JP5264209B2

JP5264209B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JP5264209B2
Application number: JP2008041615A
Authority: JP
Inventors: 竜也檜上; 弘士金井; 俊典大野; 博之鈴木; 宏稲葉
Original assignee: エイチジーエスティーネザーランドビーブイ
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: US8257845B2; US20090214898A1; JP2009199683A

Description

本発明は、高記録密度に適したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体に代表されるパターン媒体に関わり、特にトラックガイド分離域に関する。

近年、パーソナルコンピュータで利用される情報量の増大や、映像記録機器、カーナビゲーションシステム等への用途拡大により、磁気記録再生装置はさらなる大容量化・高性能化の要求が高まっている。高記録密度化のためには磁気記録媒体の磁化反転単位を小さくし、媒体ノイズを低減する必要がある。その方法として従来の磁気記録媒体では、磁気記録層を構成する強磁性結晶粒があらかじめ磁気記録層に含まれる非磁性材料で分離される構造が採用された。

現在、より積極的にこの分離域を制御し磁気記録密度を向上する案として、記録トラック間に分離加工を施したディスクリートトラック媒体、さらには、記録ビット間にも分離加工を施したビットパターン媒体が研究開発されており、いずれの場合も分離域形成加工技術が高記録密度化の重要なポイントとなっている。例えば、ディスクリートトラック媒体においては、分離域形成加工技術として基板に予め同心円状に凹凸形状を形成しておき、その上に磁性膜を形成することで、凹凸形状の磁性膜を形成する基板加工型や、磁性膜にマスクを施し凹部とすべき部分をエッチングすることによって凹凸形状を施す磁性膜加工型が提案されている。

しかしながら、これらの技術において、凹部には非磁性材料を埋め戻し、さらにその表面を凸部となる磁性膜の高さにあわせて平坦化し、さらに平坦化した面に保護膜を形成するといった複数のプロセス工程を有することで、磁性膜や保護膜の表面に発生する異物の増加、表面粗さの増加という新たな問題が発生し、高記録密度化のためのもう一つのポイントとなる磁気ヘッドと磁気ディスクの隙間狭小化（ナノスペーシング化）を妨げてしまう。

これらを解決する手段として、イオン注入を用いて分離域を形成する方法が試みられている。例えば、特許文献１では、ディスクリートトラック媒体の記録トラック間の分離域を、磁性層に窒素イオン等を打ち込むことによって非磁性化することで形成する方法が開示されている。この方法を用いれば、トラック密度を向上し、記録密度を向上できるとされている。

また、特許文献２では、磁性膜上に形成したカーボンなどからなるイオンバッファ層を介してＣｒなどの元素をイオン注入し、熱処理を施すことによってイオンを注入した領域の保磁力を低下させて分離域を形成する方法が開示されている。この方法を用いれば、磁性層の厚み方向に対するイオン注入濃度を制御して、強磁性領域を特定領域に集中させることができるとされている。

特許第３０３４８７９号特開２００６−３０９８４１号公報

ディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体において、記録トラック間や記録ビット間を分離する方法は重要な課題である。

上記文献のような方法を用いる場合、分離域の磁性を変化させ記録トラックに書きにじみがないようにしてトラック密度を向上するためには多量のイオンを注入する必要がある。その場合、一部のイオンが記録トラック部分にまで拡散し、記録トラックの磁気特性が変化することにより、出力が大きく減少するなど記録再生特性が劣化する問題がある。熱処理を用いる場合も、一部のイオンが記録トラック部分にまで拡散し、記録トラックの磁気特性が変化することにより、出力が大きく減少するなど記録再生特性が劣化する問題がある。また、イオンバッファ層などを用いた場合は、イオンバッファ層を構成する元素と注入イオンの元素が異なる場合、各元素のイオン化傾向に差があるため、耐食性が劣化する問題がある。

本発明の目的は、良好な記録再生特性と信頼性を両立したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体を作製することである。特に、イオン注入によってディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体の分離域を形成する場合において、記録トラックや記録ビットに対するダメージがないように注入イオンを制御することである。

上記目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体においては、基板上に直接もしくは間接的に形成された磁気記録層を有し、磁気記録層は非磁性元素を含有し、磁気記録層面内方向に非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分が存在し、磁気記録層の上部に磁気記録層に含まれる非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を有することを特徴とする。

