JP4968591B2 - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体およびその製造方法に関する。この磁気記録媒体は各種磁気記録装置に搭載される。

磁気記録の高記録密度を実現する技術として長年研究されてきた、「垂直磁気記録方式」が、最近実用化された。これは、記録磁化が記録媒体の面内方向に対して垂直なもので、従来の記録磁化が面内方向に対して平行であった長手磁気記録方式と今後置き換わっていくものと予想される。垂直磁気記録に用いられる垂直磁気記録媒体（略して垂直媒体）は主に、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層の記録磁化を垂直方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護層、そしてこの記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層から構成される。

高密度化を進めるための媒体設計の指針の一つは、磁気記録層を構成する結晶粒子の磁気的な分離を促進し、磁化反転単位を小さくしていくことである。通常、磁気記録層の膜厚は一定であるため、磁化反転単位を小さくしていくと、それに作用する反磁界は小さくなる。その結果、磁気記録層の反転磁界は大きくなる。このように、単純に磁化反転単位の形状で考えた場合、記録密度を高めていくのは、より大きな書き込み磁界を必要としてくるといえる。ただし、反磁界の大きさは粒子自身の磁化の大きさでも変化するため、反転磁界をヘッドの発生磁界以下になるよう、材料の組成や膜厚などを最適化する。

しかしながら、高密度化に伴い、粒子を微細化するためには、磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）を大きくする必要がある。このエネルギーが反磁界エネルギーよりも小さいと、安定して垂直磁化を維持することが困難となる。しかし、Ｋｕを大きくすることは、やはり書き込み磁界を増加させる結果につながる。このように、書き込み磁界を増大させることなく、磁気記録媒体の熱安定性や電磁変換特性を向上させる方法が求められている。

このような課題に対しては、磁気記録層を２層以上に分割し、組成を変化させて成膜する、あるいはその分割した磁気記録層の間に非磁性層を挿入するという方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１によれば、磁気記録層を分割してエピタキシャル成長を中断することで、熱安定性の向上に必要な磁化反転単位の体積を維持しながら、磁気記録媒体ノイズを低下できることが報告されている。

また、特許文献２では、面内磁気記録媒体に適用されている反強磁性結合を垂直媒体に適用することで、逆磁区ノイズを低減し、熱揺らぎ耐性を向上させるという方法が提案されている。この他、特許文献３では、２層の磁性層間に結合層を挿入し、２層の磁性層を強磁性結合させる手法が提案されている。以上のような方法を用いれば、書き込み磁界の増大を抑制、すなわち書き込み容易性を確保することが可能である。

ただし、書き込み容易性を増加させすぎると、「隣接トラック消去」の問題が顕著に現れる。これは、ヘッドの記録磁界が、本来記録を行うべきトラックに隣接するトラックにまで影響を及ぼし、信号を上書き、すなわち消去してしまう問題である。これに対する媒体側の対策としては、例えば非特許文献１のように、軟磁性裏打ち層の構造を制御する方法が挙げられているが、裏打ち層の異方性磁界は増加しており、これは書き込み容易性を犠牲にする方向である。従って、磁気記録層と同様、最終的にはトレードオフの関係に陥ると予想される。

このような問題に対して、媒体側の新規な改善策として、記録トラックを非磁性体で挟むなどして、あらかじめ物理的にトラックを形成する媒体が提案されている。このような媒体は、従来の「連続膜媒体」に対して、「ディスクリートトラック媒体」と呼ばれている。これによると、トラック幅の両端が非磁性体となることにより、書き込み時の広がりを抑制し、隣接トラック消去の問題を軽減できる他、トラックエッジ（トラック端）からのノイズを低減できるというメリットがあるとされる。そして、トラック密度が高密度化するに従い、効果が出てくると考えられている。

