JP4929384B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ビットパターンド媒体などの磁気記録媒体に関する。

磁気記録再生装置の高記録密度化および大容量化を実現する技術として、ビットパターンド媒体が注目されている。ビットパターンド媒体の表面には、磁気的に互いに分離した多数の磁性ドットが微細加工によって形成されており、１つの磁性ドットが１ビットの情報の記録のために使用される。

ビットパターンド媒体に用いられる磁性材料の1つとしては、磁性結晶粒が連続的に存在する、所謂連続膜が一般的に多く使用されている。このような磁性連続膜の材料は、磁性連続膜材料に対して微細加工を施さない場合（すなわちＡｓ−ｇｒｏｗｎ膜の場合）や、微細加工を施す場合でもその形状が比較的大きい場合には、磁化反転開始磁界（Ｈｎ）および保磁力（Ｈｃ）は数１００Ｏｅ程度と小さいのに対し、微細加工を施す場合、連続膜の磁性特性に対してさらに形状による効果が付加されるため、ＨｎおよびＨｃが増大する。つまり、磁性体の形状に依存して磁気特性が大きく変化する特徴を有する。

ビットパターンド媒体は、ヘッドの位置制御情報を有するサーボ領域と、情報の記録を担うデータ領域とから成るパターンを有する。そのため、ビットパターンド媒体表面には、様々なサイズの磁性体による微細構造が形成されている。したがって、磁性結晶粒が連続的に存在する磁気記録層を用いた場合、磁化反転開始磁界（Ｈｎ）、保磁力（Ｈｃ）および飽和磁界（Ｈｓ）といった磁気特性は、そのような領域および構造ごとに異なる。

特に、サーボ領域では、より大きなサイズの微細構造が形成されているため、ＨｎおよびＨｃがより小さくなり、浮遊磁界、熱揺らぎ等に起因した逆磁区が発生し易くなる。サーボ領域に逆磁区が発生した場合、ヘッドを目的の磁性ドットへアクセスさせることが困難となる。一方、データ領域では、より小さなサイズの微細構造が形成されているため、構造ごとの加工形状、組成比、結晶粒界等のばらつきに起因して、磁気特性ばらつき（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ：ＳＦＤ）が増大し易い。ＳＦＤが大きいと、磁性ドットへのヘッド書き込みマージンが激減し、目的のドットのみへの書き込みが困難となる。また、データ領域における磁性ドットの単磁区特性を確保することも重要である。１つのドット内に複数の磁区を形成しやすい磁性ドットは、磁気記録再生装置に搭載した際に書き込みエラーを生じ易い。

従来の垂直磁気記録媒体で用いられているＣｏＣｒＰｔ系グラニュラー膜を用いて、パターンド媒体を構成することは可能である。この場合、結晶粒間の磁気的結合が弱いため、サーボ領域での逆磁区を防止することは可能となる。しかしながら、磁性結晶粒間の磁気的結合が弱いことに起因して、ドットごとの磁気特性ばらつきが大きくなることや、単磁区特性を確保できないという問題が生じる。したがって，従来の垂直磁気記録媒体で用いられているＣｏＣｒＰｔ系グラニュラー膜でパターンド媒体を作製することも好ましくない。

以上のようなことを背景として、ビットパターンド媒体には、サーボ領域における逆磁区の発生を防止できるとともに、データ領域におけるＳＦＤ低減、単磁区特性の確保を両立した媒体が求められている。

特開２００９−０５９４６１号公報 特開２００９−１５１８７５号公報

本発明の目的は、サーボ領域における逆磁区の発生が防止され、データ領域におけるＳＦＤが低減されおよび単磁区特性が向上したビットパターンド媒体及びこれを用いた磁気記録再生装置を提供することにある。

実施形態によれば、凸部および凹部から成るパターンが形成された磁気記録層を含み、１つの前記凸部が複数の微細結晶粒から成り、前記凸部内における前記微細結晶粒間の平均距離が０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲であり、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のヒステリシス曲線における磁化反転開始磁界（Ｈｎ）および保磁力（Ｈｃ）が次式Ｈｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅを満たすビットパターンド媒体が提供される。

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。 第１の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図および平面図。 第２の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図および平面図。 第３の実施形態に係る磁気記録媒体の断面図および平面図。 実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す断面図。 実施形態に係るビットパターンド媒体を搭載した磁気記録再生装置を示す斜視図。 サーボ領域における磁化反転開始磁界（Ｈｎ）と微細結晶粒間の距離との関係を示すグラフ。 データ領域における磁気特性ばらつき（ＳＦＤ）と微細結晶粒間の距離との関係を示すグラフ。 データ領域におけるＳＦＤと、サーボ領域における保磁力（Ｈｃ）の値からＨｎの値を引いた差との関係を示すグラフ。 従来の磁気記録媒体の断面図および平面図。 従来の磁気記録媒体の断面図および平面図。 データ領域におけるＳＦＤと１ドット内の微細結晶粒の平均数との関係を示すグラフ。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
＜ビットパターンド媒体＞
図１に、実施形態に係るビットパターンド媒体（ＢＰＭ）の周方向に沿う平面図を示す。ビットパターンド媒体１００の周方向にそって、サーボ領域１１０とデータ領域１２０とが交互に形成されている。サーボ領域１１０には、プリアンブル部１１１、アドレス部１１２およびバースト部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１に示されるように、実施形態に係るビットパターンド媒体の磁気記録層は、凸部および凹部から成るパターンが形成されている。図中、矩形で表される構造が凸部に対応する。

