JP5030935B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置 - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置に係り、特に所謂ディスクリートトラックメディア（Discrete Track Media）と呼ばれる磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置に関する。
コンピュータの外部記憶装置等として利用される記憶装置では、磁気記録媒体の記録密度が急速に向上されている。高記録密度を実現するには、信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal-to-Noise Ratio）を向上する必要があるが、特に遷移ノイズの低減は最重要課題の一つである。遷移ノイズは、磁気記録媒体の記録層を構成する磁性粒子の大きさに依存し、磁性粒径が小さい程抑制できる。しかし、磁性粒径の低減は、書き込まれた情報の熱揺らぎ耐性（又は、熱安定性）の低下を伴うため、記録層を形成する材料には磁気異方性エネルギー密度の高いものを用いる必要があり、その結果、磁気ヘッドによる磁気記録媒体への情報書き込みが困難になってしまうという問題が生じる。
この問題を回避する手段として提案されたのが、パターンド媒体と呼ばれる磁気記録媒体である。パターンド媒体には、ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ:Discrete Track Media）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ:Bit Patterned Media）等が含まれる。ＤＴＭは、記録層がトラック方向に物理的に分断された構造を有し、ＢＰＭは、記録層がトラック方向及びビット方向に物理的に分断された構造を有する。ＤＴＭではトラック密度を向上することが可能となり、ＢＰＭではトラック密度と線密度の両方を向上することが可能となる。
パターンド媒体の記録層にパターンを形成する方法としては、電子ビーム描画等を用いたリソグラフィー技術によってスタンパを製造し、スタンパを記録層上に成膜したレジストに押し付けることでパターンを転写し、その後ドライエッチングを行うことで記録層にパターンを形成する方法が提案されている。
ところで、磁気ヘッドは、パターンド媒体から所定距離だけ浮上した状態で情報の書き込み及び読み出しを行う。このため、磁気ヘッドとパターンド媒体の接触による磁気ヘッド又はパターンド媒体の損傷を防ぐためには、パターンド媒体の媒体表面が平坦である必要がある。そこで、上記の如く記録層にパターンを形成した後に、パターンの凹部を埋め戻す等して媒体表面を平坦化する必要がある。このように媒体表面を平坦化する方法としては、ＳｉＯ２等の非磁性体の充填によってパターンの凹部を埋め戻した後に、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）を用いて平坦化を行う方法が提案されている。
パターンド媒体の更なる高密度化を図るためには、記録層を形成する磁性粒子を小さくする必要があるが、磁性粒子を小さくすると熱揺らぎの影響を受け易くなってしまう。又、上記の如くパターンド媒体の記録層のパターンをエッチングにより形成する場合、エッチング境界では磁性粒子の一部が削られて局所的に磁性粒子の体積が小さくなるため、熱揺らぎの影響を受け易くなってしまう。
特開平１０−１２５５２０号公報
特開２００８−１４６８０９号公報
従来のパターンド媒体では、記録層をパターニングする際に記録層を形成する磁性粒子の体積が局所的に小さくなるため、熱揺らぎの影響を受け易くなるという問題があった。
そこで、本発明は、記録層をパターニングする際に記録層を形成する磁性粒子の体積の局所的減少を抑えて熱揺らぎの影響を受けにくくすることが可能な磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する磁気記録媒体が提供される。
本発明の一観点によれば、非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層を形成する工程と、前記記録層をパターニングして凹部のパターンを形成する工程と、前記記録層の凹部に非磁性体を埋め込む工程を有し、前記記録層を形成する工程は、前記磁性粒子を前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状に形成する磁気記録媒体の製造方法が提供される。
本発明の一観点によれば、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録と前記磁気記録媒体からの情報の読み出しを行うヘッドを備え、前記磁気記録媒体は、非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する記憶装置が提供される。