しかし、このような媒体の作製方法では従来よりも複雑になる。例えば、特許文献４では、半導体の製造で使用されるような微細加工技術を用い、基板もしくは磁性膜を、マスクパターンを介してエッチングを行い、トラックを形成している。具体的には、「１）基板に従来通りの成膜方法で磁性膜まで成膜する。２）その上にレジスト膜を塗布する。３）レジストにパターンを描画する。４）パターン部分をエッチングして、磁性膜に凹凸を形成させる（凹凸加工）。５）凹部に非磁性体を充填する。６）平坦化加工を行う。７）その上に保護膜を成膜する。」という方法が挙げられる。

また、例えば特許文献５のように、磁性膜に部分的にイオン注入を行い、その部分を非磁性化する技術を用い、非磁性部分/磁性部分/非磁性部分により、トラックを形成する手法も提案されている。この手法では、平坦化技術が不要で作製工程が比較的少なくて済むという利点がある。また、特許文献６には、磁性層間に挿入する交換結合制御層の結合層に対して部分的にイオン注入を行うことにより、強磁性結合領域と反強磁性結合領域を形成し、反強磁性部分では上下層の磁化が打ち消しあい、強磁性結合部分からの信号出力を強調することによる、いわゆる平滑なパターン媒体の形成が提案されている。

特開２００３−１５７５１６号公報 特開２００４−３９０３３号公報 特開２００６−４８９００号公報 特開平９−９７４１９号公報 特開２００２−２８８８１３号公報 特表２００３−５３６１９９号公報 Ｂ．Ｒ．Ａｃｈａｒｙａ他、アイイーイーイー トランザクション オン マグネティックス（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｍａｇｎ．）、（米国）、２００４年、第４０巻、４号、ｐ．２３８３−２３８５

特許文献１〜３に記載のような連続膜媒体では、高トラック密度化に伴い、隣接トラック消去の問題が顕著になり、かつトラックエッジのノイズも無視できなくなる。すなわち、トラック密度の向上が困難になってくる。

一方、これまでに提案されている特許文献４のようなディスクリート媒体では、その作製手法に大きな課題がある。一般に、磁気記録層膜厚は１０ｎｍ以上で設計されるため、ヘッドの浮上安定性を考慮すると、微細加工技術を用いる手法では、平坦化技術が必須となる。磁気記録層の厚さのムラは、信号強度の変動に直結するため、平坦化にはかなりの精度が要求される。しかし、平坦化がＣＭＰ（化学機械研磨手法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）である場合は特にその課題が顕著であり、ドライエッチングを利用する場合は、比較的均一に加工できるが、加工に長時間を要し、生産性の観点からは問題となる。また、特許文献５や特許文献６のようなイオン注入を用いる手法では、平坦化技術は不要であるが、注入イオンの広がりや、後方散乱の影響などの制御が非常に困難である。特に特許文献６における結合層にイオン注入を行う手法は、後方散乱の影響は、直下の磁性層の磁気特性を変質させ、これは情報記録を担う重要な記録層の特性劣化を意味する。このほか、結合層の結晶構造が乱されるため、直上に形成されるもう一層の磁性層のエピタキシャル成長を妨げるという欠点がある。これでも、記録層としての機能の劣化を意味する。また、特許文献５、特許文献６はそれぞれ、媒体の書き込み性能を向上させるという観点からの寄与は無い。

また、特許文献６に記載の磁気記録媒体は、スペーサ膜が、そのスペーサ膜を通して第１の強磁性膜に反強磁的に交換結合されるように第２の強磁性膜を誘導するに十分な厚さを有する第１領域と、第１および第２強磁性膜が反強磁的に交換結合されない第２領域とにパターン化され、それによって第２領域は第１領域からの磁界よりも実質的に大きい磁界を磁性層の上に生じさせることができるとしている。

