JP2015099626A - 磁気記録媒体とその製造方法、磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの実施形態は、例えば、小さい出力のレーザー光を変換した近接場光により磁気記録媒体を効率的に加熱できる磁気記録媒体とその製造方法、磁気記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】１つの実施形態によれば、熱アシスト磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体であって、基板上に磁気記録層と、金属粒子が分散配置された金属粒子層とを有する。金属粒子層は、基板の面方向において、第１領域における金属粒子の含有率に対して、第１領域よりも外周側の第２領域における金属粒子の含有率が高い。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、磁気記録媒体とその製造方法、磁気記録再生装置に関する。

熱アシスト磁気記録方式を用いる熱アシスト磁気記録装置では、記録ヘッドが発生する磁界のみでは磁化反転させることができないほど保磁力の大きい磁気記録媒体が用いられる。熱アシスト磁気記録装置では、レーザー光源から発せられたレーザー光が、磁気ヘッドに搭載された近接場光発生素子において近接場光に変換されて、磁気記録媒体の表面に局所的に照射される。磁気記録媒体の磁気記録層は、この近接場光によって局所的に加熱され、局所的に保磁力が低下した状態とされる。そして、磁気記録層における保磁力が下がった領域に磁界が印加されることにより、磁気記録層の磁化が反転し、情報が記録される。

熱アシスト磁気記録装置では、レーザー光が近接場光に変換される際に、レーザー光のエネルギーの大部分は熱に変換される。熱アシスト磁気記録装置では、レーザー光から変換された近接場光により磁気記録媒体を効率的に加熱することが望まれる。

特開２０１０−１６５４０４号公報

本発明の１つの実施形態は、磁気記録媒体を効率的に加熱できる磁気記録媒体とその製造方法、磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの実施形態によれば、熱アシスト磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体であって、基板上に磁気記録層と、金属粒子が分散配置された金属粒子層とを有する。金属粒子層は、基板の面方向において、第１領域における金属粒子の含有率に対して、第１領域よりも外周側の第２領域における金属粒子の含有率が高い。

図１は、第１の実施形態にかかる磁気記録再生装置を一部分解して示す斜視図。 図２は、第１の実施形態にかかる磁気記録再生装置の磁気ヘッドの周辺部の構成を示す模式図。 図３は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体を示す図。 図４は、第１の実施形態における磁気記録層および金属粒子層を上面から見た要部平面図。 図５は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体における半径位置による磁性粒子と金属粒子との相対位置関係を説明する図。 図６は、比較例と実施例との磁気記録媒体における、所要レーザー電流と磁気記録媒体における半径位置との関係を示す特性図。 図７は、第１の実施形態にかかる金属粒子層における金属粒子の含有率と、近接場光による加熱時の上昇温度との関係を示す特性図。 図８は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例の手順を示すフローチャート。 図９−１は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例のうち、金属粒子層を形成する工程を示す断面図。 図９−２は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例のうち、金属粒子層を形成する工程を示す断面図。 図１０は、第２の実施形態にかかる金属粒子層の製造方法の工程を示す断面図。 図１１−１は、第３の実施形態にかかる金属粒子層の製造方法の工程を示す断面図。 図１１−２は、第３の実施形態にかかる金属粒子層の製造方法の工程を示す断面図。 図１２は、第４の実施形態にかかる磁気記録媒体の要部断面図。 図１３は、第５の実施形態にかかる磁気記録媒体の要部断面図。 図１４は、第６の実施形態にかかる磁気記録媒体の要部断面図。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる磁気記録媒体とその製造方法、磁気記録再生装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。また、平面図であっても、図面を見易くするためにハッチングを付す場合がある。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態にかかる磁気記録再生装置１００の概要について説明する。図１は、第１の実施形態にかかる磁気記録再生装置１００を一部分解して示す斜視図である。磁気記録再生装置１００は、上面の開口した矩形箱状の筐体１０１と、複数のねじにより筐体１０１にねじ止めされて筐体１０１の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。

筐体１０１内には、本実施形態にかかる熱アシスト磁気記録用磁気記録媒体１（以下、磁気記録媒体１と呼ぶ場合がある）、スピンドルモータ１０２、磁気ヘッド１０３、ヘッドジンバルアッセンブリ１０４、回転軸１０５、ボイスコイルモータ１０６、回路基板１０７等が収納されている。

スピンドルモータ１０２は、磁気記録媒体１を支持および回転させる。磁気ヘッド１０３は、磁気記録媒体１に対して磁界を印加するとともに熱アシスト方式により磁気記録媒体１を加熱して磁気信号の記録および再生を行う。ヘッドジンバルアッセンブリ１０４は、磁気ヘッド１０３を先端に搭載したサスペンションを有し、且つ磁気ヘッド１０３を磁気記録媒体１に対して移動自在に支持する。回転軸１０５は、ヘッドジンバルアッセンブリ１０４を回転自在に支持する。ボイスコイルモータ１０６は、回転軸１０５を介してヘッドジンバルアッセンブリ１０４を回転、位置決めする。回路基板１０７は、磁気ヘッド１０３に接続される配線を有する。