開示の磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置によれば、記録層をパターニングする際に記録層を形成する磁性粒子の体積の局所的減少を抑えて熱揺らぎの影響を受けにくくすることが可能となる。
開示の磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置では、磁気記録媒体の記録層は非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する。記録層のグラニュラ化により、記録層の磁性粒子の孤立化を促進させ、磁気記録層の保磁力を増大させることで媒体ノイズの低減と熱揺らぎ耐性の向上を図ることができる。又、記録層を形成する磁性粒子は、記録層に用いるグラニュラ酸化物を選定することで、上層側の面積の方が下層側の面積より大きい逆円錐台形状を有するように形成される。
記録層を形成する磁性粒子がこのような逆円錐台形状を有するので、磁性粒子を比較的大きくしても熱揺らぎ耐性が向上するか、或いは、記録磁界を小さくすることができる。又、記録層の膜厚を比較的薄くすることができるので、記録層をパターニングする際のエッチング時間やパターンの凹部を非磁性体で埋め戻す充填時間を短縮することができる。更に、記録層をパターニングする際に記録層の磁性粒子が基板表面に垂直な方向に対して斜めにエッチングされた場合でも、磁性粒子の体積の局所的減少を抑えることができる。
以下に、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法並びに記憶装置の各実施例を、図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施例における磁気記録媒体の一部を示す断面図である。図１に示す磁気記録媒体１は、基板１１、軟磁性層１２、中間層１３、記録層１４及び保護層１５を有し、記録層１４に形成されたパターンの凹部には非磁性体１６が埋め込まれている所謂パターンド媒体である。本実施例では、本発明がディスク形状のＤＴＭに適用されているので、記録層１４と非磁性体１６が半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成される。尚、本発明がディスク形状のＢＰＭに適用される場合には、記録層１４と非磁性体１６は半径方向上交互に、且つ、トラック方向上（即ち、円周方向上）交互に形成される。
基板１１は、表面が平坦で機械的強度が比較的強いガラスや表面処理を施したＡｌ等で形成されている。軟磁性層１２は、例えば、ＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＺｒＴａ等のＣｏ系アモルファス材料、或いは、ＦｅＣｏＢ，ＦｅＴａＣ等のＦｅ系アモルファス材料で形成されている。尚、軟磁性層１２は、例えばＣｏＺｒＮｂ膜とＲｕ膜とＣｏＺｒＮｂ膜を順次積層した積層構造（ＣｏＺｒＮｂ／Ｒｕ／ＣｏＺｒＮｂ）を有しても良い。
中間層１３は、例えばＮｉＦｅ膜とＲｕ膜を順次積層した積層構造（ＮｉＦｅ／Ｒｕ）、或いは、Ｔａ膜とＲｕ膜を順次積層した積層構造（Ｔａ／Ｒｕ）を有する。ＮｉＦｅ／Ｒｕ構造を有する中間層１３の場合、例えばＮｉＦｅ膜の膜厚は５ｎｍ、Ｒｕ膜の膜厚は１５ｎｍである。Ｔａ／Ｒｕ構造を有する中間層１３の場合、例えばＴａ膜の膜厚は４ｎｍ、Ｒｕ膜の膜厚は２０ｎｍである。積層構造を有する中間層１３を形成するＮｉＦｅ膜又はＴａ膜は、Ｒｕ膜の結晶性を改善したり粒径を制御したりする機能を有する。一方、積層構造を有する中間層１３を形成するＲｕ膜は、後述する記録層１４の磁化容易軸を基板１１の表面（以下、基板面と言う）に対して垂直方向に向ける機能を有する。
記録層１４は、非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する。本実施例では、非磁性母体は例えばＴｉＯ２等の金属酸化物であり、磁性粒子は例えばＣｏＣｒＰｔである。記録層１４の下部領域で、各磁性粒子を磁気的に孤立させるためには、磁性粒子のサイズを均一にして、その間に十分にＳｉＯ２等の金属酸化物を充填する必要がある。記録層１４の下部領域では、磁性粒子と金属酸化物は例えば８５ｍｏｌ％（Ｃｏ６５Ｃｒ１５Ｐｔ２０）−１５ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）である。
記録層１４の中間領域では、金属酸化物を例えば１５ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）から１２ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）に減らすことで、磁性粒子の磁気的な結合を抑制しながら、磁性粒子の体積を大きくすることが可能となる。
更に、記録層１４の上部領域では、金属酸化物を例えば１２ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）から９ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）に減らすことで、磁性粒子は磁気的な結合が若干生じる。ここで、下部領域、中間領域及び上部領域の膜厚は、磁気記録媒体１に求められる特性や磁気記録媒体１に使用する材料によって異なるが、例えば記録層１４の膜厚が１５ｎｍの場合、下部領域、中間領域及び上部領域の夫々の領域を５ｎｍ程度毎に振り分けることが可能である。