＜第１の実施形態＞
図２に、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を示す断面図（図２ａ）および平面図（図２ｂ）を示す。

図２（ａ）に示されるように、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体では、基板３上に下地層２が積層され、さらにその上に複数の微細結晶粒１が形成されている。なお、図２（ａ）および（ｂ）では、複数の微細結晶粒１を通して、下地層２からの高さ、微細結晶粒の粒径（図２ａでは横幅）および微細結晶粒間の間隔はほぼ一定となっているが、実際の媒体作製においてはばらつきが生じるため、これらの図は説明のために平均的な構造を示しているにすぎない。また、図２では、軟磁性裏打ち層、保護膜等の構造を省略している。

図２（ｂ）に示されるように媒体を上から見た場合、複数の微細結晶粒１が集合して、図２（ｂ）に円で表現されるような磁性ドット４が形成されている。この磁性ドット４は、図１に示される磁性ドット１２１に対応する。なお、図１におけるサーボ領域１１０を構成する各種凸部も同様に、複数の微細結晶粒１が集合して形成されている。

凸部内における微細結晶粒間の平均距離は、０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲である。微細結晶粒間の平均距離が０．５ｎｍよりも小さいと、微細結晶粒間の交換結合の強度が連続膜と同程度に強くなる。この結果、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部（例えばサーボ領域における凸部）では、その磁気特性が連続膜と同様の振る舞いを示し、逆磁区発生の防止が非常に困難となる。一方、微細結晶粒間の平均距離が３．０ｎｍよりも大きいと、微細結晶粒間の交換結合強度が落ちるため、微細結晶粒毎の磁気特性ばらつきを平均化する効果が弱まり、磁性ドットごとの磁気特性ばらつきが大きくなってしまう。なお、微細結晶粒間の距離は、磁気記録媒体の断面ＴＥＭ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）により、微細結晶粒１の半分の高さの位置における２つの微細結晶粒１の間の長さとして測定される。

媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のヒステリシス曲線における磁化反転開始磁界（Ｈｎ）および保磁力（Ｈｃ）は、次式を満たす：
Ｈｎ≧１．５ｋＯｅ；および
０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅ。

媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部とは、主にサーボ領域１１０において見られ、例えばプリアンブル部１１１およびアドレス部１１２が該当する。特に、サーボ領域１１０は媒体の内周から外周に向かって広がる構造を有するため、主に媒体の中周から外周におけるサーボ領域１１０が前記凸部に該当する。

ヒステリシス曲線は、ＣＣＤ等を有し、希望の測定場所が任意に測定でき、レーザースポット径が１μｍ程度のカー効果装置等を用いることで測定できる。測定されたヒステリシス曲線からＨｎ及びＨｃ−Ｈｎを算出できる。Ｈｎは、飽和からの磁化の変化量が１０％となる点である。なお、ＭＦＭ、ＡＦＭ等と前記カー効果装置とを組み合わせて測定することで、さらに正確な測定場所について磁気特性の同定が可能となる。また、磁場中ＭＦＭで直接観察することも可能である。

媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のヒステリシス曲線におけるＨｎが１．５ｋＯｅよりも小さいと、媒体をＨＤＤといった磁気記録再生装置に搭載した際に、浮遊磁界、熱揺らぎ等の影響で逆磁区が発生してしまう。このことは、サーボ領域におけるヘッド位置の制御情報が変更されることを意味し、正確なヘッドの位置決めが出来なくなることを意味する。一方、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のヒステリシス曲線のＨｃおよびＨｎが０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅの式を満たすことは、微細結晶粒間の交換結合が適度に強いことを示している。この結果、磁性ドット内の複数の微細結晶粒が、あたかも１つの微細結晶粒のように振舞い、磁性ドットにおける単磁区特性が向上する。Ｈｃ−Ｈｎが１．５ｋＯｅよりも大きい場合、微細結晶粒間の交換結合が弱くなっていることを示しており、グラニュラー媒体のように個々の結晶粒の磁気特性が強く反映されてしまい、磁性ドットごとの磁気特性ばらつきが大きくなってしまう。また磁性ドットの単磁区特性の確保も困難となる。Ｈｃ−Ｈｎが０．５ｋＯｅよりも小さい場合、微細結晶粒間の交換結合は非常に強くなり、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部の磁気特性が連続膜のような振る舞いを示すため、逆磁区の発生の防止が困難となる。なお、上記に示されているヒステリシス曲線のＨｎ、Ｈｃ、Ｈｓ等の値は、１７００Ｏｅ／ｓｅｃ程度の磁界掃引速度による測定によって得られる値を基準としている。

データ領域における凸部に含まれる微細結晶粒の平均数は３個以上であることが好ましい。３個以上であれば、微細結晶粒間の磁気特性ばらつきがより平均化されるため、磁性ドットごとの磁気特性ばらつきを低減することが可能となる。

