KR20090102613A - 자기 기록 매체의 제조 방법과 자기 기록 매체 및 자기 기록 재생 장치 - Google Patents
자기 기록 매체의 제조 방법과 자기 기록 매체 및 자기 기록 재생 장치Info
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Abstract
본 발명은 이온 주입에 의해 자기 패턴을 형성하는 자기 기록 매체의 제조 방법과 자기 기록 매체 및 자기 기록 재생 장치에 관한 것으로서, 적은 이온 주입량으로 자기 기록 영역과 분리 영역을 형성하는 것을 과제로 한다.
글래스 기판(2) 상에 형성된 경자성층(6)에, 자기 기록 영역(9A)과 분리 영역(10)을 갖는 자기 기록 매체로서, 분리 영역(10)은 상기 자기 기록 영역(9A)과 분리 영역(10)의 경계 위치에 형성되어, 자기 기록 불가능한 특성을 갖는 제 1 분리 영역부(10A)와, 이 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸인 경자성층(6)의 표면에 형성된 제 2 분리 영역부(10B)와, 상기 제 1 및 제 2 분리 영역부(10A, 10B)의 내부에 위치하여 경자성층(6)과 동일한 자기 특성을 갖는 내부 영역(12)을 갖는다.
Description
본 발명은 이온 주입에 의해 자기 패턴을 형성하는 자기 기록 매체의 제조 방법 및 자기 기록 매체 및 자기 기록 재생 장치에 관한 것이다.
하드디스크 드라이브(HDD)는 데이터의 고속 액세스 및 고속 전송이 가능한 대용량 기억 장치로서 주류이고, 연율 100% 가까이 면 기록 밀도가 향상되고 있으며, 새로운 기록 밀도 향상이 요구되고 있다.
HDD의 기록 밀도를 향상시키기 위해서는, 트랙 폭의 축소, 기록 비트 길이의 단축이 필요하지만, 트랙 폭을 축소시키면, 인접하는 트랙끼리가 간섭하기 쉬워지는 문제가 발생한다. 트랙 폭의 축소는 기록 시에서는 자기 기록 정보가 인접하는 트랙에 겹쳐서 기입되기 쉽다는 문제나, 재생 시에서는 인접하는 트랙으로부터의 누설 자계에 의한 크로스토크(cross-talk)의 문제를 일으키기 쉽다는 문제를 만든다.
이러한 문제는 모두 재생 신호의 S/N비의 저하를 초래하고, 에러 레이트(error rate)가 열화된다는 문제를 야기하는 요인으로 된다. 또한, 기록 비트 길이의 단축을 진행시키면, 비트의 안정성이 저하되는, 열 요동 현상이 발생한다.
이것에 대하여 수직 자기 기록은 디스크 매체의 인접하는 비트의 자화는 대향하지 않고, 서로의 비트를 서로 강화하는 성질이 있으며, 인접 비트의 자화가 대향하는 길이 방향 자기 기록에 비해, 원리적으로 고밀도화를 향하고 있어, 이미 대다수의 메이커가 수직 자기 기록 방식으로의 전환을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 연속 매체를 사용하는 수직 자기 기록 방식에서는, 1Tbpsi 이상의 초고밀도 기록을 실현하는 것은 어렵다. 따라서, 초고밀도 기록을 가능하게 하는 방식으로서 매체 기록막을 가공하여 미리 디스크 상에 비트 패턴을 형성하여 넣는, 비트 패턴드 매체(이하, BPM이라고 약칭함)가 주목받고 있다.
그러나, BPM에 의한 자기 기록 매체의 작성 방법은 비트 이외의 부분을 에칭 가공하여 자성막을 제거하고, 그 후 비자성 물질을 충전하여 평탄화 가공함으로써, 자기 기록 매체 상에서의 자기 헤드의 부상(浮上) 특성을 안정적인 것으로 하는, 매우 복잡한 제조 프로세스를 행할 필요가 있고, 제조 비용도 증대하는 문제가 생긴다.
이들 문제를 회피하기 위한 방법으로서, 이온을 자성막에 이온 주입하여 국소적으로 자기 상태를 바꾸는 가공 방법이 검토되고 있다(특허문헌 1 참조). 이온 주입하여 자기 상태를 바꾸기 위해, 에칭이나 충전, 평탄화 등의 복잡한 제조 프로세스가 필요없어지고, 제조 비용 증대를 억제하는 것이 가능해진다.
종래에서의 이온 주입에 의한 BPM의 제조 방법으로서는, 예를 들어 높은 자기 이방성(異方性)을 갖는 CuAuI형 규칙 구조의 FePt 자성막에 국소적 이온 주입을 행함으로써 저(低)보자력화시키는 방법이 사용되고 있었다. 이 종래의 방법에서는, 이온 주입이 된 영역을 자기 기록 불가능한 영역(분리 영역)으로 하고, 이온 주입이 행해지지 않은 영역을 자기 기록 가능한 기록 영역으로 한다.
