁性層を構成する結晶粒の集合体からなる磁区に、各結晶粒に生じる磁化の向きで情報が記録される。この磁区は、磁気ヘッドによって磁気ディスク上の任意箇所に形成可能となっている。

ここで、磁気ディスクに記録された情報の長期保存を妨げる現象の１つに、熱揺らぎと呼ばれる現象がある。熱揺らぎは、磁性粒子における磁化の向きが、外部の熱エネルギーの影響により不安定となってしまう現象であり、磁性粒子が小さいほど顕著に現れる。近年では、磁気ディスクの分野で高記録密度化が進み、磁性層を構成する結晶粒が微細化される傾向にあり熱揺らぎが大きな問題となっている。

各磁区における磁化を、磁気ディスクの表裏面に対する垂直方向に向けることで情報を記録するいわゆる垂直磁気記録方式は、従来、熱揺らぎに強い記録方式として知られておりＨＤＤの分野における現行の主流技術となっている。しかし、磁気ディスクに対する高記録密度化の要望は依然として強く、一層の高記録密度化のために結晶粒がさらに微細化されると垂直磁気記録方式でも熱揺らぎに対抗することが困難となってしまう。

そこで、記録密度をさらに高めつつ熱揺らぎに強い磁気ディスクの一例として、以下に説明するパターンドメディアと呼ばれるタイプの磁気ディスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

パターンドメディアの磁気ディスクは、磁気ディスク上の固定位置に配列された微小磁性体（ドット）を有している。各ドットは、１つの結晶粒が成形されたもの、あるいは、磁気的に強く結合した複数の結晶粒の集合体であって磁気的に１つの結晶粒のように振舞う集合体が成形されたものである。各ドットは、１つの磁化を保持して最小単位の情報を記憶する。また、パターンドメディアの磁気ディスクの多くでは、各ドットには、磁気ディスクの表裏面に対する垂直方向を磁化容易軸とした磁気異方性が付与されており、情報が、上述の垂直磁気記録方式で記録される。

このパターンドメディアの磁気ディスクでは、情報の最小単位が記録されるドットは、１つの結晶粒そのもの、あるいは、１つの結晶粒として振る舞うものであるため、各ドットの微細化によって高記録密度化を図りつつも、熱揺らぎに対する耐性に影響する結晶粒の大きさについては、上記の連続媒体の磁気ディスクにおける結晶粒の大きさよりも大きくすることができる。一般に、パターンドメディアの磁気ディスクでは、連続媒体の磁気ディスクが有する記録密度と同程度の記録密度を、連続媒体の磁気ディスクにおける結晶粒の大きさの数倍から数十倍の大きさの結晶粒で実現し、熱揺らぎに対する非常に強い耐性を得ることができる。

ところで、一般的なＨＤＤでは、上記の磁気ディスクが一定速度で回転している状態で、情報の記録や再生が行われる。このとき、回転状態にある磁気ディスクでは、内周側よりも外周側の方が周速が速くなる。ここで、磁気ディスクでは、この回転状態にあるときの内周側でも外周側でも、個々のドットについての情報の記録時間や再生時間が同じであることが望ましい。パターンドメディアの磁気ディスクでは、上記のような周速の相違を吸収して望ましい記録や再生が行えるようにするために、従来、ドットの周回方向の長さ（ドット長）を、磁気ディスクの外周側ほど長くするということが行われている。例えば、このような磁気ディスクでは、最外周におけるドット長に対する最内周におけるドット長の比が、直径が２．５インチの磁気ディスクでは２倍程度となり、直系が３．５インチの磁気ディスクでは３倍程度となる。

ここで、パターンドメディアの磁気ディスクで、各ドット中の磁化を反転させるのに要する磁界である磁化反転磁界は、この磁気ディスクに対する情報の記録精度を左右する重要なパラメータであり、磁気ディスクの全てのドットに高精度で情報が記録されるためには、磁気ディスク内でドットの磁化反転磁界が均一であることが望ましい。ところが、上記のようにドット長が外周側ほど長くなっている磁気ディスクでは、一般的にドットの磁化反転磁界が均一にならないことが知られている。

その理由は、ドットの磁化反転磁界が、ドットを構成する結晶粒の結晶構造に起因した上述の磁気異方性（結晶磁気異方性）と、ドットの形状に起因した下記のような磁気異方性（形状磁気異方性）との両方に基づいていることによる。

例えば直方体形状等のように、長手方向を有する形状のドットでは、そのドット中の磁化が短手方向よりも長手方向に向き易く、ドットが、その長手方向を磁化容易軸とした形状磁気異方性を持つこととなる。

一般に、結晶磁気異方性の方が形状磁気異方性よりも強いので、基本的にドット中の磁化は上記の垂直方向を向く。その上で、磁化は、形状磁気異方性に起因して、ドットの長手側に回転する回転方向に反転し易い状態となっている。また、形状磁気異方性は、ドットが長手方向に長い程大きくなるので、磁化は、ドットが長手方向に長い程反転し易くなる。つまり、ドットが長手方向に長い程、そのドットの磁化反転磁界が低下する。

上記のようにドット長が外周側ほど長くなっている磁気ディスクでは、このドット長の変化に応じて、周回方向を磁化容易軸とした形状磁気異方性が大きくなり、その結果、磁化反転磁界が低下する。

図１３は、ドット長の変化に応じて磁化反転磁界が低下する様子を示すグラフである。

この図１３に示すグラフＧ２１は、ドットの厚み（ドット厚）が「１０ｎｍ」で、磁気ディスクの半径方向におけるドットの幅（ドット幅）が「１０ｎｍ」のドットについて、ドット長が「１０ｎｍ」から「４０ｎｍ」まで変化したときの磁化反転磁界の変化をシミュレートしたものである。また、この図１３の例では、そのシミュレートにおけるパラメータとして、ドットの結晶磁気異方性の大きさと飽和磁化とが与えられている。一般的に、結晶磁気異方性や形状磁気異方性の大きさは、各異方性における磁化容易軸と直交する方向に磁化を向かせるのに要する磁界（結晶磁気異方性磁界，形状磁気異方性磁界）の強度で表わされる。図１３の例では、ドットの結晶磁気異方性磁界Ｈｋの強度として、「１０ｋＯｅ（７９５．７７ｋＡ／ｍ）」が与えられている。さらに、この図１３の例では、ドットの飽和磁化Ｍｓとして「１０００ｅｍｕ（１ＭＡ／ｍ）」が与えられている。

図１３に示すグラフＧ２１では、横軸にドット長がとられ縦軸に磁化反転磁界がとられており、ドット長の変化に対する磁化反転磁界の変化を示すラインＬ２１が記載されている。このグラフＧ２１におけるラインＬ２１から分かるように、図１３の例では、ドット長が「１０ｎｍ」から「３０ｎｍ」まで長くなるにつれて、磁化反転磁界は４０パーセント以上も低下している。

このため、上述したように、個々のドットについての記録や再生に要する時間を一定に保つために、外周側ほどドット長が長くなっている磁気ディスクでは、ドットの磁化反転磁界が均一にならず、外周側ほどドットの磁化反転磁界が低下することとなる。

その結果、磁気ヘッドが印加するヘッド磁界の強度を、内周側のドットの磁化反転磁界に基づいて決めると、外周側における情報の記録時に、ヘッド磁界が強すぎて、記録対称のドットに隣接する他のドットに情報を上書きしてしまう書込みエラーが生じる恐れがある。また、ヘッド磁界の強度を、外周側のドットの磁化反転磁界に基づいて決めると、内周側における情報の記録時に、ヘッド磁界の強度が弱すぎて情報の記録に失敗する書込みエラーが生じる恐れがある。

そこで、このような磁化反転磁界の不均一に起因した書込みエラーの発生を抑えるために、次のような技術が提案されている。

例えば、ドット長とドット幅とを互いにほぼ等しくする等といったドットの形状についての工夫や、形状磁気異方性の大きさを決定付けるパラメータの１つである飽和磁化Ｍｓが小さい磁性材料でドットを形成するといった材料選定についての工夫によって、ドットの形状磁気異方性自体を抑制することで、上記のような書込みエラーの発生を抑える技術が提案されている。

