JP2010027159A - 磁気記録媒体製造方法、磁気記録媒体、および情報記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高記録密度の磁気記録媒体を簡易な製造方法にて実現する。
【解決手段】基板と、基板上に複数設けられた、各々が、該基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、磁性ドットの相互間に設けられた、磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、人工格子構造にイオンが注入されてなる、磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備える。
【選択図】図４

Description

本件開示は、ビットパターンド型の磁気記録媒体を製造する製造方法、ビットパターンド型の磁気記録媒体、およびビットパターンド型の磁気記録媒体を備えた情報記憶装置に関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）は、データの高速アクセス及び高速転送が可能な大容量記憶装置として、情報記憶装置の主流になっている。このＨＤＤについては、これまでも高い年率で面記録密度が高まっており、現在でもさらなる記録密度向上が求められている。

ＨＤＤの記録密度を向上させるためには、トラック幅の縮小や記録ビット長の短縮が必要であるが、トラック幅を縮小させると、隣接するトラック同士で、いわゆる干渉が生じ易くなる。この干渉とは、即ち、記録時において磁気記録情報が、目的のトラックに隣接する隣のトラックに重ね書きされてしまう現象や、再生時において、目的のトラックに隣接するトラックからの漏洩磁界によるクロストークが起きてしまう現象を総称したものである。これらの現象は、いずれも再生信号のＳ／Ｎ比の低下を招き、エラーレートの劣化を引き起こす要因となる。

一方、記録ビット長の短縮を進めると、記録ビットを長期間保存する性能が低下する熱揺らぎ現象が発生する。

これらの干渉や熱揺らぎ現象を回避して短いビット長や高いトラック密度を実現する方法として、ビットパターンド型の磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このビットパターンド型の磁気記録媒体では、記録ビットの位置が予め決められており、その決められた記録ビットの位置に磁性材料のドットが形成されドットの相互間は非磁性材料で構成される。このように磁性材料のドットが互いに分離されているとドットどうしの磁気的相互作用が小さく、上述した干渉や熱揺らぎ現象が回避される。
特許第１８８８３６３号明細書

ここで、ビットパターンド型の磁気記録媒体の製造方法として上記特許文献１などに提案されている従来の製造方法について説明する。

図１は、ビットパターンド型の磁気記録媒体の従来の製造方法を示す図である。

従来の製造方法では、まず、製膜工程（Ａ）で、基板１上に磁性膜２が形成される。

次に、ナノインプリント工程（Ｂ）では、磁性膜２上に、紫外線硬化樹脂からなるレジスト３が塗布され、そのレジスト３に、ナノサイズの穴４ａが空いたモールド４が載せられることによってレジスト３がそのナノサイズの穴４ａに入ってレジスト３のドット３ａとなり、そのモールド４越しにレジスト３に紫外線が照射されることでレジスト３が硬化してドット３ａが磁性膜２上にプリントされる。レジスト３が硬化した後モールド４は除去される。

その後、エッチング工程（Ｃ）でエッチングが行われることで、レジスト３のドット３ａで保護された磁性ドット２ａを残して磁性膜が除去される。エッチング後はレジスト３のドット３ａは化学的処理で除去され、基板１上磁性ドット２ａのみが残る。

そして、充填工程（Ｄ）では、磁性ドット２ａの相互間が非磁性材料で埋められ、平坦化工程（Ｅ）を経て表面が平坦化されることでビットパターンド型の磁気記録媒体６の完成（Ｆ）となる。

このような従来の製造方法によると、磁気記録媒体６上での磁気ヘッドの浮上特性を安定なものとするために平坦化工程（Ｅ）では精度の高い平坦化が必要となる。そのため、非常に複雑な製造プロセスを行う必要があるという問題や、製造コストが増大するという問題が生じる。

これらの問題を回避するための方法として、イオンを磁性膜にドープして局所的に磁化状態を変化させることでドットの分離状態を形成する加工方法（イオンドーピング方式）が考えられ、イオンをドープして磁気特性を変えるため、エッチングや充填や平坦化などといった複雑な製造プロセスが不要となり、製造コストを大幅に抑えることが可能となる。