しかし、特許文献６では先に述べた作製上の問題点の他に、面内記録方式であるが故に、高密度化の観点から問題がある。すなわち、二層のうちのいずれかの一層において、第１領域と第２領域の間で必ず磁化方向が向かい合わせとなる部分が生じ、ビットサイズ低下に伴い熱安定性が劣化する。これは、面内記録が垂直記録に置き換わる理由となった問題に立ち戻ることを意味する。

本発明は上述の問題に鑑み、なされたものであって、その目的とするところは、高密度記録が可能な磁気記録媒体、およびその磁気記録媒体の簡便な作製方法を提供することにある。
すなわち、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に少なくとも下地層、磁気記録層、保護層がこの順に積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層が、少なくとも複数の磁性層及び交換結合制御層から形成され、交換結合制御層に物理的なパターンが形成されていることを特徴とする。

また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、上記磁気記録媒体を製造する製造方法であって、下地層形成工程、磁気記録層形成工程、保護層形成工程を少なくとも有し、前記磁気記録層形成工程が、磁性層を成膜後、その上にパターン化された交換結合制御層を形成した後、その上に磁性層を形成するものであることを特徴とする。

前記磁気記録層の信号記録領域の保磁力を、非信号記録領域の保磁力よりも小さくすることができる。具体的には、磁気記録層の信号記録領域にのみ交換結合制御層を用い、かつ交換結合制御層の直上及び直下の磁性層が、交換結合制御層を介して強磁性結合する構造とすることができる。すなわち、交換結合層を設けることにより、信号記録領域はヘッドの書き込み磁界を下回る低保磁力領域、非信号記録領域はヘッドの書き込み磁界を上回る高保磁力領域とする。さらに、交換結合層の形成パターンを制御することで、信号記録領域が非信号記録領域に挟まれるようにすれば、実効的にはディスクリートトラック媒体と同様な効果が得られる。すなわち、隣接トラック消去の問題を軽減し、トラックエッジのノイズをも低減することができる。よって、トラック密度の向上の向上が可能となる。

基本的に両領域の磁気特性の差は、交換結合層の膜厚の差によりもたらされるため、イオン注入などにより結合層の結晶構造が乱されることがないため、結合層上に形成される磁性層のエピタキシャル成長を妨げることはない。さらに、交換結合制御層の膜厚を２ｎｍ以下とすれば、交換結合制御層のパターンの凹凸に依存する表面凹凸も２ｎｍ以下となり、平坦化処理を用いずとも、良好な表面性、すなわちヘッド浮上安定性を得ることができる。すなわち、より簡便な作製方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の磁気記録媒体の構成例を説明するための図であり、軟磁性裏打ち層を有する場合の構成を示しており、磁気記録媒体の交換結合制御層が所定のパターンを有するように形成されていることを示す断面図である。

磁気記録媒体は、非磁性基体１上に、少なくとも下地層３、磁気記録層４、保護層５がこの順に積層されてなり、図１では非磁性基体１上に軟磁性裏打ち層２が形成され、その上に下地層３、磁気記録層４、保護層５がこの順に積層されている。なお、保護層５の上には潤滑剤層がさらに形成されていてもよい。

本発明の磁気記録媒体において、非磁性基体（非磁性基板）１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられるＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、或いは結晶化ガラス等を用いることができる。基板加熱温度を１００℃程度以内に抑える場合は、ポリカーボネイト、ポリオレフィン等の樹脂からなるプラスチック基板を用いることもできる。その他、Ｓｉ基板も用いることもできる。

軟磁性裏打ち層２は、例えば、現行の垂直磁気記録方式を用いる場合、磁気ヘッドからの磁束を制御して記録・再生特性を向上するために形成することが好ましい層であるが、軟磁性裏打ち層を省略することも可能である。軟磁性裏打ち層としては、例えば、結晶質のＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金等、微結晶質のＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰ等を用いることができる。記録能力を向上するためには、軟磁性裏打ち層の飽和磁化は大きい方が好ましい。なお、軟磁性裏打ち層２の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造や特性によって変化するが、他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが望ましい。