微細結晶粒の高さは、２ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることが好ましい。高さが２ｎｍよりも低い微細結晶粒は形成が困難なため、媒体作製の観点から好ましくない。一方、微細結晶粒の高さが１５ｎｍよりも高いとヘッドの浮上特性が悪くなるため、磁気記録媒体の性能の観点から好ましくない。

微細結晶粒１の平均粒径は３０ｎｍ以下であることが好ましい。粒径が３０ｎｍよりも大きいと磁気特性に対する形状の効果が小さく、異方性エネルギーに対して静磁界のエネルギーが相対的に大きくなってしまうため、磁区を形成しやすくなる。結果的に、磁性ドットの単磁区特性の維持が困難となる。粒径が３０ｎｍ以下であれば、磁気特性に対する形状の効果が大きくなり、静磁気エネルギーに対する異方性エネルギーの影響が相対的に大きくなるため、磁性ドットの単磁区特性を得やすくなる。

微細結晶粒の材料は、Ｃｏ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｄ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＲｕＰｔおよびＣｏＣｕＰｔから成る群から選択されることが好ましい。これらの材料であれば、非加熱の固溶体状態で高い一軸磁気異方性を有するため、熱安定性、磁化の双安定性に優れた微細結晶粒の作製が可能である。また、これらのＣｏ合金を使用することは、現行のグラニュラー媒体と共通するため、媒体生産の観点で利点がある。特に、微細結晶粒の材料をＣｏＰｔとすることが好ましい。ＣｏＰｔは、少ないＰｔ添加量（３０ａｔ％程度以下）でも特に高い一軸磁気異方性を有し、Ｃｒ、ＢおよびＲｕと比較して、Ｃｏへの添加元素数（ａｔ％）に対する飽和磁化値は相対的に高い。そのため、ＣｏＰｔの使用は、微細結晶粒の粒径、高さ、平均の粒間距離等の媒体設計パラメータの選択幅が広くなり、媒体の設計の観点から好ましい。なお、微細結晶粒の材料特定は、断面ＴＥＭ像による格子像観察やＥＤＸ、ＸＰＳ等による構成組成比の測定により確認することが可能である。

第１の実施形態に係るビットパターンド媒体によれば、サーボ領域における逆磁区の発生を防止し、データ領域におけるＳＦＤを低減し、およびデータ領域における単磁区特性を向上することができる。

実施形態に関して、ＳＦＤとは、磁性ドットごとに磁気特性がばらついていることを意味し、特に磁区の反転のために要する磁界の大きさが磁性ドットごとにばらついていることを意味する。ＳＦＤの求め方としては、簡易的には、例えば磁場中ＭＦＭで反転ドットの数をカウントする方法、ΔＨｃ法を用いてヒステリシス曲線からΔＨｃ／（１．３５×Ｈｃ）を求める方法や、多数のリコイルループ(マイナーループ)を測定する方法等が存在する。また、ＨＤＤまたはスピンスタンドによる測定も可能である。ΔＨｃ／（１．３５×Ｈｃ）による方法でＳＦＤを算出した場合、１２％程度以下がビットパターンド媒体としての使用に適しており、５％以下の場合がさらに適している。ＳＦＤの値は、小さければ小さいほど好ましい。なお、ΔＨｃ法で求めたＳＦＤ値は、ドット間の静磁気相互作用の影響が除去されたＳＦＤを意味する。したがって、実施形態のＳＦＤ低減効果は、ドット間の静磁気相互作用の影響が除去されたＳＦＤ値を算出できる方法であれば、ΔＨｃ法に限らずＳＦＤ低減効果を確認することができる。

実施形態に関して、単磁区特性とは、１つの磁性ドット内で多磁区が安定的または準安定的に生じない性質を意味する。言い換えれば、１つの磁性ドットが単一の磁区を有する性質を意味する。単磁区特性の測定は、たとえばスピンスタンドで非同期（ランダム）書き込みを行い、その再生信号を解析する方法、またはドットの面内方向に飽和磁界を印加した後の垂直方向の残留磁化状態をＭＦＭ等で観察する方法等が存在する。

なお、微細結晶粒１の直径、粒間の距離および高さは、媒体の平面ＴＥＭや断面ＴＥＭ等から得られる平均値として表される。

＜第２の実施形態＞
図３に、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体を示す断面図（図３ａ）および平面図（図３ｂ）を示す。

図３（ａ）に示されるように、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体では、基板３上に下地層２が積層され、その上に複数の微細結晶粒１が形成されている。さらに、微細結晶粒１の上に第２の磁性体７が積層されている。ここで、１つの凸部内における第２の磁性体間の平均距離は、１つの凸部内における微細結晶粒間の平均距離よりも短い。図３（ｂ）に示されるように媒体を上から見た場合、第１の実施形態と同様に、複数の微細結晶粒１が集合して、図３（ｂ）に円で表現されるような磁性ドット４を形成している。なお、図３では、軟磁性裏打ち層、保護膜等の構造を省略している。また、図３（ａ）および（ｂ）についても、図２に示される第１の実施形態の場合と同様に、説明のために平均的な構造を示しているにすぎない。

