WO2009088060A1 - 磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置 Download PDF

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WO2009088060A1
WO2009088060A1 PCT/JP2009/050177 JP2009050177W WO2009088060A1 WO 2009088060 A1 WO2009088060 A1 WO 2009088060A1 JP 2009050177 W JP2009050177 W JP 2009050177W WO 2009088060 A1 WO2009088060 A1 WO 2009088060A1
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magnetic
magnetic recording
recording medium
magnetic layer
layer
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PCT/JP2009/050177
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English (en)
French (fr)
Inventor
Masato Fukushima
Akira Sakawaki
Original Assignee
Showa Denko K.K.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/855Coating only part of a support with a magnetic layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/32Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying conductive, insulating or magnetic material on a magnetic film, specially adapted for a thin magnetic film
    • H01F41/34Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying conductive, insulating or magnetic material on a magnetic film, specially adapted for a thin magnetic film in patterns, e.g. by lithography

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording medium used in a hard disk device or the like, and a magnetic recording / reproducing apparatus.
  • the track density has reached 110 kTPI.
  • magnetic recording information between adjacent tracks interfere with each other, and the problem that the magnetization transition region in the boundary region becomes a noise source and the SNR is easily lost. This leads to a decrease in Bit Error Rate as it is, which is an obstacle to improvement in recording density.
  • a magnetic recording medium As an example of a discrete track medium, a magnetic recording medium is known in which a magnetic recording medium is formed on a non-magnetic substrate having a concavo-convex pattern formed on a surface, and a magnetic recording track and a servo signal pattern are physically separated. (For example, refer to Patent Document 1). *
  • a ferromagnetic layer is formed on a surface of a substrate having a plurality of irregularities on the surface via a soft magnetic layer, and a protective film is formed on the surface.
  • a magnetic recording area physically separated from the periphery is formed in the convex area. According to this magnetic recording medium, the occurrence of a domain wall in the soft magnetic layer can be suppressed, so that the influence of thermal fluctuation is difficult to occur, and there is no interference between adjacent signals, so that a high-density magnetic recording medium with less noise can be formed. ing.
  • the discrete track method includes a method in which a track is formed after a magnetic recording medium consisting of several thin films is formed, and a magnetic pattern is formed after a concave / convex pattern is formed directly on the substrate surface in advance or on a thin film layer for track formation.
  • a method for forming a thin film of a recording medium see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
  • the magnetic track region of the discrete track medium is formed by injecting ions such as nitrogen and oxygen into a previously formed magnetic layer or by irradiating a laser to change the magnetic characteristics of the portion.
  • a method is disclosed (see Patent Documents 4 to 6).
  • Patent Document 7 describes that a magnetic layer having a granular structure is used as a magnetic layer of a discrete track medium.
  • Patent Document 8 describes that a nonmagnetic portion of a discrete track medium is formed by halogenation of CoO contained in a magnetic layer.
  • the magnetic layer is exposed to reactive plasma or reactive ions using oxygen or halogen. As a result, a magnetic recording pattern may be formed. According to the researches of the present inventors, even if reactive plasma or reactive ions are used for forming the magnetic recording pattern, it takes time to modify the magnetic properties of the magnetic layer, and the productivity decreases. Has spread laterally in the depth direction of the magnetic layer, resulting in insufficient pattern formation, and the pattern is blurred.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, increase the reactivity between the reactive plasma or reactive ions at the time of forming the magnetic recording pattern and the magnetic layer region that is magnetically separated, and patterning It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic recording medium in which image blur is less likely to occur.
  • the present invention relates to the following.
  • (1) A method of manufacturing a magnetic recording medium having a magnetically separated magnetic recording pattern, wherein a magnetic layer containing an oxide in a range of 0.5 atomic% to 6 atomic% is formed on a nonmagnetic substrate.
  • a method for manufacturing a magnetic recording medium comprising: a step of exposing a region of a magnetic layer to be separated magnetically to reactive plasma or reactive ions.
  • the halogen ion is a halogen ion formed by introducing at least one halogenated gas selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , CHF 3 , CCl 4 and KBr into the reactive plasma.
  • a highly accurate magnetic recording pattern can be formed on a magnetic layer with high efficiency. Therefore, a magnetic recording medium having high electromagnetic conversion characteristics and high recording density can be manufactured with high productivity.
  • Non-magnetic substrate 2 Magnetic layer 3
  • Mask layer 4 resist layer 5 stamps 6 Milling ions 7 Area from which the magnetic layer has been partially removed d Removal depth of magnetic layer 8
  • Remaining resist layer 9 Protective film 10
  • Reactive plasma or reactive ions 11
  • Inert gas 21
  • Demagnetized region 22 Magnetic layer surface 23 Exposed surface from which surface layer portion has been removed 24
  • Recessed portion 30 Magnetic recording medium 31
  • Magnetic head 32 Recording / Reproducing Signal System 33
  • Head Drive Unit 34 Medium drive unit W Width of magnetic region L Width of non-magnetized region
  • the present invention provides a method for producing a magnetic recording medium having a magnetically separated magnetic recording pattern, the step of forming a magnetic layer containing an oxide in a range of 0.5 atomic% to 6 atomic% on a nonmagnetic substrate. And a step of exposing the region of the magnetic layer to the reactive plasma or the reactive ions in this order.
  • the reactivity between the magnetic layer and reactive plasma or reactive ions is increased.
  • the magnetic properties of the magnetic layer are easily modified. That is, when a mask pattern is formed on the surface of the magnetic layer and the surface is exposed to reactive plasma or the like, the negative portion of the pattern (region for separating the magnetic layer) can be made nonmagnetic for a short time. It becomes possible to make modifications.
  • the pattern formed by exposure to reactive plasma or the like becomes sharp, and a magnetic recording pattern can be formed with higher accuracy. If the amount of oxide is less than 0.5 atomic%, the reactivity does not increase, and if it exceeds 6 atomic%, the pattern image becomes blurred.
  • the reactivity between the magnetic layer and the reactive plasma is such that when the magnetic layer has a granular structure, the reactivity between the magnetic layer and the reactive plasma is so high that the reaction region expands sideways, leading to a reactive plasma, etc.
  • the pattern formed by exposure is blurred.
  • the lower limit of the content of oxide formed by the magnetic layer having a granular structure is above 6 atomic%, but in the present invention, the oxide is included in the range of 0.5 atomic% to 6 atomic%.
  • the pattern of the magnetic layer can be more stably formed.