また、電流の供給を受けてその電流の大きさに応じた強度のヘッド磁界を印加する磁気ヘッドに、各ドットの、磁気ディスクにおける半径方向の位置に応じた大きさの電流を供給し各ドットの磁化反転磁界とヘッド磁界の強度とを互いに整合させることで、上記のような書込みエラーの発生を抑える技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第１８８８３６３号公報 特許第４００６４００号公報

しかしながら、ドットの形状についての工夫や材料選定についての工夫によってドットの形状磁気異方性自体を抑制するという技術には、磁気ディスクの設計上の自由度が著しく制限されてしまうという問題がある。また、磁気ヘッドへの供給電流の大きさを調整することで各ドットの磁化反転磁界とヘッド磁界の強度とを互いに整合させるという技術には、供給電流の大きさを調整するための制御系が新たに必要となり、ＨＤＤ等の情報記録装置の制御系が複雑化してしまうという問題がある。

ここで、磁気ディスクには、表面が同心円状に複数の領域（ゾーン）に分けられているものがある。このタイプの磁気ディスクでは、例えば磁気ディスクの回転速度やドットに対する記録速度や再生速度を各ゾーンのディスク中心からの距離に応じた速度とすること等により、異なるゾーンの間において、一方のゾーン内のドットに対する記録や再生に要する時間と、他方のゾーン内のドットに対する記録や再生に要する時間とをほぼ一致させることが可能となる。しかし、各ゾーン内では、依然として内周側と外周側とで周速の差が生じるため、この周速の差を吸収するために、各ゾーン内で、上述のように外周側ほどドットの周回方向の長さを長くすることが考えられる。その結果、ゾーン構造を有する磁気ディスクでは、各ゾーン内において、上述した磁化反転磁界が不均一となる問題が生じることとなる。

上記では、磁気ディスクにおいて磁化反転磁界が不均一となる範囲については言及しなかったが、ゾーン構造を有する磁気ディスクでは、上述のように各ゾーン内においてこの問題が生じ、ゾーン構造を持たない磁気ディスクでは、最内周から最外周に至る全範囲においてこの問題が生じる。

本件は、上記事情に鑑み、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができる設計上の自由度が高いパターンドメディアの磁気記録媒体（磁気ディスク）と、そのような磁気記録媒体を製造することができる磁気記録媒体製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する磁気記録媒体の基本形態は、
ディスク状の基板と、
上記基板のディスク中心を周回し複数周に亘ってその基板上に配列された、少なくとも所定範囲内では各々の周回方向の長さが外周側ほど長い、各々が個別に磁化を保持する、各々が磁性材料からなり結晶磁気異方性の磁化容易軸が上記基板の表裏面に交わる方向を向いた、その磁性材料の結晶磁気異方性を弱めるイオン注入が施されその所定範囲内では外周側ほど注入量が少ない複数の磁化保持体とを備えたことを特徴とする。

尚、上記にいう所定範囲とは、磁気記録媒体を同心円状に分割する複数の範囲（ゾーン）のうちのいずれかであっても良く、あるいは、後述するように、最内周から最外周に至る全範囲であっても良い。

また、上記にいう「外周側ほど注入量が少ない」とは、外周側に向かうにつれて注入量が段階的に減少する状態であっても良く、あるいは、外周側に向かうにつれて注入量が連続的に減少する状態であっても良い。

この磁気記録媒体の基本形態は、上記基板に、上記磁化保持体が、情報の最少記録単位であるドットとして配列されたパターンドメディアの磁気記録媒体である。そして、この磁気記録媒体の基本形態では、磁化保持体の周回方向の長さ（ドット長）が、外周側ほど長いことから、その外周側の磁化保持体ほど大きな形状磁気異方性を持つこととなっている。ここで、この磁気記録媒体の基本形態では、各磁化保持体が、結晶磁気異方性を弱めるイオン注入を受けている。そして、内周側から外周側にかけてイオン注入量が減少していることから、外周側の磁化保持体ほど大きな結晶磁気異方性を持つこととなっている。これにより、各磁化保持体の形状磁気異方性の不均一さに起因する磁化反転磁界の不均一さが、各磁化保持体の結晶磁気異方性の相違によって打ち消され、磁化反転磁界の不均一さが抑制されることとなる。その結果、この磁気記録媒体の基本形態によれば、各磁化保持体に対し同じ強度の磁界による磁化の反転が可能となり、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができることとなる。また、この磁気記録媒体の基本形態によれば、磁化反転磁界の不均一さが、各磁化保持体に上記イオン注入が施されることで抑制されているので、磁化保持体自体の形状や磁化保持体を形成する磁性材料の選定等については何ら制限を受けることがなく、自由度の高い設計を行うことができる。

また、上記目的を達成する磁気記録媒体製造方法の基本形態は、
ディスク状の基板に、磁性材料からなり結晶磁気異方性の磁化容易軸が上記基板の表裏面に交わる方向を向いた磁性膜を形成する磁性膜形成過程と、
上記磁性膜が有する磁性を局所的に残し他の箇所では破壊することで、上記基板のディスク中心を周回し複数周に亘ってその基板上に配列された、少なくとも所定範囲内では各々の周回方向の長さが外周側ほど長い、各々が個別に磁化を保持する複数の磁化保持体を形成する磁化保持体形成過程と、
上記磁性材料の結晶磁気異方性を弱めるイオン注入を、上記所定範囲内では外周側ほど少ない注入量で、上記磁化保持体形成過程の前あるいは後で施すイオン注入過程とを有することを特徴とする。

この磁気記録媒体製造方法の基本形態によれば、結晶磁気異方性を弱めるイオン注入を外周側ほど少ない注入量で施すことで、各ドット間での形状磁気異方性の不均一さに起因する磁化反転磁界の不均一さを打ち消し、磁化反転磁界が各ドット間で均一となった磁気記録媒体を得ることができる。つまり、この磁気記録媒体製造方法の基本形態によれば、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができる設計上の自由度が高い、上記に基本形態について説明した磁気記録媒体を製造することができる。

以上、説明したように、本件によれば、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができる設計上の自由度が高いパターンドメディアの磁気記録媒体（磁気ディスク）と、そのような磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法を得ることができる。

以下、上記に説明した磁気記録媒体および磁気記録媒体製造方法の基本形態に対する具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

まず、磁気記録媒体および磁気記録媒体製造方法の基本形態に対する第１実施形態について説明する。

この第１実施形態では、磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクと、各々が磁気記録媒体製造方法の一実施形態である２種類の磁気ディスク製造方法とを例示する。

図１は、磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクを示す図である。

図１のパート（ａ）には、垂直磁気記録方式で情報が記録されるパターンドメディアの磁気ディスク１００と、その磁気ディスク１００に対して情報の記録や再生を行なう磁気ヘッド１５１（パート（ｂ）に図示）が先端に搭載されたヘッドジンバルアセンブリ１５０とが示されている。また、パート（ｂ）には、パート（ａ）に示す磁気ディスク１００における領域Ａの拡大図が示されている。

図１のパート（ｂ）に示すように、パターンドメディアの磁気ディスク１００は、非磁性材料のディスク基板１０１と、そのディスク基板１０１上に形成された磁性材料からなる裏打ち層１０２と非磁性材料からなる中間層１０３との２層膜の上に配列され、各々が個別に磁化を保持する複数の微小磁性体（ドット）１０４を有している。

ディスク基板１０１が、上述の基本形態における基板の一例に相当し、ドット１０４が、この基本形態における磁化保持体の一例に相当する。

また、上述の磁気記録媒体および磁気記録媒体製造方法の基本形態に対し、
「上記磁化保持体が、コバルトおよび白金を含有した磁性材料で形成されたものである」という応用形態は典型的な形態である。

コバルトおよび白金を含有した磁性材料は、良好な磁性を有する材料であり、一般的に磁気ディスクにおいて情報記録のための磁性材料として使われている。

本実施形態でも、上記のドット１０４が、コバルトおよび白金を含有した合金で形成されている。即ち、ドット１０４は、この応用形態における磁化保持体の一例にも相当する。

また、本実施形態では、垂直磁気記録方式が採用されており、各ドット１０４は、上記の合金における結晶構造を利用して、ドット１０４内の磁化が磁気ディスク１００の表裏面に直交する方向を磁化容易軸とした磁気異方性（結晶磁気異方性）を持つようになっている。これにより、各ドット１０４は、図中に示す磁化Ｂのように、磁気ディスク１００の表裏面に直交する磁化を保持することとなる。