[특허문헌 1] 일본국 공개특허2005-228912호 공보
상기한 바와 같이 종래의 BPM의 제조 방법은 기판 상에 형성되는 자성막으로서 자기 기록 가능한 재료를 선정하는 동시에, 기록 영역 이외의 부위의 전체에 이온 주입을 행하여 자기 기록 불가능한 특성으로 개질(改質) 처리를 행함으로써, 동일 자성막 내에 기록 영역과 분리 영역을 형성하는 방법이 사용되고 있었다.
일반적으로, 분리 기록 영역은 기록 영역에 대하여 큰 체적을 갖는 영역으로 되어 있다. 그러나, 종래의 BPM의 제조 방법에서는, 기록 영역에 대하여 큰 체적을 갖는 분리 기록 영역의 전체에 이온 주입을 행하고 있었기 때문에, 이온 주입에 필요로 하는 시간이 길어져, 자기 기록 매체의 제조 효율이 저하되게 된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 적은 이온 주입량으로 자기 기록 영역과 분리 영역을 형성할 수 있는 자기 기록 매체의 제조 방법과 자기 기록 매체 및 자기 기록 재생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는 본 발명의 제 1 관점에서는, 상기 비자성 기판 상에 상기 자기 기록막을 형성하는 제 1 공정과, 상기 자기 기록막에 자기 기록 가능한 자기 기록 영역과 자기 기록 불가능한 분리 영역을 형성하는 제 2 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서, 제 2 공정은, 상기 자기 기록막의 상기 자기 기록 영역에 대응하는 위치와 상기 분리 영역에 대응하는 위치의 경계 위치에 제 1 이온 주입을 행함으로써 자기 기록 불가능한 제 1 분리 영역부를 형성하는 공정과, 상기 분리 영역에 대응하는 위치에 제 2 이온 주입을 행함으로써 상기 분리 영역의 표면에 제 2 분리 영역부를 형성하고, 제 1 및 제 2 분리 영역부로 이루어지는 상기 분리 영역을 형성하는 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법에 의해 해결할 수 있다.
본 발명에 하면, 분리 영역의 형성 시에, 분리 영역의 전체 영역에 이온 주입을 행할 필요가 없어지고, 이온 주입량의 삭감을 도모할 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태인 자기 기록 매체를 나타내고 있고, 도 1의 (a)는 단면도, 도 1의 (b)는 평면도.
도 2는 제 1 실시 형태인 자기 기록 매체의 제조 방법을 설명하기 위한 제 1 단면도.
도 3은 제 1 실시 형태인 자기 기록 매체의 제조 방법을 설명하기 위한 제 2 단면도.
도 4는 제 2 실시 형태인 자기 기록 매체 및 그 제조 방법을 나타내는 제 1 단면도.
도 5는 제 2 실시 형태인 자기 기록 매체 및 그 제조 방법을 나타내는 제 2 단면도.
도 6은 이온 주입 조건을 변화시킨 경우의 자기 기록 매체의 자기 특성을 비교예와 함께 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태인 자기 기록 재생 장치를 나타내는 평면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1A, 1B: 자기 기록 매체 2: 글래스 기판
3: 자기 기록막 4: 연자성층
5: 중간층 6: 경자성층
6A: 저Hc 자성막 6B: 고Hc 자성막
7: 보호막 8: UV 경화 수지
9A: 자기 기록 영역 9B: 자기 기록 영역
10: 분리 영역 10A: 제 1 분리 영역부
10B: 제 2 분리 영역부 11: 디스크
12: 내부 영역 13: 자기 헤드
14: 암 18: VCM
20: 자기 기록 재생 장치
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대해서 도면과 함께 설명한다.
도 1의 (a)는 제 1 실시 형태에 따른 수직 자기 기록 매체(1A)(이하, 자기 기록 매체(1A)라고 함)의 단면도, 도 1의 (b)는 자기 기록 매체(1A)의 평면도이다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 자기 기록 매체(1A)는 비자성 기판(2) 상에 자기 기록막(3)을 적층한 구성으로 되어 있다. 또한, 자기 기록막(3)은 연자성층(4), 중간층(5), 및 경자성층(6)을 적층한 구성으로 되어 있다. 또한, 자기 기록막(3)의 상면에는, 경자성층(6)을 보호하는 보호층(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 자기 기록 매체(1A)는 예를 들어, 하드디스크 드라이브(HDD)의 자기 기록 재생 매체로서 사용되는 것이다.
비자성 기판(2)은 자기 기록막(3)의 지지 부재로서 기능하는 것으로서, 글래스, 알루미늄, Si 등의 비자성 재료로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 비자성 기판(1)으로서 글래스 판을 사용하고 있다(이하, 글래스 기판(2)이라고 한다).