しかしながら、単純にイオンドーピング方式を適用するだけでは、磁気異方性のみが低下し、飽和磁化がほとんど変化しないため、上述した干渉や熱揺らぎ現象が解決できておらず、実用化には至っていない。

本願では上記事情に鑑み、ビットパターンド型の磁気記録媒体を製造可能な簡易な製造方法、記録密度が高く簡易な製造方法で製造可能な磁気記録媒体および情報記憶装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する基本形態の磁気記録媒体製造方法は、
基板上に複数種類の原子層を交互に積層して人工格子構造の磁性膜を形成する人工格子形成過程と、
上記磁性膜の、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットとなる複数箇所を除いた他の箇所に局所的にイオンを注入して飽和磁化を低下させることで、それら磁性ドットの相互間に、磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯を形成するドット間分断過程とを有する。

上記目的を達成する基本形態の磁気記録媒体は、
基板と、
基板上に複数設けられた、各々が、その基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
上記磁性ドットの相互間に設けられた、その磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、その人工格子構造にイオンが注入されてなる、その磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えている。

上記目的を達成する基本形態の情報記憶装置は、
基板と、
基板上に複数設けられた、各々が、その基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
上記磁性ドットの相互間に設けられた、その磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、その人工格子構造にイオンが注入されてなる、その磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えた磁気記録媒体；
上記磁気記録媒体に近接あるいは接触して上記磁性ドットに磁気的に情報の記録およびまたは再生を行う磁気ヘッド；および
上記磁気ヘッドを上記磁気記録媒体表面に対して相対的に移動させて、その磁気ヘッドによる情報の記録およびまたは再生となる磁性ドット上にその磁気ヘッドを位置決めするヘッド位置制御機構；
を備えている。

これらの基本形態の磁気記録媒体製造方法、磁気記録媒体、および情報記憶装置によれば、ドット間分断帯がイオン注入によって形成されるので、エッチングや充填や平坦化などといった複雑な製造プロセスが不要となり、簡易な製造方法となる。また、人工格子構造の磁性膜にイオンが注入されることで飽和磁化が十分に低下してビットパターンド型の高記録密度の磁気記録媒体が現実的に製造可能となる。

以上説明したように、磁気記録媒体製造方法、磁気記録媒体、および情報記憶装置それぞれの上記基本形態によれば、高記録密度の磁気記録媒体が簡易な製造方法にて実現する。

基本形態について上記説明した磁気記録媒体製造方法、磁気記録媒体、および情報記憶装置に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。

図２は、情報記憶装置の具体的な一実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）の内部構造を示す図である。

この図に示すハードディスク装置（ＨＤＤ）１００は、パーソナルコンピュータなどといった上位装置に組み込まれ、その上位装置における情報記憶手段として利用されるものである。

このハードディスク装置１００には、表裏面に対して垂直な方向の磁化による磁気パターンで情報が記録されるいわゆる垂直磁気記録媒体である円盤状の磁気ディスク１０が、図の奥行き方向に重なって複数枚ハウジングＨ内に納められている。また、これらの磁気ディスク１０は、ビット情報が記録されるドットが予め表裏面の各箇所に形成されているいわゆるビットパターンド型の磁気記録媒体でもある。これらの磁気ディスク１０はディスク軸１１を中心に回転する。これらの磁気ディスク１０は、上記で基本形態について説明した磁気記録媒体の具体的な一実施形態に相当する。

また、ハードディスク装置１００のハウジングＨ内には、磁気ディスク１０の表裏面に沿って移動するスイングアーム２０、スイングアーム２０の駆動に用いられるアクチュエータ３０、および制御回路５０も納められている。

スイングアーム２０は、磁気ディスク１０の表裏面に対して情報の書き込みと読み出しとを行う磁気ヘッド２１を先端に保持しており、ベアリング２４によってハウジングＨに回動自在に支持されており、ベアリング２４を中心として所定角度の範囲内で回動することによって、磁気ヘッド２１を磁気ディスク１０の表裏面に沿って移動させる。この磁気ヘッドが、上述した情報記憶装置の基本形態における磁気ヘッドの一例に相当する。

