JP2016024838A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板と粒子との間の良好な密着性を得る。
【解決手段】実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法は、基板上に融着層を形成し、融着層上にケイ素を含む保持層を形成し、保持層上に融着層と融着可能な金属を含有する粒子を用いて単粒子層を形成し、保持層中の二酸化ケイ素を、フッ化水素と過酸化水素を含むエッチング溶液を用いてエッチングし、粒子を融着層に接触するまで保持層内に埋め込み、粒子と融着層を加熱により融着させ、及び単粒子層上に磁気記録層を形成することを含む。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、磁気記録媒体の製造方法に関する。

数ｎｍから数百ｎｍの周期で規則的に配列した微細構造は、磁気記録媒体をはじめ、半導体デバイスやフォトニック結晶、反射防止膜や吸着基板等の技術に応用することができる。そのような構造を作製するためには、電子線や紫外線等の描画装置などを用い、レジスト上にパターンを描画する方法や、ジブロックコポリマーや粒子の自己組織化現象を利用する方法などがあげられる。特に粒子を用いたパターン形成方法においては、保護基をエッチングすることにより容易に粒子で形成される凹凸パターンを作製することができる。しかし、エッチングにより作製した粒子からなる凹凸パターンでは、粒子が基板と結合していないため、粒子−基板間の密着性が悪く、その後の工程において粒子が基板から剥離されることがある。

それを防ぐため、例えば公知文献１や公知文献２のように、熱可塑性樹脂を用い、基板（電極）上に粒子を固着させる方法が開示されている。しかし、この方法では基板と粒子は化学的な結合を有しておらず、固着後に加熱することで、粒子が基板から容易に剥離できてしまう。また、そのような問題を解決するために、有機成分を除去後、無機材料を粒子上に被覆し、粒子同士の移動を抑制させる方法がある。しかし、粒子上に被覆層を設けることにより、粒子により形成された凹凸形状が被覆層により平坦化される問題がある。

特開２０１０−１７２８８６号公報 特開平８−２３６３２９号公報 特開２０００−０４８３４０号公報

本発明の課題は、基板と、基板上に設けられた粒子との間の良好な密着性が良好な磁気記録媒体を得ることにある。

実施形態によれば、基板上に、第１の金属を含む融着層を形成する工程、
該融着層上にケイ素を含む保持層を形成する工程、
該保持層上に、該融着層と融着可能な第２の金属を含有する粒子を用いて単粒子層を形成する工程、
前記粒子に接触する領域の前記保持層が前記第２の金属の触媒作用を受けて酸化反応することにより形成された二酸化ケイ素を、フッ化水素と過酸化水素を含むエッチング溶液を用いてエッチングし、前記粒子を前記融着層に接触するまで該保持層内に埋め込む工程、
前記粒子と前記融着層を加熱により融着させる工程、及び
前記単粒子層上に磁気記録層を形成する工程を具備することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。

保護基の重量平均分子量と粒子間隔との関係を表すグラフ図である。 実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図である。

実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法は、
基板上に第１の金属を含む融着層を形成する工程、
融着層上にケイ素を含む保持層を形成する工程、
保持層上に融着層と融着可能な第２の金属を含有する粒子を用いて単粒子層を形成する工程、
保持層中の二酸化ケイ素を、フッ化水素と過酸化水素を含むエッチング溶液を用いてエッチングし、粒子を融着層に接触するまで保持層内に埋め込む工程、
粒子と融着層を加熱により融着させる工程、及び
単粒子層上に磁気記録層を形成する工程を含む。

上記二酸化ケイ素は、粒子に接触する領域の保持層が第２の金属の触媒作用を受けて酸化反応することにより形成される。

単粒子層は、凹凸パターンを有するシード層として使用することができる。単粒子層の上に磁気記録層を形成することにより、凹凸パターンが磁気記録層に転写される。しかし、粒子が基板上に堆積しているだけで、そのままでは摩擦等の外力により粒子が剥離され易いので、実施形態によれば、融着層と粒子とを融着させて化学的に結合させることにより、摩擦等の外力による粒子剥離を防ぐことができる。また、融着させることにより、融着層の結晶配向の影響を受け、粒子内の結晶配向分散を改善させることができる。これにより、ＳＮＲのよい磁気記録媒体を作製することができる。