そして、磁気ディスク１００では、これら複数のドット１０４が、上記の２層膜の上に、ディスク中心を同心円状に周回するように複数周に亘って配列されることで、パート（ａ）に示すように複数本のトラック１１０が形成されている。また、本実施形態では、各ドット１０４は、そのドット１０４が属するトラックの周回方向に延びた直方体形状を有している。また、各ドット１０４の間は、非磁性の間隙部１０５で埋められている。本実施形態では、中間層１０３の上に形成された一様な磁性膜の磁性が、各ドット１０４の部分については局所的に残され、他の部分について、アルゴンイオンを用いたイオン注入によって破壊されることで、上記のドット１０４と間隙部１０５とが形成されている。

この磁気ディスク１００に対する情報の記録や再生の際には、ヘッドジンバルアセンブリ１５０が、図中の矢印Ｐ１が示す方向に回動することでトラッキングが行なわれ、先端の磁気ヘッド１５１が、対象のトラック１１０の上に配置される。この状態で、磁気ディスク１００が、矢印Ｐ２が示す方向に回転すると、磁気ヘッド１５１の下を、その対象のトラック１１０に属する各ドット１０４が順次に通過する。そして、磁気ヘッド１５１が、直下を通過するドット１０４における磁化の向きを検出することで情報の再生が行われ、磁気ヘッド１５１が、直下を通過するドット１０４に磁界を印加してそのドット１０４における磁化をその磁界の向きに応じた向きに向かせることで情報の記録が行われる。

図１のパート（ｂ）には、隣り合う３本のトラック１１０それぞれにおけるドット１０４の配列と、磁気ヘッド１５１が、それら３本のトラック１１０のうち中央のトラック１１０を情報の再生対象あるいは記録対称として、そのトラック１１０の上方に配置された様子が示されている。

ここで、図１のパート（ｂ）では、図の簡単化のため、互いに異なるトラック１１０に属するドット１０４の周回方向の長さ（ドット長）Ｗが、互いに同じ長さで図示されている。しかし、本実施形態では、各ドット１０４のドット長Ｗが外周側ほど長くなっている。

図２は、図１の磁気ディスクにおいて、各ドットのドット長が外周側ほど長くなっている様子を模式的に示す図である。

この図２に示すように、本実施形態では、最内周のトラック１１０ａから最外周のトラック１１０ｂに至る全範囲内で、各ドット１０４のドット長Ｗが外周側ほど長くなっている。

磁気ディスク１００に対する情報の記録や再生の際には、回転状態にある磁気ディスク１００において、異なるトラック１１０間で周速に差が生じる。即ち、内周側のトラック１１０よりも外周側のトラック１１０の方が周速が速くなる。ここで、この回転状態にある磁気ディスク１００の内周側でも外周側でも、個々のドット１０４についての情報の記録や再生に要する時間は同じであることが望ましい。本実施形態の磁気ディスク１００では、上記のような周速の相違を最内周のトラック１１０ａから最外周のトラック１１０ｂに至る全範囲内で吸収して、望ましい記録や再生が行えるようにするために、この全範囲内で、各ドット１０４のドット長Ｗが外周側ほど長くなっている。

その一方で、この磁気ディスク１００では、外周側ほどドット長Ｗが長くなっていることから、周回方向を磁化容易軸とした各ドット１０４の形状磁気異方性が、最内周のトラック１１０ａから最外周のトラック１１０ｂに至る全範囲内で外周側ほど大きくなっている。

ここで、この磁気ディスク１００では、各ドット１０４において、上記の形状異方性に起因して、各ドット１０４中の磁化の反転に要する磁化反転磁界を低下させようとする作用が生じる。そして、この磁気ディスク１００では、形状磁気異方性が外周側ほど大きくなっていることから、その磁化反転磁界を低下させようとする作用が外周側ほど強い。

このような、内周側から外周側にかけての、各ドット１０４の磁化反転磁界を低下させようとする作用の強まりを打ち消して、磁化反転磁界を上記の全範囲内で均一に維持するために、本実施形態では、各ドット１０４における、磁気ディスク１００に対する垂直方向を磁化容易軸とした結晶磁気異方性を外周側ほど、即ち、ドット長が長いほど大きくするという方法が採られている。

図３は、ドット長が長いほど結晶磁気異方性を大きくすることで、磁化反転磁界が均一に維持される様子を示す図である。

この図３には、ドットの厚み（ドット厚）が「１０ｎｍ」で、磁気ディスクの半径方向におけるドットの幅（ドット幅）が「１０ｎｍ」で、飽和磁化Ｍｓが「１０００ｅｍｕ（１ＭＡ／ｍ）」のドットについて、ドット長Ｗが「１０ｎｍ」から「４０ｎｍ」まで連続的に変化したときの形状磁気異方性の変化、結晶磁気異方性の変化、および磁化反転磁界の変化を示すグラフＧ１１が示されている。この図３のグラフＧ１１では、横軸にドット長Ｗがとられ、縦軸には、上記の２種類の磁気異方性それぞれを表わす異方性磁界と磁化反転磁界とがとられている。尚、このグラフＧ１１では、縦軸において、磁化反転磁界を増加させる方向が正となっている。即ち、形状磁気異方性の増加は、上述のように磁化反転磁界の低下を招くことから、このグラフＧ１１では、形状磁気異方性は負の異方性磁界で示され、逆に、結晶磁気異方性の増加は、磁化反転磁界の増加を招くことから、結晶磁気異方性は正の異方性磁界で示されている。

この図３のグラフＧ１１には、まず、形状磁気異方性の変化を点線で表わす第１のラインＬ１１が記載されている。この第１のラインＬ１１が示すように、ドット長Ｗが長くなると、形状磁気異方性は、負の方向、即ち、磁化反転磁界を低下させる方向に増加する。

また、図３のグラフＧ１１には、結晶磁気異方性の変化を点線で表わす第２のラインＬ１２が記載されている。この第２のラインＬ１２が示すように、ドット長Ｗが長くなるにつれて、結晶磁気異方性を、形状磁気異方性の負の方向への増加分と同じ量だけ、正方向へ増加させたとすると、その形状磁気異方性の増加に起因する磁化反転磁界の低下が、結晶磁気異方性の増加に起因する磁化反転磁界の増加によって打ち消されることとなる。

図３のグラフＧ１１には、上記のように、ドット長Ｗが長くなることによる形状磁気異方性の増加に起因する磁化反転磁界の低下が結晶磁気異方性の増加に起因する磁化反転磁界の増加によって打ち消され、ドット長Ｗの変化に対して一定に維持された磁化反転磁界が実線（第３のラインＬ１３）で示されている。

本実施形態では、磁化反転磁界をドット長Ｗの変化に対して一定に維持するための、ドット長が長いほど大きい、即ち、磁気ディスク１００の外周側ほど大きい結晶磁気異方性が、次のように実現されている。

一般に、磁性体における結晶磁気異方性は、アルゴンイオン等によるイオン注入によって結晶構造を乱すことで弱めることができる。本実施形態では、アルゴンイオンを用いたイオン注入による結晶磁気異方性の低減効果を利用することで、外周側ほど大きい結晶磁気異方性が実現されている。即ち、本実施形態では、上記のようなアルゴンイオンによるイオン注入を、最内周から最外周に至る全範囲において外周側ほどイオン注入量を減らして施すことで、外周側ほどドットの結晶磁気異方性が大きくされている。

ここで、上述の基本形態に対し、
「上記磁化保持体が、上記イオンとして、アルゴンイオン、酸素イオン、および窒素イオンのうちから選択された１種以上のイオンが注入されたものである」という応用形態は好適である。