例えば、記録層１４の膜厚を１５ｎｍとして、磁性粒子の直径を８ｎｍ、磁性粒子の間隔を２ｎｍとして、磁性粒子が円柱形状の場合、単位体積当たりの磁気異方性エネルギーＫｕはＫｕ＝４×１０６ｅｒｇ／ｃｃとすると、ＫｕＶ／ｋＴ＝７２．８となる。ここで、ｋＴは熱揺らぎのエネルギー、Ｖは磁性粒子の体積を示す。又、下部領域内の磁性粒子の直径を７ｎｍ、上部領域内の磁性粒子の直径を０．５ｎｍとすると、ＫｕＶ／ｋＴ＝７８．１となり、ＫｕＶ／ｋＴが約７％増加する。更に、磁性粒子の下部領域内の磁性粒子の直径を７．５ｎｍ、上部領域内の磁性粒子の直径を１０ｎｍとすると、ＫｕＶ／ｋＴ＝８７．７となって、従来の磁性粒子が円柱形状の場合と比べてＫｕＶ／ｋＴが約２０％増加する。このように、下部領域における磁性粒子の間隔が円柱形状の磁性粒子の場合と比べると離れているので、磁性粒子の直径（即ち、サイズ）にばらつきがあっても、磁性粒子間に磁気的な結合が生じないので、磁気記録媒体１の線記録密度を向上することができる。
保護層１５は、例えばダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Diamond-Like Carbon）膜及び潤滑膜を順次積層した構造を有する。潤滑膜は、例えば有機物潤滑剤で形成される。
次に、本発明の一実施例における磁気記録媒体の製造方法を説明する。製造方法は、従来の連続膜からなる記録層を有する磁気記録媒体を製造する方法と同様に、記録層を形成する表面を加工したり洗浄したりする工程ＳＴ１、磁性材料をスパッタリングにより記録層を形成する工程ＳＴ２、記録層上に保護層を形成する工程ＳＴ３、及び製造した磁気記録媒体の試験を行う工程ＳＴ４等を含む。
ただし、本実施例においては、上記工程ＳＴ２では、磁性粒子の上層側の面積の方が下層側の面積より大きい逆円錐台形状となるように記録層が形成される。又、上記工程ＳＴ２とＳＴ３の間に、以下に説明する工程Ｓ１乃至Ｓ３が設けられる。図２乃至図４は、工程Ｓ１乃至Ｓ３を説明する断面図であり、図２乃至図４中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。尚、磁気記録媒体１の各層は、インライン式のスパッタ装置を用いて形成した。
工程ＳＴ１では、先ず直径２．５インチのガラス基板１１に、膜厚が２０ｎｍのＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０膜、膜厚が０．８ｎｍのＲｕ膜、及び膜厚が２０ｎｍのＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０膜を順次積層して積層構造（多層構造）を有する軟磁性層１２を形成した。軟磁性層１２のＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０膜は、Ａｒガス圧を０．５Ｐａ、投入電力を２．１ｋＷに設定して形成し、Ｒｕ膜は、Ａｒガス圧を０．５Ｐａ、投入電力を１．２ｋＷに設定して形成した。この場合、軟磁性層１２の磁化容易軸は半径方向に配向しており、下側（基板側）のＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０膜と上側（中間層側）のＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０膜の磁化は、互いに反平行となっている。更に、軟磁性層１２の上に、膜厚が５ｎｍのＮｉＦｅ膜と膜厚が１５ｎｍのＲｕ膜を順次積層して積層構造（多層構造）を有する中間層１３を形成した。中間層１３のＮｉＦｅ膜はＡｒガス圧を１Ｐａ、投入電力を１ｋＷに設定して形成し、Ｒｕ膜はＡｒガス圧を３Ｐａ、投入電圧を１．３ｋＷに設定して形成した。
工程ＳＴ２では、膜厚が１５ｎｍの記録層１４をＡｒガス圧を５Ｐａ、投入電力を１．５ｋＷに設定して形成した。記録層１４の最初の５ｎｍの下部領域の組成は８５ｍｏｌ％（Ｃｏ６５Ｃｒ１５Ｐｔ２０）−１５ｍｏｌ％（ＴｉＯ２）、次の５ｎｍの中間領域の組成は８８ｍｏｌ％（Ｃｏ６５Ｃｒ１５Ｐｔ２０）−１２ｍｏｌ％（５０％ＴｉＯ２，５０％ＳｉＯ２）、そして次の５ｎｍの上部領域の組成は９１ｍｏｌ％（Ｃｏ６５Ｃｒ１５Ｐｔ２０）−９ｍｏｌ％（５０％ＴｉＯ２，５０％ＳｉＯ２）とした。つまり、逆円錐台形状を有する記録層１４の磁性粒子は、記録層１４の初期成長段階ではグラニュラ形成用酸化物としてＴｉＯ２を比較的多く添加することで磁性粒子の直径を小さくし、成長段階が進むにつれて徐々にグラニュラ形成用酸化物としてＳｉＯ２を添加することで磁性粒子の直径を大きくする。
工程Ｓ１では、中間層１３上に形成された記録層１４の上に、図２に示すように紫外線硬化樹脂で膜厚４０ｎｍのレジスト層３１を形成した。図２では、中間層１３より下の層の図示は省略する。