  • a magnetic layer having a granular structure is a magnetic layer having a structure in which an oxide covers magnetic particles, whereas a magnetic layer having a non-granular structure has a structure in which an oxide does not cover magnetic particles.
  • an in-plane oriented magnetic layer as a magnetic layer containing an oxide in the range of 0.5 atomic% to 6 atomic% than a vertically oriented magnetic film.
  • the pattern formed by exposure to sex plasma could be sharpened. This is presumably because the orientation in the (002) direction of the magnetic particles constituting the magnetic layer affects the chemical reactivity with reactive plasma or the like. That is, when the configuration of the present invention is adopted, the chemical reaction with the reactive plasma or the like in the magnetic layer proceeds in the film thickness direction (vertical direction), while the chemical reaction in the horizontal direction is compared with the vertical direction. Because it is slow, it is thought that the pattern formed by exposure to reactive plasma or the like becomes sharp.
  • the oxide contained in the magnetic layer is selected from SiO 2 , TiO 2 , WO 2 , WO 3 and Cr 2 O 3 , chemical reactivity with reactive plasma or the like increases. It is also preferable because the pattern becomes sharp.
  • the reactive plasma or reactive ion to be used contains halogen ions, in particular, at least one gaseous halogen compound selected from CF 4 , SF 6 , CHF 3 , CCl 4 and KBr is contained in the reactive plasma. It is preferable to contain a halogen ion formed by introduction into.
  • the present invention it is preferable to provide at least a step of exposing the exposed surface to oxygen plasma after the step of exposing the magnetic layer region to be magnetically separated to reactive plasma or the like.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a magnetic recording medium having a magnetically separated magnetic recording pattern, a step of forming a magnetic layer on a nonmagnetic substrate, and a region of the magnetic layer to be magnetically separated by reactive plasma or The step of exposing to reactive ions is performed in this order, but the magnetically separated magnetic layer prior to the step of exposing the region of the magnetic layer to be magnetically separated to reactive plasma or reactive ions. It is preferable to provide a step of removing the surface layer portion of the layer region by ion milling or the like. Further, after the step of exposing the magnetic layer region to be separated magnetically to reactive plasma or reactive ions, at least a step of irradiating the magnetic layer region exposed to reactive plasma or reactive ions with an inert gas is provided. Is preferred.
  • the magnetic recording pattern portion is magnetically separated, that is, the magnetic layer region (the magnetic layer to be demagnetized) whose magnetic characteristics are to be improved.
  • the layer region is processed by, for example, milling to remove the surface layer portion of the magnetic layer region, and then the region exposed by removing the surface layer portion is exposed to reactive plasma or reactive ions to modify the magnetic properties. It is preferable to do.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show the structure of a magnetic layer having a region whose magnetic properties have been modified (demagnetized) by exposure to reactive plasma or reactive ions.
  • FIG. 1 shows a cross section of a structure in which a magnetic layer is modified (demagnetized) by removing the surface layer portion of the magnetic layer region and then exposing the region exposed by removing the surface layer portion to reactive plasma or reactive ions.
  • FIG. 2 shows a cross section of a structure in which the magnetic layer is modified (demagnetized) by exposing the region to reactive plasma or reactive ions without removing the surface layer portion of the magnetic layer region.
  • 1 is a nonmagnetic substrate
  • 2 is a magnetic layer
  • 21 is a region whose magnetic properties have been modified (demagnetized)
  • 22 is a magnetic property that has been modified (nonmagnetic).
  • 23 is the surface of the region from which the surface layer portion of the magnetic layer has been removed
  • 24 is a recess formed by removing the surface layer portion.
  • W is the width of the magnetic part
  • L is the width of the non-magnetic part.
  • W is 200 nm or less, L is 100 nm or less, and therefore the track pitch (W + L) is preferably 300 nm or less.
  • the magnetic layer region exposed to reactive plasma or reactive ions, in particular, the surface layer portion is activated by oxidation or halogenation by reactive plasma, etc.
  • the activated magnetic metal such as Co penetrates the carbon protective film and deposits on the surface of the magnetic recording medium in a high temperature and high humidity environment, thereby damaging the head of the hard disk drive.
  • the manufacturing method of the present invention stabilizes the magnetic layer by irradiating at least the magnetic layer region that has been activated by exposure to reactive plasma or reactive ions, thereby stabilizing the magnetic layer. It is preferable to manufacture a magnetic recording medium in which no migration of the magnetic alloy occurs even in such an environment.
  • the magnetic recording pattern portion is a so-called patterned medium in which the magnetic recording pattern is arranged with a certain regularity for each bit, a medium in which the magnetic recording pattern is arranged in a track shape, or the like, Includes servo signal patterns.
  • the production method of the present invention is preferably applied to the production of a so-called discrete type magnetic recording medium in which magnetically separated magnetic recording patterns are magnetic recording tracks and servo signal patterns, from the viewpoint of simplicity in production.
  • the magnetic recording medium manufactured by the method of the present invention includes, for example, a soft magnetic layer, an intermediate layer, a magnetic layer 2 having a magnetic pattern formed on the surface of a nonmagnetic substrate 1, as shown in FIG. 9 and a lubricating film (not shown) is formed on the outermost surface.
  • a layer other than the nonmagnetic substrate 1, the magnetic layer 2, and the protective layer 9 can be provided as desired.
  • the magnetic recording medium is configured. Layers other than the nonmagnetic substrate 1, the magnetic layer 2, and the protective layer 9 are omitted.
  • nonmagnetic substrate 1 used in the present invention examples include an Al alloy substrate mainly composed of Al, such as an Al—Mg alloy, ordinary soda glass, aluminosilicate glass, crystallized glass, silicon, titanium, Any non-magnetic substrate such as a substrate made of ceramics or various resins can be used. Among them, it is preferable to use a glass substrate such as an Al alloy substrate or crystallized glass, or a silicon substrate.
  • the average surface roughness (Ra) of these substrates is preferably 1 nm or less, more preferably 0.5 nm or less, and particularly preferably 0.1 nm or less. *
  • the production method of the present invention is characterized in that a magnetic layer containing an oxide in the range of 0.5 atomic% to 6 atomic% is used as the magnetic layer 2 formed on the surface of the nonmagnetic substrate as described above.
  • the magnetic layer is preferably formed from an alloy mainly containing Co as a main component.
  • the magnetic layer containing an oxide is formed by adding an oxide to a magnetic alloy and bonding it.
  • the added oxide includes those chemically bonded to the magnetic alloy and those present at the grain boundaries.
  • an alloy such as CoCrPt—O in which oxygen atoms are directly added and bonded to the magnetic alloy is also included.