図２は、磁気ヘッド１０３の周辺部の構成を示す模式図である。磁気ヘッド１０３には、レーザー光源１１１、レーザー光導波路１１２、近接場光発生素子１１３、磁界発生素子１１４、再生素子１１５が設けられている。レーザー光源１１１から発せられたレーザー光は、レーザー光導波路１１２を通り、近接場光発生素子１１３に照射される。近接場光発生素子１１３は、照射されたレーザー光を例えば幅５０ｎｍ程度の広がりを有する近接場光に変換して、該近接場光を磁気記録媒体１の表面における一部に局所的に照射する。この近接場光によって、磁気記録媒体１の磁気記録層において情報が記録されるべき微小領域が加熱されて保磁力が低下し、情報が記録されやすくなる。

そして、磁界発生素子１１４が発生する磁界により、当該微小領域における磁気記録層が所定の向きに磁化され、情報が記録される。また、磁気記録媒体１に記録された情報は、再生素子１１５により読み出される。すなわち、磁気ヘッド１０３は、磁気記録媒体１に対して近接場光を照射する近接場光照射手段と、磁気記録媒体１に対して磁界を印加する磁界印加手段としての機能を兼ねている。

図３は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体１を示す図であり、図３（ａ）は磁気記録媒体１の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の線分Ａ−Ａにおける要部断面図である。磁気記録媒体１は、各種情報を記録する円盤状（ドーナツ状）の磁気記録媒体である。磁気記録媒体１は、基板２と該基板２の一面上に順に形成された、下地層３、磁気記録層４、金属粒子層５および保護膜６を有する。

基板２の材料は、ガラス、セラミック、石英などの非磁性体を用いることができる。下地層３の材料は、磁気記録層４の結晶配向性を制御可能な材料としてＭｇＯ、ＴｉＮなどを用いることができる。磁気記録層４の材料は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔなどの合金を主原料とする磁性体を用いることができる。磁気記録層４は、高磁気異方性を有するＦｅＰｔ合金を有する。

金属粒子層５は、近接場光の増強効果を有する金属粒子５ａと、隣接する金属粒子５ａ間を分離する金属粒子間粒界５ｂとを有する。金属粒子５ａは、光の波長よりも小さい金属ナノ粒子である。金属粒子５ａは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）およびこれらの金属の少なくとも１種を主体とする合金からなる群より選択される１種以上の材料からなる。金属粒子５ａの形状は限定されず、球状でもよく、角のある形状等でもよい。金属粒子５ａは、金属粒子層５において単層で配置されることが好ましい。金属粒子５ａを単層配置とすることにより、磁気ヘッド１０３と磁気記録層４との距離を短くすることができ、記録・再生時の良好な信号品質が得られる。金属粒子間粒界５ｂの材料は、熱伝導性の小さい材料が用いられ、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）などの絶縁体が用いられる。

保護膜６の材料は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などの、近接場光に対して透明な非磁性体を用いることができる。

図４は、磁気記録媒体１における磁気記録層４および金属粒子層５を上面から見た要部平面図である。図４（ａ）は、磁気記録層４を上面から見た状態の一例を示す図である。磁気記録層４は、磁性粒子４ａと、隣接する磁性粒子４ａ間を分離する磁性粒子間粒界４ｂとを有する。磁性粒子間粒界４ｂは、非磁性体のカーボン（Ｃ）などからなる。図４（ｂ）は、金属粒子層５を上面から見た状態の一例を示す図である。

図４（ｃ）は、磁気記録層４と金属粒子層５とがこの順で積層された状態を上面から見た場合における磁性粒子４ａと金属粒子５ａとの相対位置関係の一例を示す図である。図４（ｃ）では、磁性粒子４ａと金属粒子５ａとに注目して示しており、磁性粒子間粒界４ｂと金属粒子間粒界５ｂとを透過して見た状態を示している。図４（ｃ）に示されるように、金属粒子５ａは、磁性粒子４ａの位置に関係なく磁性粒子４ａの上にランダムに分散して配置されている。

図５は、磁気記録媒体１における半径位置による磁性粒子４ａと金属粒子５ａとの相対位置関係を説明する図である。半径位置は、磁気記録媒体における中心からの半径方向における位置である。図５（ａ）は、磁気記録層４と金属粒子層５とがこの順で積層された状態の磁気記録媒体１の全体像を示す図である。図５（ｂ）は、基板２の面方向における第１領域である、磁気記録媒体１の内周側領域１１における磁性粒子４ａと金属粒子５ａとの相対位置関係を示す図である。図５（ｃ）は、基板２の面方向における第２領域である、磁気記録媒体１の外周側領域１２における磁性粒子４ａと金属粒子５ａとの相対位置関係を示す図である。図５（ｂ）および図５（ｃ）では、磁性粒子４ａと金属粒子５ａとに注目して示しており、磁性粒子間粒界４ｂと金属粒子間粒界５ｂとを透過して見た状態を示している。内周側領域１１は、磁気記録媒体１の半径方向における最外周位置と最内周位置との中間位置Ｃよりも内周側の領域である。外周側領域１２は、磁気記録媒体１の半径方向における最外周位置と最内周位置との中間位置Ｃよりも外周側の領域である。