磁気ヘッド２１による情報の読み書きやアーム３０の移動は制御回路５０によって制御されており、上位装置との情報の遣り取りもこの制御回路５０を介して行われる。この制御回路５０は、上述した情報記憶装置の基本形態におけるヘッド位置制御機構の一例に相当する。

図３は、ビットパターンド型の磁気ディスクの構造を模式的に示す斜視図である。

この図３には、円板状の磁気ディスクから切り出された一部が示されている。

図３に示す磁気ディスク１０は、基板Ｓ上に複数の記録ドットＱが規則的な配列で並べられた構造を有しており、記録ドットＱのそれぞれには１ビット相当の情報が磁気的に記録される。記録ドットＱは磁気ディスク１０中心の周りに周回状に並んでおり、記録ドットの列はトラックＴを形成する。

記録ドットＱの相互間は、磁気異方性および飽和磁化が記録ドットＱの磁気異方性および飽和磁化よりも低い分離帯となっており、この分離帯によって記録ドットＱどうしの磁気的相互作用が小さくなっている。

このように記録ドットＱどうしの磁気的相互作用が小さいと、記録ドットＱに対する情報の記録再生に際してもトラックＴ相互間での磁気的相互作用が小さいため、トラック相互間でのいわゆる干渉が少ない。また、記録ドットＱの位置がこのように物理的に固定されていると、記録される情報ビットの境界が熱で揺らぐことがなく、いわゆる熱揺らぎ現象も回避される。従って、この図３に示すようなビットパターンド型の磁気ディスク１０によれば、トラック幅の縮小や記録ビット長の短縮が可能で、高記録密度の磁気記録媒体が実現可能である。

この磁気ディスク１０の製造方法について以下説明する。

図４は、基本形態について上記説明した磁気記録媒体製造方法の具体的な一実施形態を示す図である。

上述した磁気記録媒体製造方法の基本形態に対し、
「上記磁性膜上に、上記磁性ドットとなる複数箇所に、その磁性ドットへのイオンのドープを阻害するマスクを形成するマスク形成過程を有し、
上記ドット間分断過程が、上記マスクが複数箇所に形成された磁性膜の上からイオンを当てることで、そのマスクで保護された磁性ドットの間の箇所に局所的にイオンを注入する過程である」
という応用形態は好適である。この応用形態によれば、イオン注入が不要な箇所はマスクで確実に保護されることとなり、磁性ドットの形成精度が高い。以下説明する具体的な一実施形態は、このような好適な応用形態に対する具体的な一実施形態でもある。

この図４に示す製造方法により、図２および図３に示す磁気ディスク１０が製造される。

この図４に示す製造方法では、まず、製膜工程（Ａ）で、ガラスの基板６１上に磁性膜６２が形成される。この製膜工程（Ａ）は、上述した磁気記録媒体製造方法の基本形態における人工格子形成過程の一例に相当し、この磁性膜６２は、Ｃｏの原子層６２ａとＰｄの原子層６２ｂとが交互に積層されてなる人工格子構造を有している。Ｃｏの原子層６２ａとＰｄの原子層６２ｂとの膜厚構成については、Ｐｄの原子層６２ｂの厚さがＣｏの原子層６２ａの厚さよりも厚いことが、磁性膜６２を構成するためには必要である。また、Ｃｏの原子層６２ａは２ｎｍが膜厚の上限となっており、この膜厚は約７原子分の厚みに相当する。この上限を超えた膜厚をＣｏの原子層６２ａが有する場合には、人工格子と言えるような物理的性質も失われていると考えられる。

上述した磁気記録媒体製造方法や磁気記録媒体、情報記憶装置の基本形態において、上記人工格子構造が、Ｃｏ原子層と白金属の原子層を交互に積層された構造であることや、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層を交互に積層された構造であることが好ましい。Ｃｏ原子層と白金属の原子層を交互に積層してなる人工格子構造の磁性膜は磁気的特性に優れていると共に、後述するようにイオン注入によってその磁気的特性が容易に劣化するからであり、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層を交互に積層してなる人工格子構造の磁性膜であると、より磁気的特性に優れているからである。この図４に示す製膜工程（Ａ）で形成される人工格子構造は、これらの好ましい人工格子構造の一例に相当する。

