JP4922441B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、パターンド媒体などの磁気記録媒体およびその製造方法に関する。

近年の情報化社会において、我々が記録媒体へ記録する情報の量は増加の一途をたどっている。このため、飛躍的に高い記録容量を有する記録再生装置および記録媒体の出現が望まれている。現在、大容量かつ安価な記録媒体として需要が増加し続けているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に関しても、数年後には現行のおよそ１０倍である１平方インチあたり１テラビット以上の記録密度が必要と言われている。

現行のＨＤＤに用いられている磁気記録媒体では、磁性体微粒子の多結晶体を含む薄膜の一定の領域を１ビットとして記録している。記録媒体の記録容量を上げるためには記録密度を増加させなければならない。即ち、１ビットあたりの記録に使用できる記録マークサイズを小さくしなければならない。しかし、単純に記録マークサイズを小さくすると、磁性体微粒子の形状に依存するノイズの影響が無視できなくなる。ノイズを低減するために磁性体微粒子の粒子サイズを小さくすると、熱揺らぎのために常温で記録を保持することができなくなる。

これらの問題を回避するため、予め記録材料を非記録材料によって分断し、単一の磁性ドットを単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が提案されている。

また、ＨＤＤに組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果の低減は重要な技術課題である。この問題に対して、磁気記録層を加工して記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＭ）が提案されている。ＤＴＭでは、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できる。そのため、ＤＴＭは高記録密度を提供しうる磁気記録媒体として期待されている。なお、パターンド媒体を広い意味で用いる場合、ＢＰＭやＤＴＭを含むものとする。

このようなＢＰＭおよびＤＴＭの製造方法としては、エッチング等の微細加工によって磁気記録層表面に凹凸パターンを形成する方法、化学的処理によって磁気記録層の磁性領域と非磁性領域のパターンを形成する方法等が存在する。後者の方法としては、例えば、磁気記録層の特定の領域に対して磁性失活のためのガスを曝露し、当該領域の磁性を失活させる方法、プラズマビーム等によってイオン化した元素を注入して失活させる方法、特定の領域に失活のための物質を積層し、この物質を当該領域中に拡散させることで磁性を失活させる方法等が存在する。

このような従来技術が存在するにもかかわらず、効率的に且つ十分に非記録部の磁性が失活した磁気記録媒体の製造が求められている。

特開２００９−１１６９７９号公報 特開２００７−２２０１６４号公報 特開２００９−１７０００７号公報

本発明の目的は、効率的に且つ十分に非記録部の磁性が失活した磁気記録媒体およびその製造方法を提供することにある。

実施形態によれば、基板と、前記基板上に形成された軟磁性層と、前記軟磁性層上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された磁気記録層と、前記磁気記録層上に形成された保護層とを含む磁気記録媒体において、前記磁気記録層は、記録部と非記録部とから成るパターンを有し、前記非記録部は、前記記録部が非磁性化した構造を有し、前記非記録部は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素と、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素とを含み、前記非記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量は、前記記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量よりも多い磁気記録媒体が提供される。

実施形態に係るビットパターンド媒体の周方向に沿う平面図。 実施形態に係るＤＴＲ媒体の周方向に沿う平面図。 実施形態に係る磁気記録媒体の一例を示す断面図。 第１の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。 第２の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。 実施形態に係る磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置を示す斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
＜磁気記録媒体＞
図１に、実施形態に係る磁気記録媒体１００の一例であるＢＰＭの周方向に沿う平面図を示す。図１に示すように、媒体の周方向に沿って、サーボ領域１１０と、データ領域１２０が交互に形成されている。サーボ領域１０には、プリアンブル部１１１、アドレス部１１２、バースト部１１３が含まれる。データ領域１２０には磁性ドット１２１が形成されている。

図２に、実施形態に係る磁気記録媒体１００の別の例であるＤＴＭの周方向に沿う平面図を示す。ＤＴＭでは、データ領域１２０に、隣接するトラック同士が互いに分離されたディスクリートトラック１２２が形成されている。

図３に、実施形態に係る磁気記録媒体１００の一例の断面図を示す。実施形態に係る磁気記録媒体１００は、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（ＣｏＴａＺｒ）および厚さ２０ｎｍの配向制御用下地層（Ｒｕ）（図３では、これら両層を含めて下地層２として示す）と、磁性を有する記録部３１と非磁性の非記録部３２とを含む厚さ２０ｎｍの磁気記録層３（ＣｏＰｔＣｒ）と、厚さ４ｎｍのダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）による保護層１０と、潤滑層（図示せず）とを含む。

図１および２に示されるパターンは、図３における記録部３１と非記録部３２とによって形成される。すなわち、図１および２において矩形で表される構造が、図３における記録部３１に対応する。

＜第１の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法＞
図４は、第１の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す。以下に当該製造方法を説明する。

図４（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（ＣｏＴａＺｒ）（図示せず）、厚さ２０ｎｍの配向制御用下地層（Ｒｕ）（図示せず）および厚さ２０ｎｍの磁気記録層３（ＣｏＰｔＣｒ）、厚さ４ｎｍのＤＬＣ層４を製膜する。さらに、その上に、厚さ５ｎｍのＭｏからなる第１のハードマスク５と、厚さ２５ｎｍのＣからなる第２のハードマスク６と、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第３のハードマスク７とを製膜する。さらに、第３のハードマスク（Ｓｉ）７上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト８をスピンコートする。一方、例えば図１または２に示すパターンに対応する所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用意する。スタンパは、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパを、その凹凸面がレジスト８に対向するように配置する。