  • the oxide added to the magnetic alloy examples include SiO 2 , TiO 2 , WO 2 , WO 3 , Cr 2 O 3 , Ta 2 O 5 and the like. According to the research of the present inventor, even when CoO is added as an oxide, the reactivity between the magnetic layer and the plasma cannot be increased so much. This is because the bond between Co and O is strong, and it is considered that this strong bond inhibits the reaction between the magnetic layer and the plasma.
  • oxides to be added it is preferable to use SiO 2 , TiO 2 , WO 2 , WO 3 , or Cr 2 O 3 .
  • Co alloys containing oxides include alloys obtained by adding the above oxides to CoCr, CoCrPt, CoCrPtB, CoCrPtB-X, CoCrPtB-XY, and the like, and CoCrPt-O, CoCrPt-SiO.
  • CoCrPt—Cr 2 O 3 CoCrPt—TiO 2 , CoCrPt—ZrO 2 , CoCrPt—Nb 2 O 5 , CoCrPt—Ta 2 O 5 , CoCrPt—Al 2 O 3 , CoCrPt—B 2 O 3 , CoCrPt—WO 2 and Co-based alloys such as CoCrPt—WO 3 are exemplified.
  • X in the above constituent materials represents Ru, W, and the like
  • Y represents Cu, Mg, and the like.
  • a magnetic layer having a granular structure in which the magnetic alloy and the oxide are separated is used, the reaction proceeds too much, and the sharpness of the magnetic recording pattern to be formed tends to be impaired. Therefore, in the present invention, it is preferable to use a magnetic layer having a non-granular structure in which an additive oxide is chemically bonded to a magnetic alloy as the magnetic layer.
  • the crystal structure of the magnetic layer formed in the present invention is preferably a hexagonal close-packed structure.
  • the magnetic layer having a hexagonal close-packed structure has a (002) crystal plane parallel to the substrate surface, that is, a perpendicular magnetic layer in which the crystal c-axis ([002] axis) is arranged in a vertical direction. It may become. Even in such a perpendicular magnetic layer, the reactivity between the magnetic layer and the plasma can be increased by adding an oxide in the range of 0.5 atomic% to 6 atomic%.
  • the magnetic film with the c-axis oriented parallel to the substrate surface has a sharper pattern than the magnetic film with the c-axis oriented perpendicular to the substrate surface.
  • the magnetic layer formed in the present invention is preferably an in-plane oriented magnetic film. It is also effective to make the magnetic film of the present invention have a multilayer structure, the uppermost layer being an in-plane oriented magnetic film, and the lower magnetic layer being a vertically oriented magnetic layer.
  • the full width at half maximum of the rocking curve can be used as a method for evaluating the orientation direction of the magnetic layer.
  • this evaluation method first, a film formed on a substrate is applied to an X-ray diffractometer, and a crystal plane parallel to the substrate surface is analyzed.
  • the sample contains a film having a hexagonal close-packed structure like the magnetic layer described above, a diffraction peak corresponding to the crystal plane is observed.
  • a peak corresponding to the (002) crystal plane should be observed. It becomes.
  • the optical system is swung with respect to the substrate surface while maintaining the Bragg angle for diffracting the (002) crystal plane.
  • one diffraction peak (called a rocking curve) can be drawn by plotting the diffraction intensity of the (002) crystal plane against the angle at which the optical system is inclined.
  • a rocking curve When the (002) crystal planes are aligned very well in parallel to the substrate surface, a sharp rocking curve is obtained.
  • the orientation of the (002) crystal plane is widely dispersed, a broad rocking curve is obtained. Therefore, the full width at half maximum ⁇ 50 of the rocking curve can be used as an index between the vertically oriented magnetic film and the in-plane oriented magnetic film. It can be determined that the smaller the value of ⁇ 50 is, the higher the vertical alignment is.
  • the magnetic layer is formed as a thin film by sputtering.
  • the thickness of the magnetic layer is 3 nm to 20 nm, preferably 5 nm to 15 nm.
  • the magnetic layer may be formed so as to obtain sufficient head input / output according to the type of magnetic alloy used and the laminated structure.
  • the film thickness of the magnetic layer requires a certain thickness of the magnetic layer in order to obtain a certain level of output during playback.
  • parameters indicating recording / playback characteristics usually deteriorate as the output increases. Therefore, it is necessary to set an optimum film thickness.
  • the method of manufacturing a magnetic recording medium of the present invention includes a step A for forming a magnetic layer 2 on a nonmagnetic substrate 1, a step B for forming a mask layer 3 on the magnetic layer 2, and a mask.
  • Step E to be removed (when the resist remains in the recesses in Step D (indicated by reference numeral 8), the step of removing the resist and mask) is included.
  • the surface layer portion of the magnetic layer 2 in the region where the resist and the mask are removed is removed from the resist layer 4 side surface by ion milling 6 (reference numeral 7 is a magnetic layer that is partially ionized).
  • reference numeral 7 is a magnetic layer that is partially ionized.
  • a milled region is indicated, and a symbol d indicates a depth of the ion milled magnetic layer.
  • the region G of the magnetic layer removed by the ion milling 6 is exposed to reactive plasma or reactive ions 10 to modify the magnetic properties of the magnetic layer, and the step G of removing the resist layer 4 and the mask layer 3 is further performed. Including.
  • a process H in which the magnetic layer is irradiated with the inert gas 11 and a process I in which the surface of the magnetic layer is covered with the protective film 9 are performed in this order.
  • the above is a preferred method including the step F of ion milling, but it is possible even without this ion milling step. In this case, the surface of the region where the mask is removed and the magnetic layer is exposed is exposed to reactive plasma and reactive ions.
  • the mask layer 3 formed on the magnetic layer 2 in Step B in the method for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention is Ta, W, Ta nitride, W nitride, Si, SiO 2 , Ta 2 O 5 , Re , Mo, Ti, V, Nb, Sn, Ga, Ge, As, and Ni.
  • the shielding property against the milling ions 6 of the mask layer 3 can be improved, and the magnetic recording pattern formation characteristics by the mask layer 3 can be improved.
  • these materials are easy to dry-etch using a reactive gas, residue can be reduced and contamination of the magnetic recording medium surface can be reduced in Step H of FIG.
  • the thickness of the mask layer 3 is preferably in the range of 1 nm to 20 nm.
  • the thickness of the concave portion of the resist layer 4 after transferring the negative pattern of the magnetic recording pattern to the resist layer 4 shown in Step C and Step D of FIG. It is preferable to be within the range.
  • the thickness of the concave portion of the resist layer 4 is generally about 10 nm to 100 nm.