なお、上述した基本形態における人工格子構造の磁性膜を構成するための材料は、ここに示された好適な材料には限定されず、人工格子構造で磁性膜を構成可能なことが知られている任意の材料を用いることが出来る。但し、以下の説明ではＣｏとＰｄで磁性膜が構成されているものとして説明を続ける。

次に、ナノインプリント工程（Ｂ）では、磁性膜６２上に、紫外線硬化樹脂からなるレジスト６３が塗布され、そのレジスト６３に、ナノサイズの穴６４ａが空いたモールド６４が載せられることによってレジスト６３がそのナノサイズの穴６４ａに入ってレジスト６３のドット６３ａとなり、そのモールド６４越しにレジスト６３に紫外線が照射されることでレジスト６３が硬化してドット６３ａが磁性膜６２上にプリントされる。レジスト６３が硬化した後モールド６４は除去される。

ここで、上述した磁気記録媒体製造方法の基本形態に対し、上記マスク形成過程が、上記マスクをレジストで形成する過程である応用形態は好適であり、上記マスク形成過程が、上記マスクをレジストで、ナノインプリントプロセスによって形成する過程である応用形態は、より好適である。レジストによるマスク形成は技術的に安定していて精度の良いマスク形成が期待でき、ナノインプリントプロセスによるマスク形成は、ナノレベルでのマスクパターンを容易に作成することが出来て好ましい。この図４に示すナノインプリント工程（Ｂ）は、これらの好適な応用形態におけるマスク形成過程の一例に相当している。

ナノインプリント工程（Ｂ）の後はイオン注入工程（Ｃ）に進み、ドット６３ａがプリントされている磁性膜６２の上部から酸素イオンまたは窒素イオンを照射して、レジスト６３のドット６３ａで保護された磁性ドット６２ｃを残して磁性膜６２にイオンを注入することで飽和磁化を減少させる。磁性膜６２が人工格子構造を有しているため、イオン注入で磁性膜６２の飽和磁化を効果的に減少させることができる。このナノインプリント工程（Ｂ）が、上述した磁気記録媒体製造方法の基本形態におけるドット間分断過程の一例に相当する。ここで、磁気記録媒体製造方法や磁気記録媒体、情報記憶装置の上述した基本形態において、ドット間分断帯が、上記イオンとして、酸素イオン及び窒素イオンのうち少なくともいずれか一方が上記人工格子構造に注入されたものであるという応用形態は好適である。酸素イオン及び窒素イオンは、他のイオンが人工格子構造に注入されたときよりも効果的に磁性膜の磁気特性を劣化させることができるからである。

なお、上述したナノインプリントでは、イオンを注入するべき箇所でも完全にはレジストが除去されないが、レジストが薄い場所ではイオンがレジストを透過して磁性膜６２に注入され、レジストが厚い場所（即ちドット６３ａとなっている場所）では、イオンがレジストで止まって磁性膜には到達しないため、所望のドットパターンの形成が可能である。イオンの加速電圧は、磁性膜６２の中心部へイオンが注入されるように設定するが、設定する加速電圧は、イオン種によって異なり、磁性膜中心部までの深さや材料によっても異なる。このようにイオンが注入された箇所の磁性膜６２は、人工格子構造内にイオンが留まって人工格子構造が歪み保磁力および飽和磁化が低下する。イオン注入の後はレジストのドット６３ａは化学的処理で除去される。

このようなイオン注入工程（Ｃ）を経ることにより、磁性ドット６２ｃの相互間に、磁性ドット６２ｃどうしの磁気的な相互作用を分断する分断帯６２ｄが形成されてビットパターンド型の磁気記録媒体１０の完成（Ｄ）となる。分断帯６２ｄでは飽和磁化が磁性ドット６２ｃの飽和磁化よりも十分に低いため、情報は磁性ドット６２ｃのみに記録され、分断帯６２ｄには情報は記録されない。