図５（ｃ）に示されるように、外周側領域１２での磁性粒子４ａの粒子間隙間は、内周側領域１１における磁性粒子４ａの粒子間隙間と同等とされている。一方、外周側領域１２における金属粒子５ａの粒子間隙間は、内周側領域１１における金属粒子５ａの粒子間隙間よりも狭くなっている。すなわち、金属粒子層５においては、外周側領域１２における金属粒子５ａの含有率が、内周側領域１１における金属粒子５ａの含有率よりも高くされている。

つぎに、磁気記録媒体１における金属粒子層５の作用について説明する。金属ナノ粒子が電界（光）の中に置かれると、金属ナノ粒子内の自由電子が光の振動電界によって共鳴して金属ナノ粒子内に大きな分極（局在プラズモン）が誘起される。この結果、金属ナノ粒子の周りの電界が増強される。本明細書においては、この局在プラズモンによる「金属ナノ粒子の周りの電界の増強」を「近接場光の増強」と記す。

電界のエネルギーは周囲の物質の加熱源となる。このため、光の中に置かれた金属ナノ粒子の周りの電界が増強されると、光を受けた金属ナノ粒子の周囲にある物質が、この増強された電界のエネルギーにより加熱される。

すなわち、磁気記録媒体１では、レーザー光から変換された近接場光が金属ナノ粒子である金属粒子５ａに照射されると、該金属粒子５ａの周りの電界が増強される。近接場光が照射された金属粒子５ａの周囲にある磁気記録層４は、この金属粒子５ａの周りの増強された電界のエネルギーにより局所的に加熱されて温度が上がり、保磁力が低下した状態になる。そして、磁気記録層４の保磁力が低下した領域に磁界を印加することにより該領域の磁化が反転し、情報が記録される。

これにより、磁気記録媒体１においては、磁気記録層４を効率的に加熱して、保磁力を低下させることができる。すなわち、磁気記録媒体１においては、磁気記録層４を所望の温度に加熱するために必要なレーザー光出力を低減でき、少ないレーザー光出力で磁気記録層４の微小領域を効率的に加熱することができる。また、レーザー光出力が小さいため、変換された近接場光のスポット径を小さくでき、磁気記録層４における所望の微小領域のみを確実に加熱できる。そして、微小領域のみが加熱されるため、該微小領域は、記録後に速やかに冷却される。また、磁気記録層４が金属粒子層５の下層にあることにより、金属粒子層５により加熱された磁気記録層４の熱が下層の基板方向に拡散しやすくなる。このため、磁気記録層４において加熱された微小領域は、記録後に速やかに冷却される。

ここで、熱アシスト磁気記録装置では磁気記録媒体を一定の回転数で回転させるため、半径位置に応じて記録ヘッドと磁気記録媒体との相対速度が変化する。近接場光から磁気記録媒体が受け取る加熱エネルギーは、レーザー光源から発振されるレーザーの単位時間あたりの出力と、近接場光が印加される時間との積である。したがって、レーザーの出力を一定とすると、磁気記録媒体の単位面積あたりが近接場光から受け取るエネルギーは半径位置によって異なる。

すなわち、磁気記録媒体の外周側領域では、記録ヘッドと磁気記録媒体間の相対速度が大きい。一方、磁気記録媒体の内周側領域では、記録ヘッドと磁気記録媒体間の相対速度が小さい。このため、磁気記録媒体の外周側領域の単位面積あたりが受け取る加熱エネルギーは、磁気記録媒体の内周側領域の単位面積あたりが受け取る加熱エネルギーに比べて相対的に小さい。

これに対して、磁気記録媒体の内周側領域におけるレーザー光出力よりも磁気記録媒体の外周側領域におけるレーザー光出力を増大させるなど、磁気記録媒体の半径位置に応じてレーザー光出力を調整する方法がある。しかし、この場合には、レーザー光出力を変更する処理や、レーザー光出力を変更した後にレーザー光出力の安定を待つ時間などが必要となる。そして、レーザー光が近接場光に変換される効率が低いため、レーザー光のエネルギーの大部分は熱に変換される。この熱は、記録ヘッドの寿命に悪影響を与え、記録ヘッドの劣化が進む。このため、レーザー光出力の増大は、記録ヘッドの劣化につながる。

そこで、磁気記録媒体１においては、金属粒子層５の外周側領域１２における金属粒子５ａの含有率が、金属粒子層５の内周側領域１１における金属粒子５ａの含有率に対して高くされている。このため、外周側領域１２で発生する近接場光の増強効果が内周側領域１１よりも強くなる。これにより、外周側領域１２におけるレーザー光出力を増大させることなく、情報の記録において内周側領域１１と外周側領域１２とにおいて必要なレーザー光出力の半径位置による相違を小さくすることができる。すなわち、磁気記録層４の外周側領域１２を所望の温度に加熱するために必要なレーザー光出力をより低減でき、より少ないレーザー光出力で磁気記録層４を効率的に加熱することができる。

また、磁気記録媒体１においては、少ないレーザー光出力で磁気記録層４を効率的に加熱することができるため、レーザー光出力の増大に起因した近接場光の広がりにより加熱が不要な領域の磁気記録層４が加熱されることが防止される。すなわち、情報が記録されるべき所定の微小領域のみが局所的に加熱され、その後、速やかに冷却される。これにより、磁気記録層４において情報が記録された磁性粒子４ａやその周辺の磁性粒子４ａに記録された情報が消失することが防止される。