粒子
使用される粒子は、粒径１ｎｍ〜１μｍ程度のものを指す。形状は多くが球形であるが、四面体、直方体、八面体、三角柱、六角柱、円筒形等の形をしていてもよい。最密に配列させることを考えた場合やウエットエッチングにより保持層内に埋め込む場合、形の対称性が高い方が好ましく、特に球形であることが好ましい。粒子は、塗布時の配列性を上げるため、粒径分散が小さいことが好ましい。粒径分散と配向分散（ピッチ分散）との間には比例関係があり、例えば、粒径分散が１０％程度の場合、その粒子が配列し形成した単粒子層の粒子のピッチ分散は７％程度となり、粒径分散が１５％程度の場合、ピッチ分散は１０％、粒径分散３０％程度の場合は、ピッチ分散は１７％となる。そのため、粒子分散は、粒径分散は好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下である。

微粒子の材料は、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、及びＡｕから選択される第２の金属を使用することができる。特に、仕事関数が５ｅＶ以上で、貴金属であるＰｄ、Ｐｔ、及びＡｕが好ましい。

微粒子の配列は溶液系で行われるため、微粒子は後述する保護基（被覆層）をつけた状態で、溶液に安定に分散した状態で用いられる。

保護基（第１の高分子材料）
保護基として、末端にカルボキシ基あるいはチオール基等の反応性官能基がついた有機物が好ましい。一般に、チオール基はＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ等の粒子と反応する。

保護基の反応性官能基を微粒子と結合させ、保護基の主鎖を粒子間隔調整や配列のための極性調整に用いることができる。極性は一般的に溶解度パラメータ（ＳＰ値）を用いてうまく説明できる。ＳＰ値は、例えば水のように極性が大きいものの場合、値が大きくなり、極性の小さなものでは値が小さくなる。カーボン（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）表面の場合、ＳＰ値は２５ＭＰａ^１／２以下であることが望ましい。有機物の主鎖は、一般的な炭化水素（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）や二重結合や三重結合を１個あるいは複数個含むもの、ポリスチレンをはじめとする芳香族炭化水素、ポリエステルやポリエーテル類が好ましい。例えば、カルボキシ基を持つものについては、飽和炭化水素であればカプリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、不飽和炭化水素であれば、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などが挙げられる。チオール基についても、同様にＣ_ｎＨ_２ｎ＋１−チオールや、Ｃ_ｎＨ_２ｎ−チオール等があげられる。また、主鎖はポリエステルやポリエチレン、エポキシ、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン等のポリマーを使用することができる。保護基を後から反応させるプロセスのため、枝分かれの少ない直鎖状構造を持つことができる。特に、ポリスチレン類を用いる場合、そのＳＰ値が塗布溶媒と近い値をとるため、溶解性および塗布性が良好である。保護基は粒子間隔を広げるだけではなく、粒子の配列を改善させる効果がある。粒子の配列には、溶媒乾燥時に粒子が自由に移動できる物理的な空間が必要となる。粒子間隔が狭い場合、粒子同士のファンデアワールス力の影響が強く、粒子の運動を妨げてしまう。特に保護基がなく粒子同士がむき出しとなっている場合、粒子同士が凝集し、粒子が移動することができない。粒子の表面に保護基を修飾し、粒子同士の間隔を広げることで、粒子間にかかるファンデアワールス力の影響を抑制し、粒子の運動を妨げることなく、配列を改善させることができる。