軟磁性裏打ち層で膜厚を比較的大きくする場合、磁壁を形成したり、記録層近傍の磁化が揺らいだりすることより、垂直成分の磁化を発生し、ノイズ源となる場合がある。これを抑制するために、軟磁性裏打ち層を単磁区化することが好ましく、反強磁性層或いは硬磁性層を付与することが可能である。付与するのは、軟磁性層直下、直上、中間のいずれも可能で、両層の積層も可能である。その他、軟磁性裏打ち層を、非磁性層と積層する構成を用いることも可能である。特に、非磁性層の膜厚を制御し、非磁性層を介しての反強磁性結合を用いるなどして垂直成分磁化を抑制することも可能である。

下地層３は、１）上層記録層材料が結晶質である場合は、その結晶粒子径や結晶配向を制御するため、２）軟磁性裏打ち層と記録層の磁気的な結合を防ぐため、に用いられる層である。従って、非磁性であることが好ましく、結晶構造は上層の磁気記録層材料に合わせて適宜選択することが必要であるが、非晶質構造でも用いることは可能である。例えば、直上の磁気記録層に、六方最密充填（ｈｃｐ）構造を取るＣｏを主体とした磁気記録層材料を用いる場合は、同じｈｃｐ構造もしくは面心立方（ｆｃｃ）構造をとる材料が好ましく用いられる。具体的には、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ或いはこれらを含む合金材料が好ましく用いられる。膜厚は、薄いほど書き込み容易性は向上するが、１）、２）の指針を考慮すれば、ある程度の膜厚が必要で、３〜３０ｎｍの範囲内とすることが好ましい。

ここで、本発明の特徴は、磁気記録層４が、図１に示すような、磁性層４−１及び磁性層４−３、並びに交換結合制御層４−２からなるような、複数の磁性層及び交換結合制御層から形成され、かつ交換結合制御層４−２が物理的にパターン形成されていることである。なお、「交換結合制御層４−２が物理的にパターン形成されている」とは、交換結合制御層４−２が磁性層４−１の上全面に形成されているのではなく、所定のパターンを有するように形成されている、すなわち、交換結合制御層４−２が磁性層４−１の上に形成されている部分と交換結合制御層４−２が磁性層４−１の上に形成されていない部分がある、あるいは、交換結合制御層４−２が磁性層４−１の上に形成されている部分と前記磁性層４−１の上に形成された交換結合制御層４−２の膜厚よりも薄い膜厚の交換結合制御層４−２が磁性層４−１の上に形成されている部分があることを意味する。

そして、磁気記録層４は、信号記録領域Ａと、非信号記録領域Ｂに分かれている。すなわち、少なくともいずれか一方の領域に挿入される交換結合制御層の物理的なパターンによって、その領域が分けられ、各領域では磁気特性が異なっている。このようにして、交換結合制御層４−２の効果で、書き込み容易／困難の差をつけることができ、一般的なディスクリート媒体と同様な効果を発揮する。

信号記録領域Ａ及び非信号記録領域Ｂの磁気特性の差が、少なくともいずれか一方の領域において磁性層４−１と磁性層４−３の間に挿入される交換結合制御層４−２によりもたらされる構成とすることができる。より具体的には、磁性層４−１を磁性層４−３よりも高い保磁力Ｈｃの磁気特性を有する層（高Ｈｃ層）、磁性層４−３を磁性層４−１よりも低いＨｃの磁気特性を有する層（低Ｈｃ層）とし、交換結合制御層４−２は、上下層の磁性層を強磁性結合させるような材料及び膜厚とする。この時、信号記録領域Ａでは高Ｈｃ層と低Ｈｃ層は交換結合制御層４−２を介して強磁性結合し、低Ｈｃ層の磁化反転効果を強調することによって、二層の総合的なＨｃを、直接高Ｈｃ層と低Ｈｃ層を積層した構造の非信号記録領域Ｂの総合的なＨｃに比べ、小さくすることができる。結果として、非信号記録領域Ｂでは、磁気ヘッドの発生磁界で磁化反転しづらく、信号記録領域Ａでは、容易に磁化反転することが重要である。本発明の効果を充分に発揮するためには、保磁力差をできるだけ大きくすることが好ましい。