したがって、磁気記録媒体１に対する情報の記録においては、レーザー光出力に起因した磁気ヘッド１０３の寿命の劣化を抑制して磁気ヘッド１０３の長寿命化を実現できる。また、磁気記録再生装置１００の消費電力の低減を実現できる。

図６は、金属粒子層５を含まないこと以外は磁気記録媒体１と同じ構成を有する磁気記録媒体（比較例）と第１の実施形態にかかる磁気記録媒体１（実施例）とにおける、所定のＳＮＲを得るために必要なレーザー電流と磁気記録媒体における半径位置との関係を示す特性図である。図６においては、磁気記録媒体における半径位置［ｍｍ］を横軸に、レーザー電流［ｍＡ］を縦軸に示している。レーザー電流は、レーザー光源１１１において所定のレーザー出力を実現するために必要な電流である。また、図６においては、比較例の結果を◇マークで示し、実施例の結果を黒□マークで示した。

図６に示されるように、実施例では比較例と比べて、所定のＳＮＲを得るのに必要な近接場光による加熱時のレーザー電流を半径位置に因らずに低減できている。さらに、実施例の方が、必要なレーザー電流の半径位置に対する依存性が小さい。

これらのことから、金属粒子層５を備えることにより、必要なレーザー電流を低減できることがわかる。また、金属粒子層５の外周側領域１２における金属粒子５ａの含有率を内周側領域１１における金属粒子５ａの含有率よりも高くすることにより、内周側領域１１と外周側領域１２とにおける必要なレーザー電流の、半径位置による相違を小さくすることができ、外周側領域１２で必要なレーザー光出力をより低減できることがわかる。

図７は、磁気記録媒体１の金属粒子層５における金属粒子５ａの含有率［体積％］と、近接場光による磁気記録媒体１の加熱時の上昇温度［ｄｅｇ Ｃ］との関係を示す特性図である。図７においては、金属粒子層５における金属粒子５ａの含有率［体積％］を横軸に、上昇温度［ｄｅｇ Ｃ］を縦軸に示す。含有率および上昇温度は、磁気記録媒体１における特定の半径位置におけるものである。また、磁気記録媒体１の上昇温度は、磁気ヘッド１０３から単位時間に与える加熱エネルギーを一定とした条件下での磁気記録媒体１の温度上昇を、計算機シミュレーションによる光解析および熱解析から求めた結果である。

図７に示されるように、金属粒子５ａの含有率を上げることにより、磁気記録媒体１の温度の上昇量が大きくなる。したがって、金属粒子層５の外周側領域１２における金属粒子５ａの含有率を内周側領域１１よりも高くすることにより、必要なレーザー電流を低減することができ、必要なレーザー電流の半径位置に対する依存性を小さくすることができることがわかる。

なお、上記においては、外周側領域１２の金属粒子５ａの含有率が内周側領域１１の金属粒子５ａの含有率よりも高い場合について示したが、金属粒子層５の半径方向の分割数は２つに限定されない。金属粒子層５が半径方向においてさらに多数の領域に分割され、外周側の領域が内周側の領域よりも金属粒子５ａの含有率が高くされることにより、上述した効果が得られる。

つぎに、磁気記録媒体１の製造方法の一例について説明する。図８は、磁気記録媒体１の製造方法の一例の手順を示すフローチャートである。図９−１および図９−２は、磁気記録媒体１の製造方法の一例のうち、金属粒子層５を形成する工程を示す断面図である。図９−１および図９−２では、図３（ａ）の線分Ａ−Ａにおける断面を示している。また、図９−１および図９−２では、下地層３および磁気記録層４の記載を省略している。

まず、スパッタリング法により、例えば、ＲＦ出力：８００Ｗ、アルゴン（Ａｒ）ガス圧：１Ｐａ、成膜時間：５秒の条件で、膜厚が１０ｎｍのＭｇＯ膜からなる下地層３が円盤状（ドーナツ状）の基板２の一面上に成膜される（ステップＳ１０）。

つぎに、ＦｅＰｔ−カーボン（Ｃ）コンポジットターゲットを使用したスパッタリング法により、例えば、ＤＣ出力：１０００Ｗ、基板温度：５００℃、アルゴン（Ａｒ）ガス圧：１Ｐａ、成膜時間：５秒の条件で、膜厚が６ｎｍの磁気記録層４が下地層３上に成膜される（ステップＳ２０）。成膜された磁気記録層４は、平均粒径が１０ｎｍ程度のＦｅＰｔ磁性粒子４ａと、隣接する磁性粒子４ａ間に設けられたカーボン（Ｃ）からなる磁性粒子間粒界４ｂとを含むグラニュラ構造を有するＦｅＰｔ−Ｃグラニュラ薄膜からなる。