磁気記録層面内方向に非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分が存在するようにする方法として、磁気記録層に含まれる非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を磁気記録層上部に形成し、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成するための開口部を有するマスク層を非磁性層上部に形成し、マスク層をマスクとして非磁性元素を非磁性層を介してイオン注入することで、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成するとよい。

磁気記録層面内方向に非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分が存在するようにする方法として、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成するための開口部を有するマスク層を磁気記録層上部に形成し、非磁性元素と同元素を主成分とする非磁性層をマスク層上部およびマスク層開口部の下にある磁気記録層上部に形成し、マスク層をマスクとして非磁性元素を非磁性層を介してイオン注入することで、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成する方法を用いてもよい。

また、磁気記録層が複数の磁性層を有する場合、非磁性層を磁気記録層の上部ではなく、複数の磁性層の少なくとも２層の間に形成してもよい。この場合、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成するための開口部を有するマスク層を非磁性層上部に形成し、マスク層をマスクとして非磁性元素をイオン注入することで、磁気記録層の非磁性元素の含有率が高い部分を形成する方法を用いるとよい。

磁気記録層の非磁性元素の含有率の高い部分と低い部分をおおむね同心円状に形成することにより、ディスクリートトラック媒体を作製することができる。また、磁気記録層の非磁性元素の含有率が低い部分がおおむね同心円状に並んだドット状に形成することにより、ビットパターン媒体を作製することができる。

非磁性元素として、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅからなる群から選ばれるいずれかの元素を用いるとよい。非磁性層厚は２ｎｍ以下であることが望ましい。非磁性層を磁気記録層上部に形成する場合、非磁性層の主成分がＣｒ、Ｔａ及びＣのいずれかの元素であることが望ましい。

磁気記録層が複数の磁性層を有し、非磁性層を磁気記録層の上部ではなく、複数の磁性層の少なくとも２層の間に形成する場合、非磁性層の主成分がＲｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれかの元素であることが望ましい。

非磁性層を磁気記録層上部に形成する場合、マスク層を除去する工程の前後、もしくは同時に非磁性層を除去してもよい。

本発明によれば、良好な記録再生特性と信頼性を両立したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体を作製することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［実施例１］
図１〜８を参照して、本発明の実施例１による磁気記録媒体及びその製造方法の一例を示す。本実施例ではディスクリートトラック媒体を作製し、磁気的書き込み幅Ｍww（Magnetic Write Width）の評価を行っている。

図１を参照して説明する。基板１０として、硼珪酸ガラス、或いはアルミノシリケートガラスからなる基板表面を化学強化した基板を洗浄後、乾燥して用いた。化学強化したガラス基板に替え、アルミニウム合金基板上にＮｉ−Ｐめっき後表面研磨した基板やＳｉやＴｉ合金からなる剛体基板を用いることもできる。

前記工程を経た基板上に密着層１１として５０at.%Ａｌ−５０at.%Ｔｉ合金層を５ｎｍ、第一軟磁性層１２として５１at.%Ｆｅ−３４at.%Ｃｏ−１０at.%Ｔａ−５at.%Ｚｒ合金層を１５ｎｍ、反強磁性結合層１３としてＲｕ層を０．５ｎｍ、第二軟磁性層１４として５１at.%Ｆｅ−３４at.%Ｃｏ−１０at.%Ｔａ−５at.%Ｚｒ合金層を１５ｎｍ、下地層１５として５０at.%Ｃｒ−５０at.%Ｔｉ合金層を２ｎｍ、第一配向制御層１６として９４at.%Ｎｉ−６at.%Ｗ合金層を７ｎｍ、第二配向制御層１７としてＲｕ層を１７ｎｍ、第一磁性層１８として５９mol.%Ｃｏ−１６mol.%Ｃｒ−１７mol.%Ｐｔ−８mol.% ＳｉＯ₂合金層を１３ｎｍ、第二磁性層１９として６３at.%Ｃｏ−１５at.%Ｃｒ−１４at.%Ｐｔ−８at.%Ｂ合金層を６ｎｍ、非磁性層２０としてＣｒ層を２ｎｍ順次積層した（図１）。