工程Ｓ２では、所望のパターンに対応して表面に凹凸形状を有する石英で形成されたモールド（又は、スタンパ）４１を図３（ａ）に示すようにレジスト層３１に押し付けてモールド４１のパターンをレジスト層３１に転写する。凹凸形状の深さは、例えば約７０ｎｍである。モールド４１のパターンは、例えば磁気記録媒体１のデータゾーンでは同心円状のパターンであり、サーボパターンは半径方向に延びるパターンである。又、図３（ｂ）に示すように、紫外線ＵＶを約５秒照射してレジスト層３１を硬化させる。図３（ｃ）に示すようにモールド４１を取り除くと、レジスト層３１の膜厚は約９０ｎｍとなり、レジスト層３１の凹部での残渣３１Ａの膜厚は約８ｎｍである。
工程Ｓ３では、図４（ａ）に示すように、先ずレジスト層３１とその残渣３１Ａを約８ｎｍだけＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により除去した。ＲＩＥは、ＡｒガスとＯ２ガスの流量比を２：１として、約５００Ｗのパワーで行った。このＲＩＥにより、レジスト層３１の凹部の領域では、記録層１４が露出した。次に、レジスト層３１をマスクとして用いて記録層１４をＡｒイオンでエッチングするＩＢＥ（Ion Beam Etching）を行って、図４（ｂ）に示すようにレジスト層３１の凹部内の記録層１４を除去した。ＩＢＥは、ＲＦパワーを３００Ｗ、バイアス電圧を約−５０Ｖに設定して行った。次に、又、図４（ｃ）に示すように、レジスト層３１を除去した。更に、記録層１４が除去されることで形成された凹部を埋めるために、バイアス電圧を印加しながら図４（ｄ）に示す非磁性体１６を形成した。非磁性体１６にはＣｏ４０Ｚｒ３０Ｎｂ３０を用いた。記録層１４上には、約１０ｎｍの非磁性体１６が形成されたので、非磁性体１６をＡｒイオンでエッチングするＩＢＥを行って、図４（ｅ）に示すように記録層１４と非磁性体１６が交互に配置された表面を平坦化した。図５は、この状態の磁気記録媒体１を示す斜視図である。本実施例では本発明がＤＴＭに適用されているので、図５において記録層１４は磁気記録媒体１のランド領域に相当し、非磁性体１６は磁気記録媒体１のグルーブ領域に相当する。平坦化された表面には、図４（ｆ）に示すように３ｎｍの保護層１５を形成した。保護層１５は、膜厚が２ｎｍで記録層１４上に形成されたＤＬＣ膜と、ＤＬＣ膜上にパーフルオロポリエーテルをディッピング法で１ｎｍの膜厚に形成された潤滑膜を含む。
次に、グラニュラ構造を有する記録層１４中の磁性粒子を逆円錐台形状とすることにより得られる効果を、図６乃至図８と共に説明する。
図６は記録層１４中の磁性粒子の形状を説明する図であり、図６（ａ）は円柱形状を有する磁性粒子１４０、図６（ｂ）は逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１を示す。図６からもわかるように、下層側の面積が円柱形状を有する磁性粒子１４１と同じ面積である逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１は、円柱形状を有する磁性粒子１４０と比べると体積を大きくすることができる。
図７は、磁性粒子がエッチングされる様子を説明する図であり、図７（ａ）は円柱形状を有する磁性粒子１４０、図７（ｂ）は逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１を示す。図７からもわかるように、上記工程Ｓ３において図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように記録層１４がドライエッチングにより除去されると、エッチングの境界では磁性粒子が部分的に削られてしまう。この際、円柱形状を有する磁性粒子１４０は削られて体積が大幅に減少した磁性粒子１４０Ａとなってしまうが、逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１は削られてもある程度の体積を維持した磁性粒子１４１Ａとなる。このように、磁性粒子１４１の場合は削られて体積が大幅に減少してしまうことがないので、上記エッチングの境界、即ち、記録層１４と非磁性体１６の境界（又は、エッジ）での熱揺らぎの影響を抑制することができる。
又、図６（ｂ）に示す磁性粒子１４１及び図７（ｂ）に示す磁性粒子１４１Ａの体積は図６（ａ）に示す磁性粒子１４０及び図７（ａ）に示す磁性粒子１４０Ａの体積と比べると大きいので、磁性粒子１４１，１４１Ａの単位体積当たりの磁気異方性エネルギーＫｕを小さくすることができる。このため、比較的小さな記録磁界を用いて磁性粒子１４１，１４１Ａで形成された記録層１４を有する磁気記録媒体１に情報を記録することができる。これは、磁気記録媒体１に情報を記録するのに要する記録磁界をＨｋ、飽和磁界をＭｓとすると、Ｈｋ＝２Ｋｕ／Ｍｓなる関係からも明らかである。このように、円柱形状の磁性粒子１４０と同じエッチングレートで逆円錐台形状の磁性粒子１４１がエッチングされても、残留する磁性粒子１４１Ａの体積は磁性粒子１４０Ａと比べると大きいので、逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１で形成された記録層１４を備えた磁気記録媒体１は熱揺らぎ耐性に優れていることがわかる。