図１はポリスチレンを保護基とした場合について、保護基の重量平均分子量と粒子間隔との関係を表すグラフ図である。

図中、グラフ１０１に示すように、保護基の分子量が高くなると粒子間隔が大きくなる。

粒子をメモリやストレージなどの記録パターンとして使用する場合、粒子間隔が広くなることでパターン密度が低下する。粒子間隔は、粒子の直径に対し10％から２００％の間であることが好ましい。そのため、保護基の分子量は、１００〜５０，０００の範囲にすることができる。さらに、第１の高分子材料として１０００から５００００の間の数平均分子量を有するポリスチレンを用いることが好ましい。

基板処理剤（第２の高分子材料）
基板処理剤として使用可能な材料は、粒子の表面を被覆する保護基と同じ材料であることが好ましい。具体的には、基板処理剤に用いられる有機物の主鎖が、一般的な炭化水素（Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋１）や二重結合や三重結合を１個あるいは複数個含むものであって、ポリスチレンをはじめとする芳香族炭化水素、ポリエステルやポリエーテル類であることが好ましい。例えば、主鎖がポリエステルやポリエチレン、エポキシ、ポリウレタン、ポリスチレン、及びポリプロピレン等の高分子でもよい。基板と基板処理剤との反応には、ヒドロキシル基を用いて加水分解反応させる方法や、シランカップリングによる反応などを用いることができる。

分子量は保護基と異なり制約はないが、基板表面の反応基が少ない場合、分子量が３０００未満では基板表面の被覆率が悪くなり、粒子の配列を悪化させる可能性がある。そのため、分子量は３０００以上であることが好ましい。

基板処理剤を粒子の保護基と同一材料とすることにより、粒子−基板間の相互作用を強め、溶媒乾燥時に発生するクラックを抑制することができる。

溶媒
粒子を分散させる溶媒には、前述の粒子保護基との親和性が高いものが好ましい。スピンコート法により塗布する場合、沸点が１５０℃程度の溶媒が好ましく、ディップコート法により塗布する場合、沸点が８０℃程度であることが好ましい。

たとえば、スピンコート法を用いる場合、キシレン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルアセテート、ＰＧＭＥＡ、ジエチレングルコールジメチルエーテル、などが用いられる。また、ディップコート法を用いる場合、ヘキサン、ＭＥＫ、酢酸エチル、エチレングリコールジメチルエーテル、ＴＨＦ、シクロヘキサン、ジクロロエタン等が用いられる。特にディップコートで使用する溶媒では、ＭＥＫと酢酸エチル、エチレングリコールジメチルエーテルなどの鎖状の構造を持つ溶媒を用いることが好ましい。鎖状の構造を持つ溶媒の中でも比誘電率が高いＭＥＫを用いることが好ましい。また、比誘電率の高い水を用いることも可能であるが、その場合、水に溶解する保護基を選択する必要がある。

塗布方法
粒子を基板に塗布するには、スピンコート法、ディップコート法、Ｌ（ラングミュア）法等が用いられる。

スピンコート法では、濃度を調整した微粒子分散液を基板上へ滴下し、基板を回転させて溶媒を乾燥させる。回転数で膜厚を制御することができる。

ディップコート法では、分散液へ基板を浸漬し、基板を引き上げる際の粘性力および分子間力で基板上に微粒子を付着させる。また引き上げの速度により膜厚を制御することができる。スピンコート法では、回転数で膜厚を制御する際に余分な粒子塗布液は廃棄されるが、ディップコート法では、引き上げによって膜厚を制御する際に余分な粒子塗布液は容器に戻されるので廃棄分が少ない。

Ｌ法では、粒子保護基の極性と溶媒の極性を解離させ、表面に粒子が単層で浮くような状態を作った後、浸漬した基板を引き上げることで基板上に微粒子を配列させることができる。