この図４に示す製造方法で製造される磁気記録媒体１０では、表面を構成している磁性ドット６２ｃと分断帯６２ｄとの平滑性は、製膜工程（Ａ）で形成された磁性膜６２における平滑性がそのまま維持されたものとなっているため、図１に示す従来技術のような平坦化工程は不要となり、この図４に示す製造方法は簡素な方法となっている。

また、この図４に示す製造方法では磁性膜６２上にプリントされたレジストのドット６３ａで磁性ドット６２ｃを保護しており、磁気記録媒体１０全面に同時にイオンを照射することができ、必要な箇所へのイオン注入を数秒間のイオン照射によって十分に実現できるので量産性を損なわない。

以下説明する実施例では、この図４に示した製造方法を具体的な材料等に適用して技術的効果を確認した。

図５は、第１実施例を示す図である。

よく洗浄されたガラス基板７０をマグネトロンスパッタ装置にセットし、５×１０^−５Ｐａ以下まで真空排気した後、ガラス基板７０を加熱せず７ＰａのＡｒガス圧にて、（１１１）結晶配向したｆｃｃ−Ｐｄを、磁性層を結晶配向させるための下地層７１として１０ｎｍ厚成膜した。この下地層７１を成膜する過程は図４に示す製造方法では説明が省略されている。

続いて、大気圧に戻すことなく連続して、Ｃｏ／Ｐｄ人工格子からなる磁性膜７２を０．６７ＰａのＡｒガス圧にて、０．３／０．３５ｎｍの膜厚構成で１６層繰り返し積層した。この膜厚構成は、Ｃｏの単原子層とＰｄの単原子層とが繰り返す人工格子を意味しており、磁性膜７２の合計の膜厚は１０．４ｎｍである。

磁性膜７２を成膜した後には、ダイヤモンドカーボンを保護層７３として３ｎｍ成膜した。この保護層７３を成膜する過程も図４に示す製造方法では説明が省略されている。

保護層７３上にはレジストを塗布し、ナノインプリントプロセスを用いて、直径１４０ｎｍの柱状のレジストパターン７４を形成した。

レジストパターン７４の上方から６ｋｅＶに加速したＮ^２＋イオン７５を照射して磁性膜７２に注入した。上述したようにイオンの加速電圧は、磁性膜７２の中心部へイオンが注入されるように設定した。ＳＩＭＳ分析の結果、設定値どおりの深さに注入されていることを確認している。

イオン注入の後、レジストパターン７４をＳＣｌ洗浄によって除去して第１実施例を得た。

この第１実施例に対し、磁性膜における人工格子の繰り返しを半分の８層にして磁性膜の膜厚が５．２ｎｍの第２実施例を得た。

図６および図７は、第１実施例および第２実施例におけるイオン注入の効果を示すグラフであり、図６および図７の横軸は、イオンの注入量を表し、図６の縦軸は保磁力、図７の縦軸は飽和磁化を表している。

これらのグラフが示すように、磁性膜の膜厚が１０．４ｎｍの第１実施例（点線のグラフ）と、磁性膜の膜厚が５．２ｎｍの第２実施例（実線のグラフ）のいずれも、イオン注入量が１×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以内で保磁力と飽和磁化が大きく減少することが確認できた。即ち、人工格子構造の磁性膜へイオンを注入することによって磁性ドット相互の磁気的相互作用を効果的に減少させることが出来た。なお、イオン注入量が２×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以上に達すると、磁性膜の膜厚がイオン注入によって減少してしまい、媒体表面の平滑性を乱してしまう恐れがあるので、イオン注入量は２×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）未満に抑え、望ましくは１×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以内とするのがよい。

上述した第１実施例や第２実施例に対し、Ｃｏ／Ｐｄ人工格子を０．３／０．７ｎｍの膜厚構成（即ちＣｏの単原子層とＰｄの２原子層とが繰り返す人工格子）として２０層繰り返し積層することで合計の膜厚が２０．０ｎｍである第３実施例を得た。このような膜厚構成の第３実施形態に対し、注入するイオン種をＯ^２＋イオンに変更して第４実施例も得た。この場合のイオンの加速電圧は、２２ｋｅＶ（Ｎ^２＋）、２４ｋｅＶ（Ｏ^２＋）で磁性膜中心へのイオン注入が実現できた。