図４（ｂ）に示すように、レジスト８に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト８に転写する。その後、スタンパを取り外す。レジスト８に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残っている。

図４（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第３のハードマスク７（Ｓｉ）の表面を露出させる。この工程は、例えば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）−リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテン（バイアス）ＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行われる。

図４（ｄ）に示すように、パターン化されたレジストをマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第３のハードマスク７（Ｓｉ）にパターンを転写し、凹部で第２のハードマスク６（Ｃ）を露出させる。この工程は、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を２０秒として行われる。

図４（ｅ）に示すように、パターン化された第３のハードマスク７（Ｓｉ）をマスクとして、Ｃからなる第２のハードマスク６をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第１のハードマスク５（Ｍｏ）の表面を露出させる。例えばＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を２０秒として行われる。

図４（ｆ）に示すように、パターン化された第２のハードマスク６（Ｃ）をマスクとして、Ｍｏから成る第１のハードマスク５をエッチングしてパターンを転写し、凹部でＤＬＣ層４の表面を露出させる。この工程は、例えばイオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として行われる。

図４（ｇ）に示すように、パターン化された第１のハードマスク５（Ｍｏ）をマスクとして、ＤＬＣ層４をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層３の表面を露出させる。この工程は、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を５秒として行われる。

図４（ｈ）に示すように、マスクおよび磁気記録層３上に、磁性失活層９としてバナジウムを１０ｎｍ製膜する。この製膜は、例えば、Ａｒガスを用いたＤＣスパッタによって、チャンバー圧を０．７Ｐａとし、パワー５００Ｗとし、製膜時間を１０秒間として行われる。これによって、マスクが存在する部位ではマスク上に、マスクが存在しない部位では磁気記録層３上に磁性失活層９が堆積する。

図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３に、磁性失活層９に含まれるバナジウム元素を拡散させる。この工程は、例えば、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）イオンガンによって、Ｎ_２ガスを使用し、ガス圧０．１Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間１０秒にて行われる。これによって、磁気記録層３のうち、マスクに覆われていない領域にバナジウムが拡散し、非磁性の非記録部３２が形成される。一方、マスクに覆われた領域は、磁性が維持された記録部３１となる。図４における方法では、バナジウムの拡散の前後において、非記録部３２の体積はほぼ変化しない。その結果、バナジウムの拡散後において、記録部３１および非記録部３２はほぼ同一の厚さを有する。

図４（ｊ）に示すように、残存している第１のハードマスク５（Ｍｏ）を、その上の層ごと除去する。これは、例えば剥離液に媒体を浸漬して、マスクを剥離することで行われる。剥離液としては例えば過酸化水素水が使用され、そこへ媒体を浸漬し、１分間保持することで、第１のハードマスク５（Ｍｏ）およびその上のマスクが全て剥離される。

図４（ｋ）に示すように、化学気相堆積（ＣＶＤ）により４ｎｍのＤＬＣの保護膜１０を形成し、潤滑剤（図示せず）を塗布することで磁気記録媒体が得られる。

＜第２の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法＞
図５は、第２の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を示す。図５に示す方法において図５（ａ）から（ｈ）の工程は、図４（ａ）から（ｈ）の工程と同様に行うことができる。以下に、図５（ｉ）以降の工程について説明する。

図５（ｉ）に示すように、磁気記録層３に、磁性失活層９に含まれるバナジウム元素を拡散させる。図４（ｉ）の工程と異なる点は、バナジウムの拡散を行う条件を調節し、非記録部３２の密度を低減させて、非記録部３２の体積を膨張させることである。この工程は、例えば、ＥＣＲイオンガンによって、Ｎ_２ガスを使用し、ガス圧０．１Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間１００秒にて行われる。これによって、非記録部３２の体積が膨張し、非記録部３２の基板１からの高さは、記録部３１上に存在するＤＬＣ層４の基板１からの高さとほぼ等しくなる。

図５（ｊ）に示すように、残存している第１のハードマスク５（Ｍｏ）を、その上の層ごと除去する。これは、例えば剥離液に媒体を浸漬して、マスクを剥離することで行われる。剥離液としては例えば過酸化水素水が使用され、そこへ媒体を浸漬し、１分間保持することで、第１のハードマスク５（Ｍｏ）およびその上のマスクが全て剥離される。

図５（ｋ）に示すように、ＣＶＤにより４ｎｍのＤＬＣの保護膜１０を形成し、潤滑剤（図示せず）を塗布することで磁気記録媒体が得られる。図５の方法によって得られた媒体は、記録部３１および非記録部３２に起因する凹凸の影響が小さく、表面の平滑性がより高い。

＜磁性失活層および非記録部＞
以下に、磁性失活層９について、より詳細に説明する。

磁性失活層９は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素を含む。特に、磁性失活層９は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素の単体、窒化物、炭化物、酸化物、硼化物またはそれらの混合物を主成分とする。