保持層の種類
保持層としては、Ｓｉ層を用いることができる。Ｓｉはアモルファスでも結晶質でもよい。

保持層の膜厚
保持層の膜厚としては、粒子サイズの１／３以上２／３以下であることが好ましい。たとえば粒子サイズが１２ｎｍである場合、保持層の膜厚は４ｎｍ以上８ｎｍ以下にすることが好ましい。保持部の膜厚は、そのまま粒子を支える凹凸構造の高さとなる。保持部の膜厚が４ｎｍ未満の場合、凹凸高さが低く融着を引き起こす加熱により、粒子が凹みから抜け出す可能性がある。一方、膜厚が８ｎｍより厚い場合、形成される粒子の凹凸高さが低くなり、磁気記録層の形成後、磁性粒子間の結合が強くなり、ＳＮＲが悪化する傾向がある。

融着方法
粒子と基板との融着は、加熱することで行うことができる。微粒子の融着は真空で行うことにより、バルクの金属の融点より低い温度で融着を行うことが可能である。たとえば、Ａｕの場合、２００℃程度での加熱により融着が可能でありＰｔの場合は４００℃程度の加熱で融着を行うことが可能である。また、加熱による融着により、粒子の結晶配向が下地の結晶配向の影響を受け、再結晶することにより、結晶配向性を改善することができる。

融着層
融着層としては、粒子を構成する元素と全率固溶する材料を選択することができる。結晶配向性の観点から、融着層の材料は粒子と同じ結晶構造を有する材料であることが好ましい。下記表１に粒子及び融着層に使用できる材料の特性を示す。格子間隔については、ｆｃｃの場合はａ軸、ｈｃｐの場合は、ｃ軸の値を表記している。

上記表から、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕのグループ内で、粒子と融着層を選ぶことが好ましい。

中でも粒子としてＡｕを選び融着層としてＡｕを選んだ場合、融着の温度が低いため優れている。

保持層への埋め込み
保持層への粒子の埋め込みには、ＨＦとＨ_２Ｏ_２を利用したウエットエッチングを使用することができる。使用する金属の仕事関数が保持層であるシリコンの仕事関数より大きい場合、粒子が触媒となり粒子と接触しているシリコン表面が酸化される。酸化シリコンはＨＦに可溶なため、粒子が接触せいている部分のみエッチングが進行し粒子を保持層に埋め込むことが可能となる。ＨＦとＨ_２Ｏ_２との割合は、保持層を形成するシリコン層の密度や粒子のサイズ等により適宜調整する。具体的には、埋め込みのエッチングが進行しない場合には、Ｈ_２Ｏ_２の割合を増加させことができる。一方、エッチングパターンの形状分散が大きい場合には、Ｈ_２Ｏ_２の量を減少させることができる。

ラフネス抑制層
融着層と前記保持層との間に、ラフネス抑制層を形成することができる。

ラフネス抑制層としては、加熱時に融着層および保持層と反応しない材料であることが好ましい。また、融着層を完全に被覆しない膜厚であることが必要となる。そのために、ラフネス抑制層は複数の開口を有することが好ましい。また、膜厚は１ｎｍ以下であることが好ましい。さらには、縞状成長しやすい材料より膜成長する材料を用いることが好ましい。具体的には、金属材料やカーボン、シリコン、ゲルマニウムなどがあげられるが、その中でも保持層や融着層と反応しない材料としてカーボンであることが好ましい。

ラフネス抑制層は加熱時のラフネスを抑制するほか、保持層に粒子を埋め込むエッチングのストッパーとしての役割もある。その観点からもカーボンであることが好まれる。

基板と融着層との間に、任意に下地層を設けることができる。

下地層の材料としては、例えばＮｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔａやそれらの合金を使用することができる。下地層を設けることにより、融着させる際に融着層および粒子の結晶配向性を向上させることができる。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施例１
実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を表す図を、図２（ａ）ないし図２（ｆ）に示す。

基板１としてはガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック、カーボンや酸化表面を有するＳｉ単結晶基板、などを用いることができる。

ガラス基板（コニカミノルタ社製アモルファス基板ＭＥＬ６、直径２．５インチ）を例にとり説明を行う。実施例に使用される成膜装置としては、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（キヤノンアネルバ社製Ｃ−３０１０）を用いることができる。