上記各層の成膜には真空中で基板を搬送し、上記のような複数の層を連続成膜可能な枚様式のスパッタリング装置を用いた。所望の膜組成と同じ組成の合金ターゲットを用意し、それをスパッタすることで上記のような合金層を成膜した。成膜時のＡｒガス圧は第二配向制御層１７と第一磁性層１８以外の層を成膜する際は１Ｐａとした。第二配向制御層１７を成膜する際のＡｒガス圧は、第二配向制御層１７の下部側９ｎｍを１Ｐａで成膜し、上部側８ｎｍを５Ｐａで成膜した。第一磁性層１８成膜時はＡｒに酸素を加えて成膜した。それぞれの分圧はＡｒを４Ｐａ、酸素を０．２Ｐａとした。

前記工程を経た媒体にレジスト２１を塗布した後、記録トラックとサーボエリアの形状と同様のパターンが形成されたスタンパー２２をレジスト２１に押し付けることによって、レジスト２１にパターンを転写した（図２〜４）。パターン転写後のレジスト２１の溝部分のレジスト残膜を酸素を用いたＲＩＥ（Reactive Ion Etching）にて除去し、トラックピッチ１２０ｎｍ、トラック幅６０ｎｍ、高さ１５０ｎｍのレジストパターン２１′を形成した（図５）。このレジストパターンには型押しによって同時に形成されたサーボエリアのパターンも含まれる。

レジストパターン形成後、非磁性元素のイオン２３としてＣｒイオンを媒体に照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部にトラック分離域２４として非磁性元素Ｃｒの含有率が高い部分を形成した（図６）。

イオンを媒体に照射する方法としては、照射する非磁性元素（ここではＣｒ）を主成分とする陰極のアーク放電によりプラズマを生成し、生成したプラズマを湾曲した磁場ダクトにより輸送して、媒体にプラズマビームを照射する方法を用いた。あるいは、非磁性元素のイオンを照射する方法としてイオンビーム源を利用してもよい。Ｃｒイオン照射時の加速電圧は２８ｋＶとし、照射量は１×１０¹⁵〜４×１０¹⁶／ｃｍ²とした。

Ｃｒイオン照射後、酸素を用いたＲＩＥにてレジストパターン２１′を除去し（図７）、ＣＶＤにてＤＬＣ（Diamond-like Carbon）保護膜２５を２ｎｍ成膜し、パーフルオロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布して厚さ１ｎｍの潤滑膜２６を形成した（図８）。ＤＬＣ保護膜の代わりに、スパッタリングによるカーボン保護膜や、磁場フィルタによるイオン輸送機構を備えたカソーディックアーク法を用いて形成したｔａ−Ｃ（Tetrahedral Amorphous Carbon）保護膜などを用いることもできる。ＤＬＣ保護膜成膜時の成膜ガスはＣ_２Ｈ_２にＮ_２Ｏを混合したガスを使用した。

作製した媒体のＭwwを、スピンスタンドを用いて評価した。磁気ヘッドは再生トラック幅Ｔwr（Track Width of Reader）が５０ｎｍ、書き込み幅Ｔww（Track Width of Writer）が７０ｎｍのものを用いた。

結果を図３２に示す。Ｍwwは照射量が少ない３×１０¹⁵／ｃｍ²以下のところではほぼ一定で、それ以降照射量が増えるに従って徐々にＭwwが減少し、照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上になるとＭwwはほぼ一定となった。Ｃｒの照射量が最も少ない点でＭwwが８５ｎｍ以上あったのに対し、照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域ではＭwwは７０ｎｍ程度と大きく減少したことから、トラック幅を狭くしトラック密度を大きく向上できることが確認された。

以上のようなＭwwの変化の傾向は以下のように説明できる。照射量が少ない３×１０¹⁵／ｃｍ²以下のＭwwがほぼ一定の領域は、トラック分離域２４における非磁性原子の濃度の増加が小さく磁性があまり変化しないため、トラック間を十分に分離できていない領域である。その後、照射量が増加してＭwwがともに減少していく領域では、照射量に従ってトラック分離域２４の非磁性原子の濃度が増加し、トラック分離域２４の磁化が徐々に減少することで、トラック間の磁気的な結合が弱まっていきＭwwが徐々に減少していく領域である。照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上でＭwwがほぼ一定になる領域では、トラック分離域２４の磁化が十分に小さくなるまで非磁性原子の濃度が高くなり、トラック間を十分に分離できている領域である。