第２の実施形態に係るビットパターンド媒体によれば、サーボ領域における逆磁区の発生を防止し、データ領域におけるＳＦＤを低減し、およびデータ領域における単磁区特性を向上することができる。

第２の実施形態に係るビットパターンド媒体の微細結晶粒子１に関する粒間の平均距離および材料といった各条件は、第１の実施形態と同様である。

第２の磁性体７の材料は、微細結晶粒１の材料と同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、微細結晶粒１および第２の磁性体７の両方をＣｏＰｔとすることができ、または微細結晶粒１をＣｏＰｔとし、第２の磁性体７をＣｏＣｒＰｔＢとすることができる。微細結晶粒１の材料が異なる材料である場合はもちろんであるが、同一の材料を使用する場合であっても、第２の磁性体７の材料および膜厚等が変わることで、微細結晶粒間の交換結合強度が変化するため、積層膜全体としての磁気特性は変化する。したがって、微細結晶粒１の材料と第２の磁性体７の材料との組み合わせや、その膜厚等の組み合わせは、逆磁区の発生、ＳＦＤおよび単磁区特性についての効果等の観点から適宜選択することが好ましい。

＜第３の実施形態＞
図４に、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を示す断面図（図４ａ）および平面図（図４ｂ）を示す。

図４（ａ）に示されるように、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体では、基板３上に下地層２が積層され、その上に複数の微細結晶粒１が形成されている。さらに、微細結晶粒１を第３の磁性体８が覆っている。なお、図４では、軟磁性裏打ち層、保護膜等の構造を省略している。また、図４（ａ）および（ｂ）についても、図２に示される第１の実施形態の場合や、図３に示される第２の実施形態の場合と同様に、説明のために平均的な構造を示しているにすぎない。

第３の実施形態に係るビットパターンド媒体によれば、サーボ領域における逆磁区の発生を防止し、データ領域におけるＳＦＤを低減し、およびデータ領域における単磁区特性を向上することができる。

第３の実施形態に係るビットパターンド媒体の微細結晶粒子１に関する粒間の平均距離および材料といった各条件は、第１の実施形態と同様である。

第３の磁性体８の材料は、微細結晶粒１の材料と同一であってもよく、または異なってもよい。例えば、微細結晶粒１および第３の磁性体８の両方をＣｏＰｔとすることができ、または微細結晶粒１をＣｏＰｔとし、第３の磁性体８をＣｏＣｒＰｔＢとすることができる。微細結晶粒１の材料が異なる材料である場合はもちろんであるが、同一の材料を使用する場合であっても、第３の磁性体８の材料および膜厚等が変わることで、微細結晶粒間の交換結合強度が変化するため、積層膜全体としての磁気特性は変化する。したがって、微細結晶粒１の材料と第３の磁性体８の材料との組み合わせやその膜厚等の組み合わせは、逆磁区の発生、ＳＦＤおよび単磁区特性についての効果等の観点から適宜選択することが好ましい。

＜製造方法＞
図５（ａ）−（ｈ）に、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体の製造方法の一例を示す。

図５（ａ）に示すように、ガラス基板３上に、下地層（図示せず）および厚さ１０ｎｍの磁気記録層を成膜する。磁気記録層の成膜は、アネルバ社製のＣ３０１０でＡｒをスパッタガスとして用いて７．０Ｐａで成膜する。これによって、多数の微細結晶粒１から成る磁気記録層が形成される。微細結晶粒の材料としては、たとえばＣｏＰｔを用いる。なお、第２の実施形態および第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を作成する場合は、微細結晶粒１の成膜形成後に、第２の実施形態の場合はたとえばＣ３０１０でＡｒをスパッタガスとして用いてＣｏＰｔを１．０Ｐａで成膜する。第３の実施形態の場合はたとえばＣ３０１０でＡｒをスパッタガスとして用いてＣｏＰｔを０．７Ｐａで成膜する。磁気記録層上に厚さ１５ｎｍのカーボンからなる第１のハードマスク７１と、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第２のハードマスク７２を成膜する。なお、カーボン成膜の際、カーボンが微細結晶粒間に入り込むことが考えられるが、磁性微細結晶粒が実施形態の要件を満たすものであれば、それによって得られる媒体も実施形態となる。したがって、微細結晶粒間にカーボンなどの非磁性材が形成されてもかまわない。カーボン層上部については、カーボン膜厚が１５ｎｍ程度と厚いため、図５（ａ）に示すようにほぼ平坦な層となっている。第２のハードマスク７２上に、レジスト７３をスピンコートする。一方、たとえば図１に示すＢＰＭの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７４を用意する。スタンパ７４は、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。レジスト７３に対向するように、スタンパ７４の凹凸面を対向させる。

図５（ｂ）に示すように、レジスト７３に対してスタンパ７４をインプリントして、スタンパ７４の凹凸パターンをレジスト７３に転写する。その後、スタンパ７４を取り外す。レジスト７３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５（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２のハードマスク７２の表面を露出させる。この際、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、エッチングガスとしてＯ_２を用いてレジスト残渣を除去する。

図５（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト７３をマスクとし、ＲＩＥ装置を用いて第２のハードマスク７２にレジストパターンを転写する。エッチングガスとしては例えばＣＦ_４を用いることができるが、特に限定されない。また、エッチング装置についても特に限定されず、たとえばイオンミリング装置でもよい。