글래스 기판(2)의 상부에는, 자기 기록막(3)을 구성하는 연자성층(4)이 형성되어 있다. 연자성층(4)은 자기 헤드와 함께 자기 폐(閉)회로를 형성하기 위한 자성층이고, 예를 들어 비정질의 Co합금인 CoZrNb, CoZrTa, CoZrTa, FeCoB, FeCoB 등을 사용할 수 있다.
또한, 연자성층(4)은 이들의 각 Co합금과 비자성층을 적층한 구성의 것을 적용할 수도 있다. 또한, 연자성층(4)은 가장 Bs(포화 자속 밀도)가 높아지는 Fe:Co=65:35를 주성분으로 한 FeCoB 외에, 고(高)Bs(1.5T 이상) 재료로 이루어지는 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, FeCoB층을 사용하고, 그 두께는 25㎚로 하고 있다.
중간층(5)은 배향 제어층으로서 기능하는 것이며, 그 상부에 형성되는 경자성층(6)의 결정성을 향상하는 기능을 나타낸다. 이 중간층(5)은 예를 들어, Ru층, FeCoB층, Ru층의 적층 등에 의해 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 중간층(5)으로서 두께 0.8㎚의 Ru층, 두께 25㎚의 FeCoB층, 두께 10㎚의 Ru층을 적층한 것을 사용하고 있다.
또한, 경자성층(6)은 자기 기록 가능한 자기 특성을 갖고 있다. 구체적으로는, 5.2k0e 정도의 보자력을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 경자성층(6)으로서 CoCrPt-Si02로 이루어지는 단층 막을 사용하고, 그 두께를 15㎚로 하고 있다.
보호층은 경자성층(6) 상에 예를 들어, CN 등을 피막(被膜) 형성한 구성으로 되어 있다. 또한, 상기한 자기 기록막(3)을 구성하는 연자성층(4), 중간층(5), 및 경자성층(6)의 재질 및 그 두께는 상기한 것에 한정되지 않고, 적절하게 선정이 가능한 것이다.
여기서, 경자성층(6)의 구조에 대해서 설명한다. 경자성층(6)에는, 후술하는 제조 방법을 사용함으로써, 자기 기록 영역(9A) 및 분리 영역(10)이 형성된다. 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 기록 영역(9A)은 분리 영역(10) 내에 소정의 피치로 형성되어 있다. 이 기록 영역(9A)은 자기 기록 매체(1A)를 HDD의 매체로서 사용한 경우에는, 데이터 기록 영역이나 서보 패턴 영역으로 된다.
분리 영역(10)은 후술하는 바와 같이 이온 주입이 행해짐으로써, 경자성층(6)이 고(高)보자력(이하, 고Hc라고 함)화 또는 비자성으로 개질한 영역이다. 즉, 분리 영역(10)은 자기적으로 기록 불가능한 영역이고, 이 분리 영역(10)에 의해 경자성층(6) 내에서 인접하는 자기 기록 영역(9A)을 자기적으로 분리할 수 있다.
본 실시 형태의 분리 영역(10)은, 제 1 분리 영역부(10A)와, 제 2 분리 영역부(10B)와, 내부 영역(12)에 의해 구성되어 있다. 제 1 분리 영역부(10A)는 분리 영역(10)과 자기 기록 영역(9A)의 경계 위치에 형성되어 있다. 이 제 1 분리 영역부(10A)는 이온 주입됨으로써 형성되는 것이고, 따라서 자기 기록 불가능한 특성으로 개질되어 있다. 또한, 이 제 1 분리 영역부(10A)는 경자성층(6)의 두께 방향으로 경자성층(6)을 관통하여 형성되어 있다.
제 2 분리 영역부(10B)는 경자성층(6)의 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸인 영역의 표면으로부터 소정 깊이에 걸쳐 형성되어 있다. 이 제 2 분리 영역부(10B)는 이온 주입됨으로써 형성되는 것이고, 따라서 제 1 분리 영역부(10A)와 마찬가지로 자기 기록 불가능한 특성으로 개질되어 있다.
내부 영역(12)은 제 1 분리 영역부(10A)와 제 2 분리 영역부(10B)에 의해 둘러싸인 영역이다. 이 내부 영역(12)에는 이온 주입은 되어 있지 않고, 따라서 내부 영역(12)의 자기 특성은 자기 기록 영역(9A)의 자기 특성과 거의 동일한 특성을 갖고 있다. 즉, 내부 영역(12)은 자기 기록이 가능한 영역이다.
그러나, 상기와 같이 내부 영역(12)은 고Hc 또는 비자성으로 된 제 1 분리 영역부(10A) 및 제 2 분리 영역부(10B)로 둘러싸여 있다. 따라서, 분리 영역(10)은 내부에 자기 기록 가능한 내부 영역(12)을 갖고 있어도, 자기 기록 영역(9A)을 확실하게 시기적으로 분리하는 기능을 나타낸다.