  • the material used for the resist layer 4 in Step C and Step D in FIG. 3 is a material that is curable by radiation irradiation, and a pattern is transferred to the resist layer 4 using a stamp 5. It is preferable to irradiate the resist layer 4 with radiation during the process D to be performed or after the pattern transfer process. By using such a manufacturing method, it becomes possible to transfer the shape of the stamp 5 to the resist layer 4 with high accuracy.
  • the etching process of the mask layer 3 shown in the step E of FIG. The sagging of this portion can be eliminated, the shielding property against the implanted ions of the mask layer can be improved, and the magnetic recording pattern forming characteristics by the mask layer can be improved.
  • the radiation used here refers to electromagnetic waves of a broad concept such as heat rays, visible rays, ultraviolet rays, X-rays, and gamma rays.
  • the material which has curability by radiation irradiation is, for example, a thermosetting resin for heat rays and an ultraviolet curable resin for ultraviolet rays.
  • the stamp is pressed against the resist layer in a state where the fluidity of the resist layer is high. In this state, the resist layer is cured by irradiating the resist layer, and then the stamp is separated from the resist layer, so that the stamp shape can be transferred to the resist layer with high accuracy.
  • a method of irradiating radiation from the opposite side of the stamp that is, from the substrate side, a material capable of transmitting radiation is selected as the stamp material, and the stamp is selected.
  • a method of irradiating radiation from the side a method of irradiating radiation from the side of the stamp, a method of irradiating radiation by heat conduction from a stamp material or a substrate using radiation having high conductivity to a solid like a heat ray Can be used.
  • an ultraviolet curable resin such as a novolak resin, an acrylate ester, and an alicyclic epoxy is used as a resist material, and the stamp material is transparent to ultraviolet rays.
  • High glass or resin is preferably used.
  • the magnetic characteristics of the region between the magnetic tracks is lowered, for example, the coercive force and the residual magnetization are reduced to the limit, thereby eliminating writing blur during magnetic recording. It is possible to provide a magnetic recording medium having a high surface recording density.
  • a metal plate in which a fine track pattern is formed using a method such as electron beam drawing can be used, and the material has hardness and durability that can withstand the process. Ni, etc. can be used, but any material can be used as long as it meets the above-mentioned purpose.
  • servo signal patterns such as burst patterns, gray code patterns, and preamble patterns can be formed on the stamper.
  • Step F of FIG. 4 it is preferable to remove a part of the surface layer of the magnetic layer by ion milling 10 or the like.
  • a part of the magnetic layer is removed by removing a part of the surface layer of the magnetic layer and then modifying the magnetic properties of the magnetic layer by exposing the surface to reactive plasma or reactive ions.
  • the contrast of the magnetic recording pattern becomes clearer and the S / N ratio of the magnetic recording medium is improved as compared with the case where is not removed.
  • the reason for this is that by removing the surface layer of the magnetic layer, the surface was cleaned and activated, the reactivity with reactive plasma and reactive ions increased, and the surface layer of the magnetic layer. It is conceivable that defects such as vacancies were introduced into the layer, and reactive ions easily entered the magnetic layer through the defects.
  • the depth d at which a part of the surface layer of the magnetic layer is removed by the ion milling 10 or the like is preferably in the range of 0.1 nm to 15 nm, more preferably in the range of 1 to 10 nm.
  • the removal depth by ion milling is less than 0.1 nm, the above-mentioned effect of removing the magnetic layer does not appear, and when the removal depth exceeds 15 nm, the surface smoothness of the magnetic recording medium deteriorates and magnetic recording The flying characteristics of the magnetic head when the reproducing apparatus is manufactured deteriorates.
  • the magnetic layer already formed is exposed to reactive plasma or reactive ions to modify the magnetic properties of the magnetic layer (magnetic (Characteristic deterioration).
  • the magnetically separated magnetic recording pattern is a region 21 in which the magnetic layer 2 is demagnetized when the magnetic recording medium is viewed from the surface side, as shown in Step G of FIG. Refers to the state separated by. That is, if the magnetic layer 2 is separated from the surface side, the object of the present invention can be achieved even if it is not separated at the bottom of the magnetic layer 2, and the magnetic separation of the present invention can be achieved. This is included in the concept of magnetic recording patterns. Further, in the present invention, the magnetic recording pattern is a so-called patterned medium in which the magnetic recording pattern is arranged with a certain regularity for each bit, a medium in which the magnetic recording pattern is arranged in a track shape, or the like, Includes servo signal patterns. *
  • the present invention is applied to the manufacture of a so-called discrete type magnetic recording medium in which the magnetically separated magnetic recording pattern is a magnetic recording track and a servo signal pattern among the above patterns, because of its simplicity in manufacturing. preferable.
  • the modification of the magnetic characteristics of the magnetic layer for forming the magnetic recording pattern is to make the magnetic layer non-magnetic in order to pattern the magnetic layer, as well as to reduce the coercive force, residual magnetization, etc. of the magnetic layer. Partial change is meant to mean that the change means lowering the coercive force and lowering the remanent magnetization.
  • the formed magnetic layer is exposed to reactive plasma or reactive ions so that the magnetic layer is not exposed. Crystallization may be mentioned.
  • the modification of the magnetic properties of the magnetic layer in the present invention includes realization by modifying the crystal structure of the magnetic layer.
  • making the magnetic layer amorphous means that the atomic arrangement of the magnetic layer is in the form of an irregular atomic arrangement having no long-range order. It refers to a state in which crystal grains are randomly arranged. When this atomic arrangement state is confirmed by an analysis method, a peak representing a crystal plane is not recognized by X-ray diffraction or electron beam diffraction, and only a halo is recognized.
  • reactive plasma used in the present invention examples include inductively coupled plasma (ICP) and reactive ion plasma (RIE).
  • ICP inductively coupled plasma
  • RIE reactive ion plasma
  • the reactive ions used in the present invention can be exemplified by the reactive ions existing in the inductively coupled plasma and reactive ion plasma described above. *
  • the “inductively coupled plasma” is a high-temperature plasma obtained by generating a plasma by applying a high voltage to a gas and generating Joule heat due to an eddy current in the plasma by a high-frequency variable magnetic field. According to inductively coupled plasma, the electron density is high, and the magnetic properties can be improved with high efficiency in a large area magnetic film as compared with the case of manufacturing a discrete track medium using a conventional ion beam. .
  • “Reactive ion plasma” is a highly reactive plasma in which a reactive gas such as O 2 , SF 6 , CHF 3 , CF 4 , or CCl 4 is added to the plasma. By using such plasma as the reactive plasma of the present invention, it is possible to realize the modification of the magnetic properties of the magnetic film with higher efficiency.