本実施例のうち、Ｃｒイオンの照射量が２×１０¹⁶／ｃｍ²のサンプルに関して、トラック分離域２４と記録トラック部分におけるＣｒ濃度を分析した。分析にはエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を用いた。トラック分離域の分析は、トラック分離域の面内方向中ほどの位置において、面垂直方向に非磁性層２０の中ほどの位置（図３３のＰ１の位置）から第二配向制御層１７の上部付近の位置（図３３のＰ２の位置）まで実施した。記録トラック部分の分析は同様に、記録トラック部分の面内方向中ほどの位置において、面垂直方向に非磁性層２０の中ほどの位置（図３３のＰ３の位置）から第二配向制御層１７の上部付近の位置（図３３のＰ４の位置）まで実施した。

分析結果を図３４に示す。トラック分離域２４に関しては、第一磁性層１８及び第二磁性層１９におけるＣｒ濃度はどの位置でも３０at.%を越えていた。Ｃｏ−Ｃｒ合金においてＣｒが３０at.%以上ある場合、磁化はほぼ失われる。すなわち、トラック分離域２４の磁化はほぼ失われており、この結果からもトラック分離域２４が記録トラック間を十分に分離するように形成されていることが確認された。

一方、記録トラック部分に関して、第一磁性層１８及び第二磁性層１９におけるＣｒ濃度はどの位置でも１５at.%前後で、スパッタした合金の組成とほぼ同じ値であることが確認された。

なお、トラック分離域２４において、第二配向制御層１７の一部にまで注入したＣｒが入ってしまっているが特に問題はない。

以上より、本実施例においてＣｒイオンを１×１０¹⁶／ｃｍ²以上照射することにより、トラック密度を十分に向上できることが確認された。

［実施例２］
実施例１の非磁性層２０及び非磁性元素のイオン２３を他の元素に変えて、実施例１と同様にディスクリートトラック媒体を作製した。非磁性層２０及び非磁性元素のイオン２３には、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅのうちのいずれかの材料を用いた。

実施例１と同じヘッドを用いてＭwwを評価した。結果を図３５〜３７に示す。まず、非磁性元素の照射量が最も少ない点では、各元素ともＭwwの値は８５ｎｍ程度で、実施例１の同じ照射量におけるＭwwと同程度の値であった。非磁性元素のイオン２３の照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以下の領域では、各元素とも照射量に従ってＭwwが徐々に減少する様子が確認できたものの、Ｍwwの値には多少のばらつきがあった。しかし、非磁性元素のイオン２３の照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域では、各元素ともＭwwは７０ｎｍ程度の値となり、実施例１の同じ照射量におけるＭwwと同程度の値となった。

すなわち、各元素とも照射量を１×１０¹⁶／ｃｍ²以上とすることで、実施例１の場合と同等のトラック密度が得られることが確認できた。

ただし、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕを用いた媒体では、信頼性上問題のないレベルではあったが、Ｃｒを用いた場合に比べ耐食性が若干劣化した。Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅを用いた場合は浮上性に明確に影響するほどのレベルではなかったが、非磁性層２０形成後の媒体表面粗さが若干大きくなった。ただし、Ｃを用いた媒体は実施例１に比べ耐食性がさらに良好であった。非磁性層２０にＴａを用いた場合は、耐食性や表面粗さも実施例１の媒体と同等の媒体が得られた。

［比較例１］
実施例１の非磁性層２０を形成しないディスクリートトラック媒体を以下の方法で作製し評価した。

実施例１と同様の方法にて第二磁性層１９まで形成した後、実施例１と同様の方法にてレジストパターン２１′を形成した（図９）。実施例１と同様の方法で非磁性元素のイオン２３としてＣｒイオンを照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部に非磁性元素の含有率が高い部分２４を形成した（図１０）。ただし、Ｃｒの照射量は１×１０¹⁵〜1×１０¹⁷／ｃｍ²とした。

その後、実施例１と同様にレジストパターン２１′を除去し、ＤＬＣ保護膜２５を４ｎｍ形成し、潤滑膜２６を形成した（図１１）。ここでは、磁性層とヘッド間の距離を実施例１の媒体と合わせるため、ＤＬＣ保護膜２５の膜厚を厚くしてある。