図２（ａ）に示すように、ガラス基板１上に厚さ４０ｎｍの図示しない軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）を製膜した後、融着層２としてＡｕを１０ｎｍ、保持層３としてＳｉ層を５ｎｍ製膜する。その後、基板１表面をＵＶ洗浄機により基板表面を親水化し、ヒドロキシル基を有する分子量５０００のポリスチレン（ＰＳ）を１．０ｗｔ％の濃度で溶解したＰＧＭＥＡ溶液に１０秒間浸漬した後、速度１ｍｍ／秒の速度で引き上げることにより、ディップコート法により基板１表面に図示しないＰＳ膜を形成した基板を、１７０℃で２０時間加熱することにより、融着層２及び保持層３が形成された基板１表面にＰＳを化学吸着させた。その後、基板をＰＧＭＥＡ溶液内に浸漬し、基板と未反応で余剰となったＰＳの洗浄リンスを行った。

得られた基板１の保持層３上にスピンコート法により単層の粒子層４を形成する。

スピンコートで使用した溶液は、下記の方法で作製された。粒子は平均粒径１０ｎｍのＡｕ粒子を使用した。Ａｕ粒子は平均分子量５０００のＰＳで被覆されており、Ａｕ粒子とＰＳとはチオール基を介し、化学的に結合している。その後、ＰＳで被覆されたＡｕ粒子をプロピレングリコール−１−メチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）中に分散させ、濃度３ｗｔ％の粒子溶液を作製した。保持層３上に粒子層４を形成した後、形成した粒子層４の図示しないＰＳ被覆層を除去した。ＰＳ被覆層の除去にはドライエッチングを使用した。エッチャントとしては酸素を使用した。ドライエッチングのほか、紫外光露光などで被覆層を除去しても構わない。

被覆層を除去した粒子４は、外的な作用、例えば加熱や摩擦などにより容易に凝集し、配列を乱す傾向がある。そのため、配列を乱さないよう、Ｓｉで形成される保持部３への埋め込みを行う。

被覆層を除去した粒子層４を有する基板１をＨＦとＨ_２Ｏ_２との体積比１：３で混合した混合溶液に約６０秒間浸漬した後、純水にて洗浄を行う。粒子層４の各粒子に接触する領域の保持層３には、第２の金属の触媒作用を受けて酸化反応することにより二酸化ケイ素が形成されているため、この浸漬により、この二酸化ケイ素がエッチングされ、図２（ｂ）に示すように粒子をＳｉ保持層中に埋め込む事ができる。Ｓｉ保持層３のエッチングは、Ｓｉ保持層３の下地にあるＡｕ融着層２がストッパーとなりエッチングが終了する。

続いて、粒子層４の各粒子と基板との密着性を高めるため、基板１を２００℃で２０秒加熱する。この工程により、図２（ｃ）に示すように、粒子層３下部に露出したＡｕ融着層２とＡｕ粒子間で融着が起こり、粒子層４と基板１が化学的に結合する。基板１と結合した粒子は、摩擦などにより剥離させることがないことが確認できた。

その後、得られた基板上に磁気記録層の形成を行う。

まず、図２（ｄ）に示すように、結晶配向制御層５としてＮｉＴａ層を５ｎｍ製膜した後、Ｐｄ層（図示せず）を３ｎｍ形成した。

さらに、図２（ｅ）に示すように、結晶配向制御層５上に中間層６としてＲｕ層を１０ｎｍ積層した。

その後、図２（ｆ）に示すように、中間層６上に磁気記録層７としてＣｏ_８０Ｐｔ_２０を１５ｎｍ積層した。最後に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜（図示せず）を形成し、潤滑剤を塗布することで実施形態に係るパターンド媒体１０が得られた。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造をＳＥＭによって観察したところ、ＣｏＰｔ粒径の分散が８．０％であった。この結果から、実施形態によれば、粒子層の微細パターンから、サイズ分散の低い磁気記録媒体が得られることが判った。