実施形態に係る製造方法において、例えば図４（ｈ）または５（ｈ）に示されるように、磁性失活層９は、磁気記録層３上にパターン化されたマスクが形成された後に、それらの上に製膜される。磁性失活層９の製膜は、例えば、Ａｒガスを用いたＤＣスパッタによって、チャンバー圧を０．７Ｐａとし、パワー５００Ｗとし、製膜時間を１０秒間として行われる。また、バナジウムやジルコニウムの窒化物や酸化物を得るために、Ａｒガスに窒素ガスや酸素ガスを混合させる反応性スパッタを用いても良い。これによって、磁気記録層９が１０ｎｍの厚さで磁気記録層３またはマスク上に設けられる。このとき、マスクが存在する部位ではマスク上に、マスクが存在しない部位では磁気記録層３上に磁性失活層９が堆積する。

磁性失活層９が製膜された後、磁性失活層９を磁気記録層３に拡散させる。これは、例えば、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガスを用いたイオンビーム照射によって行われる。このとき、マスクのパターン凹部に存在する磁性失活層９から磁気記録層３に対する拡散が生じる。なお、「拡散」とは、磁性失活層９に含まれる元素が磁気記録層３に移動するだけでなく、 磁性失活層９に含まれる元素が磁気記録層３を構成する元素と固溶や合金化すること、および磁性失活層９に含まれる元素と磁気記録層３を構成する元素とが化合物を形成することを含む。

イオンビーム照射に使用するガスとしては、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガスを使用することができる。例えば、Ｎ_２、ＣＨ_４、Ｂ_２Ｈ_６、Ｏ_２およびＯ_３から成る群から選択される少なくとも１つのガスを含むものを使用できる。さらに、そのようなガスにＨｅを含めることもできる。イオンビーム照射の時間は、例えば５秒から１２００秒の間の時間で適宜選択することができる。イオンビーム照射の条件の一例は、ＥＣＲイオンガンによって、Ｎ_２ガスを使用し、ガス圧０．１Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間１００秒にて行う方法である。

次に、非記録部３２について、より詳細に説明する。

非記録部３２は、磁気記録層３内に磁性失活層９が拡散することで形成される。磁性失活層９の拡散の効果により、非記録部３２の磁性は失活化されている。非磁性の非記録部３２は、磁性を維持する記録部３１とともに、図１または２に示されるようなパターンを形成する。

非記録部３２は、磁気記録層３に含まれている元素および磁性失活層９に含まれている元素を含み、場合によっては、拡散のために行われるイオンビーム照射で使用されるガスに含まれる元素を含む。具体的には、非記録部３２は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素と、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素とを含む。

非記録部３２に含まれるバナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素の含有量は、好ましくは１０原子％以上であり、更に好ましくは２０原子％以上である。

非記録部３２に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量は、記録部３１に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量と比較して、好ましくは２原子％以上多く、更に好ましくは５原子％以上多い。

次に、磁性失活層９の拡散によって非記録部３２を形成することの利点を説明する。

（バナジウムまたはジルコニウムを選択することの利点）
磁性失活層９を磁気記録層３内に拡散させることで、効率的に且つ十分に非記録部３２の磁性を失活することができる。すなわち、バナジウムは、磁気記録層３を構成するＣｏ、ＣｒおよびＰｔのいずれとも固溶する（部分的に固溶領域を持つ）ため、磁気記録層３内に比較的拡散しやすい。一方、ジルコニウムは、磁気記録層３の磁性を担うＣｏとの生成エンタルピー（ΔＨ）が負の方向に大きいため、Ｃｏとの合金を形成し易い。そのため、ジルコニウムは、Ｃｏ系の磁気記録層３に拡散し易い。また、窒素、炭素、ホウ素および酸素は、それ自身でＣｏの磁性を失活する効果を有し、同時にバナジウムまたはジルコニウムとの間で、さらにはクロムとの間で化合物を形成する。その結果、バナジウムまたはジルコニウムの拡散が促進され、磁気記録層３を十分に非磁性化することができる。

これに対し、従来技術のように、バナジウムおよびジルコニウム以外の金属を使用する場合、そのような金属は、Ｃｏ、ＣｒおよびＰｔへの固溶効果が弱かったり、生成エンタルピーが負の方向に十分大きくなかったりするため、磁気記録層に十分に固溶せず、拡散効果が弱いため、結果として十分に磁気記録層を磁性失活化できない。例えば、ＣｒおよびＭｎは、固溶領域が大きいものの、Ｃｒは拡散効果が弱く、Ｍｎはそれ自身磁性を有することがあり、磁性失活化は不十分となる。また、従来技術のように、バナジウムまたはジルコニウムを単独で用いて磁性失活する場合、それらの金属だけでは、拡散の効果、特に固溶効果が弱く、磁性失活化は不十分となる。

（ガスを選択することの利点）
窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガスを用いて、バナジウムまたはジルコニウムを含む磁性失活層９の拡散を行うことにより、これらのガスによる磁性失活効果と、バナジウムまたはジルコニウムとガスとの間の化合物形成に起因した結晶破壊による拡散性増大効果を得ることができる。

さらに、当該ガスにＨｅを含むガス（例えばＮ_２−Ｈｅ混合ガス）を使用すると、Ｈｅによる非晶質化効果が加わり、非記録部のバナジウムまたはジルコニウムの拡散が増大し、磁性失活化の程度は大きくなる。また、非晶質化による密度低減により、非記録部の体積が膨張する。このように相対的に密度の大きい記録部および密度の小さい非記録部を形成することで、記録部と非記録部とに起因する凹凸差を低減または無くすことができる。