アルゴンイオン、酸素イオン、および窒素イオンは、いずれも上記のような磁性材料の結晶構造を乱して良好に結晶磁気異方性を低下させることができる。

本実施形態において、上記のようにアルゴンイオンによるイオン注入を受けたドット１０４は、この応用形態の一例に相当する。

また、以上に説明した本実施形態の磁気ディスク１００は、いわゆるゾーン構造を持たず、情報の記録や再生の際には一定の回転速度で回転される単純なタイプの磁気記録媒体である。そのため、最内周から最外周に至る全範囲において内周側のトラック１１０よりも外周側のトラック１１０の方が周速が速くなる。その結果、上述したように、個々のドット１０４についての情報の記録や再生に要する時間を均一にするために、全範囲において外周側ほどドット長が長くなっており、そのドット長の差異に起因して形状磁気異方性が上記の全範囲において外周側ほど大きくなっている。そして、その形状磁気異方性の不均一さに起因する磁化反転磁界の不均一さが、上記のイオン注入におけるイオン注入量をその全範囲において外周側ほど少なくして結晶磁気異方性を大きくすることで打ち消されている。

ここで、上述の基本形態に対し、
「上記複数の磁化保持体は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど周回方向の長さが長く、外周側ほどイオン注入量が少ないものである」という応用形態も好適である。

この応用形態は、ゾーン構造を持たない単純なタイプの磁気記録媒体について、磁化反転磁界の不均一さが抑制された形態であり、本実施形態のドット１０４は、この応用形態における磁化保持体の一例に相当する。この応用形態では、ゾーン構造に特有の磁気記録媒体（磁気ディスク）の回転速度やドットに対する記録速度および再生速度の調整等が不要であり、情報の記録や再生を一層簡単に行うことができる。

図４は、図１の磁気ディスクにおいて、外周側ほどドットへのイオン注入量が少なく、その結果、外周側ほどドットの結晶磁気異方性が大きくなっている様子を示す図である。

この図４に示すように、本実施形態の磁気ディスク１００は、内周側から、第１領域１００ａ、第２領域１００ｂ、第３領域１００ｃ、第４領域１００ｄという４つの領域に分かれている。そして、各領域内のドットへのイオン注入量が、内周側から、第１領域１００ａでのイオン注入量Ｉ１、第２領域１００ｂでのイオン注入量Ｉ２、第３領域１００ｃでのイオン注入量Ｉ３、第４領域１００ｄでのイオン注入量Ｉ４の順で少なくなっている。その結果、各領域でのイオン注入量に応じて、各領域内のドット１０４の結晶磁気異方性の大きさを表わす結晶磁気異方性磁界が、内周側から、第１領域１００ａでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ１、第２領域１００ｂでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ２、第３領域１００ｃでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ３、第４領域１００ｄでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４の順で大きくなっている。

また、本実施形態では、最外周の領域である第４領域１００ｄでのイオン注入量Ｉ４が「０」となっている。そして、この第４領域１００ｄでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４、即ち、イオン注入量Ｉ４が「０」のデフォルトの結晶磁気異方性磁界が、図３のグラフＧ１１の第２のラインＬ１２上で、第４領域１００ｄ内でのドット長の平均値に対応した結晶磁気異方性磁界となっている。

そして、第１領域１００ａでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ１は、図３のグラフＧ１１の第２のラインＬ１２上で、第１領域１００ａ内でのドット長の平均値に対応した結晶磁気異方性磁界となっており、この第１領域１００ａにおけるイオン注入量Ｉ１は、上記のデフォルトの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４を、このグラフＧ１１から求められる第１領域１００ａでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ１まで低下させるのに要するイオン注入量となっている。

同様に、第２および第３それぞれの領域での結晶磁気異方性磁界Ｈｋ２，Ｈｋ３は、各領域内でのドット長の平均値に図３のグラフＧ１１の第２のラインＬ１２上で対応した結晶磁気異方性磁界となっており、各領域におけるイオン注入量Ｉ２，Ｉ３は、デフォルトの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４を、グラフＧ１１から求められる各領域での結晶磁気異方性磁界Ｈｋ２，Ｈｋ３まで低下させるのに要するイオン注入量となっている。

その結果、本実施形態の磁気ディスク１００では、最内周から最外周に至る全範囲内で、ドットの磁化反転磁界が、多少の変動はあるものの、図３のグラフＧ１１の第３のラインＬ１３が示している「１０ｋＯｅ（７９５．７７ｋＡ／ｍ）」でほぼ均一となっている。

これにより、この磁気ディスク１００によれば、上記の全範囲に亘って、各ドットに対して同じ強度の磁界による磁化の反転が可能となり、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができることとなる。また、この磁気ディスク１００では、磁化反転磁界の均一さが、上記のようなイオン注入によって実現されている。つまり、磁気ディスク１００のようなタイプの磁気ディスクは、このドット自体の形状や、ドットを形成する磁性材料の選定等については何ら制限を受けることがなく、高い自由度で設計することができる。

次に、図１から図４までを参照して説明した磁気ディスク１００を製造するための第１の磁気ディスク製造方法について説明する。この第１の磁気ディスク製造方法は、磁気記録媒体製造方法の一実施形態に相当する。

図５は、図１から図４までを参照して説明した磁気ディスクを製造するための第１の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。

この図５に示す第１の磁気ディスク製造方法では、まず、非磁性材料のディスク基板１０１上に、所定の磁性材料からなる裏打ち層１０２と、非磁性材料からなる中間層１０３と、後述するようにドット１０４の元となる、ディスク基板１０１に垂直な方向を磁化容易軸とする結晶磁気異方性を有し、イオン注入によってその結晶磁気異方性を低下させることが可能な、コバルトおよび白金を含有した合金からなる磁性膜１０６との３層の膜が、スパッタ法によって製膜される（ステップＳ１１）。尚、本実施形態では、磁性膜１０６の結晶磁気異方性は、図４の第４領域１００ｄでの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４、即ち、図３のグラフＧ１１の第２のラインＬ１２上で、第４領域１００ｄ内でのドット長の平均値に対応した結晶磁気異方性磁界となっている。このステップＳ１１の処理が、上述の基本形態における磁性膜形成過程の一例に相当する。

次に、上記の磁性膜１０６に対して、アルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、図４に示す４つの領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの磁性膜１０６それぞれに対し、以下に説明するように、上述の４種類のイオン注入量Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４でのアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる。このステップＳ１２の処理は、上述の基本形態におけるイオン注入過程の一例に相当する。

図６は、アルゴンイオンによるイオン注入処理の詳細を示す図である。

この図６に示すようにアルゴンイオンによるイオン注入処理では、アルゴンイオンを遮る材料で形成され、中央に開口が設けられた、その開口の大きさが互いに異なる３種類のマスク５０１，５０２，５０３が使われる。即ち、図４の第１領域１００ａの外径に等しい内径を有する開口が設けられた第１マスク５０１と、第２領域１００ｂの外径に等しい内径を有する開口が設けられた第２マスク５０２と、第３領域１００ｃの外径に等しい内径を有する開口が設けられた第３マスク５０３とが使われる。そして、このアルゴンイオンによるイオン注入処理では、これら３種類のマスク５０１，５０２，５０３それぞれを使った、合計３回のアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる。また、これら３回のアルゴンイオンによるイオン注入は、アルゴンイオンのイオンソース５０４を使って行なわれる。

まず、第１マスク５０１を使ったアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる（ステップＳ１２１）。このステップＳ１２１では、第１マスク５０１の中央がディスク基板１０１の中央と一致するように、そのディスク基板１０１の直上に配置される。そして、イオンソース５０４から、第１マスク５０１の開口を通して、磁性膜１０６における図４の第１領域１００ａに相当する部分に、アルゴンイオンが後述の第１注入量Ｉ５で注入される。

次に、第２マスク５０２を使ったアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる（ステップＳ１２２）。このステップＳ１２２では、第２マスク５０２の開口を通して、磁性膜１０６における図４の第１領域１００ａおよび第２領域１００ｂに相当する部分に、アルゴンイオンが後述の第２注入量Ｉ６で注入される。この結果、図４の第１領域１００ａに相当する部分には、第１注入量Ｉ５と第２注入量Ｉ６とを足し合わせたイオン注入量での注入が行なわれ、第２領域１００ｂに相当する部分には、第２注入量Ｉ６での注入が行なわれたこととなる。