つぎに、トルエンを分散媒として、分子量１２０００のポリスチレンと、金属粒子５ａとなる金（Ａｕ）ナノ粒子２１とを含む分散液（第１ナノ粒子分散液２２）が用意される。金（Ａｕ）ナノ粒子２１の平均粒径は１０ｎｍである。そして、第１ナノ粒子分散液２２が磁気記録層４上に滴下され（図９−１（ａ））、スピンコート法により磁気記録層４上に塗布されることにより金（Ａｕ）ナノ粒子２１が単層配列された層である第１Ａｕ単層配列２１ａが得られる（ステップＳ３０、図９−１（ｂ））。

なお、ポリスチレンとＡｕなどの金属ナノ粒子をトルエンなどの有機溶媒中に分散させた分散液は、表面に高分子鎖（ポリスチレン）からなる保護基を有している金属ナノ粒子が有機溶媒中に分散している。この保護基の存在により、金属ナノ粒子は、隣接する複数の金属ナノ粒子に対してある一定の距離を溶媒中で維持することができる。そして、ある一定の距離は、高分子鎖の分子量で調整可能である。このような分散液を基板上にスピンコートにより塗布して金属ナノ粒子を配列させた状態では、金属ナノ粒子の周囲に高分子鎖（保護基）が残存している。すなわち、第１Ａｕ単層配列２１ａは、金（Ａｕ）ナノ粒子２１の周囲にポリスチレンからなる保護基が残存して構成されている。

金（Ａｕ）ナノ粒子２１の粒径は、例えば磁性粒子４ａと同様に１０ｎｍ程度とされる。例えば２．５インチの磁気記録媒体１の場合には、記録される信号ビットの最小の長さが１０ｎｍ程度の寸法とされる。この場合には、金属粒子５ａの粒径は、１つの金属粒子５ａが前後する３つ以上の信号ビットにかからないように、信号ビットの最小の長さ程度の７ｎｍ〜１５ｎｍの大きさとされる。

金属粒子５ａの粒径を小さくすることにより、金属粒子層５の面方向における金属粒子５ａ含有率のむら、すなわち分散配置のむらの発生が抑制される。これにより、金属粒子層５の面方向における金属粒子５ａの配置に起因した加熱効果のむらが抑制される。なお、金（Ａｕ）ナノ粒子２１（金属粒子５ａ）が凝集する場合には、凝集体全体の粒径を信号ビットの最小の長さ程度の寸法とする。

つぎに、第１Ａｕ単層配列２１ａが形成された磁気記録層４上における半径位置が２２ｍｍ以下の領域をフォトレジストでマスクする（ステップＳ４０）。まず、第１Ａｕ単層配列２１ａが形成された磁気記録層４上にネガ型のフォトレジスト２３ａが滴下され（図９−１（ｃ））、スピンコート法により磁気記録層４上に塗布される（図９−１（ｄ））。

つぎに、フォトレジスト２３ａにおける基板２の内周側領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域に対して露光が行われる。そして、基板２の外周側領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域に配置されたフォトレジスト２３ａ上にトルエン等の溶媒２４が供給され（図９−１（ｅ））、フォトレジスト２３ａと第１Ａｕ単層配列２１ａとのうち外周側領域が溶解除去される（ステップＳ５０、図９−１（ｆ））。なお、金（Ａｕ）ナノ粒子２１は、第１Ａｕ単層配列２１ａのうち金（Ａｕ）ナノ粒子２１間に存在するポリスチレンからなる保護基が溶媒２４により溶解除去されることにより、配列が崩れて除去される。これにより、磁気記録層４上において、内周側領域のみにフォトレジストマスク２３と第１Ａｕ単層配列２１ａとが配置される。また、磁気記録層４の外周側領域は、露出される。

つぎに、トルエンを分散媒として、分子量６５００のポリスチレンと金（Ａｕ）ナノ粒子２１とを含む分散液（第２ナノ粒子分散液２５）が用意される。金（Ａｕ）ナノ粒子２１の平均粒径は、第１ナノ粒子分散液２２の場合と同じ１０ｎｍである。そして、第２ナノ粒子分散液２５が基板２の一面上に滴下され（図９−２（ｇ））、スピンコート法により塗布される（ステップＳ６０）。これにより、磁気記録層４上において外周側領域上とフォトレジストマスク２３上とに、金（Ａｕ）ナノ粒子２１が単層配列された層である第２Ａｕ単層配列２１ｂが得られる（図９−２（ｈ））。第２Ａｕ単層配列２１ｂは、第１Ａｕ単層配列２１ａよりも含有率が高い状態で金（Ａｕ）ナノ粒子２１が分散配置される。第２Ａｕ単層配列２１ｂは、金（Ａｕ）ナノ粒子２１の周囲にポリスチレンからなる保護基が残存して構成されている。

つぎに、磁気記録層４上における半径位置が２２ｍｍ以下の領域上のフォトレジストマスク２３をリフトオフして、フォトレジストマスク２３および該フォトレジストマスク２３上の第２Ａｕ単層配列２１ｂを除去する（ステップＳ７０）。これにより、磁気記録層４上において内周側の領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域に第１Ａｕ単層配列２１ａが配置される（図９−２（ｉ））。また、磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上に第２Ａｕ単層配列２１ｂが配置される（図９−２（ｉ））。