実施例１の媒体を評価したヘッドと同じものを用い、スピンスタンドにてＭwwを評価した。結果を図３８に示す。

実施例１で十分にＭwwを低減できた照射量１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域において、本比較例の媒体はＭwwが広くなることが確認された。これは、実施例１のように非磁性層２０がある場合は非磁性層２０からも非磁性原子（ここではＣｒ）が拡散するために、トラック分離域２４の非磁性原子の濃度がトラック間を分離するのに十分な濃度となるが、非磁性層２０がない場合は非磁性層２０からの非磁性原子の拡散がないため、トラック分離域２４の非磁性原子の濃度が不十分となり、トラック間を十分に分離できなかったためである。ただし、照射量を７×１０¹⁶／ｃｍ²以上まで増やした場合、Ｍwwは７０ｎｍ程度まで減少し、実施例１の照射量１×１０¹⁶／ｃｍ²以上とした媒体と同程度となった。

本比較例のＣｒイオンの照射量を１×１０¹⁷／ｃｍ²とした媒体と、実施例１のＣｒイオンの照射量を２×１０¹⁶／ｃｍ²とした媒体に関して、スピンスタンドを用いて出力の経時変化を測定し、熱減磁特性を評価した。測定時の温度は７０℃、線記録密度は２４ｋＦＣ／ｍｍとし、１００００秒後の出力を記録直後の出力と比較することで評価した。実施例１の照射量を２×１０¹⁶／ｃｍ²とした媒体では、１００００秒後の出力は記録直後に比べ１％程度の出力減少量だった。それに対し、本比較例の照射量を１×１０¹⁷／ｃｍ²とした媒体の出力減少量は約５％となり、実施例１の媒体に比べ熱減磁の進行が約５倍も速いことが確認された。

以上のような熱減磁特性の違いは以下のように説明できる。非磁性元素（ここではＣｒ）のイオン２３の照射量が少ない場合は、照射されたイオンが記録トラック部分にまで拡散する量も少ないため、記録トラック部分の磁気特性が変化するほどのダメージはない。しかし、イオンの照射量が増加すると記録トラック部分へイオンが拡散する量が増えるため、記録トラック部分の保磁力が減少し熱減磁特性が大きく悪化したものである。

なお、上述したような非磁性層２０から非磁性原子が拡散する現象は、非磁性層の膜厚が変わっても同様に発現する。非磁性層２０が薄くなる場合は特に問題ないが、厚くなる場合は磁気ヘッドと記録媒体の間のスペーシングロスが大きくなり記録再生特性が劣化してしまう。その場合、ＤＬＣ保護膜２５を薄くしてスペーシングを調整することも可能だが、極端に保護膜厚が薄くなると膜のカバレッジが悪くなり信頼性を損なう。信頼性を考慮した場合、ＤＬＣ保護膜厚は２ｎｍ以上必要であるため、スペーシングを極端に悪化させない条件として実施例１などでは非磁性層２０の厚さは２ｎｍとしている。

［比較例２］
実施例１の非磁性層２０の主成分と照射する非磁性元素のイオン２３を異なる元素にしたディスクリートトラック媒体を以下の方法で作製し評価した。

実施例１と同様の方法にて第二磁性層１９まで形成した後、非磁性層２０としてＭｏ層を２ｎｍ積層した（図１）。その後、実施例１と同様の方法にてレジストパターン２１′を形成した（図５）。その後、実施例１と同様の方法で非磁性元素のイオン２３としてＣｒイオンを照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部にトラック分離域２４を形成した（図６）。その後、実施例１と同様にレジストパターン２１′を除去し、ＤＬＣ保護膜２５を形成し、潤滑膜２６を形成した（図８）。

実施例１と同様の方法でＭwwを評価した。結果を図３９に示す。本比較例の媒体は、特に照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域において、実施例１の媒体よりもＭwwが広くなったが、比較例１の媒体よりは狭くなった。これは、非磁性層２０の主成分と照射する非磁性元素のイオン２３が異なるため、非磁性層２０からの原子の拡散の仕方が変化したことが原因である。

また、本比較例の媒体は実施例１の媒体に比べて記録トラック部分の耐食性が大きく劣化した。これは、イオン化傾向の異なる元素が媒体表面とトラック間に配置されたことが原因である。