最後に、第３マスク５０３を使ったアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる（ステップＳ１２３）。このステップＳ１２３では、第３マスク５０３の開口を通して、磁性膜１０６における図４の第１領域１００ａから第３領域１００ｂまでに相当する部分に、アルゴンイオンが後述の第３注入量Ｉ７で注入される。この結果、図４の第１領域１００ａに相当する部分には、第１注入量Ｉ５と第２注入量Ｉ６と第３注入量Ｉ７とを足し合わせたイオン注入量での注入が行なわれ、第２領域１００ｂに相当する部分には、第１注入量Ｉ５と第２注入量Ｉ６とを足し合わせたイオン注入量での注入が行なわれ、第３領域１００ｃに相当する部分には、第３注入量Ｉ７での注入が行なわれたこととなる。

ここで、本実施形態では、第３注入量Ｉ７が、図４の第３領域１００ｃでのイオン注入量Ｉ３に等しいイオン注入量、即ち、上述した磁性膜１０６の結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４を、図３のグラフＧ１１から上述したように求められる第３領域１００ｃの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ３まで低下させるのに要するイオン注入量Ｉ３となっている。

また、上記の第２注入量Ｉ６は、次のように決められたイオン注入量である。図４の第２領域１００ｂでのイオン注入量Ｉ２は、この第２注入量Ｉ６に上記の第３注入量Ｉ７（第３領域１００ｃでのイオン注入量Ｉ３）を足し合わせた注入量であるが、一方で、上述したように磁性膜１０６の結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４を、図３のグラフＧ１１から上述したように求められる結晶磁気異方性磁界Ｈｋ３まで低下させるのに要するイオン注入量でもあり、既知の値である。これにより、上記の第２注入量Ｉ６は、既知である図４の第２領域１００ｂでのイオン注入量Ｉ２から、上記の第３注入量Ｉ７（第３領域１００ｃでのイオン注入量Ｉ３）を減ずることで求められる。

同様に、上記の第１注入量Ｉ５は、既知である図４の第１領域１００ａでのイオン注入量Ｉ１から、上記の第３注入量Ｉ７と第２注入量Ｉ６とを減ずることで求められる。

以上に説明した３回のアルゴンイオンによるイオン注入処理により、磁性膜１０６における図４の第１領域１００ａに相当する部分には、第１領域１００ａの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ１を実現するに足るイオン注入量Ｉ１でアルゴンイオンが注入され、第２領域１００ａに相当する部分には、第２領域１００ｂの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ２を実現するに足るイオン注入量Ｉ２でアルゴンイオンが注入され、第３領域１００ｃに相当する部分には、第３領域１００ｂの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ３を実現するに足るイオン注入量Ｉ３でアルゴンイオンが注入されることとなる。また、第４領域１００ｄに相当する部分は、このアルゴンイオンによるイオン注入処理において最後までアルゴンイオンによるイオン注入が遮断されたままであるので、上述したように、この部分へのイオン注入量Ｉ４が「０」となっており、磁性膜１０６が元々有していた、第４領域１００ｄの結晶磁気異方性磁界Ｈｋ４に等しい結晶磁気異方性磁界がそのまま維持される。

このように、開口の大きさが異なる３種類のマスクを用いる、本実施形態でのアルゴンイオンによるイオン注入処理によれば、注入処理自体は３回に亘るものの、上記のマスクを簡単に作成することができ準備に手間が掛からないので、アルゴンイオンによるイオン注入処理を簡単に実行することができる。

以上に説明したことから、上述の基本形態に対し、
「上記イオン注入過程が、開口の大きさが互いに異なり、その開口以外の部分で上記イオンを遮る複数のマスクを順次に交換しながら、上記基板上に配置し、イオン注入を各マスクについて行なうことで、内周側から外周側にかけてイオン注入量を減らす過程である」という応用形態が好適であることが分かる。

図５のステップＳ１２および図６に示すアルゴンイオンによるイオン注入処理は、この応用形態におけるイオン注入過程の一例に相当する。

図５のステップＳ１２および図６に示すアルゴンイオンによるイオン注入処理が終了すると、ドット１０４の形成が行なわれる（ステップＳ１３）。このステップＳ１３の処理は、上述の基本形態における磁化保持体形成過程の一例に相当する。

このステップＳ１３では、まず、上記のようなアルゴンイオンによるイオン注入を経た磁性膜１０６の上に、ドット１０４として磁性を残す部分を覆うレジストパターンが形成され、次いで、このレジストパターン越しに、そのレジストパターンから外れた部分の磁性を破壊するのに要するイオン注入量で、再度、アルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる。このレジストパターン越しのアルゴンイオンによるイオン注入により、レジストパターンで覆われていた部分がドット１０４となり、レジストパターンから外れていた部分が、ドット１０４の間を埋める間隙部１０５となる。このステップＳ１３では、このドット１０４の形成後に、表面にダイヤモンドライクカーボンの保護層等が形成されて、パターンドメディアの磁気ディスク１００が完成する。

以上に説明した、図５に示す第１の磁気ディスク製造方法は、ゾーン構造を持たない単純なタイプの磁気ディスクである図１から図４までを参照して説明した磁気ディスク１００を製造するための磁気ディスク製造方法である。

ここで、上述の基本形態に対し、
「上記磁化保持体形成過程は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど周回方向の長さが長い複数の磁化保持体を形成する過程であり、
上記イオン注入過程は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど少ない注入量で上記イオン注入を施す過程である」という応用形態も好適である。

この応用形態は、ゾーン構造を持たず情報を一層簡単に記録および再生することができる単純なタイプの磁気記録媒体を、磁化反転磁界の不均一さを抑制して製造する形態であり、図５に示す第１の磁気ディスク製造方法におけるステップＳ１２の処理は、この応用形態におけるイオン注入過程の一例にも相当し、ステップＳ１３の処理は、この応用形態における磁化保持体形成過程の一例にも相当する。

以上に説明した第１の磁気ディスク製造方法によれば、結晶磁気異方性を弱めるアルゴンイオンを、内周側から外周側に至る全範囲において４段階にイオン注入量が少なくなるように注入することで各ドット間での形状磁気異方性の不均一さに起因する磁化反転磁界の不均一さを打ち消し、磁化反転磁界が各ドット間で均一となった、図４のパターンドメディアの磁気ディスク１００を得ることができる。

次に、図１から図４までを参照して説明した磁気ディスク１００を製造するための第２の磁気ディスク製造方法について説明する。この第２の磁気ディスク製造方法も、磁気記録媒体製造方法の一実施形態に相当する。

図７は、図１から図４までを参照して説明した磁気ディスクを製造するための第２の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。

この図７の第２の磁気ディスク製造方法は、図５に示す第１の磁気ディスク製造方法におけるアルゴンイオンによるイオン注入処理とドットの形成処理との順番が入れ替わった方法である。

まず、図５のステップＳ１１の処理と同じ処理が行われ、非磁性材料のディスク基板１０１上に、裏打ち層１０２と中間層１０３と磁性膜１０６との３層の膜が製膜される（ステップＳ２１）。このステップＳ２１の処理は、上述の基本形態における磁性膜形成過程の一例に相当する。

次に、この図７の第２の磁気ディスク製造方法では、図５のステップＳ１３に示すドットの形成処理と同じ処理が行われ、ドットおよび間隙部１０５、さらに保護膜等が形成される（ステップＳ２２）。ただし、このステップＳ２２で形成されるドットは、全てのドットの結晶磁気異方性磁界が、磁性膜１０６が元々有していた結晶磁気異方性磁界であり、最終的に得られる磁気ディスク１００のドット１０４とは異なっているので、この図７のステップＳ２２では、このステップＳ２２の処理で形成されるドットが、ディスク１００のドット１０４とは異なる符合「１０４’」が付されて示されている。本実施形態では、このステップＳ２２の処理が、上述の基本形態および応用形態における磁化保持体形成過程の一例に相当する。

この図７の第２の磁気ディスク製造方法では、最後に、図５のステップＳ１２に示す、「０」を含む４種類のイオン注入量Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４でのイオン注入処理と同じ処理が行われる（ステップＳ２３）。ただし、この図７の第２の磁気ディスク製造方法では、このイオン注入処理が、ドット形成済みの磁性膜１０６に対して行われる。これにより、上記のステップＳ２２で形成されたドット１０４’の結晶磁気異方性磁界が適宜に下げられて、図４に示す、４種類の結晶磁気異方性磁界Ｈｋ１，Ｈｋ２，Ｈｋ３，Ｈｋ４それぞれを有するドット１０４を内部に有する４つの領域１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄを備えたパターンドメディアの磁気ディスク１００が完成する。本実施形態では、このステップＳ２３の処理が、上述の基本形態および応用形態におけるイオン注入過程の一例に相当する。