  • the reactive plasma or reactive ion preferably contains a halogen ion
  • the halogen ion is any one selected from the group consisting of CF 4 , SF 6 , CHF 3 , CCl 4 , and KBr.
  • Halogen ions are preferably formed by introducing one or more halogenated gases into the reactive plasma. This is because the reactivity between the magnetic layer and the plasma can be increased, and the pattern to be formed can be further sharpened. Although the details of this reason are not clear, the halogen atoms in the reactive plasma etch the foreign matter formed on the surface of the magnetic layer, which cleans the surface of the magnetic layer and increases the reactivity of the magnetic layer. It is possible to increase. It is also conceivable that the cleaned magnetic layer surface and halogen atoms react with high efficiency.
  • the magnetic layer is modified by exposing the deposited magnetic layer to reactive plasma or reactive ions, and this modification is performed by modifying the magnetic metal constituting the magnetic layer and the atoms or atoms in the reactive plasma. It is preferably realized by reaction with ions. Reactions include atoms in reactive plasma entering the magnetic metal, changing the crystal structure of the magnetic metal, changing the composition of the magnetic metal, oxidizing the magnetic metal, or nitriding the magnetic metal. For example, the magnetic metal is silicified. *
  • Step G of FIG. 1 thereafter, the resist 4 and the mask 3 are removed as shown in Step G of FIG.
  • steps G techniques such as dry etching, reactive ion etching, ion milling, and wet etching can be used.
  • the movement of the magnetic particles is suppressed by the intrusion of the inert element into the surface of the magnetic layer, or the active surface of the magnetic layer is removed by irradiation with an inert gas, It is conceivable that migration of magnetic particles is suppressed.
  • the inert gas it is preferable to use at least one gas selected from the group consisting of Ar, He, and Xe. This is because these elements are stable and highly effective in suppressing migration of magnetic particles.
  • the irradiation of the inert gas it is preferable to use any means selected from the group consisting of an ion gun, ICP, and RIE. Among these, it is preferable to use ICP and RIE, particularly in terms of a large amount of irradiation. ICP and RIE are as described above. *
  • the protective film 9 is generally performed by a method of forming a thin film of Diamond Like Carbon using P-CVD or the like, but is not particularly limited.
  • a protective film carbonaceous layers such as carbon (C), hydrogenated carbon (HxC), nitrogenated carbon (CN), alumocarbon, silicon carbide (SiC), SiO 2 , Zr 2 O 3 , TiN, etc.
  • a commonly used protective film material can be used.
  • the protective film may be composed of two or more layers.
  • the film thickness of the protective film 9 needs to be less than 10 nm. This is because if the thickness of the protective film exceeds 10 nm, the distance between the head and the magnetic layer increases, and sufficient input / output signal strength cannot be obtained.
  • a lubricating layer is preferably formed on the protective film. Examples of the lubricant used in the lubricating layer include a fluorine-based lubricant, a hydrocarbon-based lubricant, and a mixture thereof, and the lubricating layer is usually formed with a thickness of 1 to 4 nm.
  • FIG. 1 An example of the configuration of a magnetic recording / reproducing apparatus provided with a magnetic recording medium obtained by the manufacturing method of the present invention is shown in FIG.
  • This magnetic recording / reproducing apparatus includes the above-described magnetic recording medium 30 of the present invention, a medium driving unit 34 for driving the magnetic recording medium 30 in the recording direction, a magnetic head 31 including a recording unit and a reproducing unit, and the magnetic head 31 as a magnetic recording medium. And a recording / reproduction signal system 32 that combines a signal input to the magnetic head 31 and a recording / reproduction signal processing means for reproducing an output signal from the magnetic head 31. Is. By combining these, it is possible to configure a magnetic recording apparatus with a high recording density.
  • the reproducing head width was made narrower than the recording head width in order to eliminate the influence of the magnetization transition region at the track edge portion. Can be operated with both of them approximately the same width. As a result, sufficient reproduction output and high SNR can be obtained.
  • the reproducing section of the magnetic head as a GMR head or TMR head, a sufficient signal intensity can be obtained even at a high recording density, and a magnetic recording apparatus having a high recording density can be realized.
  • the flying height of the magnetic head is 0.005 ⁇ m to 0.020 ⁇ m, the output is improved and a high device SNR can be obtained, and a large capacity and high reliability magnetic recording device can be obtained.
  • the recording density can be further improved.
  • the track density is 100 k tracks / inch or more
  • the linear recording density is 1000 k bits / inch or more
  • the recording density is 100 G bits or more per square inch.
  • a sufficient SNR can also be obtained when recording / reproducing.
  • the present invention will be specifically described below with reference to examples.
  • Examples 1 to 11, Comparative Examples 1 and 2 The vacuum chamber in which the glass substrate for HD was set was evacuated to 1.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa or less in advance.
  • the glass substrate used here is composed of Li 2 Si 2 O 5 , Al 2 O 3 —K 2 O, Al 2 O 3 —K 2 O, MgO—P 2 O 5 , Sb 2 O 3 —ZnO. It is made of crystallized glass and has an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and an average surface roughness (Ra) of 2 angstroms.
  • the magnetic layer was formed.
  • the alloy composition of the lower layer was Co-10Cr-20Pt-8 (SiO 2 ) (these are molar ratios), and the film thickness was 100%.
  • the upper layer alloy composition was based on Co-14Cr-14Pt-4B, to which the oxides shown in Table 1 were added, and the film thickness was 50 mm.
  • the thicknesses of the other layers were 600 mm for the FeCoB soft magnetic layer and 100 mm for the Ru intermediate layer.
  • a mask layer was formed thereon using a sputtering method. Ta was used for the mask layer, and the film thickness was 60 nm.
  • a resist was applied by spin coating.
  • As the resist a novolac resin, which is an ultraviolet curable resin, was used.
  • the film thickness was 100 nm.
  • a stamp made of glass having a negative pattern of a magnetic recording pattern was further pressed against the resist layer at a pressure of 1 MPa (about 8.8 kgf / cm 2 ).
  • a pressure of 1 MPa about 8.8 kgf / cm 2
  • ultraviolet rays having a wavelength of 250 nm were irradiated for 10 seconds from the top of a glass stamp having an ultraviolet transmittance of 95% or more to cure the resist.
  • the stamp was separated from the resist layer, and the magnetic recording pattern was transferred.