図５（ｅ）に示すように、パターン化された第２のハードマスク７２をマスクとして、第１のハードマスク７１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る。エッチングにはたとえば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、エッチングガスとして酸素ガスを用いる。その際、第２のハードマスク７２のパターン上部に残存するレジスト７３の一部または全部が剥離され、主に第１のハードマスク７１と第２のハードマスク７２とからなる凹凸パターンが形成される。

図５（ｆ）に示すように、イオンビームエッチングにより、残存する第２のハードマスク７２を除去するとともに、パターン凹部で磁気記録層の磁性を失活させて非磁性層を形成する。第２のハードマスク７２を除去する際、パターン凹部の磁気記録層の一部がエッチングされうる。しかし、凹部の磁気記録層は磁性を失活して非磁性化している。この工程に用いられるイオンビーム装置としては、たとえば電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型のイオンガンを用いることができる。エッチングガスとしてはＨｅ、Ｎ_２、Ｈｅ−Ｎ_２混合ガス等を用いることができる。

図５（ｇ）に示すように、残存している第１のハードマスク７１を除去する。この際、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、エッチングガスとして酸素ガスを用いて第１のハードマスク７１を除去する。

図５（ｈ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により厚さ３ｎｍの保護膜を形成する。

なお、以上の工程において、各種の膜の厚さおよび凹凸の深さは、たとえばＡＦＭ（ａｔｏｍｉｃ ｆｏｒｃｅ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）、断面ＴＥＭ等を用いて容易に測定することができる。

なお、図５による製造方法によれば、磁気記録層の凹凸パターンの凹部が残った媒体が得られるが、パターン凹部の磁気記録層が完全に除去された媒体を製造することもできる。その場合、例えば、図５（ｆ）の工程において、エッチングガスにＡｒを用いるといった方法で凹部の磁気記録層を除去することができる。

＜材料等および工程の説明＞
以下に、実施形態に係るパターンド媒体に含まれる構造について説明する。

（基板）
基板としては、たとえばガラス基板、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）
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系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえば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、たとえば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（たとえばＣｏ）または非磁性膜（たとえば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０．５ｎｍ以上５０ｎｍ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、たとえばＣ、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、カーボンの成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の成膜は、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について説明する。

（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法で成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成膜してもよい。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、たと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。

＜磁気記録再生装置＞
次に、上記磁気抵抗効果素子を用いた磁気記録再生装置（ＨＤＤ）について説明する。図６は、実施形態に係るビットパターンド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。パターンド媒体は、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、複数のパターンド媒体を備えたものでもよい。

パターンド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。パターンド媒体が回転すると、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、パターンド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＞
図１に示される第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を作製した。微細結晶粒間の距離が異なる５種類を作製した。微細結晶粒間の距離はＡｒ成膜ガス圧を変えることで調整した。全ての媒体において、微細結晶粒の直径は約１０ｎｍであり、高さは１０ｎｍであり、磁性ドットを８０ｎｍピッチとし、微細結晶粒の材料をＣｏＰｔとした。微細結晶粒間の平均距離は、媒体の断面ＴＥＭにより確認したところ、それぞれ（１）０．２ｎｍ、（２）０．５ｎｍ、（３）２．５ｎｍ、（４）３ｎｍおよび（５）５ｎｍであった。

これらの媒体に対して後処理およびＤＣ着磁を行った後、スピンスタンドを用いてリードテストを行ったところ、（１）以外の媒体でサーボ領域に逆磁区が無いことを確認した。（１）の媒体についてはサーボ領域に逆磁区が発生していることが確認された。また、データ領域については、すべての媒体の磁性ドットにおいて、磁区の形成は確認されず単磁区特性を有していた。しかしながら、磁性ドットに対して非同期書き込みを行った後に磁性ドットの単磁区特性を確認したところ、（５）の媒体のみ、一部の磁性ドット内に磁区が形成されていることがわかった。また、５種類の媒体に膜面内方向へ２０ｋＯｅの磁界を印加した後、データ領域の磁性ドットのＭＦＭ観察を行ったところ、（５）の媒体のみ磁性ドット内に磁区が形成されていることが確認された。

さらに、これらの媒体を局部測定可能なカー装置を用いて、サーボ領域およびデータ領域のヒステリシスをそれぞれ測定したところ、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部はＨｎ＝１．１〜３ｋＯｅ程度であった。データ領域はＨｃ＝５〜９ｋＯｅ程度であった。データ領域の磁性ドットについて、ΔＨｃ法を用いてＳＦＤ測定したところ、ＳＦＤ値は８．５％〜１６％程度であり、特に（５）の媒体のみＳＦＤが大きかった。サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のＨｃからＨｎを引いた値は、（１）から（５）の媒体について、順に０．２ｋＯｅ、０．５ｋＯｅ、１．３ｋＯｅ、１．５ｋＯｅおよび２．０ｋＯｅであった。

以上の結果を表１にまとめる。

また、図７にサーボ領域におけるＨｎと微細結晶粒間の距離との関係を示すグラフを示し、図８にデータ領域におけるＳＦＤと微細結晶粒間の距離との関係を示すグラフを示し、図９にデータ領域におけるＳＦＤと、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部におけるＨｃの値からＨｎの値を引いた差との関係を示すグラフを示す。