상기한 본 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1A)는, 제 1 분리 영역부(10A)의 전체에 이온 주입이 되어 있는 것이 아니라, 내부 영역(12)의 외주(外周) 부분에 위치하는 제 1 및 제 2 분리 영역부(10A, 10B)에만 이온 주입이 된 구성으로 되어 있다. 따라서, 분리 영역의 전체에 이온 주입하는 구성에 비해, 본 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1A)에서는, 이온 주입이 되어 이온량을 삭감할 수 있다.
이 때, 제 1 분리 영역부(10A)의 폭(도 1의 (a)에서의 좌우 방향의 폭)은 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 분리 영역부(10B)의 두께(도 1의 (a)에서의 상하 방향의 두께)는 1㎚ 이상 5㎚ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 제 1 분리 영역부(10A)의 폭이 5㎚ 이상, 제 2 분리 영역부(10B)의 두께가 5㎚ 이상으로 되면, 분리 영역(10)을 형성하기 위해 주입되는 이온량이 증대되게 되기 때문이다. 또한, 제 1 분리 영역부(10A)의 폭이 1㎚ 이하, 제 2 분리 영역부(10B)의 두께가 1㎚ 이하로 되면, 자기 기록 영역(9A)이 분리 영역(10)에 의해 자기적으로 적절하게 분리되지 않게 될 우려가 있기 때문이다. 그러나, 자기 기록 영역 사이즈에 따라서도, 분리 영역부(10A, 10B)의 두께는 상기 범위 이외의 값을 채용할 수도 있다.
다음으로, 상기 구성으로 된 자기 기록 매체(1A)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 2는 기록 매체(1A)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 2에 있어서, 도 1에 나타낸 구성과 대응하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
자기 기록 매체(1A)를 제조하기 위해서는, 우선 글래스 기판(1) 상에 연자성층(4)으로 이루어지는 두께 25㎚의 FeCoB막을 Ar 가스압 0.5㎩, 스퍼터링 전력 1㎾로 성막한다. 본 실시 형태에서는, 연자성층(4)을 단층의 자성 배접층으로 하고 있다. 도 2의 (a)는 글래스 기판(2) 상에 연자성층(4)이 형성된 상태를 나타내고 있다.
다음으로, 연자성층(4) 상에, 중간층(5)을 성막한다. 중간층(5)은 두께 0.8㎚의 Ru층을 아르곤 가스압 0.8㎩, 스퍼터링 전력 100W의 스퍼터링에 의해 성막하고, 그 위에 두께 25㎚의 FeCoB층을 Ar 가스압 0.5㎩, 스퍼터링 전력 1㎾의 스퍼터링에 의해 성막하고, 또한 그 위에 두께 10㎚의 Ru층을 Ar 가스압 0.8㎩, 스퍼터링 전력 0.3㎾의 스퍼터링에 의해 성막함으로써 형성한다. 이와 같이 본 실시예에서는, Ru층, FeCoB층, Ru층이 3층 적층 구조의 중간층(5)을 구성한다. 도 2의 (b)는 연자성층(4) 상에 중간층(5)이 형성된 상태를 나타내고 있다.
상기한 바와 같이 중간층(5)이 형성되면, 이 중간층(5) 상에 경자성층(6)을 성막한다. 이 경자성층(6)을 형성하기 위해서는, 중간층(5) 상에 15㎚의 CoCrPt합금을 Ar 가스압 2㎩, 스퍼터링 전력 0.5㎾의 스퍼터링에 의해 성막함으로써 형성한다. 도 2의 (c)는 중간층(5) 상에 경자성층(6)이 형성됨으로써, 연자성층(4), 중간층(5), 및 경자성층(6)으로 이루어지는 자기 기록막(3)이 형성된 상태를 나타내고 있다.
그리고, 최후에 경자성층(6)의 상부에, 두께 3㎚의 CN층을 보호막(도시 생략)으로서 형성했다. 또한, 실제로 사용할 경우에는, 보호막의 상부에 액체 윤활층을 더 도포하는 것이 바람직하다. 상기한 도 2의 (a)∼(c)에 나타낸 각 공정을 행함으로써, 글래스 기판(2) 상에 연자성층(4), 중간층(5), 및 경자성층(6)을 포함하는 자기 기록막(3)이 형성된다.