  • the magnetic recording pattern transferred to the resist layer has a resist convex portion having a circumferential shape with a width of 120 nm, a resist concave portion having a circumferential shape with a width of 60 nm, the resist layer having a thickness of 80 nm, and the resist layer having a concave portion having a thickness.
  • the angle of the resist layer recess with respect to the substrate surface was approximately 90 degrees.
  • the dry etching conditions are as follows: O 2 gas is 40 sccm, pressure is 0.3 Pa, high frequency plasma power is 300 W, DC bias is 30 W, etching time is 10 seconds for resist etching, and CF 4 gas is 50 sccm for Ta layer etching.
  • the pressure was 0.6 Pa
  • the high-frequency plasma power was 500 W
  • the DC bias was 60 W
  • the etching time was 30 seconds.
  • Example 11 and the comparative example 2 the surface was removed by ion milling about the location which is not covered with the mask layer with the magnetic layer.
  • Ar ions were used for ion milling.
  • the ion milling conditions were a high frequency discharge power of 800 W, an acceleration voltage of 500 V, a pressure of 0.014 Pa, an Ar flow rate of 5 sccm, a treatment time of 40 seconds, and a current density of 0.4 mA / cm 2 .
  • the surface subjected to ion milling was exposed to reactive plasma, and the magnetic properties of the magnetic layer were modified.
  • the reactive plasma treatment of the magnetic layer was performed using an inductively coupled plasma apparatus NE550 manufactured by ULVAC.
  • CF 4 As gas and conditions used for generating plasma, 90 cc / min of CF 4 was used, the input power for generating plasma was 200 W, the pressure in the apparatus was 0.5 Pa, and the magnetic layer was processed for 300 seconds. Thereafter, CF 4 was changed to oxygen gas, and the magnetic layer was treated for 50 seconds.
  • the dry etching conditions were SF 6 gas of 100 sccm, pressure of 2.0 Pa, high frequency plasma power of 400 w, processing time, and 300 seconds.
  • the surface of the magnetic layer was irradiated with inert gas plasma.
  • the irradiation conditions of the inert gas plasma were as follows: inert gas 5 sccm, pressure 0.014 Pa, acceleration voltage 300 V, current density 0.4 mA / cm 2 , treatment time 5, 10, 15, 25 seconds.
  • a carbon (DLC: diamond-like carbon) protective film having a thickness of 4 nm was formed on the surface by CVD, and then a lubricant was applied to manufacture a magnetic recording medium.
  • the electromagnetic conversion characteristics (SNR) of the magnetic recording media manufactured in the examples and comparative examples were evaluated. Evaluation of electromagnetic conversion characteristics was performed using a spin stand. At this time, a perpendicular recording head is used for recording and a TuMR head is used for reading, and the amount of magnetization of the region treated with the reactive plasma with respect to the region not treated with the reactive plasma of the magnetic layer is changed. Was measured. Table 1 shows the evaluation results. *
  • the production method of the present invention it is possible to provide a magnetic recording medium having excellent electromagnetic conversion characteristics and a high recording density with high productivity.

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Abstract

 磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法において、非磁性基板上に酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を形成する工程、および、磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程を設ける。上記磁性層は、非グラニュラ構造を有することが好ましく、また、面内配向の磁性層であることが好ましい。上記の反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、少なくとも、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝された上記領域の表面に不活性ガスを照射する工程を行うことが好ましい。この方法によれば、高精度の磁気記録パターンを有し、高い電磁変換特性および高い記録密度を有する磁気記録媒体を生産性よく製造することができる。

Description

磁気記録媒体の製造方法および磁気記録再生装置
 本発明は、ハードディスク装置などに用いられる磁気記録媒体の製造方法、および磁気記録再生装置に関する。
 近年、磁気ディスク装置、フレキシブルディスク装置、磁気テープ装置などの磁気記録装置の適用範囲は著しく増大されその重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にMRヘッド、およびPRML技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにGMRヘッド、TMRヘッドなども導入され1年に約100%ものペースで増加を続けている。これらの磁気記録媒体については、今後更に高記録密度を達成することが要求されており、そのために磁性層の高保磁力化と高信号対雑音比(SNR)、高分解能を達成することが要求されている。また、近年では線記録密度の向上と同時にトラック密度の増加によって面記録密度を上昇させようとする努力も続けられている。
 最新の磁気記録装置においてはトラック密度が110kTPIにも達している。しかし、トラック密度を上げていくと、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合い、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりSNRを損なうという問題が生じやすくなる。このことはそのままBit Error Rateの低下につながるため記録密度の向上に対して障害となっている。 
 面記録密度を上昇させるためには、磁気記録媒体上の各記録ビットのサイズをより微細なものとし、各記録ビットに可能な限り大きな飽和磁化と磁性膜厚を確保する必要がある。しかし、記録ビットを微細化していくと、1ビット当たりの磁化最小体積が小さくなり、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じる。 