図８は、記録層１４の膜厚が薄い場合の磁性粒子の形状を説明する図であり、図８（ａ）は円柱形状を有する磁性粒子１４０、図８（ｂ）は逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１を示す。図８からもわかるように、下層側の面積が円柱形状を有する磁性粒子１４１と同じ面積である逆円錐台形状を有する磁性粒子１４１は、記録層１４の膜厚が薄い場合であっても円柱形状を有する磁性粒子１４０と比べると体積を大きくすることができる。つまり、磁性粒子１４０の体積が大きい分、記録層１４の膜厚を薄くすることができる。円柱形状の磁性粒子１４０と同じ体積にする場合、逆円錐台形状の磁性粒子１４１の下部の直径を７．５ｎｍ、 上部の直径を１０ｎｍとすると、記録層１４の膜厚を１２．５ｎｍまで薄くすることができる。記録層１４を薄くすると、記録層１４の一部を除去する際のエッチング量を低減できるだけでなく、記録層１４に形成されたパターンの凹部に充填する非磁性体１６の充填量を減少できるので、磁気記録媒体１の量産性を向上可能となる。このように、図４（ｂ）と共に説明した記録層１４のエッチング（即ち、パターニング）に要するエッチング時間（即ち、パターニング時間）の短縮、及び図４（ｄ）及び図４（ｅ）と共に説明した記録層１４の凹部を非磁性体１６で埋め戻す充填時間の短縮を実現可能となる。
本発明者は、上記の方法で製造した磁気記録媒体１に対して実際にデータを記録して再生することで、磁気記録媒体１の熱揺らぎ耐性を調べた。本実施例のサンプルＳｍｐでは、記録層４の膜厚が１５ｎｍであり、逆円錐台形状の磁性粒子１４１の下部の直径は８ｎｍであった。又、比較例Ｃｍｐとして、磁気記録媒体１と同様の構造を有するものの、記録層４の膜厚が１５ｎｍであり、円錐形状の磁性粒子１４０の直径は８ｎｍであった。図９は、サンプルＳｍｐと比較例Ｃｍｐについて、データ用ランド領域である記録層１４の磁化安定性を測定した結果を示す図である。図９中、縦軸は正規化された信号減衰率（Signal Decay）を任意単位で示し、横軸は時間を秒（ｓ）で示し、例えば１．Ｅ＋３は１×１０３を表す。図９からもわかるように、円柱形状の磁性粒子１４０を用いる比較例Ｃｍｐ（●印）では信号減衰率が−０．２１ｄＢ／decadeであったが、サンプルＳｍｐ（◇印）では、−０．０８ｄＢ／decadeとなり、サンプルＳｍｐでは信号減衰率が比較例Ｃｍｐと比べて大幅に改善されることが確認された。つまり、サンプルＳｍｐの熱揺らぎ耐性は、比較例Ｃｍｐと比べて大幅に向上することが確認された。
次に、サンプルＳｍｐの媒体表面の平坦度が、比較例Ｃｍｐの媒体表面の平坦度と比べて改善される理由を、図１０乃至図１３と共に説明する。
図１０は、磁性粒子が円柱形状の場合の媒体表面を示す平面図であり、図１１は、媒体表面にくぼみが発生するメカニズムを説明する図１０中の線Ａ−Ａ'に沿った断面図である。図１０及び図１１において、図１乃至図４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１０において、線Ａ−Ａ'より上側の記録層１４の部分は比較例Ｃｍｐのランド領域に相当し、線Ａ−Ａ'より下側の非磁性体１６の部分は比較例Ｃｍｐのグルーブ領域に相当する。尚、図１１において、レジスト層３１の図示は省略してある。
図１１（ａ）は、図４（ｂ）の状態に相当し、エッチングにより記録層１４がパターニングされて図１１（ｂ）の状態になる。図１１（ｂ）は、図４（ｃ）の状態に相当する。記録層１４を形成するグラニュラ形成用酸化物のエッチングレートは、磁性粒子１４０のエッチングレートより多少速いので、図１１（ｂ）においてＰ１で示すように、中間層１３の一部がエッチングされて凹部が形成されてしまう。このため、図１１（ｃ）に示すように非磁性体１６がパターニングされた記録層１４の凹部に埋め込まれた後に媒体表面が平坦化されても、Ｒ１で示すように媒体表面に約０．８ｎｍのくぼみが発生してしまう。図１１（ｃ）は、図４（ｅ）の状態に相当する。
図１２は、磁性粒子が逆円錐台形状場合の媒体表面を示す平面図であり、図１３は、媒体表面にくぼみが発生しにくくなるメカニズムを説明する図１２中の線Ａ−Ａ'に沿った断面図である。図１２及び図１３において、図１乃至図４と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１２において、線Ａ−Ａ'より上側の記録層１４の部分はサンプルＳｍｐのランド領域に相当し、線Ａ−Ａ'より下側の非磁性体１６の部分はサンプルＳｍｐのグルーブ領域に相当する。尚、図１３において、レジスト層３１の図示は省略してある。