図８は、第３実施例および第４実施例におけるイオン注入の効果を示すグラフである。

この図８の横軸は、イオンの注入量を表し、縦軸は飽和磁化を表している。

この図８のグラフが示すように、上述した第１実施例および第２実施例とは膜厚やイオン種が異なっている第３実施例（点線のグラフ）および第４実施例（実線のグラフ）においても、イオン注入量が１×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以内で飽和磁化が大きく減少することが確認できた。つまり、人工格子構造の磁性膜にイオンを注入するという構成を採用することで、磁性ドットを磁気的に分断する分断帯を作成することができることが確認できた。

更に、第３実施例および第４実施例と同じ膜厚構成に対して注入するイオン種を変更して各種の変形例を得て、イオン注入の効果について詳しく調べた。

図９は、第３実施例、第４実施例、および各種の変形例におけるイオン注入の効果を示すグラフである。

この図９でも、横軸はイオンの注入量を表し、縦軸は飽和磁化を表している。

この図９には、上述した第３実施例および第４実施例のグラフが再度示されており、更に、注入されたイオン種がＦ^＋、Ｈｅ^＋、Ｂ^＋、Ａｒ^＋である４種の変形例のグラフも示されている。どの変形例のグラフも、イオン注入量が１×１０^１６（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以内で飽和磁化が大きく減少するという基本的な傾向を同様に示しているが、イオンの注入量がゼロの時の飽和磁化に対する減少比率で見ると、Ｎ^２＋およびＯ^２＋が他のイオン種よりも優れていることが分かる。

以上説明した実施例や変形例に対し、比較例として、人工格子構造でない磁性膜にイオン注入したものも作成し、その比較例におけるイオン注入の効果を確認した。

この比較例では、ガラス基板上にＴａの層を３ｎｍ、Ｒｕの層を１０ｎｍ形成し、その上にＣｏＣｒＰｔ合金（Ｃｏ７９Ｃｒ３Ｐｔ１８）の磁性膜を２０ｎｍ形成した。更にダイヤモンドカーボンを保護層として３ｎｍし、イオン（Ｎ^２＋およびＯ^２＋）を照射して注入した。

図１０および図１１は、比較例におけるイオン注入の効果を示すグラフであり、図１０および図１１の横軸は、イオンの注入量を表し、図１０の縦軸は保磁力、図１１の縦軸は飽和磁化を表している。

比較例における磁性膜の膜厚およびイオン種は上述した第３実施例および第４実施例と同等であるが、図１０および図１１のグラフが示すように、比較例では、イオン注入による保磁力および飽和磁化の減少は少なく、人工格子構造でない磁性膜ではイオン注入は効果的でないことが確認できた。

最後に、上述した第１実施例で磁性ドットが実際に形成されていることを磁気力顕微鏡（ＭＦＭ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による測定でして確認した。

図１２は、ＭＦＭによる磁性ドットの確認結果を表す図である。

ここでは、上述した第１実施例の磁気記録媒体に対し電磁石で、磁性膜に垂直な方向に２０ｋＯｅの一様磁界を印加して着磁させ、磁気記録媒体の表面の磁化状態をＭＦＭによって測定した。

この図１２の左方には、ＭＦＭの探針磁化の向きとは逆向きの磁界で磁気記録媒体に着磁させたときの測定結果が示され、図１２の右方には、探針磁化の向きと同じ向きの磁界で磁気記録媒体に着磁させたときの測定結果が示されている。いずれの向きで着磁された場合にも、丸い磁性ドットと、その磁性ドットどうしの間に存在する分断帯とでは明らかに磁化状態が相違していることが確認された。