 また、トラック間距離が近づくために、磁気記録装置は極めて高精度のトラックサーボ技術を要求されると同時に、記録を幅広く実行し、再生は隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために記録時よりも狭く実行する方法が一般的に用いられている。この方法ではトラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難であり、そのために十分なSNRを確保することが難しいという問題がある。 
 このような熱揺らぎの問題やSNRの確保、あるいは十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、記録媒体表面にトラックに沿った凹凸を形成し、記録トラック同士を物理的に分離することによってトラック密度を上げようとする試みがなされている。このような技術を以下に「ディスクリートトラック法」、それによって製造された磁気記録媒体を「ディスクリートトラック媒体」と呼ぶ。また、同一トラック内のデータ領域を更に分割した、いわゆるパターンドメディアを製造しようとする試みもある。ディスクリートトラック媒体の一例として、表面に凹凸パターンを形成した非磁性基板に磁気記録媒体を形成して、物理的に分離した磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンを形成してなる磁気記録媒体が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 
 この磁気記録媒体は、表面に複数の凹凸のある基板の表面に軟磁性層を介して強磁性層が形成されており、その表面に保護膜を形成したものである。この磁気記録媒体では、凸部領域に周囲と物理的に分断された磁気記録領域が形成されている。
 この磁気記録媒体によれば、軟磁性層での磁壁発生を抑制できるため熱揺らぎの影響が出にくく、隣接する信号間の干渉もないので、ノイズの少ない高密度磁気記録媒体を形成できるとされている。 
 ディスクリートトラック法には、何層かの薄膜からなる磁気記録媒体を形成した後にトラックを形成する方法と、あらかじめ基板表面に直接、あるいはトラック形成のための薄膜層に凹凸パターンを形成した後に、磁気記録媒体の薄膜形成を行う方法がある(例えば、特許文献2,特許文献3参照)。 
 また、ディスクリートトラック媒体の磁気トラック間領域を、あらかじめ形成した磁性層に窒素、酸素などのイオンを注入し、または、レーザを照射することにより、その部分の磁気的な特性を変化させて形成する方法が開示されている(特許文献4~6参照。)。 
 特許文献7には、ディスクリートトラック媒体の磁性層としてグラニュラ構造の磁性層を用いることが記載されている。
 特許文献8には、ディスクリートトラック媒体の非磁性部分を磁性層に含まれるCoOのハロゲン化により形成することが記載されている。 
特開2004-164692号公報 特開2004-178793号公報 特開2004-178794号公報 特開平5-205257号公報 特開2006-209952号公報 特開2006-309841号公報 特開2006-155863号公報 特開2002-359138号公報
 前述のように、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する、いわゆる、ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアの製造工程においては、磁性層を、酸素やハロゲンを用いた反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことにより磁気記録パターンを形成する場合がある。
 本発明者らの研究によると、磁気記録パターンの形成に反応性プラズマまたは反応性イオンを用いても、磁性層の磁気特性の改質に時間がかかって生産性が低下したり、また反応領域が磁性層の深さ方向に横へ広がってパターン形成が不十分となり、パターンがぼけたりする問題があった。
 本発明の目的は、上記の問題点を解決し、磁気記録パターンの形成時における反応性プラズマまたは反応性イオンと、磁気的に分離する、磁性層の領域との反応性を高め、また、パターニングにおける像のぼけが生じにくい磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本発明者らは、鋭意努力研究した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は以下に関する。
 (1)磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、非磁性基板上に酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を形成する工程、および、磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す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。
 (2)酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層が、非グラニュラ構造の磁性層である上記(1)に記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (3)酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層が、面内配向の磁性層である上記(1)または(2)に記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (4)酸化物が、SiO2、TiO2、WO2、WO3およびCr23からなる群から選ばれた少なくとも1種である上記(1)~(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (5)反応性プラズマまたは反応性イオンが、ハロゲンイオンを含有する上記(1)~(4)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (6)ハロゲンイオンが、CF4、SF6、CHF3、CCl4およびKBrからなる群から選ばれた少なくとも1種のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンである上記(5)に記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (7)磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、該領域を酸素プラズマに曝す工程を実施する請求項1~6のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (8)磁気的に分離する、磁性層の領域の磁性層表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す上記(1)~(7)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (9)磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程に先立って、磁性層の該領域の表層部を除去する工程を行い、次いで、該表層部の除去により露出した表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程を実施する上記(1)~(7)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (10)表層部の除去深さが0.1~15nmである上記(9)に記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (11)磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、少なくとも、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝された上記領域の表面に不活性ガスを照射する工程を実施する上記(1)~(10)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
 (12)上記(1)~(11)のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。
 本発明によれば、磁性層に高精度の磁気記録パターンを高い効率で形成することができる。よって、高い電磁変換特性および高い記録密度を有する磁気記録媒体を生産性よく製造することができる。
本発明の製造方法により得られる磁気記録媒体の基板と磁性層の構造の一例を示す断面模式図である。 本発明の製造方法により得られる磁気記録媒体の基板と磁性層の構造の他の一例を示す断面模式図である。 本発明の磁気記録媒体の製造方法における製造工程の一例の前半を示す図である。 本発明の磁気記録媒体の製造方法における製造工程の一例の後半を示す図である。 本発明の磁気記録再生装置の構成を示す模式図である。
符号の説明
 1 非磁性基板 
 2 磁性層 
 3 マスク層 
 4 レジスト層 
 5 スタンプ 
 6 ミリングイオン 
 7 部分的に磁性層を除去した領域 
 d 磁性層の除去深さ 
 8 残ったレジスト層 
 9 保護膜 
 10 反応性プラズマまたは反応性イオン 
 11 不活性ガス 
 21 非磁性化領域
 22 磁性層表面
 23 表層部を除去した露出面
 24 凹部
 30 磁気記録媒体  
 31 磁気ヘッド 
 32 記録再生信号系
 33 ヘッド駆動部 
 34 媒体駆動部 
 W  磁性領域の幅
 L  非磁性化領域の幅
 本発明は、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法において、非磁性基板上に酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を形成する工程、および磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程をこの順で有することを特徴とする。