상기한 바와 같이 글래스 기판(2) 상에 자기 기록막(3)이 형성되면, 이어서 자기 기록막(3)의 상부에, 제 1 분리 영역부(10A)의 형성 영역에 대응하는 위치에만 개구를 갖는 제 1 마스크(22)를 배열 설치한다. 그리고, 이 제 1 마스크(22)를 통하여 경자성층(6)에 대해, 이온 주입 처리(제 1 이온 주입)가 행해진다. 이 이온 주입 처리는 주지의 이온 주입 장치를 사용하여 실시된다. 도 2의 (d)는 경자성층(6)에 대하여 이온 주입을 행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
이 때 실시되는 이온 주입은 주입 에너지 등을 조정함으로써, 경자성층(6)의 두께 방향 전체에 이온 주입이 행해지도록 설정한다. 또한, 이온 주입하는 이온으로서는, 경자성층(6)의 포화 자화를 저감할 수 있는 이온 종류이면 특정(特定)되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 도핑 이온으로서 Ar 이온을 사용했다. 또한, 이온 주입 조건은 전압 5, 15, 25keV로 차례로 변화시키고, 토털(total) 도스량 5×1015atoms/㎠로 했다.
도 2의 (e)는 경자성층(6)(자기 기록막(3))에 제 1 분리 영역부(10A)가 형성된 상태를 나타내고 있다. 이 제 1 분리 영역부(10A)의 폭은 상기와 같이 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 되도록 형성된다. 또한, 이 제 1 이온 주입 처리가 종료된 상태에서는, 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸인 경자성층(6)의 상면은 개질되지 않은 상태로 되어 있다.
상기한 바와 같이 제 1 분리 영역부(10A)가 형성되면, 경자성층(6)의 상부에 제 2 마스크(23)가 배열 설치된다. 이 제 2 마스크(23)는 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸이는 위치이고, 또한 분리 영역(10)에 대응하는 위치에만 개구를 갖는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 제 2 마스크(23)를 통하여 경자성층(6)에 대해, 이온 주입 처리(제 2 이온 주입)가 행해진다. 이 이온 주입 처리도, 주지의 이온 주입 장치를 사용하여 실시된다. 도 3의 (a)는 경자성층(6)에 대하여 이온 주입을 행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
이 때 실시되는 이온 주입은 주입 에너지 등을 조정함으로써, 경자성층(6)의 표면의 소정 폭에 대하여 이온 주입이 행해지도록 설정한다. 또한, 이온 주입하는 이온으로서는, 경자성층(6)의 포화 자화를 저감할 수 있는 이온 종류이면 특정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 도핑 이온으로서 Ar 이온을 사용했다.
또한, 이온 주입 조건은 제 1 분리 영역부(10A)를 형성할 때의 이온 주입 조건과 상이하고, 전압 5keV 일정, 도스량 5×1015atoms/㎠로 했다. 이와 같이, 제 1 이온 주입의 주입 에너지에 대해 제 2 이온 주입의 주입 에너지를 작고 일정하게 설정한 것은 제 1 분리 영역부(10A)는 경자성층(6)의 두께 방향 전체에 이온 주입을 행할 필요가 있고, 이에 대하여 제 2 분리 영역부(10B)는 경자성층(6)의 표면으로부터 소정의 두께에 대해서만 이온 주입을 행하면 되기 때문이다.
도 3의 (b)는 경자성층(6)(자기 기록막(3))에 제 2 분리 영역부(10B)가 형성된 상태를 나타내고 있다. 이 제 2 분리 영역부(10B)의 두께는 상기와 같이 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 되도록 형성된다. 또한, 제 1 분리 영역부(10A)와 제 2 분리 영역부(10B)는 일체로 접속한 구성으로 되고, 따라서 제 1 및 제 2 분리 영역부(10A, 10B)의 내부에는 내부 영역(12)이 형성된다.
상기한 각 제조 공정을 실시함으로써, 자기 기록 매체(1A)를 제조할 수 있다. 상기한 본 실시 형태에 의한 자기 기록 매체(1A)의 제조에 의하면, 분리 영역(10)(제 1 분리 영역부(10A) 및 제 2 분리 영역부(10B))의 형성 시에, 분리 영역의 전체 영역에 이온 주입을 행할 필요가 없어, 이온 주입량의 삭감을 도모할 수 있다. 따라서, 이온 주입 처리에 필요로하는 시간을 단축할 수 있고, 자기 기록 매체(1A)의 제조 효율을 높일 수 있다. 또한, 분리 영역(10)에 대한 이온 주입 시간이 짧아짐으로써, 자기 기록 영역(9A)에 대한 이온 주입의 영향을 억제할 수 있고, 자기 기록 영역(9A)의 자기 특성의 열화를 방지할 수 있다.
다음으로, 상기한 바와 같이 제조된 자기 기록 매체(1A)의 자기 특성을, 도 6을 사용하여 설명한다.
도 6은 이온 주입에 의한 분리 영역(10)의 보자력 저감 효과를 조사한 실험 결과를 나타내고 있다. 실험 방법으로서는, 앞서 설명한 자기 기록 매체(1A)의 제조 방법에 의해 글래스 기판(2) 상에 경자성층(6)을 성막한 매체(이하, 이것을 시험 매체라고 함)를 제작하고, 이것을 10㎜각(角)으로 패터닝한다. 그리고, 이 패터닝된 영역 내에 상기한 제 1 실시 형태에 따른 제조 방법을 이용하여 이온 주입을 행했다.
