JP5212827B2 - 磁気記録媒体の製造方法、及びこの方法により製造された磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明者は、高精度なビット・パターンド・メディア(BPM)を得るべく、特に、半径25nm以下のアルミナナノホール(ANH)に均一にメッキをすることが困難である理由について検討した。その結果、真空中、70℃以上の温度で乾燥処理すれば、ANHに均一にメッキができることが判明したため、ANHの径が小さくなると上記(1)式に示した理由でメッキ液が入りにくくなり、ナノホールが均一に埋められなくなることは否定される。
以下に、本発明の磁気記録媒体の製造方法を、図面に従い詳細に説明する。なお、以下に示す例は本発明の単なる例示であり、当業者であれば適宜設計変更することができる。
工程1は、図1(a)に示すように、非磁性体基板12上に導電性を有する中間層18を形成し、さらに、中間層18上にアルミニウム含有層20を形成する工程である。
非磁性基板12は、磁気記録媒体10の後述する他の構成要素14〜20を順次形成し、当該他の構成要素14〜20を支持するために磁気記録媒体10の最下部に用いる構成要素である。非磁性基板12は、後述する陽極酸化に用いられる条件(溶媒、温度等)に耐え得るものであれば足り、特に寸法安定性に優れることが好ましい。非磁性基板12としては、通常の磁気記録媒体に用いられる、NiPメッキを施したAl合金、強化ガラス、および結晶化ガラス等を用いることができるのみならず、シリコン基板を用いることもできる。
下地層14は、CrTi合金等の非磁性材料を用いて、スパッタ法(DCマグネトロンスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法などを含む)、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法および条件を用いて形成することができ、厚さは、0.1nm〜20nmとすることが好ましい。
SUL層16は、後述する磁気記録層に垂直方向磁界を集中させるために配設する層である。SUL層16に用いることのできる軟磁性材料としては、FeTaC、センダスト(FeSiAl)合金などの結晶性材料;FeTaC、CoFeNi、CoNiPなどの微結晶性材料;又はCoZrNd、CoZrNb、CoTaZrなどのCo合金を含む非晶質材料が挙げられる。
中間層18は、アルミナナノホールの底面を構成するために、後述するアルミニウム含有層20の直下に配設する構成要素である。中間層18は、導電性材料であれば足り、後述する陽極酸化時に、中間層18自体、及びSUL層16の酸化を抑制するために、Au、Pd、Pt、Rh、Ir、Ru、Osなどの貴金属を用いることが好ましい。また、これらの貴金属を用いることにより、中間層18は、後述する磁気記録層24と中間層18の下に配設されるSUL層16との結晶配向性を調整することもできる。
図1(a)に示す例では、任意選択的に、SUL層16と中間層18との間にシード層(図示せず)を配設してもよい。シード層は、磁気記録層の結晶構造を制御するために配設する層である。シード層としては、NiFeAl、NiFeSi、NiFeNb、NiFeB、NiFeNbB、NiFeMo、NiFeCrなどのようなパーマロイ系材料;CoNiFe、CoNiFeSi、CoNiFeB、CoNiFeNbなどのようなパーマロイ系材料にCoをさらに添加した材料;Co;あるいはCoB、CoSi、CoNi、CoFeなどのCo基合金が挙げられる。
アルミニウム含有層層20は、後述する方法により陽極酸化され、ナノホールを有するアルミナ含有層22を形成するために配設され、BPMにおいて磁性体記録要素を磁気的および熱的に分離する分離層である。
工程2は、図1(b)に示すように、アルミニウム含有層20に微小窪み20aを形成する工程である。
工程3は、図1(c)に示すように、アルミニウム含有層を酸化することによりアルミナ含有層22を生成すると同時に、アルミナ含有層22内において微小窪みを起点にナノホール22aを形成して中間層18を部分的に露出させる工程である。
工程4は、図1(d)に示すように、ナノホール22aを超臨界流体又は亜臨界流体を用いて洗浄し、乾燥する工程である。
工程5は、図1(e)に示すように、中間層18上に磁性体金属を選択的に堆積し、複数の磁性体記録要素24を有する磁気記録層を形成する工程である。
(実施例1)
図1に示す手順に従い磁気記録媒体形成した。まず、基板12として、直径65mm、板厚0.635mmの交渉寸法2.5インチのシリコン基板を用意した。これを洗浄、乾燥し、スパッタリング装置内に導入後、主表面上にスパッタ法を用いて下地層14としてCrTi膜を厚さ2nmで形成した。次いで、下地層14上にスパッタ法を用いてSUL層16としてCoZrNd膜を厚さ40nmで形成した。さらに、SUL層16上にスパッタ法を用いてシード層としてCoNiFeSi膜を厚さ16nmで形成した。続いて、シード層上にスパッタ法を用いて中間層18としてRu膜を厚さ12nmで形成した。
酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液の代わりに、硫酸塩系の鉄メッキ液を用いて、ナノホール22aに鉄を充填したことが以外は、実施例1と同じ条件で実施例2の磁気記録媒体を得た。