なお、上述した説明では、磁性ドット形成のための好ましいマスクとしてレジストパターンを用いることが例示されているが、上述した基本形態におけるイオン注入では、媒体のごく表面に、媒体面に接触しないようにステンシルマスクを配してイオン注入するプロセスを用いても良く、このプロセスではレジスト塗布とレジスト除去の工程を省略することができる。また、上述した説明では、レジストのパターニングの最良な例としてナノインプリントプロセスを利用することが示されているが、パターニングには電子線露光を用いても良い。

また、イオンを注入する深さは、磁性膜の中心部とすることが好ましく、加速電圧を変化させ、注入する深さを制御する。イオンの注入量は、低すぎても高すぎても良くない。低すぎると十分に飽和磁化を下げることができない。高すぎると媒体表面にダメージを与え、浮上性を損なうだけでなく、磁性膜がエッチングされて消失する場合もある。

以下、上述した基本形態および応用形態を含む種々の形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
基板上に複数種類の原子層を交互に積層して人工格子構造の磁性膜を形成する人工格子形成過程と、
前記磁性膜の、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットとなる複数箇所を除いた他の箇所に局所的にイオンを注入して飽和磁化を低下させることで、該磁性ドットの相互間に、該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯を形成するドット間分断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。

（付記２）
前記磁性膜上に、前記磁性ドットとなる複数箇所に、該磁性ドットへのイオンのドープを阻害するマスクを形成するマスク形成過程を有し、
前記ドット間分断過程が、前記マスクが複数箇所に形成された磁性膜の上からイオンを当てることで、該マスクで保護された磁性ドットの間の箇所に局所的に該イオンを注入する過程であることを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記３）
前記人工格子形成過程が、Ｃｏ原子層と白金属の原子層を交互に積層して前記人工格子構造の磁性膜を形成する過程であることを特徴とする付記１または２記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記４）
前記人工格子形成過程が、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層を交互に積層して前記人工格子構造の磁性膜を形成する過程であることを特徴とする付記１から３のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記５）
前記ドット間分断過程が、前記イオンとして、酸素イオン及び窒素イオンのうち少なくともいずれか一方を用いる過程であることを特徴とする付記１から４のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記６）
前記マスク形成過程が、前記マスクをレジストで形成する過程であることを特徴とする付記２記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記７）
前記マスク形成過程が、前記マスクをレジストで、ナノインプリントプロセスによって形成する過程であることを特徴とする付記２または６記載の磁気記録媒体製造方法。

（付記８）
基板と、
基板上に複数設けられた、各々が、該基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
前記磁性ドットの相互間に設けられた、該磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、該人工格子構造にイオンが注入されて該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えたことを特徴とする磁気記録媒体。

（付記９）
前記人工格子構造が、Ｃｏ原子層と白金属の原子層が交互に積層された構造であることを特徴とする付記８記載の磁気記録媒体。

（付記１０）
前記人工格子構造が、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層が交互に積層された構造であることを特徴とする付記８または９記載の磁気記録媒体。

（付記１１）
前記ドット間分断帯が、前記イオンとして、酸素イオン及び窒素イオンのうち少なくともいずれか一方が前記人工格子構造に注入されたものであることを特徴とする付記８から１０のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体。

（付記１２）
基板と、
基板上に複数設けられた、各々が、該基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
前記磁性ドットの相互間に設けられた、該磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、該人工格子構造にイオンが注入されて該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えた磁気記録媒体；
前記磁気記録媒体に近接あるいは接触して前記磁性ドットに磁気的に情報の記録およびまたは再生を行う磁気ヘッド；および
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体表面に対して相対的に移動させて、該磁気ヘッドによる情報の記録およびまたは再生となる磁性ドット上に該磁気ヘッドを位置決めするヘッド位置制御機構；
を備えたことを特徴とする情報記憶装置。

（付記１３）
前記人工格子構造が、Ｃｏ原子層と白金属の原子層が交互に積層された構造であることを特徴とする付記１２記載の情報記憶装置。

（付記１４）
前記人工格子構造が、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層が交互に積層された構造であることを特徴とする付記１２または１３記載の情報記憶装置。