그리고, 이온 주입의 회수를 변화시킨 경우의 보자력(Hc) 및 포화 자화(Ms)의 결과를 구했다. 또한, 이들 자기 특성 평가는 진동 시료형 자력계(VSM)를 사용하여 행했다.
도 6에 나타낸 참고예는 이온 주입을 행하지 않을 경우의 경자성층(6)의 자기 특성을 나타내고 있다. 경자성층(6)의 유지력은 5.2k0e이고, 자기 기록 가능한 값으로 되어 있다.
실시예 1∼2는 경자성층(6)의 전체 면에 대하여 1회의 이온 주입을 행한 경우의 특성을 나타내고 있다. 구체적으로는, 실시예 1은 이온의 주입 에너지를 10keV로 하고, 실시예 2는 이온의 주입 에너지를 20keV로 한 결과를 나타내고 있다. 실시예 1, 2와 같이 경자성층(6)의 전체 면에 대하여 1회의 이온 주입을 행한 경우, 비교예에 대하여 보자력은 저감하지만, 자기 기록이 가능하고, 따라서 자기 기록 영역(9A)을 분리하는 분리 영역(10)으로서는 부적합하다.
이에 대하여 실시예 3∼5는 경자성층(6)에 대하여 상기한 자기 기록 매체(1A)의 제조 방법과 동일한 수법으로 복수회의 이온 주입을 행한 경우의 특성을 나타내고 있다. 실시예 3과 같이 주입 에너지를 정교하게 변화(5, 15, 25keV로 변화)시킨 경우에는, 보자력 및 Ms를 모두 자기 특성이 크게 개질하고, 거의 비자성으로 할 수 있었다. 또한, 실시예 4, 5와 같이, 주입 에너지를 실시예 3에 비하여 비교적 크게 변화시킨 경우에도, 보자력 및 Ms를 개질시킬 수 있고, 거의 비자성으로 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 제 2 실시 형태인 자기 기록 매체(1B) 및 그 제조 방법에 대해서, 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 또한, 도 4 및 도 5에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타낸 구성과 대응하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도 4는 자기 기록 매체(1B)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4에 있어서, 도 1에 나타낸 구성과 대응하는 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1B)(도 5의 (a) 참조)는, 제 1 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1A)와 거의 동일한 구성을 갖고 있지만, 제 1 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1A)의 경자성층(6)이 단층이었던 것에 대해, 본 실시 형태에 따른 자기 기록 매체(1B)에서는 경자성층(6)이 고Hc 자성막(6A)과 저Hc 자성막(6B)을 적층한 적층 구조인 점에서 상이하다. 이하, 이 자기 기록 매체(1B)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 4의 (a)∼(c)에 나타낸 공정은 도 2의 (a), (b)에서 설명한 공정과 동일하다. 즉, 글래스 기판(2)의 상부에 연자성층(4) 및 중간층(5)을 차례로 적층하는 처리를 행한다. 중간층(5)이 형성되면, 이어서 중간층(5)의 상부에 고Hc 자성막(6A)을 형성한다. 본 실시 형태에서는, 고Hc 자성막(6A)으로서 Co막과 Pd막의 인공 격자 구조를 사용하고 있다. 또한, 고Hc 자성막(6A)은 Co막과 Pd막의 인공 격자 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 Fe막과 Pt막을 적층한 인공 격자 구조로 하는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이 고Hc 자성막(6A)이 형성되면, 이어서 고Hc 자성막(6A)의 상부에 저Hc 자성막(6B)이 형성된다. 이 저Hc 자성막(6B)은 제 1 실시 형태에서의 경자성층(6)과 동일한 재료이다. 이 저Hc 자성막(6B)은 예를 들어, 5㎚의 두께로 형성된다.
도 2의 (d)는 중간층(5) 상에 경자성층(6)(고Hc 자성막(6A) 및 저Hc 자성막(6B))이 형성됨으로써, 연자성층(4), 중간층(5), 및 경자성층(6)으로 이루어지는 자기 기록막(3)이 형성된 상태를 나타내고 있다. 또한, 경자성층(6)의 상부에는 보호막(도시 생략)이 형성된다.
상기한 바와 같이 글래스 기판(2) 상에 자기 기록막(3)이 형성되면, 이어서 자기 기록막(3)의 상부에, 제 1 분리 영역부(10A)의 형성 영역에 대응하는 위치에만 개구를 갖는 제 1 마스크(22)를 배열 설치한다. 그리고, 이 제 1 마스크(22)를 통하여 경자성층(6)에 대해, 이온 주입 처리(제 1 이온 주입)가 행해진다. 도 4의 (e)는 경자성층(6)에 대하여 이온 주입을 행하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 때의 이온 주입 조건은 도 2의 (d)와 동일하게 설정할 수 있다.