得られたパターンド媒体におけるヘッドの浮上特性評価を行った。ヘッドの浮上量を３ｎｍに調整し評価を行ったところ、エラーはなく、良好なヘッド浮上特性を得ることができた。

その後、作製した垂直磁気記録媒体において、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザ１６３２およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性の評価を行った。また、記録再生用のヘッドは記録部に飽和磁束密度約２Ｔを有する単磁極ヘッド、及び再生素子には巨大磁気抵抗効果を利用したヘッドを用いた。再生信号出力／媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎｍ）の評価においては、再生信号出力Ｓは線記録密度約５０ｋＦＣＩにおける振幅、Ｎｍは線記録密度約４００ｋＦＣＩにおける２乗平均値を用いた。

その結果、ディスク全面においてスパイク状の雑音は全く観察されず、Ｓ／Ｎｍは１８．８ｄＢという良好な値が得られた。さらに、この記録媒体に対して線記録密度約１００ｋＦＣＩの信号を記録し、熱揺らぎによる出力劣化の評価を行った。記録捜査終了後から１００，０００秒間、再生出力を定期的に測定したが、再生出力の劣化は測定誤差の範囲内であり、信号減衰率としてはほぼ−０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅであった。

実施例２
以下のように加熱温度を変化させる以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。

実施例１に倣い作製した基板を用い、加熱温度を５０℃、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃と変化させた。加熱時間はそれぞれ２０秒とした。作製したサンプルをナノインデンター（ＨＹＳＩＴＲＯＮ社製、ＴＩ９５０Ｔｒｉｖｏｌｎｄｅｎｔｅｒ）を用い、膜の密着性評価を行い、さらに原子間力顕微鏡を用い表面の平坦性を評価した。ナノインデンターで使用した圧子の先端径は１μｍの圧子を使用した。また、作製した媒体をグライドテスターにより、ヘッドの浮上特性を評価した。浮上特性は、エラーなく浮上できる最小浮上量を示す。得られた結果を下記表２に示す。

表２に示すように、加熱温度を高温にすることにより、膜の密着性が向上することがわかる。剥離される加重から、基板と粒子との間での融着が２００℃以上で発生していると考えられる。一方、膜の表面粗さは加熱温度の上昇に伴い悪化することがわかる。膜の表面粗さに応じて、ヘッドの浮上特性も変化し、３００℃以上の加熱温度では、浮上特性が悪化することがわかる。浮上特性の点から、加熱温度は２００℃以下であることが好ましい。

実施例３
融着時に発生する表面ラフネスを抑制するため、融着層２と保持層３との間にラフネス抑制を目的としたラフネス抑制層をさらに形成することができる。実施例２では以下のようにラフネス抑制層を融着層２と保持層３との間に挿入する以外は、実施例１と同様にしてパターンド媒体を作成した。

基板としては実施例１と同様に、ガラス基板（コニカミノルタ社製アモルファス基板ＭＥＬ６、直径２．５インチ）を使用した。成膜には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（キヤノンアネルバ社製Ｃ−３０１０）を用いた。ガラス基板上に厚さ４０ｎｍの軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）を製膜した後、融着層としてＡｕを１０ｎｍ、その上に、ラフネス抑制層としてＣ層を１ｎｍ製膜し、その上に保持層としてＳｉ層を５ｎｍ製膜した。その後、実施例１と同様な処理を行い、基板上にＡｕ粒子層を形成した。エッチングにより、ＰＳ被覆層の除去を行った後、ＨＦとＨ_２Ｏ_２を用いてＳｉで形成される保持部への埋め込みを行った。この浸漬により、粒子と接触しているＳｉのみがエッチングされ、図２（ｂ）に示すように粒子をＳｉ保持層中に埋め込む事ができる。Ｓｉ保持層のエッチングは、Ｓｉ保持層の下地にあるＣラフネス抑制層がストッパーとなりエッチングが終了する。ストッパー層としてＣ層を用いることで、Ａｕ層をストッパー層とする場合よりより安定してエッチングの終端を検出することができる。