Ruの代わりにOs、Pt、Pd、Ir、Rh、Auを中間層18として形成し、酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液Co−100ES(高純度化学製)、及び酸性硫酸塩系の鉄メッキ液を用いて、ナノホール22aにコバルト、鉄を充填したこと以外は、実施例1と同じ条件で実施例3の磁気記録媒体を得た。
酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液の代わりに、硫酸塩系の鉄メッキ液、及び塩化白金酸系のメッキ液を混合して、ナノホール22aにFePt合金を充填したこと、並びに真空アニール温度を500℃としたこと以外は、実施例1と同じ条件で実施例4の磁気記録媒体を得た。
酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液の代わりに、硫酸塩系の鉄メッキ液、及び塩化パラジウム系のメッキ液を混合して、ナノホール22aにFePd合金を充填したこと、並びに真空アニール温度を500℃としたこと以外は、実施例1と同じ条件で実施例5の磁気記録媒体を得た。
酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液の代わりに、硫酸塩系のコバルトメッキ液、及び塩化白金酸系のメッキ液を混合して、ナノホール22aにCoPt合金を充填したこと、並びに真空アニール温度を500℃としたこと以外は、実施例1と同じ条件で実施例6の磁気記録媒体を得た。
酸性硫酸塩系のコバルトメッキ液の代わりに、硫酸塩系のコバルトメッキ液、及び塩化パラジウム系のメッキ液を混合して、ナノホール22aにCoPd合金を充填したこと、並びに真空アニール温度を500℃としたこと以外は、実施例1と同じ条件で実施例5の磁気記録媒体を得た。
現状では、直径25nmの単独ビットサイズを読み書き可能な磁気ヘッドは存在しない。このため、各実施例1〜7の磁気記録媒体に形成された直径25nmの磁性体記録要素の均一性、及び磁気記録要素の磁気分離性について調査した。
実施例1〜7の各磁気記録媒体について、真空対応磁気力顕微鏡(MFM)を用いて、磁性体記録要素の均一性について調査した。その結果、実施例1〜7のいずれの磁気記録媒体についても、磁性体記録要素は均一な磁性を示した。
実施例1〜7の各磁気記録媒体について、真空対応磁気力顕微鏡(MFM)を用いて、磁性体記録要素の磁気分離性について調査した。その結果、実施例1〜7のいずれの磁気記録媒体についても、磁性体記録要素は十分に磁気分離がなされており、当初の目的である高精度のBPM構造が得られていることが判明した。
12 非磁性基板
14 下地層
16 SUL層
18 中間層
20 アルミニウム含有層
20a 微小窪み
22 アルミナ含有層
22a ナノホール
24 磁気記録要素
30 被加工媒体
52 高圧容器
54 冷却ユニット
56 高圧ポンプ
58a 第1のバルブ
58b 第2のバルブ
60 反応チャンバー
62 ヒーター
64 圧力調整装置
Claims (5)
- (a) 非磁性体基板上に導電性を有する中間層を形成し、さらに前記中間層上にアルミニウム含有層を形成する工程と、
(b) 前記アルミニウム含有層に複数の微小窪みを形成する工程と、
(c) 前記アルミニウム含有層を酸化することによりアルミナ含有層を生成すると同時に、前記アルミナ含有層内において前記微小窪みを起点にナノホールを形成して前記中間層を露出させる工程と、
(d) 前記ナノホールを純水を用いて洗浄する工程と、
(e) 前記ナノホールを超臨界流体又は亜臨界流体を用いて洗浄し、乾燥する工程と、
(f) 前記中間層上に磁性体金属を選択的に堆積し、複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を形成する工程と
を含み、工程(c)と工程(d)との間、および工程(d)と工程(e)との間においてナノホールの乾燥を行わないことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 前記超臨界流体又は前記亜臨界流体が、超臨界CO2流体、又は亜臨界CO2流体であることを特徴とする、請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記磁性体金属が、Co、及びFe、並びにFe/Pt、Co/Pt、Fe/Pd、及びCo/Pdからなる合金からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記ナノホールの直径が25nm以下であることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記中間層が、Ru、Os、Pt、Pd、Ir、Rh、及びAu、並びにこれらから選択される貴金属を主成分とする合金からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
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