つぎに、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）ターゲットを使用し、例えば、ＲＦ出力：１００Ｗ、アルゴン（Ａｒ）ガス圧：１Ｐａ、成膜時間：１０秒の条件でスパッタリングを行う。これにより、第１Ａｕ単層配列２１ａおよび第２Ａｕ単層配列２１ｂにおける隣接する金（Ａｕ）ナノ粒子２１の粒間にシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）が充填され、金属粒子層５が形成される（ステップＳ８０）。

そして、スパッタリング法によりダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜６を金属粒子層５上に形成する（ステップＳ９０）。以上の工程を実施することにより、磁気記録媒体１が得られる。

第１の実施形態にかかる製造方法により作製された磁気記録媒体１の金属粒子層５を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察して、金属粒子５ａの平均粒子間隙間を求めた。この結果、半径位置が２２ｍｍ以下である内周側領域における金属粒子５ａの平均粒子間隙間は１０ｎｍであり、半径位置が２２ｍｍより大である外周側領域における金属粒子５ａの平均粒子間隙間は６ｍｍであった。このように、第１ナノ粒子分散液２２と第２ナノ粒子分散液２５とにおけるポリスチレンの分子量を変えることによって、金属粒子５ａ間の距離を変えることができる。したがって、上述した条件で磁気記録媒体１を製造することにより、上記の値の平均粒子間隙間で金属粒子５ａを配置することができる。

上述したように、第１の実施形態によれば、磁気記録媒体１が金属粒子層５を備える。その結果、磁気記録媒体１においては、少ないレーザー光出力で磁気記録層４を効率的に加熱することができる、という効果を得ることができる。

また、第１の実施形態によれば、金属粒子層５の外周側領域１２における金属粒子５ａの含有率が、金属粒子層５の内周側領域１１における金属粒子５ａの含有率よりも高くされる。その結果、磁気記録媒体１においては、磁気記録層４の外周側領域１２をより少ないレーザー光出力で効率的に加熱することができる、という効果を得ることができる。

したがって、第１の実施形態によれば、レーザー光出力に起因した磁気ヘッド１０３の寿命の劣化を抑制して磁気ヘッド１０３の長寿命化を実現できる、という効果を得ることができる。また、第１の実施形態によれば、磁気記録再生装置１００の消費電力の低減を実現できる、という効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、金属粒子層５の製造方法の他の例について説明する。図１０は、第２の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法の工程を示す断面図である。第２の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法が第１の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法と異なる点は、フォトレジストによるマスクの形成を行わずに、半径位置が２２ｍｍより大の領域に形成された第１Ａｕ単層配列２１ａを除去することである。

まず、第１の実施形態の場合と同様にして、下地層３の形成工程から図９−１（ｂ）に示される第１Ａｕ単層配列２１ａの形成工程までが行われる（図１０（ａ）、図１０（ｂ））。

つぎに、半径位置が２２ｍｍより大の領域に配置された第１Ａｕ単層配列２１ａ上にトルエン等の溶媒２４が供給され（図１０（ｃ））、半径位置が２２ｍｍより大の領域に配置された第１Ａｕ単層配列２１ａが除去される（図１０（ｄ））。これにより、磁気記録層４上において、内周側の領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域のみに第１Ａｕ単層配列２１ａが配置される。

つぎに、トルエンを分散媒として分子量６５００のポリスチレンと金（Ａｕ）ナノ粒子２１とを含む分散液（第２ナノ粒子分散液２５）が用意される。そして、第２ナノ粒子分散液２５が磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上に滴下され（図１０（ｅ））、スピンコート法により塗布される。これにより、磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上に第２Ａｕ単層配列２１ｂが得られる（図１０（ｆ））。

以上の工程を実施することにより、磁気記録層４上において内周側の領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域に第１Ａｕ単層配列２１ａが配置される。また、磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上に第２Ａｕ単層配列２１ｂが配置される。そして、第２Ａｕ単層配列２１ｂは、第１Ａｕ単層配列２１ａよりも含有率が高い状態で金（Ａｕ）ナノ粒子２１が分散配置される。これにより、フォトレジストマスク２３の形成が不要となり、第１の実施形態よりも簡便に金属粒子層５を形成することができる。

上述したように、第２の実施形態によれば、フォトレジストによるマスクの形成を行わずに、半径位置が２２ｍｍより大の領域に形成された第１Ａｕ単層配列２１ａが除去される。その結果、簡便な工程により金属粒子層５を形成することができる、という効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、金属粒子層５の製造方法のさらに他の例について説明する。図１１−１および図１１−２は、第３の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法の工程を示す断面図である。第３の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法が第１の実施形態にかかる金属粒子層５の製造方法と異なる点は、フォトレジストマスク２３の形成後の基板２の一面側の表面を第２ナノ粒子分散液２５に付着させた後に基板２を引き上げることにより、半径位置が２２ｍｍより大の領域に第２Ａｕ単層配列２１ｂが配置されることである。

まず、第１の実施形態の場合と同様にして、下地層３の形成工程から図９−１（ｆ）に示されるフォトレジスト２３ａと第１Ａｕ単層配列２１ａとの溶解除去工程までが行われる。これにより、磁気記録層４上において、内周側の領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域のみにフォトレジストマスク２３と第１Ａｕ単層配列２１ａとが配置される（図１１−１（ａ）〜図１１−１（ｆ））。