（付記１５）
前記ドット間分断帯が、前記イオンとして、酸素イオン及び窒素イオンのうち少なくともいずれか一方が前記人工格子構造に注入されたものであることを特徴とする付記１２から１４のうちいずれか１項記載の情報記憶装置。

ビットパターンド型の磁気記録媒体の従来の製造方法を示す図である。 情報記憶装置の具体的な一実施形態であるハードディスク装置（ＨＤＤ）の内部構造を示す図である。 ビットパターンド型の磁気ディスクの構造を模式的に示す斜視図である。 基本形態について上記説明した磁気記録媒体製造方法の具体的な一実施形態を示す図である。 第１実施例を示す図である。 第１実施例および第２実施例におけるイオン注入の保磁力への効果を示すグラフである。 第１実施例および第２実施例におけるイオン注入の飽和磁化への効果を示すグラフである。 第３実施例および第４実施例におけるイオン注入の効果を示すグラフである。 第３実施例、第４実施例、および各種の変形例におけるイオン注入の効果を示すグラフである。 比較例におけるイオン注入の保磁力への効果を示すグラフである。 比較例におけるイオン注入の飽和磁化への効果を示すグラフである。 ＭＦＭによる磁性ドットの確認結果を表す図である。

符号の説明

１００ ハードディスク装置
１０ 磁気ディスク
６１ 基板
６２ 磁性膜
６２ａ Ｃｏの原子層
６２ｂ Ｐｄの原子層
６２ｃ 磁性ドット
６２ｄ 分断帯

Claims (9)

1. 基板上に複数種類の原子層を交互に積層して人工格子構造の磁性膜を形成する人工格子形成過程と、
   前記磁性膜の、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットとなる複数箇所を除いた他の箇所に局所的にイオンを注入して飽和磁化を低下させることで、該磁性ドットの相互間に、該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯を形成するドット間分断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。
2. 前記磁性膜上に、前記磁性ドットとなる複数箇所に、該磁性ドットへのイオンのドープを阻害するマスクを形成するマスク形成過程を有し、
   前記ドット間分断過程が、前記マスクが複数箇所に形成された磁性膜の上からイオンを当てることで、該マスクで保護された磁性ドットの間の箇所に局所的に該イオンを注入する過程であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体製造方法。
3. 前記人工格子形成過程が、Ｃｏ原子層と白金属の原子層を交互に積層して前記人工格子構造の磁性膜を形成する過程であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体製造方法。
4. 前記人工格子形成過程が、Ｃｏ原子層とＰｄ原子層を交互に積層して前記人工格子構造の磁性膜を形成する過程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製造方法。
5. 前記ドット間分断過程が、前記イオンとして、酸素イオン及び窒素イオンのうち少なくともいずれか一方を用いる過程であることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の磁気記録媒体製造方法。
6. 前記マスク形成過程が、前記マスクをレジストで形成する過程であることを特徴とする請求項２記載の磁気記録媒体製造方法。
7. 前記マスク形成過程が、前記マスクをレジストで、ナノインプリントプロセスによって形成する過程であることを特徴とする請求項２または６記載の磁気記録媒体製造方法。
8. 基板と、
   基板上に複数設けられた、各々が、該基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
   前記磁性ドットの相互間に設けられた、該磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、該人工格子構造にイオンが注入されて該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えたことを特徴とする磁気記録媒体。
9. 基板と、
   基板上に複数設けられた、各々が、該基板上に複数種類の原子層が交互に積層されてなる人工格子構造を有する、各々に情報が磁気的に記録される磁性ドットと、
   前記磁性ドットの相互間に設けられた、該磁性ドットの人工格子構造と連続した人工格子構造を有し、該人工格子構造にイオンが注入されて該磁性ドットの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有するドット間分断帯とを備えた磁気記録媒体；
   前記磁気記録媒体に近接あるいは接触して前記磁性ドットに磁気的に情報の記録およびまたは再生を行う磁気ヘッド；および
   前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体表面に対して相対的に移動させて、該磁気ヘッドによる情報の記録およびまたは再生となる磁性ドット上に該磁気ヘッドを位置決めするヘッド位置制御機構；
   を備えたことを特徴とする情報記憶装置。