이 이온 주입에 의해, 경자성층(6)(자기 기록막(3))에는 제 1 분리 영역부(10A)가 형성된다. 도 4의 (f)는 경자성층(6)(자기 기록막(3))에 제 1 분리 영역부(10A)가 형성된 상태를 나타내고 있다. 또한, 이 제 1 이온 주입 처리가 종료된 상태에서는, 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸인 경자성층(6)의 상면은 개질되지 않은 상태로 되어 있다.
상기한 바와 같이 제 1 분리 영역부(10A)가 형성되면, 경자성층(6)의 상부에 제 2 마스크(23)가 배열 설치된다. 이 제 2 마스크(23)는 제 1 분리 영역부(10A)로 둘러싸이는 위치이고, 또한 분리 영역(10)에 대응하는 위치에만 개구를 갖는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이 제 2 마스크(23)를 통하여 경자성층(6)에 대해, 이온 주입 처리(제 2 이온 주입)가 행해진다. 이 이온 주입 처리도, 주지의 이온 주입 장치를 사용하여 실시된다. 도 5의 (a)는 경자성층(6)에 대하여 이온 주입을 행하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 때의 이온 주입 조건은 도 3의 (a)와 동일하게 설정할 수 있다.
도 5의 (b)는 경자성층(6)(자기 기록막(3))에 제 2 분리 영역부(10B)가 형성된 상태를 나타내고 있다. 이 제 2 분리 영역부(10B)의 두께는 상기와 같이 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 되도록 형성된다. 또한, 제 1 분리 영역부(10A)와 제 2 분리 영역부(10B)는 일체로 접속한 구성으로 되고, 따라서 제 1 및 제 2 분리 영역부(10A, 10B)의 내부에는 내부 영역(12)이 형성된다.
이와 같이, 경자성층(6)을 고Hc 자성막(6A)과 저Hc 자성막(6B)의 적층 구조로 해도, 제 1 실시 형태와 동일한 제조 방법으로 자기 기록 매체(1B)를 제조할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 자기 기록 매체(1A, 1B)를 장착할 수 있는 자기 기록 재생 장치(20)에 대해서 설명한다. 도 7은 자기 기록 재생 장치(20)의 평면도이다. 이 자기 기록 재생 장치(20)는 퍼스널 컴퓨터나 텔레비전의 녹화 장치에 탑재되는 하드디스크 장치이다.
이 자기 기록 재생 장치(20)에서는, 자기 기록 매체(10)가 스핀들 모터 등에 의해 회전 가능한 상태로 하드디스크로서 하우징(17)에 수용된다. 또한, 하우징(17)의 내부에는, 축(16)을 중심으로 하여 VCM(18)(보이스 코일 모터)에 의해 회전 가능한 캐리지 암(14)이 설치되어 있다. 자기 헤드(13)는 캐리지 암(14)의 선단(先端)에 설치되어 있고, 자기 헤드(13)가 자기 기록 매체(10)의 상방을 주사(走査)함으로써 자기 기록 매체(10)로의 자기 정보의 기입과 판독이 행해진다.
또한, 자기 헤드(13)의 종류는 특별히 한정되지 않고, GMR(Giant Magneto-Resistive) 소자나 TMR(Tunneling Magneto-Resistive) 소자 등의 자기 저항 소자로 자기 헤드를 구성할 수 있다. 또한, 자기 기록 재생 장치(20)는 상기와 같은 하드디스크 장치에 한정되지 않고, 가요성의 테이프 형상의 자기 기록 매체에 대하여 자기 정보를 기록하기 위한 장치일 수도 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 특정한 실시 형태에 한정되지 않고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서, 다양한 변형·변경이 가능한 것이다.
이상의 설명에 관해, 이하의 항을 더 개시한다.
(부기 1)
비자성 기판 상에 자기 기록막을 형성하는 제 1 공정과,
상기 자기 기록막에 자기 기록 가능한 자기 기록 영역과 자기 기록 불가능한 분리 영역을 형성하는 제 2 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,
제 2 공정은,
상기 자기 기록막의 상기 자기 기록 영역에 대응하는 위치와 상기 분리 영역에 대응하는 위치의 경계 위치에 제 1 이온 주입을 행함으로써 자기 기록 불가능한 제 1 분리 영역부를 형성하는 공정과,
상기 분리 영역에 대응하는 위치에 제 2 이온 주입을 행함으로써 상기 분리 영역의 표면에 제 2 분리 영역부를 형성하고, 제 1 및 제 2 분리 영역부로 이루어지는 상기 분리 영역을 형성하는 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 2)
상기 제 1 이온 주입은 상기 자기 기록막의 두께 방향의 전체에 걸쳐 형성하는 부기 1에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 3)
상기 제 1 이온 주입의 이온 주입 조건과, 상기 제 2 이온 주입의 이온 주입 조건을 상이하게 한 부기 1 또는 2에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 4)
상기 제 1 이온 주입의 주입 에너지에 대해, 상기 제 2 이온 주입의 주입 에너지를 작게 설정한 부기 3에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 5)
상기 자기 기록막은 제 1 자기 기록층과, 상기 제 1 자기 기록층과 상이한 제 2 자기 기록층을 적층한 구성인 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 6)
상기 제 1 분리 영역부의 폭이 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 되도록 형성한 부기 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 7)
상기 제 2 분리 영역부의 두께가 1㎚ 이상 5㎚ 이하로 되도록 형성한 부기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 자기 기록 매체의 제조 방법.