また、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素と、磁気記録層３中のバナジウムまたはジルコニウムとの間で化合物が形成されれば、非記録部は相対的に密度が小さくなり、その体積は膨張する。これにより、記録部と非記録部とに起因する凹凸差を低減または無くすことができる。

これに対し、従来技術のような、主に希ガスを含む不活性ガスを用いて、バナジウムまたはジルコニウムを拡散する場合、上述のような窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素自体による磁性失活効果は得られず、さらに化合物形成による拡散促進および膨張の効果も得られない。また、従来のような、化合物を直接磁気記録層内に拡散させる方法では、バナジウムまたはジルコニウムとのＣｏ、ＣｒおよびＰｔとの間の固溶および合金化の効果が得られず、十分な磁性失活化を行うことができない。さらに、磁気記録層内の他元素との間で化合物を形成することによる効果も得ることができない。

＜その他の材料および工程等＞
以下に、実施形態に係る磁気記録媒体に含まれる各構成要素について説明する。

（磁気記録層および記録部）
垂直磁気記録層は、例えば、Ｃｏ、ＣｒおよびＰｔを含む。ＢＰＭの場合、垂直磁気記録層は、なるべく粒界が少ないことが望ましい。これにより、加工により記録ビットを形成した際に、記録ビットをほぼ一粒子として反転させることができる。ＤＰＭの場合、Ｃｏ、ＣｒおよびＰｔに加え、さらに酸化物を含んでもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタン、酸化クロムが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。

垂直磁気記録層の酸化物含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、５ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下であることが好ましく、８ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。垂直磁気記録層の酸化物含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁気記録層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を分離させ、微細化させることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）が得られなくなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＣｒ含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下であることが好ましく、５ａｔ％以上１４ａｔ％以下であることがより好ましい。Ｃｒ含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＰｔ含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁性層に必要なＫｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なＫｕが得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｎから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進し、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ、ならびにＰｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＣｕＯなどを使用することもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは３ないし３０ｎｍ、より好ましくは５ないし２０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。垂直磁気記録層の厚さが３ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。垂直磁気記録層の厚さが３０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

（基板）
基板としては、例えばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、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。ガラス基板としては、アモルファスガラスおよび結晶化ガラスが用いられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。

（軟磁性裏打ち層および下地層）
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）は、垂直磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性裏打ち層には、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料を用いることができる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金例えばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性裏打ち層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏ合金には８０ａｔ％以上のＣｏが含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性裏打ち層の下に、軟磁性裏打ち層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けてもよい。こうした下地層の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。軟磁性裏打ち層と記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性裏打ち層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という２つの作用を有する。中間層の材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性裏打ち層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挿入することで反強磁性結合させてもよい。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させてもよい。交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に磁性膜（例えばＣｏ）または非磁性膜（例えばＰｔ）を積層してもよい。

（非磁性中間層）
実施形態において、軟磁性裏打ち層と磁気記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性裏打ち層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という２つの作用を有する。中間層は、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｔｉ及びそれらのいずれかを含む結晶質の合金膜であることが好ましい。垂直磁気記録層の結晶配向性を良くするために、中間層の膜厚は１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。また、結晶配向面はＲｕ、Ｒｅ、Ｔｉは（０００２）、Ｐｔ、Ｐｄは（１１１）であることが好ましい。高いＫｕ値を得ることができるとともに、高い熱安定性を得ることができる。

Ｔｉ以外の上記材料は、ＣＦ_４、ＳＦ_６等のドライエッチングガスに耐食性を有するため、中間層材料として好ましい。媒体の製造において、ＣＦ_４、ＳＦ_６等のガスをエッチングガスとして用いたドライエッチング工程を行う場合が考えられるが、エッチングを受ける材料は、エッチングガスに対して耐食性を有する必要がある。これは、腐食による磁気特性劣化、微細構造の形状劣化等、中間層劣化に起因する特性劣化を防ぐためである。なお、Ｔｉについては、ＣＦ_４、ＳＦ_６等のエッチングガスでは腐食してしまうが、Ｏ_２などをエッチングガスとして選択すれば耐食性を有するために中間層材料として用いることが可能である。なお、中間層は２層以上の多層になっても良い。

（保護膜）
保護膜は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護膜の材料としては、例えばＣ、Ｓｉ、Ｂ，ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含むものが挙げられる。保護膜の厚さは１から１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、ｓｐ^２結合炭素（グラファイト）とｓｐ^３結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ^３結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの製膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、ｓｐ^２結合炭素とｓｐ^３結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ^３結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護膜として利用されている。ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によるＤＬＣの製膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を合わせることで、よりｓｐ^３結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

次に、製造方法における各工程の好適な条件等について説明する。

（マスク製膜）
ＤＬＣ層４上に、第１のハードマスク、第２のハードマスクおよび第３のハードマスクを順に製膜する。

第１のハードマスクとしては、例えばＭｏを厚さ５ｎｍで製膜することができる。その他に、Ｃｒ、ＺｎおよびＡｌ等を使用することができる。第２のハードマスクとしては、例えばＣを厚さ２５ｎｍで製膜することができる。その他に、ＰＭＭＡやＺＥＰ等の一般的なフォトレジストを使用することができる。第３のハードマスクとしては、例えばＳｉを厚さ３ｎｍで製膜することができる。その他に、ＳｉＣ、Ｔｉ、ＳｉＯ_２、ＳＯＧ（スピンオングラス）およびＴａ等を使用することができる。