図２に、図１の磁気記録媒体を記録面上部から眺めた模式図を、図３に磁気記録媒体の全体像の例を示す。信号記録領域Ａ及び非信号記録領域Ｂは、交換結合制御層の形成パターンにより、変更することができる。すなわち、信号記録領域のトラック方向の幅を制御することにより、適宜トラックピッチを変更することができる。また、マスクパターンにサーボパターンを形成すれば、サーボパターンを付加することも容易にできる。

前記磁性層４−１或いは４−３の材料としては、一般的に用いられる微粒子系の磁性層材料が好ましく用いられる。Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどの磁性体を主体とした粒径数ｎｍの柱状の粒子の各々が、サブｎｍ程度の厚さの非磁性体で隔てられた構造をとることが好ましい。具体例としては、ＣｏＰｔＣｒ合金に、Ｂ、Ｔａ、Ｗなどの金属を添加した材料、さらにＳｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ或いはＴａの酸化物や窒化物などを添加したものなどが挙げられる。ＣｏＰｔ規則合金やＦｅＰｔ規則合金などの高Ｋｕ材料も適用することができる。

交換結合制御層４−２の材料としては、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｉｒ、或いはこれらからを主成分とする合金を用いることができる。磁性層４−１或いは磁性層４−３で挙げたような酸化物や窒化物を添加することも可能である。直上の磁性層が結晶質の場合は、結晶構造を勘案して選択することがさらに好ましい。ここで、直下と直上の磁性層の結合を制御するためには、膜厚の設計が特に重要で、用いる材料により適宜変更することができる。交換結合層４の膜厚を制御することにより、強磁性結合や反強磁性結合、或いは完全に結合を切ることが可能で、いずれの結合を用いるかは、交換結合層４の物理的なパターンや、磁性層材料によって適当なものを用いることができる。

ただし、ヘッドの浮上安定性や、保護層の被覆性を考慮すると、信号記録領域と非信号記録領域との凹凸差はできるだけ小さくすることが好ましく、２ｎｍ以下とすれば、平坦化処理を用いないことも可能で、生産性の観点からさらに好ましい。

保護層５は、従来使用されている保護膜を用いることができ、例えば、カーボンを主体とする保護膜を用いることができる。単層ではなく、例えば異なる性質の二層カーボンや、金属膜とカーボン膜、酸化膜とカーボンの積層膜とすることもできる。

次に本発明の磁気記録媒体の製造方法につき説明する。
本発明の磁気記録媒体の製造方法においては、非磁性基体（非磁性基板）１上に下地層３を形成する下地層形成工程と、形成された下地層３の上に磁気記録層４を形成する磁気記録層形成工程と、磁気記録層４の上に保護層５を形成する保護層形成工程を有する。

下地層３を非磁性基体１の上に形成する前に、非磁性基体１の上に軟磁性裏打ち層２を形成する軟磁性裏打ち層形成工程を設けてもよい。また、保護層５の上に潤滑剤層を形成する潤滑層形成工程を設けてもよい。また、軟磁性裏打ち層形成工程においては、軟磁性裏打ち層２の直下および／または直上および／または中間に反強磁性層或いは硬磁性層を形成する工程を含んでいてもよい。

軟磁性裏打ち層形成工程において、軟磁性裏打ち層２はマグネトロンスパッタ法など通常用いられるスパッタ法の他に、蒸着法、めっき法によって形成することもできる。
また、下地層３の形成は、スパッタ法、蒸着法により行うことができる。