(부기 8)
비자성 기판 상에 형성된 자기 기록막에, 자기 기록 영역과, 상기 자기 기록 영역을 자기적으로 분리하는 분리 영역을 갖는 자기 기록 매체로서,
상기 분리 영역은,
상기 자기 기록 영역과 상기 분리 영역의 경계 위치에 형성되어, 자기 기록 불가능한 특성을 갖는 제 1 분리 영역부와,
상기 제 1 분리 영역부로 둘러싸인 상기 자기 기록막의 표면에 형성된 제 2 분리 영역부와,
상기 제 1 및 제 2 분리 영역부의 내부에 위치하고, 상기 자기 기록막과 동일한 자기 특성을 갖는 내부 영역을 갖는 자기 기록 매체.
(부기 9)
상기 자기 기록막은 제 1 자기 기록층과, 상기 제 1 자기 기록층과 상이한 제 2 자기 기록층을 적층한 구성인 부기 8에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 10)
상기 제 1 분리 영역부의 폭은 1㎚ 이상 5㎚ 이하인 부기 8 또는 9에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 11)
상기 제 2 분리 영역부의 두께는 1㎚ 이상 5㎚ 이하인 부기 8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 12)
상기 제 1 또는 제 2 자기 기록층 중, 한쪽이 Co막과 Pt막을 적층한 다층막인 부기 9에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 13)
상기 제 1 또는 제 2 자기 기록층 중, 한쪽이 Co막과 Pd막을 적층한 다층막인 부기 9에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 14)
상기 제 1 또는 제 2 자기 기록층 중, 다른 쪽이 CoCr계의 자성막인 부기 12 또는 13에 기재된 자기 기록 매체.
(부기 15)
부기 8 내지 14 중 어느 하나에 기재된 자기 기록 매체와,
상기 자기 기록 매체에 대하여 자기 기록 재생 처리를 행하는 자기 헤드와,
상기 자기 헤드를 지지하는 암과,
상기 암을 이동시키는 이동 수단을 갖는 자기 기록 재생 장치.
Claims (5)
- 비자성 기판 상에 자기 기록막을 형성하는 제 1 공정과,상기 자기 기록막에 자기 기록 가능한 자기 기록 영역과 자기 기록 불가능한 분리 영역을 형성하는 제 2 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법으로서,제 2 공정은,상기 자기 기록막의 상기 자기 기록 영역에 대응하는 위치와 상기 분리 영역에 대응하는 위치의 경계 위치에 제 1 이온 주입을 행함으로써 자기 기록 불가능한 제 1 분리 영역부를 형성하는 공정과,상기 분리 영역에 대응하는 위치에 제 2 이온 주입을 행함으로써 상기 분리 영역의 표면에 제 2 분리 영역부를 형성하고, 제 1 및 제 2 분리 영역부로 이루어지는 상기 분리 영역을 형성하는 공정을 갖는 자기 기록 매체의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 이온 주입의 이온 주입 조건과, 상기 제 2 이온 주입의 이온 주입 조건을 상이하게 한 자기 기록 매체의 제조 방법.
- 비자성 기판 상에 형성된 자기 기록막에, 자기 기록 영역과, 상기 자기 기록 영역을 자기적으로 분리하는 분리 영역을 갖는 자기 기록 매체로서,상기 분리 영역은,상기 자기 기록 영역과 상기 분리 영역의 경계 위치에 형성되어, 자기 기록 불가능한 특성을 갖는 제 1 분리 영역부와,상기 제 1 분리 영역부로 둘러싸인 상기 자기 기록막의 표면에 형성된 제 2 분리 영역부와,상기 제 1 및 제 2 분리 영역부의 내부에 위치하고, 상기 자기 기록막과 동일한 자기 특성을 갖는 내부 영역을 갖는 자기 기록 매체.
- 제 3 항에 있어서,상기 자기 기록막은 제 1 자기 기록층과, 상기 제 1 자기 기록층과 상이한 제 2 자기 기록층을 적층한 구성인 자기 기록 매체.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 자기 기록 매체와,상기 자기 기록 매체에 대하여 자기 기록 재생 처리를 행하는 자기 헤드와,상기 자기 헤드를 지지하는 암(arm)과,상기 암을 이동시키는 이동 수단을 갖는 자기 기록 재생 장치.
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