なお、実施形態に係る製造方法では、上記のような第１のハードマスク、第２のハードマスクおよび第３のハードマスクが必ずしも必要ではなく、それらの代わりに、磁気記録層上に任意のパターンを形成することができ、磁性失活層の拡散後に剥離可能なマスクを使用することができる。

（インプリント）
記録トラックとサーボ情報のパターンが埋め込まれたスタンパを、レジストが塗布された基板に圧着しながらレジストを硬化させることで、レジストにその凹凸パターンを転写する。

レジストとしては、ＵＶ硬化樹脂や、ノボラックを主成分とした一般的なレジストなどを用いることができる。ＵＶ硬化樹脂を使用する場合は、スタンパ材は石英や樹脂などの光を透過させるものがよい。ＵＶ硬化樹脂に紫外線を照射することで硬化させることができる。紫外線の光源としては例えば高圧水銀ランプを用いればよい。ノボラックを主成分とした一般的なレジストを使用する場合は、スタンパにＮｉ、石英、Ｓｉ、ＳｉＣなどの材質を用いることができる。レジストは熱や圧力を加えることで硬化させることができる。

（残渣除去）
Ｏ_２ガスＲＩＥ（反応性イオンエッチング）でインプリント後のレジスト残差除去を行う。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）が好適であるが、ＥＣＲ（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマや、一般的な並行平板型ＲＩＥ装置を用いてもよい。

（保護膜形成および後処理）
カーボン保護膜は、凹凸へのカバレッジをよくするためにＣＶＤ法で製膜することが望ましいが、スパッタ法または真空蒸着法により製膜してもよい。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ^３結合炭素を多く含むＤＬＣ膜が形成される。保護膜上に潤滑剤を塗布する。潤滑剤としては、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

（剥離）
磁気記録層のパターニングの後、第１のハードマスクの剥離を行う。第１のハードマスクの剥離とは、第１のハードマスク下の層の表面を露出させることを意味する。第１のハードマスクの上に残る第２のハードマスク、第３のハードマスク等は、第１のハードマスクと共に剥離される。第１のハードマスクの剥離はウェットプロセスによって行う。ウェットプロセスのための剥離液としては例えば過酸化水素水、塩酸、硫酸または硝酸等を用いることができる。磁気記録層へのダメージを与えないためにｐＨ４以上の希酸が、さらに好ましい。この剥離液中に媒体を１分程度浸漬させることで、マスクを剥離することができる。このような剥離方法によれば、磁気記録層へダメージを与えずにマスクの剥離を行うことができる。剥離後、剥離液が残らないように、磁気記録媒体を水あるいは溶媒にて洗浄することが好ましい。

＜磁気記録再生装置＞
次に、実施形態に係る磁気記録装置を搭載する磁気記録再生装置（ＨＤＤ）について説明する。図６は、実施形態に係る磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置を示す斜視図である。

図６に示すように、実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。磁気記録媒体は、スピンドルモータ１４０に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。磁気記録再生装置１５０は、複数の磁気記録媒体を備えたものでもよい。

磁気記録媒体に対して情報の記録再生を行うヘッドスライダー１３０は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ヘッドスライダー１３０の先端付近には磁気ヘッドが設けられている。磁気記録媒体が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダー１３０の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダー１３０の媒体対向面は、磁気記録媒体の表面から所定の浮上量をもって保持される。

サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。アクチュエータアーム１５５は、ピボット１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気ヘッドをパターンド媒体の任意の位置にアクセスできる。

［実施例１−１０］
実施例１−１０および比較例１−９のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。実施例１−１０および比較例５−９の媒体では、磁気記録層に対してバナジウム等の磁性失活層を積層した後、各種ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。比較例１−４の媒体では、磁気記録層に対して各種元素のイオン注入を行った。

各媒体の作製は以下の通りに行った。
ガラス基板（コニカミノルタ社製アモルファス基板ＭＥＬ５、直径２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバー内に収容して、真空度が１×１０^−５Ｐａとなるまで製膜チャンバー内を排気した。この基板上に、軟磁性層としてＣｏ−７ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｚｒを４０ｎｍ製膜して軟磁性裏打ち層を形成した。次いで、中間層としてＲｕを２０ｎｍ、垂直磁気記録層としてＣｏ−２０ａｔ％Ｐｔ−１０ａｔ％Ｃｒを２０ｎｍ形成した。次いで、ＣＶＤ法により、４ｎｍのＤＬＣ保護層を形成した。次に、厚さ５ｎｍのＭｏからなる第１のハードマスク、厚さ２５ｎｍのＣからなる第２のハードマスク、および厚さ３ｎｍのＳｉからなる第３のハードマスクを、この順に製膜した。さらに、第３のハードマスク（Ｓｉ）上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジストをスピンコートした。