表１および図７から、微細結晶粒間の距離が０．５ｎｍ以上（すなわちＨｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ）である場合にサーボ領域に逆磁区が発生しないことがわかる。表１および図８から、微細結晶粒間の距離が３ｎｍ以下である場合にＳＦＤを１２％以下に抑えることができることがわかる。表１および図９から、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部におけるＨｃ−Ｈｎの値が１．５ｋＯｅ以下であれば、ＳＦＤを１２％以下に抑えることができることがわかる。以上より、微細結晶粒間の距離が０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下であり、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅである媒体において、サーボ領域における逆磁界の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減が良好に実現できることがわかる。

また、微細結晶粒の材料として、Ｃｏ、ＣｏＰｄ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＲｕＰｔまたはＣｏＣｕＰｔを用いて同様に媒体を製造し、各試験を行った。その結果、ＣｏＰｔを用いる場合と同等の結果が得られた。

＜比較例１＞
図１０に示されるような従来の磁気記録媒体を製造した。当該媒体は、磁性結晶粒と非磁性材料とから成るグラニュラー膜によってパターン凸部が形成されている。すなわち、図１０に示す磁気記録媒体では、磁性ドット４内において複数の微細結晶粒１が存在し、その周囲に非磁性体５が充填されている。

具体的には次のように製造した。基板３上に、０．７ＰａでＲｕを成膜し、さらに４ＰａでＲｕを成膜することで下地層を形成した。その上に、０．７ＰａにてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２を成膜した。その後、図５に記載される方法と同様に、凹凸パターンを形成した。これにより、微細結晶粒１がＳｉＯ_２を多く含む酸化物から成る非磁性体５によって孤立化された媒体が得られた。このとき、微細結晶粒１の高さは１０ｎｍであり、結晶粒の粒径は１０ｎｍ程度、粒間の距離は１ｎｍであった。

このビットパターンド媒体を、実施例１と同様の方法で、サーボ領域における逆磁区およびデータ領域における単磁区特性を測定した。その結果、スピンスタンドによる非同期書き込みおよび面内磁界飽和後のＭＦＭ観察の双方において、磁性ドット内における磁区の形成が確認された。さらに、局部測定可能なカー測定を行った結果、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部におけるＨｃ−Ｈｎの値は３ｋＯｅ程度と非常に大きいことがわかった。微細磁性粒子間の交換結合強度が弱いため、粒子間の磁気特性ばらつきの平均化効果が低下し、個々の微細結晶粒の磁気特性の影響が大きくなり、その結果、磁性ドット内での磁区形成が容易になったと考えられる。

以上の結果から、磁性の結晶粒と非磁性材料とから成るグラニュラー膜によってパターン凸部が形成されるビットパターンド媒体では、サーボ領域における逆磁区の防止およびデータ領域における単磁区特性の両立が困難となることがわかった。

＜比較例２＞
図１１に示されるような従来の磁気記録媒体を製造した。当該媒体は、微細結晶粒同士が連続的につながった連続磁性体６によってパターン凸部が形成されている。

具体的には、磁気記録層の成膜を０．７Ｐａで行った以外は、図５に記載される方法と同様に行った。これによって、微細結晶粒１の高さは１０ｎｍであり、結晶粒の粒径は１０ｎｍ程度のビットパターンド媒体が得られた。

このビットパターンド媒体を、実施例１と同様の方法で、サーボ領域における逆磁区およびデータ領域における単磁区特性を測定した。その結果、磁性ドットの単磁区特性は良好であるものの、サーボ領域において多数の逆磁区が形成されており、時間の経過とともに磁壁の伝播が生じていることがわかった。なお、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部は、Ｈｎ＝０．６ｋＯｅ、Ｈｃ−Ｈｎ＝０．２ｋＯｅであった。

以上の結果から、微細結晶粒が連続的につながるビットパターンド媒体は、サーボ領域における逆磁区の防止の観点から好ましくないことがわかった。

＜実施例２＞
図１に示されるような第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。但し、成膜時のスパッタ圧力およびスパッタ後のアニールを調整することで、微細結晶粒の粒径が異なる４種類の媒体を製造した。微細結晶粒の材料としてはＣｏＰｔを使用した。微細結晶粒の高さは１０ｎｍとした。磁性ドットの間隔が１５０ｎｍピッチのスタンパを用いた。１つの磁性ドットに含まれる微細結晶粒の平均個数が３個程度となるように、図５（ｄ）に示される工程において、ＣＦ_４ガスを用いるＲＩＥによる第２のハードマスク７２のエッチング時間を調整した。なお、１つの磁性ドットに含まれる結晶粒の平均数および微細結晶粒の高さは平面ＴＥＭ像により確認した。ここで、媒体の断面ＴＥＭおよび平面ＴＥＭにより、結晶粒間の距離および粒径を確認したところ、粒径はそれぞれ（１）５ｎｍ、（２）１０ｎｍ、（３）３０ｎｍおよび（４）３５ｎｍであり、結晶粒間の距離は全てにおいて約１ｎｍ程度であった。