［実施例３］
以下に示す方法でディスクリートトラック媒体を作製し評価した。
実施例１と同様の方法にて第二磁性層１９まで形成した後、第一マスク層２７としてＣ層を５０ｎｍ、第二マスク層２８としてＴａ層を２０ｎｍ形成した（図１２）。その後、実施例１と同様の方法でレジストパターン２１′を形成した（図１３）。その後、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥにて、レジストパターン２１′の開口部の下にある第二マスク層２８をエッチングし、第二マスク層２８にレジストパターンを転写した（図１４）。その後、酸素を用いたＲＩＥを用いて、レジストパターン２１′及び第二マスク層２８の開口部の下にある第一マスク層２７をエッチングし、第二マスク層２８のパターンを第一マスク層２７に転写した（図１５）。この第一マスク層２７のパターンを形成する際の酸素を用いたＲＩＥで、レジストパターン２１′はすべて除去された。

その後、第二マスク層２８上部及び開口部の下にある第二磁性層１９上部に非磁性層２０としてＴａ層を２ｎｍ形成した（図１６）。その後、プラズマビームを用いて非磁性元素のイオン２３としてＴａイオンを媒体に照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部に非磁性元素（ここではＴａ）の含有率が高い部分２４を形成した（図１７）。Ｔａイオン照射時の加速電圧は２８ｋＶとし、照射量は１×１０¹⁵〜４×１０¹⁶／ｃｍ²とした。その後、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥにて第二マスク層２８及び非磁性層２０を除去し、さらに酸素を用いたＲＩＥにて第一マスク層２７を除去した（図１８）。その後、実施例１と同様の方法でＤＬＣ保護膜２５を４ｎｍ形成し、潤滑膜２６を形成した（図１９）。

実施例１と同様の方法でＭwwを評価した。結果を図４０に示す。非磁性元素のイオン２３の照射量に対するＭwwの依存性は実施例１と同様の傾向を示した。すなわち、照射量が最も少ない点ではＭwwは８５ｎｍ程度で、それから照射量を増加させると照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²になるまではＭwwが徐々に減少した。照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域でＭwwの値は７０ｎｍ前後の値でほぼ一定となった。

すなわち、本実施例の方法において、非磁性元素のイオン２３の照射量を１×１０¹⁶／ｃｍ²以上とすることで、実施例１の場合と同等のトラック密度が得られることが確認できた。

［実施例４］
以下に示す方法でディスクリートトラック媒体を作製し評価した。
実施例１と同様の方法にて第一磁性層１８まで形成した後、非磁性層２０として７０at.%Ｒｕ−３０at.%Ｃｒ層を１ｎｍ、第二磁性層１９として６４at.%Ｃｏ−１２at.%Ｃｒ−１４at.%Ｐｔ−１０at.%Ｂ合金層を６ｎｍ順次積層した（図２０）。その上に実施例１と同様の方法でレジストパターン２１′を形成した（図２１）。

その後、プラズマビームを用いて非磁性元素のイオン２３としてＲｕイオンを媒体に照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部に非磁性元素（ここではＲｕ）の含有率が高い部分２４を形成した（図２２）。Ｒｕイオン照射時の加速電圧は２３ｋＶとし、照射量は１×１０¹⁵〜４×１０¹⁶／ｃｍ²とした。その後、実施例１と同様にレジストパターン２１′を除去し、ＤＬＣ保護膜２５を４ｎｍ形成し、潤滑膜２６を形成した（図２３）。

実施例１と同様の方法でＭwwを評価した。結果を図４１に示す。非磁性元素のイオン２３の照射量に対するＭwwの依存性は実施例１と同様の傾向を示した。すなわち、照射量が最も少ない点ではＭwwは８５ｎｍ程度で、それから照射量を増加させると照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²になるまではＭwwが徐々に減少した。照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域でＭwwの値は７０ｎｍ前後の値でほぼ一定となった。