本発明の磁気記録媒体の製造方法における磁気記録層形成工程においては、下地層３の上に磁性層４−１を成膜後、その上にパターン化された交換結合制御層４−２を成膜する。
パターン化された交換結合制御層４−２が、交換結合制御層のある部分とない部分によってパターン化されている場合、レジスト膜塗布、所定のパターンを有するマスクで必要部分を覆って露光した後、現像することでレジスト膜にパターン形成した上で、交換結合制御層４を成膜し、レジスト膜の上に形成された交換結合制御層ごとレジスト膜をリフトオフすることによりパターン化された交換結合制御層４−２を得ることができる。

また、下地層３の上に磁性層４−１を成膜後、その磁性層４−１の上全面に交換結合制御層を成膜し、レジスト膜塗布、所定のパターンを有するマスクで必要部分を覆って露光した後、現像することでレジスト膜にパターン形成した上で、交換結合制御層のレジスト膜で覆われていない部分をエッチングを行うことにより、部分的に交換結合制御層を除去、或いは薄膜化の後、レジストをリフトオフすることにより、交換結合制御層４−２の凹凸パターンを作製することができる。より簡便な方法としては、交換結合制御層４−２を形成する際、パターンが形成されたマスターパターンディスクを介して成膜することにより、パターンを形成することができる。この際の成膜は、直進性の高いスパッタ法が好ましく用いられる。

保護層５の形成にあたっては、各種成膜法、例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、および真空蒸着法を用いることができる。特に、ＣＶＤによってカーボン膜を形成することが、より緻密で、かつ硬い膜を得ることができ、ひいてはヘッドの浮上性および対環境性を向上させることができるので好ましい。

平坦化処理を行う場合は、磁気記録層４を形成後、或いは保護層５を形成後にドライエッチングを行う方法が好ましく用いられ、数秒〜数十秒の短時間で行われることが好ましい。なお、交換結合制御層４の膜厚がいずれの領域においても２ｎｍ以下であれば、磁気記録層４形成後、および保護層５形成後のいずれにおいても平坦化処理を行わずとも信号記録領域Ａと非信号記録領域Ｂとの凹凸差が問題となることなく、平坦化処理を省略できるので生産性が向上するので好ましい。

以下に、実施例を用いて本発明の磁気記録媒体およびその製造方法を説明するが、これらの実施例は、本発明の磁気記録媒体およびその製造方法を好適に説明するための代表例に過ぎず、これらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
非磁性基体１として表面が平滑な円盤状のガラス基板を用い、これを洗浄後、スパッタリング装置内に導入し、Ｃｏ₈₈Ｎｂ₇Ｚｒ₅ターゲットを用いてＡｒガス圧５ｍＴｏｒｒ下でＣｏＮｂＺｒを８０ｎｍ形成し、ＣｏＮｂＺｒからなる軟磁性裏打ち層２を形成した。

続いて、Ｒｕターゲットを用いＡｒガス圧３０ｍＴｏｒｒ下でＲｕ下地層３をスパッタリングにより膜厚２０ｎｍで成膜した。その後、（Ｃｏ₇₀Ｐｔ₂₀Ｃｒ₁₀）₉₄（ＳｉＯ₂）₆ターゲットを用いて、Ａｒガス圧６０ｍＴｏｒｒにてＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂層（磁性層４−１）を８ｎｍ形成した。次いで、基板−スパッタターゲット間にマスクパターンを施したマスクパターンディスクを配し、Ｒｕターゲットを用いてＡｒガス圧３０ｍＴｏｒｒにて、交換結合制御層４−２として信号記録領域Ａとしたい領域のみにＲｕ層が形成されるようにＲｕ層を０．２５ｎｍ形成した。