続いて、以下のように、磁気記録層上にパターン化されたマスクを形成した。まず、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳または射出成形によって所定の凹凸パターンを形成したスタンパを、レジストに対してインプリントし、スタンパの凹凸パターンをレジストに転写した。その後、スタンパを取り外した。レジストに転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残っているため、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテン（バイアス）ＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒としてドライエッチングを行い、凹部のレジスト残渣を除去し、第３のハードマスク（Ｓｉ）の表面を露出させた。次いで、パターン化されたレジストをマスクとし、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を２０秒として、イオンビームエッチングを行った。これにより、第３のハードマスク（Ｓｉ）にパターンを転写し、凹部で第２のハードマスク（Ｃ）を露出させた。次いで、パターン化された第３のハードマスク（Ｓｉ）をマスクとして、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を２０秒として、Ｃからなる第２のハードマスクのエッチングを行った。これにより、第３のハードマスク（Ｓｉ）のパターンを第２のハードマスク（Ｃ）に転写し、凹部で第１のハードマスク（Ｍｏ）の表面を露出させた。次いで、パターン化された第２のハードマスク（Ｃ）をマスクとして、イオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として、Ｍｏから成る第１のハードマスクをエッチングしてパターンを転写し、凹部でＤＬＣ層の表面を露出させた。次いで、パターン化された第１のハードマスク（Ｍｏ）をマスクとして、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を５秒として、ＤＬＣ層をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層の表面を露出させた。

続いて、非記録部の非磁性化およびその後の処理を行った。

代表例として実施例１の媒体では、次のように非磁性化を行った。磁気記録層上に、磁性失活層としてのバナジウムを、Ａｒガスを用いたＤＣスパッタによって、チャンバー圧を０．７Ｐａとし、パワー５００Ｗとし、製膜時間を１０秒間として、１０ｎｍ製膜した。次いで、窒素ガスを使用するＥＣＲイオンガンによって、ガス圧０．１Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間１００秒にて、磁気記録層に対してバナジウム元素を拡散させた。実施例２−１０および比較例５−９の媒体では、磁性失活層として使用する化合物および拡散のために使用するガスを変更して、実施例１と同様に非磁性化を行った。比較例１−４では、磁気記録層に対して各種元素によるプラズマビームを照射することで非磁性化を行った。

その後の処理として、媒体を過酸化水素水に浸漬して１分間保持することで、第１のハードマスク（Ｍｏ）およびその上の層を全て除去した。次いで、ＣＶＤ法によりＤＬＣの保護膜を４ｎｍの厚さで形成し、ディッピング法により潤滑剤を塗布し、各種のパターンド型の垂直磁気記録媒体を得た。

作製した媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、および磁気記録層のバナジウム含有量を測定した。

記録再生特性の評価のために、米国ＧＵＺＩＫ社製リードライトアナライザＲＷＡ１６３２およびスピンスタンドＳ１７０１ＭＰを用いて、媒体の電磁変換特性を測定した。具体的には、書き込みにシールド付（シールドは、磁気ヘッドから出る磁束を収束させる働きを持つ）のシングルポール磁極であるシールディットポール磁極および再生部にＴＭＲ素子を用いたヘッドを用いて、記録周波数の条件を線記録密度１４００ｋＢＰＩとして、そのシグナルノイズ比（ＳＮＲ）を測定した。

表面粗さの測定は、Ｖｅｅｃｏ社製ＡＦＭを用いた。１０μｍ視野において、解像度２５６×２５６のタッピングモードにて行った。

静磁気特性の評価は、理研電子社製振動試料型磁力計（ＶＳＭ）装置を用いて行った。また、非記録部に相当する磁化を調べるために、マスクを用いずに磁気記録層全面に拡散処理を行った媒体（全面が非記録部に相当する媒体）を別途作製して磁化を測定した。

また、これらの媒体について、媒体断面方向の透過型電子顕微鏡観察（ＴＥＭ）およびエネルギー分散型X線分光（ＴＥＭ−ＥＤＸ）測定を行い、磁気記録層のバナジウム含有量を測定した。

測定結果を表１にまとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

表１に示されるように、実施例１−１０の媒体は、各比較例の媒体と比較して良好なＳＮＲを示した。これは、実施例１−１０の媒体では、非記録部の磁化（Ｍｓ）が０になっており、ビット間の磁気的な干渉がなくなっているのに対し、比較例の媒体では、非記録部のＭｓが残っていることから、ビット間の磁気的な干渉が起こり、ノイズが増加したためだと考えられる。さらに、実施例１−１０の媒体の表面粗さ（Ｒａ）は、比較例１−９の媒体に比べて改善した。これにより、各実施例の媒体のヘッド浮上特性は、比較例に比べて改善していると考えられる。また、実施例１−１０の媒体において、記録部領域ではバナジウムは観測されなかった。一方、表１に示されるとおり、非記録部領域ではバナジウムが観測された。

［実施例１１−２０］
実施例１１−２０および比較例１０のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。それぞれ、磁気記録層に対してジルコニウム等の磁性失活層を積層した後、各種ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。

各媒体の作製は、実施例１の媒体と同様に行った。但し、磁性失活層として使用する化合物および拡散のために使用するガスは、上記概要の通りに変更した。

得られた各媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、および磁気記録層のジルコニウム含有量を測定した。これらの測定は、実施例１と同様に行った。