本実施例の方法で実施例１と同等のＭwwを示す媒体が得られるのは、非磁性層２０を第一磁性層１８と第二磁性層１９の間に形成しても、実施例１と同様に非磁性元素のイオン２３照射時に非磁性層２０からの非磁性原子（本実施例ではＲｕ）の拡散があるためである。この非磁性原子が非磁性層２０から拡散する現象は非磁性層２０の膜厚が変わっても同様に発現するが、本実施例のように磁性層の間に形成する場合は、磁性層の結晶配向性の劣化や磁性層間の磁気結合が極端に弱くなることで記録再生特性を悪化させることを防ぐため、非磁性層２０の膜厚は２ｎｍ以下とする必要がある。

［実施例５］
実施例４の非磁性層２０及び非磁性元素のイオン２３を他の材料に変えたディスクリートトラック媒体を作製した。非磁性層２０の材料及び照射する非磁性元素２３として、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗを用い、実施例４と同様に媒体を作製した。

実施例４と同様の方法でＭwwを評価した結果を図４２に示す。まず、非磁性元素の照射量が最も少ない点では、各元素ともＭwwの値は８５ｎｍ程度で、実施例４の同じ照射量におけるＭwwと同程度の値であった。非磁性元素のイオン２３の照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以下の領域では、各元素とも照射量に従ってＭwwが徐々に減少する様子が確認できたものの、Ｍwwの値には多少のばらつきがあった。しかし、非磁性元素のイオン２３の照射量が１×１０¹⁶／ｃｍ²以上の領域では、各元素ともＭwwは７０ｎｍ程度の値となり、実施例４の同じ照射量におけるＭwwと同程度の値となった。

すなわち、各元素とも照射量を１×１０¹⁶／ｃｍ²以上とすることで、実施例４の場合と同等のトラック密度が得られることが確認できた。

［実施例６］
以下に示す方法でビットパターン媒体を作製した。
実施例１と同様の方法にて第二磁性層１９まで形成した後、非磁性層２０としてＣ層を２ｎｍ形成した（図２４）。その上にレジスト２１を塗布し、ドットパターンが形成されたスタンパー２２をレジスト２１に押し付けることによってレジスト２１にパターンを転写した（図２５〜２７）。パターンの溝部分のレジスト残膜を酸素アッシングで除去し、ドットピッチ８０ｎｍ、ドット幅４０ｎｍ、高さ１２０ｎｍのレジストパターン２１′を形成した（図２８）。その後、プラズマビームを用いて非磁性元素のイオン２３としてＣイオンを媒体に照射し、第一磁性層１８及び第二磁性層１９の一部に非磁性元素（ここではＣ）の含有率が高い部分２４を形成した（図２９）。Ｃイオン照射時の加速電圧は２８ｋＶとし、照射量は１×１０¹⁵〜４×１０¹⁶／ｃｍ²とした。その後、酸素を用いたＲＩＥにてレジストパターン２１′と非磁性層２０を除去し、実施例１と同様の方法でＤＬＣ保護膜２５を４ｎｍ形成した（図３０〜３１）。

ビットパターン媒体に関しては、ＲＷ評価を実施可能なシステムがなかったため、実施例１で実施した元素分析と同様の方法で、イオン照射量を１×１０¹⁶／ｃｍ²とした媒体に関してトラック分離域２４と記録トラック部分のＣの濃度を分析した。なお、本実施例ではＲＷ評価をしなかったため、媒体に潤滑膜は形成しなかった。

トラック分離域２４において、面垂直方向に第二磁性層１９の上部付近の位置（図４３のＰ１の位置）から第二配向制御層１７の上部付近の位置（図４３のＰ２の位置）まで分析した。記録トラック部分において、面垂直方向に第二磁性層１９の上部付近の位置（図４３のＰ３の位置）から第二配向制御層１７の上部付近の位置（図４３のＰ４の位置）まで分析した。分析にはエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）を用いた。

分析結果を図４４に示す。トラック分離域２４に関しては、第一磁性層１８及び第二磁性層１９におけるＣ濃度はほぼどの位置でも１５at.%を越えていた。磁性層に含まれるＣｒの濃度が１５at.%程度で、かつＢやＳｉＯ₂も８at.%（もしくはmol.%）程度含まれていることから、非磁性材料は磁性膜中のどの位置においても４０at.%前後含まれていることが確認された。この程度の非磁性材料の濃度の場合、磁性層の磁化はほぼ失われるため、トラック分離域は記録トラック間を十分に分離できていると言える。記録トラック部分からはＣは特に検出されず、測定ノイズ程度の値しか現れなかった。