図１３（ａ）は、図４（ｂ）の状態に相当し、エッチングにより記録層１４がパターニングされて図１３（ｂ）の状態になる。図１３（ｂ）は、図４（ｃ）の状態に相当する。記録層１４を形成するグラニュラ形成用酸化物のエッチングレートは、磁性粒子１４１のエッチングレートより多少速いものの、図１３（ｂ）においてＰ２で示すように、中間層１３は殆どエッチングされないので中間層１３に凹部が形成されることはない。これは、図１２からもわかるように、磁性粒子１４１が記録層１４の上部では密集しており、磁性粒子１４１間の間隙が非常に少ないからである。このため、図１３（ｃ）に示すように非磁性体１６がパターニングされた記録層１４の凹部に埋め込まれた後に媒体表面が平坦化されると、媒体表面にくぼみは発生しにくい。媒体表面にＲ２で示すようにくぼみが発生したとしても、発生するくぼみは約０．２ｎｍ以下となる。図１３（ｃ）は、図４（ｅ）の状態に相当する。このように、サンプルＳｍｐの媒体表面の平坦度は、比較例Ｃｍｐと比べると大幅に向上する。
次に、本発明の一実施例における記憶装置を、図１４及び図１５と共に説明する。本実施例では、記憶装置は、磁気ディスク装置又はハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）である。図１４は、本実施例における記憶装置の一部を示す断面図であり、図１５は、図１４の記憶装置の一部を上部カバーを取り外して示す平面図である。
図１４及び図１５において、ベース１１３にはモータ１１４が取り付けられており、このモータ１１４は複数の磁気ディスク１１６が固定されたハブ１１５を回転する。磁気ディスク１１６は、上記実施例の磁気記録媒体１と同様の構造を有する。磁気ディスク１１６からの情報の読み取り及び磁気ディスク１１６への情報の書き込みは、ヘッドスライダ１１７に固定されたリードヘッド及びライトヘッド等を含むヘッド部により行われる。リードヘッドは磁気ディスク１１６から情報を読み出し、ライトヘッドは磁気ディスク１１６に情報を記録する。
ヘッドスライダ１１７はサスペンション１１８に接続されており、サスペンション１１８はヘッドスライダ１１７を磁気ディスク１１６の記録面の方向に押し付ける。磁気ディスク１１６の記録面には、潤滑剤で形成された潤滑膜が設けられている。特定のディスク回転速度及びサスペンション硬度では、ヘッドスライダ１１７が磁気ディスク１１６の記録面より所定の浮上量だけ浮いた位置を走査するようになっている。サスペンション１１８は、アクチュエータ１２０に接続された強固なアーム１１９に固定されている。これにより、磁気ディスク１１６の広範囲にわたって読み取り及び書き込みを行うことが可能となる。
勿論、磁気ディスク１１６の数は図１４に示すように３つに限定されるものではなく、２つ、或いは、４つ以上の磁気ディスク１１６を磁気記憶装置内に設けても良い。
更に、本実施例における磁気記録媒体は、磁気ディスクに限定されるものではなく、本発明は、磁気カードを含む各種磁気記録媒体に適用可能である。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、磁気記録媒体。
（付記２）
ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を更に備え、
前記記録層は前記中間層上に形成されており前記凹部内では前記非磁性体が前記中間層と接している、付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３）
Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を更に備え、
前記中間層は前記軟磁性層上に形成されている、付記２記載の磁気記録媒体。
（付記４）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体は半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成されている、付記１乃至３のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
（付記５）
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層を形成する工程と、
前記記録層をパターニングして凹部のパターンを形成する工程と、
前記記録層の凹部に非磁性体を埋め込む工程を有し、
前記記録層を形成する工程は、前記磁性粒子を前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状に形成する、磁気記録媒体の製造方法。
（付記６）
前記記録層を形成する工程は、前記記録層の初期成長段階ではグラニュラ形成用酸化物としてＴｉＯ２を所定量添加することで前記磁性粒子の直径を小さくし、成長段階が進むにつれて徐々に前記グラニュラ形成用酸化物としてＳｉＯ２を添加することで磁性粒子の直径を大きくする、付記５記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記７）
ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を形成する工程を更に有し、
前記記録層を形成する工程は前記中間層上に前記記録層を形成し、