これら４種類の媒体を実施例１と同様の方法で測定した。その結果、（１）、（２）および（３）の媒体について、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅとなり、サーボ領域において逆磁区が発生しておらず、データ領域が単磁区特性を有することがわかった。さらに、（１）、（２）および（３）の媒体では、データ領域におけるＳＦＤが９−１０％程度であった。一方、（４）の媒体では、スピンスタンドによる非同期書き込みおよび面内磁界飽和後のＭＦＭ観察の双方において、磁性ドット内における磁区形成が確認され、単磁区特性を得ることができなかった。詳細を表２にまとめる。

以上より、微細結晶粒の粒径が３０ｎｍ以下である場合に、サーボ領域における逆磁区の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減が特に良好であることがわかった。

＜実施例３＞
図１に示されるような第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。但し、図５（ｄ）に示される工程においてＣＦ_４ガスを用いたＲＩＥによる第２のハードマスク７２のエッチング時間を調整することで、１つの磁性ドットに含まれる微細磁性粒の平均個数が異なる３種類のビットパターンド媒体を製造した。使用したスタンパは磁性ドットが１００nmピッチとなるものを用いた。微細結晶粒の材料としてＣｏＰｔを用いた。断面ＴＥＭにより確認したところ、微細結晶粒の高さは１０ｎｍであり、微細結晶粒の粒径は１０ｎｍであり、結晶粒間の距離は０．５ｎｍであった。さらに、平面ＴＥＭ像により１つの磁性ドットに含まれる結晶粒の平均数を確認すると、それぞれ（１）２個、（２）３個および（３）５個であった。

これら３種類の媒体を実施例１と同様の方法で測定した。全ての媒体で、サーボ領域の媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅとなり、サーボ領域の逆磁区防止とデータ領域の単磁区特性が両立していることが確認できた。ヒステリシス曲線を用いたΔＨｃ法によってデータ領域のＳＦＤを求めると、（１）−（３）の媒体について、それぞれ１６％、９．４％および８．５％のＳＦＤとなり、（１）の媒体のみ非常に大きかった。これは、磁性ドット内の微細結晶粒の数が減り、交換結合による結晶粒毎の磁気特性ばらつきの平均化効果が低下したことに起因すると考えられる。詳細を表３にまとめる。また、図１２にデータ領域におけるＳＦＤと１ドット内の微細結晶粒の平均数との関係を示す。

１つの磁性ドットに含まれる微細磁性粒の平均数が３個以上である場合、サーボ領域における逆磁区の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減が特に良好であることがわかった。

＜実施例４＞
図１に示されるような第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。但し、磁性膜成膜時のスパッタ時間を調整することで、微細結晶粒の高さが異なる４種類のビットパターンド媒体を製造した。断面ＴＥＭにより確認したところ、微細結晶粒の高さは、それぞれ（１）２ｎｍ、（２）１０ｎｍ、（３）１５ｎｍおよび（４）２０ｎｍであった。また、微細結晶粒径および結晶粒間の距離も媒体の断面ＴＥＭおよび平面ＴＥＭにより確認し、それぞれ１０ｎｍおよび１．０ｎｍであった。なお、作製したビットパターンド媒体のパターン凹凸は微細結晶粒の高さと同等であり、埋め込み平坦化等は行っていない。

これら４種類の媒体を実施例１と同様の方法で測定した。その結果、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ≧１．５ｋＯｅおよび０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅであり、サーボ領域で逆磁区が発生しておらず、データ領域において良好な単磁区特性が確認された。また、データ領域におけるＳＦＤは、全ての媒体において１０％程度であった。なお、（４）の媒体については、パターン凹凸の影響でヘッドの浮上特性が悪化するため、スピンスタンド評価による実験は１５０００ｒｐｍの回転数で行った。さらに、（４）の媒体については、スピンスタンドの回転数をＨＤＤの回転数と同程度の７２００ｒｐｍにしたところ、ヘッドの浮上を確認することができなかった。以上の結果を表４にまとめる。

以上より、作製した４種のビットパターンド媒体は、サーボ領域の逆磁区防止、データ領域の単磁区特性およびＳＦＤの低減効果に関して良好な結果を得られたものの、ヘッドの浮上性という観点から、（１）−（３）の媒体がより好ましいことがわかった。すなわち、微細結晶粒の高さが２ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがより好ましいことがわかった。

＜実施例５＞
図３に示されるような第２の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。すなわち、微細結晶粒１上に第２の磁性体７が積層されており、凸部内における第２の磁性体７間の平均距離が、凸部内における微細結晶粒１間の平均距離よりも短い媒体を作製した。第２の磁性体７の材料としてはＡｒガス圧１．０Ｐａで成膜したＣｏＰｔ３ｎｍとした。その他のパターン形成方法は図５の媒体作製方法と同様である。

なお、微細結晶粒１の材料はＣｏＰｔを使用した。これによって得られた媒体の断面ＴＥＭから、第２の磁性体７間の距離が１．０ｎｍであり、微細結晶粒１の高さは１０ｎｍ、粒径は１０ｎｍおよび粒間距離は２．５ｎｍであることがわかった。微細結晶粒１におけるこの条件は、実施例１において、サーボ領域の逆磁区防止およびデータ領域の単磁区特性について良好な結果が得られた条件の範囲内である。