続いて、粒子と基板との密着性を高めるため、基板を２００℃で２０秒加熱する。この工程により、粒子下部に露出したＡｕ融着層とＡｕ粒子間で融着が起こり、粒子と基板が化学的に結合する。基板と結合した粒子は、摩擦などにより剥離させることがないことが確認できた。

その後、得られた基板上に磁気記録層の形成を行う。まず、結晶配向制御用にＮｉＴａ層を５ｎｍ製膜した後、Ｐｄ層（図示せず）を３ｎｍ、中間層のＲｕ層を１０ｎｍを順次積層製膜し、その後磁気記録層であるＣｏ_８０Ｐｔ_２０を１５ｎｍ積層する。

最後に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜（図示せず）を形成し、潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

このような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造をＳＥＭによって観察したところ、ＣｏＰｔ粒径の分散が６．０％であった。この結果から、実施形態にかかる方法を用いると、粒子層の微細パターンから、サイズ分散の低い磁気記録媒体が得られることが判った。

また、得られた媒体におけるヘッドの浮上特性評価を行った。ヘッドの浮上量を５ｎｍに調整し評価を行ったところ、エラーはなく、良好なヘッド浮上特性を得ることができた。実施例１と比べ、ラフネス抑制層の挿入により表面ラフネスが低減したため、より低回転数までヘッドの浮上は可能となり、グライドアバランシェ測定時のタッチダウン測定において、より良好な結果を得ることができた。

その後、作製した垂直磁気記録媒体において、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザ１６３２およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、記録再生特性の評価を行った。また、記録再生用のヘッドは記録部に飽和磁束密度約２Ｔを有する単磁極ヘッド、及び再生素子には巨大磁気抵抗効果を利用したヘッドを用いた。再生信号出力／媒体ノイズ比（Ｓ／Ｎｍ）の評価においては、再生信号出力Ｓは線記録密度約５０ｋＦＣＩにおける振幅、Ｎｍは線記録密度約４００ｋＦＣＩにおける２乗平均値を用いた。その結果、ディスク前面においてスパイク状の雑音は全く観察されず、Ｓ／Ｎｍは１９．８ｄＢという良好な値が得られた。さらに、この記録媒体に対して線記録密度約１００ｋＦＣＩの信号を記録し、熱揺らぎによる出力劣化の評価を行った。記録捜査終了後から１００，０００秒間、再生出力を定期的に測定したが、再生出力の劣化は測定誤差の範囲内であり、信号減衰率としてはほぼ−０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅであった。

実施例４
実施例４では、ラフネス抑制層を挿入したサンプルにおける加熱温度依存性を調べる
実施例４では、以下のように加熱温度を変化させる以外は、実施例３と同様にしてパターンド媒体を作製した。

実施例３に倣い作製した基板を用い、加熱温度を５０℃、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃と変化させた。加熱時間はそれぞれ２０秒とした。作製したサンプルを実施例２と同様にして測定を行った。また、比較として、加熱しないサンプルを作成して同様の測定を行った。得られた結果を下記表３に示す。

加熱温度を高温にすることにより、膜の密着性が向上する。膜の密着性の観点から、加熱温度は、２００℃以上であることが好ましい。一方、膜の表面粗さは加熱温度が４００℃の場合に悪化するものの、３００度まででは浮上特性の劣化も見られない。ラフネス抑制層を挿入することで、加熱温度の増加によるラフネスの悪化を抑制する効果が確認できる。ただし、加熱温度が４００℃では、表面粗さが悪化し、浮上特性も悪化する。これは、ラフネス抑制層としてＣ層を用いたため、４００℃の加熱によりＣ層が変質してしまったためだと考えられる。ラフネス抑制層を入れたサンプルでは、浮上特性の観点から、加熱温度は３００℃以下であることが好ましい。