前記非磁性体を埋め込む工程は前記非磁性体が前記凹部内では前記中間層と接するように形成する、付記５又は６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記８）
Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を形成する工程を更に有し、
前記中間層を形成する工程は、前記中間層を前記軟磁性層上に形成する、付記７記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記９）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体はが半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成される、付記５乃至８のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０）
前記凹部のパターンを形成する工程は、前記記録層をドライエッチングによりパターニングする、付記５乃至９のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録と前記磁気記録媒体からの情報の読み出しを行うヘッドを備え、
前記磁気記録媒体は、
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、記憶装置。
（付記１２）
前記磁気記録媒体は、ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を更に備え、
前記記録層は前記中間層上に形成されており前記凹部内では前記非磁性体が前記中間層と接している、付記１１記載の記憶装置。
（付記１３）
前記磁気記録媒体は、Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を更に備え、
前記中間層は前記軟磁性層上に形成されている、付記１２記載の記憶装置。
（付記１４）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体はが半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成されている、付記１１乃至１３のいずれか１項記載の記憶装置。
（付記１）
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、磁気記録媒体。
（付記２）
ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を更に備え、
前記記録層は前記中間層上に形成されており前記凹部内では前記非磁性体が前記中間層と接している、付記１記載の磁気記録媒体。
（付記３）
Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を更に備え、
前記中間層は前記軟磁性層上に形成されている、付記２記載の磁気記録媒体。
（付記４）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体は半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成されている、付記１乃至３のいずれか１項記載の磁気記録媒体。
（付記５）
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層を形成する工程と、
前記記録層をパターニングして凹部のパターンを形成する工程と、
前記記録層の凹部に非磁性体を埋め込む工程を有し、
前記記録層を形成する工程は、前記磁性粒子を前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状に形成する、磁気記録媒体の製造方法。
（付記６）
前記記録層を形成する工程は、前記記録層の初期成長段階ではグラニュラ形成用酸化物としてＴｉＯ２を所定量添加することで前記磁性粒子の直径を小さくし、成長段階が進むにつれて徐々に前記グラニュラ形成用酸化物としてＳｉＯ２を添加することで磁性粒子の直径を大きくする、付記５記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記７）
ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を形成する工程を更に有し、
前記記録層を形成する工程は前記中間層上に前記記録層を形成し、
前記非磁性体を埋め込む工程は前記非磁性体が前記凹部内では前記中間層と接するように形成する、付記５又は６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記８）
Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を形成する工程を更に有し、