つぎに、基板２においてフォトレジストマスク２３が形成された面を処理槽３１に貯留された第２ナノ粒子分散液２５に付着させて、フォトレジスト２３ａの表面と露出している磁気記録層４の表面とを第２ナノ粒子分散液２５に付着させる。その後、基板２を引き上げることにより、フォトレジスト２３ａの表面と磁気記録層４の表面とを第２ナノ粒子分散液２５から離間させる（図１１−２（ｇ）、図１１−２（ｈ））。そして、第２ナノ粒子分散液２５のトルエンが揮発した後に、基板２をひっくり返す。これにより、磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上とフォトレジストマスク２３上とに金（Ａｕ）ナノ粒子層である第２Ａｕ単層配列２１ｂが得られる（図１１−２（ｉ））。第２Ａｕ単層配列２１ｂは、第１Ａｕ単層配列２１ａよりも含有率が高い状態で金（Ａｕ）ナノ粒子２１が分散配置される。

つぎに、第１の実施形態の場合と同様に、磁気記録層４上における半径位置が２２ｍｍ以下の領域上のフォトレジストマスク２３をリフトオフして、フォトレジストマスク２３および該フォトレジストマスク２３上の第２Ａｕ単層配列２１ｂを除去する（図１１−２（ｊ））。

以上の工程を実施することにより、磁気記録層４上において内周側の領域である半径位置が２２ｍｍ以下の領域に第１Ａｕ単層配列２１ａが配置される。また、磁気記録層４上において外周側の領域である半径位置が２２ｍｍより大の領域上に第２Ａｕ単層配列２１ｂが配置される。そして、第２Ａｕ単層配列２１ｂは、第１Ａｕ単層配列２１ａよりも含有率が高い状態で金（Ａｕ）ナノ粒子２１が分散配置される。これにより、第２Ａｕ単層配列２１ｂの形成工程が簡略化され、第１の実施形態よりも簡便に金属粒子層５を形成することができる。

上述したように、第３の実施形態によれば、フォトレジストマスク２３の形成後の基板２の一面側の表面を第２ナノ粒子分散液２５に付着させて第２Ａｕ単層配列２１ｂが形成される。その結果、簡便な工程により金属粒子層５を形成することができる、という効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態にかかる磁気記録媒体４１の要部断面図である。第４の実施形態にかかる磁気記録媒体４１が第１の実施形態にかかる磁気記録媒体１と異なる点は、金属粒子層５の上に磁気記録層４が配置されていることである。すなわち、磁気記録媒体４１は、基板２の一面上に下地層３、金属粒子層５、磁気記録層４および保護膜６がこの順で配置されている。

磁気記録媒体４１は、磁気ヘッドと磁気記録層４との諸条件によるが、磁気ヘッドと磁気記録層４との距離が第１の実施形態にかかる磁気記録媒体１よりも短くなるため、記録・再生時の良好な信号品質が得られる。なお、磁気記録媒体４１においても、第１の実施形態の場合と同様に金属粒子層５を備えることによる効果が得られる。

上述したように、第４の実施形態によれば、金属粒子層５の上に磁気記録層４が配置される。その結果、記録・再生時の良好な信号品質が得られる、という効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態にかかる磁気記録媒体５１の要部断面図である。第５の実施形態にかかる磁気記録媒体５１が第１の実施形態にかかる磁気記録媒体１と異なる点は、基板２と下地層３との間に、ヒートシンク層７が設けられていることである。すなわち、磁気記録媒体５１は、基板２の一面上にヒートシンク層７、下地層３、磁気記録層４、金属粒子層５および保護膜６がこの順で配置されている。

磁気記録層４において、加熱されて情報が記録された磁性粒子４ａが高温状態のままであると、情報が記録された磁性粒子４ａやその周辺の磁性粒子４ａの熱安定性が低下し、記録された情報が劣化や消失する可能性がある。

ヒートシンク層７は、例えば銀（Ａｇ）などの、熱伝導率が磁気記録層４の熱伝導率よりも高い材料で構成されている。ヒートシンク層７は、磁気ヘッド１０３での記録後、磁気記録媒体５１の磁気記録層４に溜まった熱を速やかに吸収し冷却することができる。このようなヒートシンク層７は、例えばスパッタリング法により形成できる。

磁気記録媒体５１は、ヒートシンク層７を備えるため、面方向の熱の広がりを抑えることができ、磁性粒子４ａの熱に起因した磁性粒子４ａの熱安定性の低下を防止することができ、記録された情報の劣化や消失を防止することができる。また、磁気記録媒体５１は、第１の実施形態の場合と同様に金属粒子層５を備えることによる効果が得られる。

上述したように、第５の実施形態によれば、基板２の一面上にヒートシンク層７が設けられる。その結果、記録時に磁気記録媒体５１の磁気記録層４に溜まった熱を速やかに吸収し冷却することができ、記録された情報の劣化や消失を防止することができる、という効果を得ることができる。