この媒体を実施例１と同様の方法で測定した。その結果、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ＝１．５ｋＯｅおよびＨｃ−Ｈｎ＝１．０ｋＯｅとなり、サーボ領域において逆磁区は確認されなかった。さらに、データ領域において、単磁区特性は良好であり、ＳＦＤは８．５％という良好な値が得られた。詳細を表５にまとめる。

以上より、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体が、サーボ領域における逆磁区の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減について良好であることがわかった。

＜実施例６＞
図４に示されるような第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。すなわち、微細結晶粒１を第３の磁性体８が覆ったビットパタード媒体を製造した。第３の磁性体８は、ＣｏＺｒＴａを材料として、Ａｒガス圧を０．７Ｐａで、３ｎｍで成膜した。その他のパターン形成方法は図５の媒体作製方法と同様である。なお、微細結晶粒１の材料はＣｏＰｔを使用した。これによって得られた媒体の断面ＴＥＭから、微細結晶粒１の高さは１０ｎｍ、粒径は１０ｎｍおよび粒間距離は２．５ｎｍであることがわかった。微細結晶粒１におけるこの条件は、実施例１において、サーボ領域の逆磁区防止およびデータ領域の単磁区特性について良好な結果が得られた条件の範囲内である。

この媒体を実施例１と同様の方法で測定した。その結果、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ＝１．５ｋＯｅおよびＨｃ−Ｈｎ＝０．８ｋＯｅとなり、サーボ領域において逆磁区は確認されなかった。さらに、データ領域において、単磁区特性は良好であり、ＳＦＤは８．０％という良好な値が得られた。詳細を表６にまとめる。

以上より、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体が、サーボ領域における逆磁区の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減について良好であることがわかった。

＜実施例７＞
図４に示されるような第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を製造した。すなわち、微細結晶粒１を第３の磁性体８で覆ったビットパタード媒体を製造した。

実施例６と同様に製造した。但し、第３の磁性体８の材料として、ＣｏＺｒＴａではなく、ＣｏＰｔを用いた。得られた媒体における、微細結晶粒１の条件は実施例６と同様となった。

この媒体を実施例１と同様の方法で測定した。その結果、媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部がＨｎ＝１．６ｋＯｅおよびＨｃ−Ｈｎ＝０．３ｋＯｅとなり、サーボ領域において逆磁区は確認されなかった。さらに、データ領域において、単磁区特性は良好であり、ＳＦＤは８．５％という良好な値が得られた。詳細を表７にまとめる。

以上より、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体であって、微細結晶粒１と第３の磁性体８の材料が同一の媒体が、サーボ領域における逆磁区の防止、データ領域における単磁区特性の向上およびＳＦＤの低減について良好であることがわかった。

以上の実施形態および実施例によれば、サーボ領域における逆磁区の発生が防止され、データ領域におけるＳＦＤが低減されおよび単磁区特性が向上したビットパターンド媒体及びこれを用いた磁気記録再生装置を提供することができる。

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…微細結晶粒、２…下地層、３…基板、４…磁性ドット、５…非磁性体、６…連続磁性体、７…第２の磁性体、８…第３の磁性体、７１…第１のハードマスク、７２…第２のハードマスク、７３…レジスト、７４…スタンパ、７５…保護膜、１００…ビットパターンド媒体、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、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 (9)

1. 凸部および凹部から成るパターンが形成された磁気記録層を含み、
   １つの前記凸部が複数の微細結晶粒から成り、
   前記凸部内における前記微細結晶粒間の平均距離が０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲であり、
   媒体径方向の長さが１μｍ以上の凸部のヒステリシス曲線における磁化反転開始磁界（Ｈｎ）および保磁力（Ｈｃ）が次式
   Ｈｎ≧１．５ｋＯｅ、および
   ０．５ｋＯｅ≦Ｈｃ−Ｈｎ≦１．５ｋＯｅ
   を満たすビットパターンド媒体。
2. データ領域における前記凸部に含まれる前記微細結晶粒の平均数が３個以上である請求項１に記載のビットパターンド媒体。
3. 前記微細結晶粒の高さが２ｎｍ以上１５ｎｍ以下である請求項１に記載のビットパターンド媒体。
4. 前記微細結晶粒の平均粒径が３０ｎｍ以下である請求項１に記載のビットパターンド媒体。
5. 前記微細結晶粒の材料がＣｏ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｄ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＲｕＰｔおよびＣｏＣｕＰｔから成る群から選択される請求項１に記載のビットパターンド媒体。
6. 前記微細結晶粒の材料がＣｏＰｔである請求項５に記載のビットパターンド媒体。
7. 前記微細結晶粒上に第２の磁性体が積層されており、
   前記凸部内における前記第２の磁性体間の平均距離は、前記凸部内における前記微細結晶粒間の平均距離よりも短い
   請求項１に記載のビットパターンド媒体。
8. 前記微細結晶粒を第３の磁性体が覆う請求項１に記載のビットパターンド媒体。
9. 請求項１に記載のビットパターンド媒体を搭載した磁気記録再生装置。

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