実施例５
実施例５は、粒子と融着層が異なる材料の場合を示す。

実施例５では、Ａｕ粒子を持ち、融着層として表４に示す材料を使用した以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。

得られた磁気記録媒体について、密着性および表面粗さを評価した。また、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ装置）を用いて、Ａｕの結晶配向性を評価した。密着性を向上させるための加熱条件は、２００℃２０秒とした。また、比較として、加熱しないサンプルを作成して同様の測定を行った。

得られた結果を下記表４に示す。

Ａｕ粒子と全率固溶であるＣｕ、Ａｇでは密着性である剥離加重がほかの材料と比べ高い。しかし、粒子と同一材料であるＡｕを融着層に使用した場合が最も密着性が高いことが分かった。一方、融着層の材料の差による表面粗さには、違いがみられなかった。一方、Ａｕの結晶配向性の評価では、Ａｕの結晶配向性では、格子間隔の近いＰｄで高い値を示す。Ａｕの場合は、粒子のＡｕの他に、融着層としてのＡｕの強度も測定されてしまうため、大きな値となっている。

密着性の向上に関しては、加熱温度を上げることで改善することができる。加熱温度を４００℃、２０秒加熱した結果を下記表５に示す。

加熱温度を上げることで、密着性を向上させることができる。また、Ａｕの結晶配向性も向上させることができる。密着性の観点では、５００μＮ以上あることが好ましく、さらには１０００μＮ以上あることが好ましい。また、結晶配向性の観点では、１００００以上あることが好ましく、さらには２００００以上あることが好ましい。

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…基板、２…融着層、３…保持層、４…粒子層、５…結晶配向制御層、６…中間層、７…磁気記録層、１０…磁気記録媒体

Claims (13)

1. 基板上に、第１の金属を含む融着層を形成する工程、
   該融着層上にケイ素を含む保持層を形成する工程、
   該保持層上に、該融着層と融着可能な第２の金属を含有する粒子を用いて単粒子層を形成する工程、
   前記粒子に接触する領域の前記保持層が、前記第２の金属の触媒作用を受けて酸化反応することにより形成された二酸化ケイ素を、フッ化水素と過酸化水素を含むエッチング溶液を用いてエッチングし、前記粒子を前記融着層に接触するまで該保持層内に埋め込む工程、
   前記粒子と前記融着層を加熱により融着させる工程、及び
   前記単粒子層上に磁気記録層を形成する工程を具備することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記第１の金属は、金、銀、白金、及びパラジウムからなる群から選択される請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の金属は、金、銀、白金、及びパラジウムからなる群から選択される請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１の金属と前記第２の金属は同じ金属からなる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記第１の金属と前記第２の金属は金であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記融着層と前記保持層との間に、複数の開口を有するラフネス抑制層を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ラフネス抑制層が、カーボンからなる請求項６に記載の方法。
8. 前記単粒子層を形成する工程は、
   前記粒子として、表面に第１の高分子材料を用いて形成された第１の被覆層を有し、かつ該融着層と融着可能な第２の金属を含有する粒子を使用し、前記粒子を溶媒中に分散させて粒子塗布液を作成する工程、及び前記第１の高分子材料と同じ骨格を有する第２の高分子材料を用いて形成された第２の被覆層を有する基板上に粒子塗布液を塗布し、単粒子層を形成する工程を含む請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記溶媒は鎖状構造を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の高分子材料は、１０００から５００００の間の数平均分子量を有するポリスチレンであることを特徴とする請求項８または９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記第２の高分子材料は、１０００から５００００の間の数平均分子量を有するポリスチレンであることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記溶媒は、メチルエチルケトンまたはメチルプロピルケトンである請求項８ないし１１いずれか１項に記載の方法。
13. 前記粒子塗布液は、ディップコート法により塗布することを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の方法。

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