以上により、本実施例の方法でビットパターン媒体が作製できていることが確認された。

実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。比較例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。比較例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。比較例１による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例３による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例４による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例４による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例４による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例４による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。実施例６による磁気記録媒体の製造工程を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。媒体の元素分析を実施したときの分析位置を示す模式図。媒体の元素分析結果を示す模式図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。磁気的書き込み幅Ｍwwの評価結果を示す図。媒体の元素分析を実施したときの分析位置を示す模式図。媒体の元素分析結果を示す模式図。

符号の説明

１０：基板
１１：密着層、
１２：第一軟磁性層
１３：反強磁性結合層
１４：第二軟磁性層
１５：下地層
１６：第一結晶配向制御層
１７：第二結晶配向制御層
１８：第一磁性層
１９：第二磁性層
２０：非磁性層
２１：レジスト
２１′：レジストパターン
２２：スタンパー
２３：非磁性元素のイオン
２４：トラック分離域
２５：ＤＬＣ保護膜
２６：潤滑膜
２７：第一マスク層
２８：第二マスク層

Claims

基板上に直接もしくは間接的に形成された磁気記録層を有し、
前記磁気記録層は非磁性元素を含有し、
前記磁気記録層面内方向に前記非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分がパターン化されて存在し、
前記磁気記録層の上部に前記非磁性元素と同じ元素を主成分とし、イオン注入により前記非磁性元素を拡散する非磁性層を有し、
前記非磁性層上にＤＬＣ保護膜を有し、
前記非磁性層の膜厚が２ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
基板上に直接もしくは間接的に形成された、複数の磁性層からなる磁気記録層を有し、
前記磁気記録層は非磁性元素を含有し、
前記磁気記録層面内方向に前記非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分がパターン化されて存在し、
前記磁気記録層の前記非磁性元素の含有率が低い部分は、前記磁気記録層を構成する複数の磁性層のうちの少なくとも２つの層の間に形成された非磁性層を有し、
前記磁気記録層の前記非磁性元素の含有率が低い部分における前記非磁性層は、イオン注入により前記非磁性元素を拡散する層であり、
前記非磁性層の膜厚が２ｎｍ以下であり、
前記非磁性層の主成分は前記非磁性元素と同じ元素であることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１又は２記載の磁気記録媒体において、前記磁気記録層の前記非磁性元素の含有率の高い部分と低い部分がおおむね同心円状に形成あるいは前記非磁性元素の含有率の低い部分が同心円状に並んだドット状に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１又は２記載の磁気記録媒体おいて、前記非磁性元素はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅからなる群から選ばれるいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１記載の磁気記録媒体において、前記非磁性層の主成分がＣｒ、Ｔａ及びＣのいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項２記載の磁気記録媒体において、前記非磁性層の主成分がＲｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体。
基板上に直接もしくは間接的に形成された磁気記録層を有し、前記磁気記録層は非磁性元素を含有し、前記磁気記録層面内方向に前記非磁性元素の含有率が高い部分と低い部分がパターン化されて存在する磁気記録媒体の製造方法であって、
基板上に磁気記録層を形成する工程と、
前記非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を形成する工程であって、前記非磁性層の膜厚が２ｎｍ以下である、工程と、
前記磁気記録層の前記非磁性元素の含有率が高い部分を形成するための開口部を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層をマスクとして前記非磁性層を介して前記磁気記録層に前記非磁性元素をイオン注入する工程と
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を、前記磁気記録層の上部に形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項８記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を、前記マスク層を形成した後に形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記磁気記録層は複数の磁性層から構成され、
前記非磁性元素と同じ元素を主成分とする非磁性層を、前記磁気記録層を構成する少なくとも２つの磁性層の間に形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記マスク層は、前記磁気記録層の前記非磁性元素の含有率の低い部分がおおむね同心円状あるいは同心円状に並んだドット状に形成されるようなマスクパターンを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法において、前記非磁性元素はＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅからなる群から選ばれるいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項８又は９記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記非磁性層の主成分がＣｒ、Ｔａ及びＣのいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項１０記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記非磁性層の主成分がＲｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれかの元素であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
請求項７記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記マスク層を除去する工程の前後、もしくは同時に前記非磁性層を除去する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。