（第６の実施形態）
図１４は、第６の実施形態にかかる磁気記録媒体６１の要部断面図である。第６の実施形態にかかる磁気記録媒体６１は、第５の実施形態にかかる磁気記録媒体５１の変形例である。第６の実施形態にかかる磁気記録媒体６１が第５の実施形態にかかる磁気記録媒体５１と異なる点は、下地層３と磁気記録層４との間に、熱バリア層８が設けられていることである。すなわち、磁気記録媒体６１は、基板２の一面上にヒートシンク層７、下地層３、熱バリア層８、磁気記録層４、金属粒子層５および保護膜６がこの順で配置されている。

熱バリア層８は、例えば二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）などの、熱伝導率が磁気記録層４の熱伝導率よりも低い材料で構成されている。熱バリア層８は、磁気記録層４からその下層への熱拡散を抑制し、記録時の近接場光の照射により磁気記録層４の温度を効率良く上昇させることができる。このような熱バリア層８は、例えばスパッタリング法により形成できる。

磁気記録媒体６１は、熱バリア層８を備えるため、記録時の近接場光等の照射により磁気記録層４の温度を効率良く上昇させることができ、磁気記録層４をより高温に加熱できる。なお、ヒートシンク層７を備えない構成としても上記効果が得られる。

上述したように、第６の実施形態によれば、下地層３と磁気記録層４との間に熱バリア層８が設けられる。その結果、記録時の近接場光の照射により磁気記録層４の温度を効率良く上昇させることができ、磁気記録層４をより高温に加熱できる、という効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 熱アシスト磁気記録用磁気記録媒体、２ 基板、３ 下地層、４ 磁気記録層、４ａ 磁性粒子、４ｂ 磁性粒子間粒界、５ 金属粒子層、５ａ 金属粒子、５ｂ 金属粒子間粒界、６ 保護膜、７ ヒートシンク層、８ 熱バリア層、１１ 内周側領域、１２ 外周側領域、２１ 金（Ａｕ）ナノ粒子、２１ａ 第１Ａｕ単層配列、２１ｂ 第２Ａｕ単層配列、２２ 第１ナノ粒子分散液、２３ フォトレジストマスク、２３ａ フォトレジスト、２４ 溶媒、２５ 第２ナノ粒子分散液、３１ 処理槽、４１ 磁気記録媒体、５１ 磁気記録媒体、６１ 磁気記録媒体、１００ 磁気記録再生装置、１０１ 筐体、１０２ スピンドルモータ、１０３ 磁気ヘッド、１０４ ヘッドジンバルアッセンブリ、１０５ 回転軸、１０６ ボイスコイルモータ、１０７ ヘッドアンプ回路基板、１１１ レーザー光源、１１２ レーザー光導波路、１１３ 近接場光発生素子、１１４ 磁界発生素子、１１５ 再生素子。

Claims (9)

1. 熱アシスト磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体であって、
   基板上に磁気記録層と、金属粒子が分散配置された金属粒子層とを有し、
   前記金属粒子層は、前記基板の面方向において、第１領域における前記金属粒子の含有率に対して、前記第１領域よりも外周側の第２領域における前記金属粒子の含有率が高い
   磁気記録媒体。
2. 前記金属粒子が、金、銀、アルミニウム、白金およびこれらの金属の少なくとも１種を主体とする合金からなる群より選択される１種以上の材料からなる
   請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記基板と前記磁気記録層との間に、熱伝導率が前記磁気記録層の熱伝導率よりも高い材料からなるヒートシンク層が設けられている
   請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記基板と前記磁気記録層との間に、熱伝導率が前記磁気記録層の熱伝導率よりも低い材料からなる熱バリア層が設けられている
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記録媒体。
5. 基板の上層として、磁気記録層と、金属粒子が分散配置された金属粒子層とを形成する工程を含み、
   前記基板の面方向において、第１領域の前記金属粒子層における前記金属粒子の含有率に対して、前記第１領域よりも外周側の第２領域の前記金属粒子層における前記金属粒子の含有率を高くする
   磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記基板の上層として前記磁気記録層を形成する第１工程と、
   前記金属粒子が分散配置された第１金属粒子配列とマスク層とを前記磁気記録層上における前記第１領域にこの順で形成し、前記磁気記録層上における前記第２領域を露出させる第２工程と、
   前記基板の面方向において前記金属粒子が前記第１金属粒子配列よりも高い含有率で分散配置された第２金属粒子配列を前記第２領域の前記磁気記録層上および前記マスク層上に形成する第３工程と、
   前記マスク層をリフトオフすることにより前記マスク層と前記マスク層上の前記第２金属粒子配列とを除去する第４工程とを含む
   請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 前記第３工程では、揮発性の分散媒にポリスチレンと前記金属粒子とを分散させた分散液が、前記第２領域の前記磁気記録層上および前記マスク層上に滴下されることにより前記第２金属粒子配列が形成される
   請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記第３工程では、前記第２領域の前記磁気記録層の表面と前記マスク層の表面とを、揮発性の分散媒にポリスチレンと前記金属粒子を分散させた分散液に付着させた後、前記分散液から離間させることにより前記第２金属粒子配列が形成される
   請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 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と、
   前記磁気記録媒体に対して近接場光を照射する近接場光照射手段と、
   前記磁気記録媒体に対して磁界を印加する磁界印加手段とを備える
   磁気記録再生装置。

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