次いで、Ｃｏ₇₁Ｃｒ₂₀Ｐｔ₅Ｂ₄ターゲットを用いて、Ａｒガス圧３０ｍＴｏｒｒにてＣｏＣｒＰｔＢ層（磁性層４−２）を７ｎｍ形成した。すなわち、信号記録領域ＡはＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂／Ｒｕ／ＣｏＣｒＰｔＢ、非信号記録領域ＢはＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂／ＣｏＣｒＰｔＢとして、磁気記録層４を形成した。なお、隣接する信号記録領域Ａ同士の間隔と隣接する非信号記録領域Ｂ同士の間隔は、いずれも７０ｎｍとした。

次に、ＣＶＤ法によりカーボンからなる保護層５を４ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層２ｎｍをディップ法により形成し、磁気記録媒体とした。なお、軟磁性裏打ち層２から保護層５までの各層の成膜は全てＤＣマグネトロンスパッタリング法により行った。以上から明らかなように、本実施例では磁気記録層４形成後にも保護層５形成後にも平坦化処理は行っていない。

＜比較例１＞
Ｒｕ層を形成する際、マスクパターンディスクを用いず、磁性層４−１の上全面にＲｕ層を形成すること以外は全て実施例１と同様にして磁気記録媒体とした。すなわち、信号記録領域と非信号領域のパターン区別は無く、磁気記録層４は全領域でＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂／Ｒｕ／ＣｏＣｒＰｔＢの構造とした。

＜比較例２＞
Ｒｕ層を一切形成しないこと以外は全て実施例１と同様にして磁気記録媒体とした。すなわち、信号記録領域と非信号領域のパターン区別は無く、磁気記録層４は全領域でＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂／ＣｏＣｒＰｔＢの構造とした。

＜評価＞
まず、実施例１、比較例１，２で試作した垂直媒体の磁気記録層の磁気特性評価を行った。磁気特性評価にはＫｅｒｒ効果測定装置を用いて、垂直方向のヒステリシループを測定した。なお、Ｋｅｒｒ効果測定装置のスポット径φはおよそ１μｍであり、ヒステリシスループはその範囲の磁化変化を観測していることになる。ヒステリシスループから、比較例１のＨｃは４．５ｋＯｅ、比較例２のＨｃは５．８ｋＯｅであった。実施例１では、比較例１と比較例２のループが重なった形状をしており、このことから、信号記録領域と非信号記録領域では、それぞれ、比較例１及び比較例２の磁気特性であることを示している。

次に、ディスクリート効果を確認するため、実施例１及び比較例１〜２の電磁変換特性を評価した。電磁変換特性評価は、スピンスタンドテスターにて、ＧＭＲヘッドを用いて行った。記録トラック幅は１４０ｎｍ、再生トラック幅９０ｎｍのヘッドを用いた。トラックピッチ１４０ｎｍで、実施例１では信号記録領域に、比較例１及び２では従来通り任意のトラックにおいて評価を行った。その結果を表１に示す。

表１において、ＳＮＲは信号対雑音比を示し、ＯＷは重ね書き（Over Write）特性を示し、ＢＥＲは信号読み誤り率（Bit Error Rate）を示す。ＳＮＲは、線記録密度８００ｋＦＣＩでの値で、信号品質、すなわち記録密度の指標である。ＯＷは、線記録密度８００ｋＦＣＩの信号上に１００ｋＦＣＩの信号を重ね書きした時の値で、書き込み容易性の指標となる。ＢＥＲは、記録密度の指標であるが、今回、隣接トラック消去の影響を示す指標とするため、次のような測定方法を用いた。これは、ある中心トラックに信号を記録し、続いてその両隣のトラックに信号を記録した後、中心トラックのＢＥＲを測定するものである。このときの中心トラックの記録密度は１０３ｋＦＣＩ、両隣のトラックは１００ｋＦＣＩとした。

表１から、ＳＮＲは実施例１が最も優れていることがわかる。ＯＷは実施例１と比較例１が同等で、比較例２が大幅に悪い。一般に、ＳＮＲは、高記録密度下においてはビット間の遷移ノイズが支配的であると考えられ、この遷移ノイズは、記録領域の記録層構造の等しい実施例１と比較例１では変わらないはずである。従って、実施例１と比較例１のＳＮＲの差は、実施例１においてトラックエッジ近傍のノイズが低減された効果であるといえる。比較例２は、実施例１及び比較例１に比して大幅にＳＮＲが悪く、これはＯＷ値が低いことから、書き込み性能が非常に悪く、飽和記録できていないためと考えられる。