測定結果を表２にまとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

表２に示されるように、実施例１１−２０の媒体は、比較例１０の媒体と比較して良好なＳＮＲを示した。これは、実施例１１−２０の媒体では、非記録部の磁化（Ｍｓ）が０になっており、ビット間の磁気的な干渉がなくなっているのに対し、比較例１０の媒体では、非記録部のＭｓが残っていることから、ビット間の磁気的な干渉が起こり、ノイズが増加したためだと考えられる。さらに、実施例１１−２０の媒体の表面粗さ（Ｒａ）は、比較例１０の媒体に比べて改善した。これにより、各実施例の媒体のヘッド浮上特性は、比較例に比べて改善していると考えられる。また、実施例１１−２０の媒体において、記録部領域ではジルコニウムは観測されなかった。一方、表２に示されるとおり、非記録部領域ではジルコニウムが観測された。

［実施例２１−２９］
実施例２１−２９および比較例１１のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。それぞれ、磁気記録層に対してバナジウムの磁性失活層を積層した後、Ｎ_２ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。

各媒体の作製は、実施例１の媒体と同様に行った。但し、拡散の処理時間を表３に示されるとおりに変更した。

得られた各媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、並びに磁気記録層のバナジウム含有量および窒素含有量を測定した。記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、およびバナジウム含有量については、実施例１と同様に行った。窒素含有量については、基板断面方向のＴＥＭおよびＴＥＭ−ＥＤＸ測定によって、媒体の断面部の凹凸形状とともに測定した。

測定結果を表３まとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

断面方向のＴＥＭ観察像によると、実施例２１−２２の媒体では、記録部の位置に対して非記録部の位置が３−４ｎｍ程度低い凹凸差があるのに対し（図４ｋ参照）、実施例２３−２９の媒体では、非記録部の位置と記録部の位置との間で凹凸差が無かった（図５ｋ参照）。これは、実施例２３−２９の媒体において、非記録部にてバナジウムの窒化物が形成され、これらの窒化物によって非記録部の体積が膨張したことに起因すると考えられる。結果として、実施例２３−２９の媒体は、ヘッドの浮上特性がさらに改善していると考えられる。なお、比較例１１の媒体では拡散の処理を行っていないため、非記録部が記録部に比べて、６ｎｍ程度凸となった形状をしており、表面粗さも悪化している。

表３に示されるように、実施例２１−２９の媒体は、比較例１１の媒体と比較して良好なＳＮＲを示した。特に、非記録部のバナジウム量が２０原子％以上となる媒体では、Ｍｓがほぼ０になり、表面粗さも０．５ｎｍ以下となってヘッドの浮上特性も改善していると考えられ、特に良好なＳＮＲを示していることが分かる。

また、実施例２１−２９の媒体において、記録部領域ではバナジウムおよび窒素とも観測されなかった。一方、表３に示されるとおり、非記録部領域ではバナジウムおよび窒素が観測された。

［実施例３０−３８］
実施例３０−３８および比較例１２のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。それぞれ、磁気記録層に対してジルコニウムの磁性失活層を積層した後、Ｎ_２ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。

各媒体の作製は、実施例１の媒体と同様に行った。但し、拡散の処理時間を表４に示されるとおりに変更した。

得られた各媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、並びに磁気記録層のジルコニウム含有量および窒素含有量を測定した。記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、およびジルコニウム含有量については、実施例１と同様に行った。窒素含有量については、基板断面方向のＴＥＭおよびＴＥＭ−ＥＤＸ測定によって、媒体の断面部の凹凸形状とともに測定した。

測定結果を表４まとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

断面方向のＴＥＭ観察像によると、実施例３０−３１の媒体では、記録部の位置に対して非記録部の位置が３−４ｎｍ程度低い凹凸差があるのに対し（図４ｋ参照）、実施例３２−３８の媒体では、非記録部の位置と記録部の位置との間で凹凸差が無かった（図５ｋ参照）。これは、実施例３２−３８の媒体において、非記録部にてジルコニウムの窒化物が形成され、これらの窒化物によって非記録部の体積が膨張したことに起因すると考えられる。結果として、実施例３２−３８の媒体は、ヘッドの浮上特性がさらに改善していると考えられる。なお、比較例１２の媒体では拡散の処理を行っていないため、非記録部が記録部に比べて、６ｎｍ程度上に凸となった形状をしており、表面粗さも悪化している。

表４に示されるように、実施例３０−３８の媒体は、比較例１２の媒体と比較して良好なＳＮＲを示した。特に、非記録部のジルコニウム量が２０原子％以上となる媒体では、Ｍｓがほぼ０になり、表面粗さも０．５ｎｍ以下となってヘッドの浮上特性も改善していると考えられ、特に良好なＳＮＲを示していることが分かる。

また、実施例３０−３８の媒体において、記録部領域ではジルコニウムおよび窒素とも観測されなかった。一方、表４に示されるとおり、非記録部領域ではジルコニウムおよび窒素が観測された。

［実施例３９−５４］
実施例３９−５４のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。それぞれ、磁気記録層に対してバナジウムまたはジルコニウムの磁性失活層を積層した後、各種ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。

各媒体の作製は、実施例１の媒体と同様に行った。但し、磁性失活層として使用する化合物および拡散のために使用するガスは、上記概要の通りに変更した。

得られた各媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、並びに磁気記録層の金属元素（バナジウムまたはジルコニウム）含有量および拡散のために使用したガスの含有量を測定した。これらの測定は、実施例１と同様に行った。但し、ガス含有量の測定に関して、ＨｅをＴＥＭ−ＥＤＸ測定にて検出することは困難なため、後述する結果にはＨｅの測定結果は含まれない。