この図７に示す第２の磁気ディスク製造方法によっても、上記の図５の第１の磁気ディスク製造方法と同様に、磁化反転磁界が各ドット間で均一となった、図４のパターンドメディアの磁気ディスク１００を得ることができる。

次に、磁気記録媒体および磁気記録媒体製造方法の基本形態に対する第２実施形態について説明する。

この第２実施形態でも、上述の第１実施形態と同様に、磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクと、各々が磁気記録媒体製造方法の一実施形態である２種類の磁気ディスク製造方法とを例示する。

図８は、磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクを示す図である。

この図８に示す本実施形態の磁気ディスクは、上述の図４に示す第１実施形態の磁気ディスク１００が、ドット１０４の結晶磁気異方性が内周側から外周側に亘って４段階に増加しているものであったのに対し、この結晶磁気異方性が内周側から外周側に亘って連続的に増加したものである。

この図８の磁気ディスク２００は、図１や図４に示す磁気ディスク１００と同様のパターンドメディアの磁気ディスクであるが、上記のように、ドットの結晶磁気異方性磁界Ｈｋが最内周のトラックから最外周のトラックに亘って連続的に増加している。本実施形態では、この連続的な結晶磁気異方性磁界Ｈｋの増加が、後述するように、デフォルトの結晶磁気異方性磁界を有する磁性膜に対して、外周側ほどイオン注入量Ｉが連続的に少なくなるイオン注入が施されることによって実現されている。

ここで、本実施形態では、最内周のトラックから最外周のトラックに亘る結晶磁気異方性磁界Ｈｋの変化は、上記の図３のグラフＧ１１の第２のラインＬ１２上で、最内周のトラックから最外周のトラックに亘るドット長の変化に対応する部分が示す結晶磁気異方性の変化となっている。そして、最内周のトラックから最外周のトラックに亘るイオン注入量Ｉの変化は、この結晶磁気異方性の変化に要する変化となっている。

これにより、本実施形態の磁気ディスク２００でも、上記の図４の磁気ディスク１００と同様に、最内周から最外周に至る全範囲内で、ドットの磁化反転磁界が、図３のグラフＧ１１の第３のラインＬ１３が示している「１０ｋＯｅ（７９５．７７ｋＡ／ｍ）」でほぼ均一となっている。また、本実施形態の磁気ディスク２００では、結晶磁気異方性の変化が連続的であることから、図４の磁気ディスク１００よりも磁化反転磁界の均一さが高くなっている。

その結果、本実施形態の磁気ディスク２００でも、図４の磁気ディスク１００と同様に、書込みエラーの発生を抑えて情報を高い精度で簡単に記録することができ、さらに、この磁気ディスク２００のようなタイプの磁気ディスクは、このドット自体の形状や、ドットを形成する磁性材料の選定等については何ら制限を受けることがなく、高い自由度で設計することができる。

尚、この本実施形態の磁気ディスク２００におけるディスク基板やドットについては、後述する磁気ディスク２００の製造方法を示す図において図示するが、本実施形態では、これらのディスク基板やドットが、上述の基本形態における基板や磁化保持体の各一例に相当する。

次に、図８を参照して説明した磁気ディスク２００を製造するための第１の磁気ディスク製造方法について説明する。この第１の磁気ディスク製造方法も、磁気記録媒体製造方法の一実施形態に相当する。

図９は、図８を参照して説明した磁気ディスクを製造するための第１の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。

まず、上記の図５のステップＳ１１の処理と同じ処理が行われ、非磁性材料のディスク基板２０１上に、裏打ち層２０２と中間層２０３と磁性膜２０６との３層の膜が製膜される（ステップＳ３１）。このステップＳ３１は、上述の基本形態における磁性膜形成過程の一例に相当する。

次に、上記の磁性膜２０６の上に、内周側から外周側に亘って厚みが増す、厚み応じた率のアルゴンイオンを遮るカーボン製のフィルタ膜６０１が形成される（ステップＳ３２）。ここで、このフィルタ膜６０１の厚みは、このフィルタ膜６０１の各部を通って磁性膜２０６の各部に注入されるアルゴンイオンのイオン注入量が、上述の結晶磁気異方性の変化に要する注入量に制御されるように、内周側から外周側にかけて増加している。

図１０は、図９のステップＳ３２におけるフィルタ膜の形成方法を示す図である。

この図１０のパート（ａ）には、フィルタ膜６０１の形成方法が示されており、パート（ｂ）には、この形成方法で使われる後述のコリメータ６０２の上面図が示されている。

このフィルタ膜６０２の形成方法は、スパッタ法によりカーボンの膜を磁性膜２０６の上に形成する方法であるが、本実施形態では、このスパッタ法が、カーボンのスパッタ源６０３と磁性膜２０６の間に、以下に説明するコリメータ６０２が配置された状態で行われる。

コリメータ６０２は、格子構造を有する、ディスク基板２０１よりも直径が若干大きい円形の篩いであり、コリメータ６０２に向かってくるスパッタ粒子のうち凡そ格子の深さ方向に進むものを通過させる働きをする。ここで、本実施形態では、このコリメータ６０２の格子構造における格子間隔が、コリメータ６０２の中央から外周に亘って広くなっている。

ここで、一般的にコリメータでは格子間隔が広いほどスパッタ粒子が通過し易いため、コリメータの直下におけるスパッタ粒子粒子の堆積速度、即ち、膜の形成速度は、格子間隔が広いほど速くなる。

図１１は、格子間隔とスパッタ粒子の堆積速度との関係を示すグラフである。

この図１１のグラフＧ１２では、横軸に、格子深さＨの格子間隔Ｗに対する比であるコリメータアスペクト比がとられ、縦軸にスパッタ粒子の堆積速度がとられている。ここで、このグラフＧ１２では、格子深さＨが一定であり、その結果、横軸では、コリメータアスペクト比が小さいほど格子間隔Ｗが広いことを意味し、逆に、コリメータアスペクト比が大きいほど格子間隔Ｗが狭いことを意味している。

このグラフＧ１２には、コリメータアスペクト比と堆積速度との関係、即ち、格子間隔Ｗと堆積速度との関係を示すラインＬ１２が記載されている。このラインＬ１２が示すように、格子間隔Ｗが広いほどスパッタ粒子が通過し易いために堆積速度が速く、格子間隔Ｗが狭いほどスパッタ粒子が通過し難く堆積速度が遅い。

ここで、上記のフィルタ膜６０１の形成に使われる図１０のコリメータ６０２の格子間隔は、上述したようにコリメータ６０２の中央から外周に亘って広くなっている。その結果、図１０に示すフィルタ膜６０１の形成時には、このコリメータ６０２の直下では、このコリメータ６０２の外周ほどスパッタ粒子が速く堆積することとなる。これにより、カーボンのスパッタ源６０３と磁性膜２０６の間に、このコリメータ６０２が配置された状態で行われるスパッタ法では、コリメータ６０２の外周ほど、即ち、ディスク基板２０１の外周ほど厚みが増した図９や図１０に示すフィルタ膜６０１が形成されることとなる。

また、上述したように、このフィルタ膜６０１の厚みは、このフィルタ膜６０１の各部を通って磁性膜２０６の各部に注入されるアルゴンイオンのイオン注入量が、上述の結晶磁気異方性の変化に要する注入量に制御されるように、内周側から外周側にかけて増加する必要がある。このため、本実施形態では、図１０に示すコリメータ６０２の格子間隔が、このような厚みの増加を実現できる割合で、内周側から外周側にかけて広くなっている。

図９のステップＳ３２の処理において、図１０および図１１を参照して説明したようにフィルタ膜６０１が形成されると、次に、そのフィルタ膜６０１の上からアルゴンイオンによるイオン注入が行なわれる（ステップＳ３３）。ここで、本実施形態では、このフィルタ膜６０１の上からのアルゴンイオンのイオン注入量Ｉは、フィルタ膜６０１を通過後のイオン注入量が上述の結晶磁気異方性の変化に要する注入量となるように、このフィルタ膜６０１の厚みと磁性膜２０６の厚みに基づいて決定される。そして、このステップＳ３３における、フィルタ膜６０１越しのアルゴンイオンによるイオン注入により、磁性膜２０６の結晶磁気異方性が、ディスク基板２０１の内周側から外周側にかけて連続的に低下することとなる。