ＢＥＲは、実施例１は１０^-7未満と非常によく、比較例１では４．１×１０^-4と悪かった。比較例１の場合、両隣接トラックのＢＥＲは１０^-7以下であったことから、両隣トラックの書き込み時に信号が上書きされた分、ＢＥＲが劣化したものと考えられる。このことから、実施例１では隣接トラック消去の影響が大幅に低減された効果が明らかである。比較例２は、最もＢＥＲが悪いが、この場合、隣接トラックのＢＥＲも同程度に悪かった。すなわち、隣接トラック消去の影響は無いが、前記した通り書き込みにくく、ＳＮＲが悪いため、もともとのＢＥＲが悪いと言える。

最後に、実施例１及び比較例１，２のヘッド浮上安定性を比較した。ディスクを回転、ヘッドをランダムにシークさせ続ける試験を１００００時間行った。なお、ヘッドの浮上量は１０ｎｍとした。その結果、いずれの媒体も問題なく浮上し続けた。実施例１では交換結合膜厚が０．２５ｎｍであったが、これを２ｎｍとした場合でも問題ないことが確認された。

以上のように、本実施例によれば、隣接トラック消去を低減し、かつトラックエッジノイズを低減することができる。すなわち、高記録密度化が可能であることが明らかとなった。また、本実施例では、比較的簡単な作製方法で、磁気ヘッドの浮上安定性も確保できることが明らかとなった。

本発明の磁気記録媒体の１実施態様を示す断面模式図（パターニング部分拡大図）である。 本発明の磁気記録媒体の１実施態様を示す平面模式図（パターニング部分拡大図）である。 本発明の磁気記録媒体の１実施態様を示す平面模式図（全体図）である。

符号の説明

１：非磁性基体
２：軟磁性裏打ち層
３：下地層
４：磁気記録層
４−１、４−３：磁性層
４−２：交換結合制御層
５：保護層

Claims (7)

1. 非磁性基体上に少なくとも下地層、磁気記録層、保護層がこの順に積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層が、少なくとも複数の磁性層及び交換結合制御層から形成され、交換結合制御層に物理的なパターンが形成されており、
   前記磁気記録層の信号記録領域にのみ交換結合制御層が形成され、かつ、前記交換結合制御層の直上及び直下の磁性層が、前記交換結合制御層を介して強磁性結合していることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 非磁性基体上に少なくとも下地層、磁気記録層、保護層がこの順に積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記磁気記録層が、少なくとも複数の磁性層及び交換結合制御層から形成され、交換結合制御層に物理的なパターンが形成されており、
   前記磁気記録層の信号記録領域にのみ交換結合制御層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
3. 前記磁気記録層が、各々磁気特性の異なる信号記録領域及び非信号記録領域に分かれており、その磁気特性の差が、交換結合制御層の有無またはその膜厚の差によりもたらされていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
4. 前記磁気記録層の信号記録領域の保磁力が、非信号記録領域の保磁力よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
5. 前記交換結合制御層の膜厚がいずれの領域においても２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体製造方法であって、下地層形成工程、磁気記録層形成工程、保護層形成工程を少なくとも有し、前記磁気記録層形成工程が、磁性層を成膜後、その上にパターン化された交換結合制御層を形成した後、その上に磁性層を形成するものであることを特徴とする磁気記録媒体製造方法。
7. 前記交換結合制御層の膜厚がいずれの領域においても２ｎｍ以下であって、磁気記録層形成工程後、および保護層形成工程後のいずれにおいても平坦化処理を行わないことを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒体製造方法。

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