測定結果を表５まとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

実施例３９−５４の媒体において、記録部では金属元素（バナジウムまたはジルコニウム）並びに炭素、酸素およびホウ素は観測されなかった。これに対し、表５に示されるように、非記録部では金属元素（バナジウムまたはジルコニウム）並びに拡散のために使用したガスの元素（炭素、酸素、ホウ素等）が観測された。

また、表５に示されるように、実施例３９−５４の媒体では、ＳＮＲ、非記録部のＭｓ、表面粗さが良好であった。

なお、当該実施例では、炭素を含むガスとしてＣＨ_４を、酸素を含むガスとしてＯ_２およびＯ_３を、ホウ素を含むガスとしてＢ_２Ｈ_６を用いたが、これら以外にも炭素、酸素またはホウ素を含むガスであれば、同様の効果を得ることができる。

［実施例５５−６２］
実施例５５−６２および比較例１３および１４のビットパターンド媒体を作製し、各種特性について調べた。

以下に、作製した媒体の概要を示す。それぞれ、磁気記録層（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２）に対してバナジウムの磁性失活層を積層した後、Ｏ_２ガスを用いたイオンビーム照射により拡散を行った。

各媒体の作製は、実施例１の媒体と同様に行った。但し、磁気記録層として、Ｃｏ−２０ａｔ％Ｐｔ−１０ａｔ％Ｃｒを用いる代わりに、（Ｃｏ−２０ａｔ％Ｐｔ−１４ａｔ％Ｃｒ）−１０ｍｏｌ％ＳｉＯ_２を用い、かつ拡散のためのガスとして酸素ガスを使用し、表６のようにガス圧および処理時間を変更した。

得られた各媒体について、記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、並びに磁気記録層の酸素含有量を測定した。記録再生特性、静磁気特性、表面粗さ、およびバナジウム含有量については、実施例１と同様に行った。酸素含有量については、基板断面方向のＴＥＭ−ＥＤＸ測定によって、媒体の断面部の含有量を測定した。

測定結果を表６まとめる。表中、記録再生特性はＳＮＲとして、静磁気特性はＭｓとして、および表面粗さはＲａとして、それぞれ示される。

実施例５５−６２の媒体では、記録部の酸素含有量は、材料の組成通りの酸素含有量として観測され、拡散の処理時間およびガス圧に対する依存性は見られなかった。これに対し、非記録部では、拡散の処理時間またはガス圧に応じて酸素含有量が増大した。

また、表６に示されるとおり、実施例５５−６２の媒体は、比較例１３および１４の媒体に比べて、ＳＮＲ、非記録部のＭｓおよび表面粗さが良好であった。

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…ガラス基板、２…下地層、３…磁気記録層、３１…記録部、３２…非記録部、４…ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）層、５…第１のハードマスク、６…第２のハードマスク、７…第３のハードマスク、８…レジスト、９…磁性失活層、１０…保護膜、１００…磁気記録媒体、１１０…サーボ領域、１１１…プリアンブル部、１１２…アドレス部、１１３…バースト部、１２０…データ領域、１２１…磁性ドット、１２２…ディスクリートトラック、１３０…ヘッドスライダー、１４０…スピンドルモータ、１５０…磁気記録再生装置、１５４…サスペンション、１５５…アクチュエータアーム、１５６…ボイスコイルモータ、１５７…ピボット。

Claims (10)

1. 基板と、前記基板上に形成された軟磁性層と、前記軟磁性層上に形成された下地層と、前記下地層上に形成された磁気記録層と、前記磁気記録層上に形成された保護層とを含む磁気記録媒体において、
   前記磁気記録層は、記録部と非記録部とから成るパターンを有し、
   前記非記録部は、前記記録部が非磁性化した構造を有し、
   前記非記録部は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素と、窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素とを含み、
   前記非記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量は、前記記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量よりも多い
   磁気記録媒体。
2. 前記非記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量は、前記記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量と比較して、２原子％以上多い請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記非記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量は、前記記録部に含まれる窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素の含有量と比較して、５原子％以上多い請求項１に記載の磁気記録媒体。
4. 前記非記録部に含まれるバナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素の含有量が１０原子％以上である請求項１に記載の磁気記録媒体。
5. 前記非記録部に含まれるバナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素の含有量が２０原子％以上である請求項１に記載の磁気記録媒体。
6. 磁気記録層上に、パターン化されたマスク層並びにバナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素を含む磁性失活層を形成し、
   窒素、炭素、ホウ素および酸素から成る群から選択される少なくとも１つの元素を含むガスを用いたイオンビーム照射によって、前記マスク層のパターン凹部に存在する前記磁性失活層から前記磁気記録層に対して、前記金属元素を拡散させる
   ことを含む磁気記録媒体の製造方法。
7. 前記ガスが、Ｎ_２、ＣＨ_４、Ｂ_２Ｈ_６、Ｏ_２およびＯ_３から成る群から選択される少なくとも１つのガスを含む請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記ガスが、さらにＨｅを含む請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 前記磁性失活層は、バナジウムおよびジルコニウムから成る群から選択される少なくとも１つの金属元素の単体、窒化物、炭化物、酸化物、硼化物またはそれらの混合物を主成分とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
10. 請求項１に記載の磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置。

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