また、このステップＳ３３では、アルゴンイオンによるイオン注入の終了後に、フィルタ膜６０１が、反応性イオンエッチングによって除去される。

以上に説明したステップＳ３２とステップＳ３３とを合わせた処理が、上述の基本形態におけるイオン注入過程の一例に相当する。

ここで、本実施形態では、上述のフィルタ膜６０１越しのイオン注入により、結晶磁気異方性を、簡単に、ディスク基板２０１の内周側から外周側にかけて連続的に低下させることができる。

このことは、上述の磁気記録媒体製造方法の基本形態に対し、
「上記イオン注入過程が、さらに、
厚みに応じた率のイオンを遮るフィルタ膜を、上記内周側から上記外周側に向けて厚みを増しながら形成するフィルタ膜形成過程と、
上記フィルタ膜を介して上記イオン注入を行なう注入過程と、
上記フィルタ膜を除去するフィルタ膜除去過程とを有する」という応用形態が好適であることを示している。

ここで、図９のステップＳ３２の処理が、この応用形態におけるフィルタ膜形成過程の一例に相当し、ステップＳ３３の処理が、この応用形態における注入過程とフィルタ膜除去過程とを兼ねた一例に相当する。

また、本実施形態では、上述のようにフィルタ膜６０１が、反応性イオンエッチングによる除去性が良好なカーボンで形成されている。このカーボンは、磁性膜２０６を形成するコバルトおよび白金を含有した合金よりもエッチングレートが高いので、反応性イオンエッチングによるフィルタ膜６０１の除去時の磁性膜２０６へのダメージが効果的に回避されることとなる。

このことは、上述のフィルタ膜を介してイオン注入を行なうタイプの応用形態に対し、
「上記フィルタ膜形成過程が、上記磁性材料よりもエッチングレートが高い材料で上記フィルタ膜を形成する過程であり、
上記フィルタ膜除去過程が、上記フィルタ膜をエッチングによって除去する過程である」という応用形態が好適であることを示している。

上記の図９のステップＳ３２の処理は、この応用形態におけるフィルタ膜形成過程の一例にも相当し、ステップＳ３３の処理は、この応用形態におけるフィルタ膜除去過程の一例にも相当する。

また、上述のフィルタ膜を介してイオン注入を行なうタイプの応用形態に対し、
「上記フィルタ膜形成過程が、カーボン、タンタル、およびシリコンのいずれかを含む材料で上記フィルタ膜を形成する過程である」という応用形態はさらに好適である。

カーボン、タンタル、およびシリコンは、いずれもエッチングによって除去でき、上記のような磁性材料に比べてエッチングレートが高い材料として知られている。

本実施形態において、上記のようにカーボンでフィルタ膜６０１を形成する図９のステップＳ３２は、このさらに好適な応用形態の一例に相当する。

図９のステップＳ３３の処理が終了すると、上記の図５のステップＳ１３の処理と同じ処理によりドット２０４の形成と保護層等の形成が行なわれ、パターンドメディアの磁気ディスク２００が完成する（ステップＳ３４）。

以上に説明した、図９に示す第１の磁気ディスク製造方法によれば、結晶磁気異方性を弱めるアルゴンイオンを、内周側から外周側にかけて連続的にイオン注入量が少なくなるように注入することで各ドット間での形状磁気異方性の不均一さに起因する磁化反転磁界の不均一さを打ち消して、磁化反転磁界が各ドット間で均一となった、パターンドメディアの磁気ディスク２００を得ることができる。

次に、図８を参照して説明した磁気ディスク２００を製造するための第２の磁気ディスク製造方法について説明する。この第２の磁気ディスク製造方法も、磁気記録媒体製造方法の一実施形態に相当する。

図１２は、図８を参照して説明した磁気ディスクを製造するための第２の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。

この図１２の第２の磁気ディスク製造方法は、図９に示す第１の磁気ディスク製造方法におけるフィルタ膜２０６の形成処理からアルゴンイオンによるイオン注入処理に至る処理と、ドットの形成処理との順番が入れ替わった方法である。

まず、図９のステップＳ３１の処理と同じ処理が行われ、非磁性材料のディスク基板２０１上に、裏打ち層２０２と中間層２０３と磁性膜２０６との３層の膜が製膜される（ステップＳ４１）。このステップＳ４１は、上述の基本形態における磁性膜形成過程の一例に相当する。

次に、この図１２の第２の磁気ディスク製造方法では、図９のステップＳ３４に示すドットの形成処理と同じ処理が行われ、ドットおよび間隙部２０５、さらに保護膜等が形成される（ステップＳ４２）。ただし、このステップＳ４２で形成されるドットは、全てのドットの結晶磁気異方性磁界が、磁性膜２０６が元々有していた結晶磁気異方性磁界であり、最終的に得られる磁気ディスク２００のドット２０４とは異なっているので、この図１２のステップＳ４２では、このステップＳ４２の処理で形成されるドットが、ディスク２００のドット２０４とは異なる符合「２０４’」が付されて示されている。本実施形態では、このステップＳ４２の処理が、上述の基本形態および応用形態における磁化保持体形成過程の一例に相当する。

そして、この図１２の第２の磁気ディスク製造方法では、このステップＳ４２でのドット形成処理の後に、図９のステップＳ３２のフィルタ膜６０１の形成処理と同じ処理（ステップＳ４３）と、図９のステップＳ３３のアルゴンイオンによるイオン注入処理と同じ処理（ステップＳ４４）とがこの順番で行われる。このステップＳ４４の処理が終了した段階で、内周側から外周側に亘って結晶磁気異方性磁界Ｈｋが連続的に低下した複数のドット２０４が得られることとなる。

最後に、この図１２の第２の磁気ディスク製造方法では、フィルタ膜６０１が反応性イオンエッチングによって除去されて、パターンドメディアの磁気ディスク２００が完成する（ステップＳ４５）。本実施形態では、ステップＳ４３からステップＳ４５に至る一連の処理が、上述の基本形態および応用形態におけるイオン注入過程の一例に相当する。

この図１２に示す第２の磁気ディスク製造方法によっても、上記の図９の第１の磁気ディスク製造方法と同様に、磁化反転磁界が各ドット間で均一となったパターンドメディアの磁気ディスク２００を得ることができる。

尚、上記では、磁気記録媒体の一実施形態として、最内周から最外周に至る全範囲内で外周側ほど周回方向の長さが長く、さらに、その全範囲内で内周側から外周側にかけて段階的又は連続的にドットへのイオン注入量が減少しているパターンドメディアの磁気ディスク１００，２００を例示したが、磁気記録媒体はこれに限るものではない。この磁気記録媒体は、例えば、ゾーン構造を有し、各ゾーン内で外周側ほど周回方向の長さが長く、各ゾーン内で、内周側から外周側にかけて段階的又は連続的にドットへのイオン注入量が減少しているもの等であっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体の一実施形態として、ドットへのイオン注入量が内周側から外周側にかけて４段階に減少しているパターンドメディアの磁気ディスク１００を例示したが、磁気記録媒体はこれに限るものではなく、４段階以外の段階数でイオン注入量が減少しているもの等であっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、３種類のマスクを使って、ドットへのイオン注入量を内周側から外周側にかけて４段階に減少させる磁気ディスク製造方法を例示したが、磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではなく、３種類以外の数のマスクを使って、４段階以外の段階数でイオン注入量を減少させる方法等であっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、内周側から外周側にかけて膜圧が増加しているイオンのフィルタ膜を使って、ドットへのイオン注入量を内周側から外周側にかけて連続的に減少させる磁気ディスク製造方法を例示したが、磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではない。この磁気記録媒体製造方法は、例えば、カメラの絞り等に使われているアイリス機構等といった、開口の大きさを連続的に変化させることが可能なマスクを用い、このマスクの開口を徐々に開きながらイオン注入を行なうことで、ドットへのイオン注入量を内周側から外周側にかけて連続的に減少させる方法等であっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体や磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、各ドットの磁化反転磁界が「１０ｋＯｅ（７９５．７７ｋＡ／ｍ）」で均一となる形態を例示したが、磁気記録媒体や磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではなく、磁化反転磁界が「１０ｋＯｅ（７９５．７７ｋＡ／ｍ）」以外の値で均一になる形態であっても良い。