前記中間層を形成する工程は、前記中間層を前記軟磁性層上に形成する、付記７記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記９）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体はが半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成される、付記５乃至８のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０）
前記凹部のパターンを形成する工程は、前記記録層をドライエッチングによりパターニングする、付記５乃至９のいずれか１項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録と前記磁気記録媒体からの情報の読み出しを行うヘッドを備え、
前記磁気記録媒体は、
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、記憶装置。
（付記１２）
前記磁気記録媒体は、ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を更に備え、
前記記録層は前記中間層上に形成されており前記凹部内では前記非磁性体が前記中間層と接している、付記１１記載の記憶装置。
（付記１３）
前記磁気記録媒体は、Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を更に備え、
前記中間層は前記軟磁性層上に形成されている、付記１２記載の記憶装置。
（付記１４）
前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体はが半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成されている、付記１１乃至１３のいずれか１項記載の記憶装置。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
１ 磁気記録媒体
１１ 基板
１２ 軟磁性下地層
１３ 中間層
１４ 記録層
１５ 保護層
１６ 非磁性体
１１７ ヘッドスライダ
１１ 基板
１２ 軟磁性下地層
１３ 中間層
１４ 記録層
１５ 保護層
１６ 非磁性体
１１７ ヘッドスライダ
Claims (9)
- 非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、磁気記録媒体。 - ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を更に備え、
前記記録層は前記中間層上に形成されており前記凹部内では前記非磁性体が前記中間層と接している、請求項１記載の磁気記録媒体。 - Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を更に備え、
前記中間層は前記軟磁性層上に形成されている、請求項２記載の磁気記録媒体。 - 前記磁気記録媒体はディスク形状を有するディスクリートトラックメディアであり、
前記記録層と前記非磁性体は半径方向上交互に、且つ、同心円状に形成されている、請求項１乃至３のいずれか１項記載の磁気記録媒体。 - 非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層を形成する工程と、
前記記録層をパターニングして凹部のパターンを形成する工程と、
前記記録層の凹部に非磁性体を埋め込む工程を有し、
前記記録層を形成する工程は、前記磁性粒子を前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状に形成する、磁気記録媒体の製造方法。 - 前記記録層を形成する工程は、前記記録層の初期成長段階ではグラニュラ形成用酸化物としてＴｉＯ２を所定量添加することで前記磁性粒子の直径を小さくし、成長段階が進むにつれて徐々に前記グラニュラ形成用酸化物としてＳｉＯ２を添加することで磁性粒子の直径を大きくする、請求項５記載の磁気記録媒体の製造方法。
- ＮｉＦｅとＲｕを順次積層した積層構造、或いは、ＴａとＲｕを順次積層した積層構造を有する中間層を形成する工程を更に有し、
前記記録層を形成する工程は前記中間層上に前記記録層を形成し、
前記非磁性体を埋め込む工程は前記非磁性体が前記凹部内では前記中間層と接するように形成する、請求項５又は６記載の磁気記録媒体の製造方法。 - Ｃｏ系アモルファス材料、或いは、Ｆｅ系アモルファス材料で形成された軟磁性層を形成する工程を更に有し、
前記中間層を形成する工程は、前記中間層を前記軟磁性層上に形成する、請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に対する情報の記録と前記磁気記録媒体からの情報の読み出しを行うヘッドを備え、
前記磁気記録媒体は、
非磁性母体の中に磁性粒子を分散させたグラニュラ構造を有する記録層と、
前記記録層に形成されたパターンの凹部に埋め込まれた非磁性体を備え、
前記磁性粒子は、前記記録層の上部領域内の直径が前記記録層の下部領域内の直径より大きい逆円錐台形状を有する、記憶装置。
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