また、上記では、上述の基本形態および応用形態における磁化保持体の一例として、コバルトおよび白金を含有した合金で形成されたドットを例示したが、上記の磁化保持体はこれに限るものではなく、例えば、コバルトを主成分とする膜と、金、銀、白金、パラジウムの少なくとも何れかの元素を含む膜とが交互に積層された多層構造膜等であっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体や磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、磁性材料からなる磁性層に、ドットの配列に対応した形状のレジストパターンを形成し、そのレジストパターン越しにイオン注入を行なって、レジストパターンから外れた箇所の結晶磁気異方性を破壊することで、ドットと、ドット間を生める間隙部とが形成される形態を例示したが、磁気記録媒体や磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではない。磁気記録媒体や磁気記録媒体製造方法は、例えば、磁性材料からなる磁性層から、ドット以外の部分をイオンミリングや反応性イオンエッチング等により物理的に除去し、その除去された部分を非磁性材料で埋めることで、ドットと、ドット間を生める間隙部とが形成される形態等であっても良い。

また、上記では、上述の基本形態および応用形態におけるイオン注入の一例としてアルゴンイオンによるイオン注入を例示したが、このイオン注入はこれに限るものではなく、例えば、酸素イオンや窒素イオン、あるいは、アルゴンイオン、酸素イオン、および窒素イオンのうちから選択された１種以上のイオンによるイオン注入であれば良い。

また、上記では、磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、裏打ち層や中間層や磁性膜がスパッタ法によりディスク基板上に形成されるという形態を例示したが、磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではなく、裏打ち層や中間層や磁性層が、例えば真空蒸着法や化学気相生長法等の手法によりディスク基板上に形成されるという方法であっても良い。

また、上記では、上述の応用形態におけるフィルタ膜の一例として、カーボンで形成されたフィルタ膜を例示したが、この応用形態におけるフィルタ膜はこれに限るものではなく、例えばタンタル、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、窒化シリコン等で形成されたものであっても良い。

また、上記では、磁気記録媒体製造方法の一実施形態として、上記のフィルタ膜がスパッタ法により形成されるという形態を例示したが、磁気記録媒体製造方法はこれに限るものではなく、フィルタ膜が、例えば真空蒸着法や化学気相生長法等の手法により形成されるという方法であっても良い。

また、上記では、上述の基本形態および応用形態における磁化保持体の一例として、トラックの周回方向に延びた形状を有するドットを例示したが、磁化保持体はこれに限るものではなく、例えば、磁気ヘッドのスキュー角に対応し、トラックの直上に配置された状態の磁気ヘッドと平行に延びた形状を有するもの等であっても良い。

磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクを示す図である。 図１の磁気ディスクにおいて、各ドットのドット長が外周側ほど長くなっている様子を模式的に示す図である。 ドット長が長いほど結晶磁気異方性を大きくすることで、磁化反転磁界が均一に維持される様子を示す図である。 図１の磁気ディスクにおいて、外周側ほどドットへのイオン注入量が少なく、その結果、外周側ほどドットの結晶磁気異方性が大きくなっている様子を示す図である。 図１から図４までを参照して説明した磁気ディスクを製造するための第１の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。 アルゴンイオンによるイオン注入処理の詳細を示す図である。 図１から図４までを参照して説明した磁気ディスクを製造するための第２の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。 磁気記録媒体の一実施形態であるパターンドメディアの磁気ディスクを示す図である。 図８を参照して説明した磁気ディスクを製造するための第１の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。 図９のステップＳ３２におけるフィルタ膜の形成方法を示す図である。 格子間隔とスパッタ粒子の堆積速度との関係を示すグラフである。 図８を参照して説明した磁気ディスクを製造するための第２の磁気ディスク製造方法の流れを示す図である。 ドット長の変化に応じて磁化反転磁界が低下する様子を示すグラフである。

符号の説明

１００，２００ 磁気ディスク
１００ａ 第１領域
１００ｂ 第２領域
１００ｃ 第３領域
１００ｄ 第４領域
１０１，２０１ ディスク基板
１０２，２０２ 裏打ち層
１０３，２０３ 中間層
１０４，１０４’，２０４，２０４’ ドット
１０５ 間隙部
１０６，２０６ 磁性膜
１１０ トラック
１１０ａ 最内周のトラック
１１０ｂ 最外周のトラック
１５０ ヘッドジンバルアセンブリ
１５１ 磁気ヘッド
５０１ 第１マスク
５０２ 第２マスク
５０３ 第３マスク
５０４ イオンソース
６０１ フィルタ膜
６０２ コリメータ
６０３ スパッタ源

Claims (10)

1. ディスク状の基板と、
   前記基板のディスク中心を周回し複数周に亘って該基板上に配列された、少なくとも所定範囲内では各々の周回方向の長さが外周側ほど長い、各々が個別に磁化を保持する、各々が磁性材料からなり結晶磁気異方性の磁化容易軸が前記基板の表裏面に交わる方向を向いた、該磁性材料の結晶磁気異方性を弱めるイオン注入が施され該所定範囲内では外周側ほど注入量が少ない複数の磁化保持体とを備えたことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記複数の磁化保持体は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど周回方向の長さが長く、外周側ほどイオン注入量が少ないものであることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 前記磁化保持体が、前記イオンとして、アルゴンイオン、酸素イオン、および窒素イオンのうちから選択された１種以上のイオンが注入されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気記録媒体。
4. 前記磁化保持体が、コバルトおよび白金を含有した磁性材料で形成されたものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体。
5. ディスク状の基板に、磁性材料からなり結晶磁気異方性の磁化容易軸が前記基板の表裏面に交わる方向を向いた磁性膜を形成する磁性膜形成過程と、
   前記磁性膜が有する磁性を局所的に残し他の箇所では破壊することで、前記基板のディスク中心を周回し複数周に亘って該基板上に配列された、少なくとも所定範囲内では各々の周回方向の長さが外周側ほど長い、各々が個別に磁化を保持する複数の磁化保持体を形成する磁化保持体形成過程と、
   前記磁性材料の結晶磁気異方性を弱めるイオン注入を、前記所定範囲内では外周側ほど少ない注入量で、前記磁化保持体形成過程の前あるいは後で施すイオン注入過程とを有することを特徴とする磁気記録媒体製造方法。
6. 前記磁化保持体形成過程は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど周回方向の長さが長い複数の磁化保持体を形成する過程であり、
   前記イオン注入過程は、最内周から最外周に至る全範囲内で、外周側ほど少ない注入量で前記イオン注入を施す過程であることを特徴とする請求項５記載の磁気記録媒体製造方法。
7. 前記イオン注入過程が、開口の大きさが互いに異なり、該開口以外の部分で前記イオンを遮る複数のマスクを順次に交換しながら、前記基板上に配置し、イオン注入を各マスクについて行なうことで、内周側から外周側にかけてイオン注入量を減らす過程であることを特徴とする請求項５又は６記載の磁気記録媒体製造方法。
8. 前記イオン注入過程が、さらに、
   厚みに応じた率のイオンを遮るフィルタ膜を、前記内周側から前記外周側に向けて厚みを増しながら形成するフィルタ膜形成過程と、
   前記フィルタ膜を介して前記イオン注入を行なう注入過程と、
   前記フィルタ膜を除去するフィルタ膜除去過程とを有することを特徴とする請求項５又は６記載の磁気記録媒体製造方法。
9. 前記フィルタ膜形成過程が、前記磁性材料よりもエッチングレートが高い材料で前記フィルタ膜を形成する過程であり、
   前記フィルタ膜除去過程が、前記フィルタ膜をエッチングによって除去する過程であることを特徴とする請求項８記載の磁気記録媒体製造方法。
10. 前記フィルタ膜形成過程が、カーボン、タンタル、およびシリコンのいずれかを含む材料で前記フィルタ膜を形成する過程であることを特徴とする請求項８又は９記載の磁気記録媒体製造方法。

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