 本発明者の研究によると、磁性層に0.5原子%~6原子%の範囲内で酸化物を含有させると、磁性層と反応性プラズマまたは反応性イオンとの反応性が増し、これにより磁性層の磁気特性が改質されやすくなる。すなわち、磁性層の表面にマスクパターンを形成して、その表面を反応性プラズマなどに曝すと、そのパターンのネガ部分(磁性層を分離する領域)を短時間で非磁性化などの磁気特性の改変をすることが可能となる。加えて、上記の酸化物含有磁性層では、反応性プラズマなどへの曝露により形成したパターンがシャープとなり、より高い精度で磁気記録パターンを形成することが可能となる。酸化物の量が0.5原子%未満では反応性が上がらず、また、6原子%を越えるとパターンの像がぼけるようになる。
 磁性層と、反応性プラズマなどとの反応性は、磁性層がグラニュラ構造である場合、磁性層と反応性プラズマなどとの反応性が高まりすぎて反応領域が横に広がり、反応性プラズマなどへの曝露により形成したパターンがぼける傾向がある。一般的に、グラニュラ構造の磁性層が形成する酸化物の含有量の下限は6原子%より上にあるが、本発明では、酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を、非グラニュラ構造とすることで、より安定して磁性層のパターン形成ができる。グラニュラ構造の磁性層は、磁性粒子の周囲を酸化物が覆った構造を有する磁性層であるが、非グラニュラ構造の磁性層は、磁性粒子の周囲を酸化物が覆っていない構造である。
 本発明者の研究によると、酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を、垂直配向の磁性膜とするよりは、面内配向の磁性層とするほうが、反応性プラズマなどへの曝露により形成したパターンをシャープにできることが明らかになった。これは、磁性層を構成する磁性粒子の(002)方向の配向性が反応性プラズマなどとの化学反応性に影響しているものと考えられる。すなわち、本願発明の構成を採用した場合、磁性層における反応性プラズマなどとの化学反応が、膜厚方向(縦方向)に進行し、一方で、横方向への化学反応が縦方向に比べて遅いため、反応性プラズマなどへの曝露により形成したパターンがシャープになると考えられる。また、その他の反応の進行形態として、磁性層の縦方向にピット状に反応が進行することが考えられる。このピット状の反応の進行が、パターンに従ってシャープに進行するため、磁性層にシャープなパターンが形成するものと考えられる。
 本願発明では、磁性層に含まれる酸化物が、SiO2、TiO2、WO2、WO3およびCr23のなかから選ばれた場合が、反応性プラズマなどとの化学反応性が高まるので好ましく、また、パターンがシャープになるので好ましい。
 用いる反応性プラズマまたは反応性イオンは、ハロゲンイオンを含むこと、特に、CF4、SF6、CHF3、CCl4およびKBrの中から選ばれた少なくとも1種のガス状ハロゲン化合物を反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンを含むことが好ましい。
 本願発明では、上記のように、磁気的に分離する磁性層領域を反応性プラズマなどに曝す工程の後に、少なくとも、その曝露表面を酸素プラズマに曝す工程を設けることが好ましい。このような工程を設けることにより、反応性プラズマなどに曝した磁性層領域の磁気特性をよりシャープに改変することが可能となる。
 本発明は、磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法において、非磁性基板上に磁性層を形成する工程、および、磁気的に分離する磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程を、この順で実施することを特徴とするが、磁気的に分離する磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程に先立って、磁気的に分離する磁性層領域の表層部をイオンミリングなどで除去する工程を設けることが好ましい。また、磁気的に分離する磁性層領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、少なくとも、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝した磁性層領域に不活性ガスを照射する工程を設けることが好ましい。
 本発明の磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法においては、磁気記録パターン部を磁気的に分離する領域、即ち、磁気記録パターンの磁気特性を改質すべき磁性層領域(非磁性化すべき磁性層領域)を、例えばミリングなどによって処理して、該磁性層領域の表層部を除去した後に、該表層部の除去により露出した領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して磁気特性を改質することが好ましい。
 反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことによって、磁気特性が改質された(非磁性化された)領域を有する磁性層の構造を図1および図2に示す。図1は、磁性層領域の表層部を除去した後に、該表層部の除去により露出した領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して磁気特性を改質(非磁性化)した構造の断面を示している。図2は、磁性層領域の表層部を除去せずに、該領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝して磁気特性を改質(非磁性化)した構造の断面を示している。
 図1および図2において、1は非磁性基板、2は磁性層で、21はその磁気特性が改質された(非磁性化された)領域、22は磁気特性が改質された(非磁性化された)領域により分離された磁性層の表面、23は磁性層の表層部が除去された領域の表面、24は表層部が除去されて生じた凹部である。Wは磁性部の幅、Lは非磁性部の幅である。Wは200nm以下、Lは100nm以下、したがってトラックピッチ(W+L)は300nm以下であることが好ましい。
 本発明者の研究によると、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝した磁性層領域の特に表層部が、反応性プラズマなどにより酸化やハロゲン化して活性化し、それによって、磁気記録媒体の耐環境特性が低下する場合があるという知見を得た。すなわち、活性化したCoなどの磁性金属が、高温多湿の環境下において、炭素保護膜を突き抜けて磁気記録媒体の表面に析出し、ハードディスクドライブのヘッドを破損させることが考えられる。これを防ぐため、本発明の製造方法では、少なくとも、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝されて活性化した磁性層領域に不活性ガスを照射することにより、磁性層を安定化させ、高温多湿の環境下においても磁性合金のマイグレーションなどの発生しない磁気記録媒体を製造することが好ましい。 
 本発明において、磁気記録パターン部とは、磁気記録パターンが1ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターンが、トラック状に配置されたメディアや、その他、サーボ信号パターンなどを含んでいる。本発明の製造方法は、磁気的に分離した磁気記録パターンが、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンである、いわゆる、ディスクリート型磁気記録媒体の製造に適用するのが、その製造における簡便性から好ましい。 
 次に、本発明の製造プロセスを、図3および図4を参照して、詳細に説明する。
 本発明方法により製造される磁気記録媒体は、例えば、図4、工程Iに示すように、非磁性基板1の表面に軟磁性層、中間層、磁気パターンが形成された磁性層2、保護膜9を積層した構造を有し、さらに、最表面には潤滑膜(図示せず)が形成されている。なお、本発明の磁気記録媒体では、所望により、非磁性基板1、磁性層2、保護層9以外の層を適宜設けることが可能であるが、図3および図4では、磁気記録媒体を構成する非磁性基板1、磁性層2、保護層9以外の層は省略している。
 本発明で使用する非磁性基板1としては、Alを主成分とする、例えばAl-Mg合金などのAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。中でも、Al合金基板や結晶化ガラスなどのガラス製基板またはシリコン基板を用いることが好ましい。またこれら基板の平均表面粗さ(Ra)は、1nm以下、さらには0.5nm以下であることが好ましく、中でも0.1nm以下であることが特に好ましい。 
 本発明の製造方法は、上記のような非磁性基板の表面に形成される磁性層2として、酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を用いることを特徴としている。磁性層は、主としてCoを主成分とする合金から形成することが好ましい。
 酸化物を含む磁性層は、酸化物を磁性合金に添加して結合せしめることにより形成される。添加された酸化物は、磁性合金に化学的に結合した形態のものと粒界に存在するものとが含まれる。さらに、CoCrPt-Oのように酸素原子が磁性合金に直接添加結合した合金も含まれる。
 磁性合金に添加される酸化物の具体例としては、SiO2、TiO2、WO2、WO3、Cr23、Ta25などが挙げられる。本発明者の研究によると酸化物としてCoOを添加しても磁性層とプラズマとの反応性を、それほど高めることはできなかった。これはCoとOとの結合が強固であるため、この強固な結合が、磁性層とプラズマとの反応を阻害していることが考えられる。添加する酸化物の中でも、SiO2、TiO2、WO2、WO3、Cr23を用いるのが好ましい。
 酸化物を含むCo合金の具体例としては、CoCr、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtB-X、CoCrPtB-X-Yなどに上記酸化物を添加して結合せしめた合金、および、CoCrPt-O、CoCrPt-SiO2、CoCrPt-Cr23、CoCrPt-TiO2、CoCrPt-ZrO2、CoCrPt-Nb25、CoCrPt-Ta25、CoCrPt-Al23、CoCrPt-B23、CoCrPt-WO2、CoCrPt-WO3などのCo系合金が例示される。なお、上記の構成材料中のXは、Ru、Wなどを示しており、Yは、Cu、Mgなどを示している。
 なお、磁性合金と酸化物とが分離しているグラニュラ構造の磁性層を用いた場合には反応が進みすぎて、形成する磁気記録パターンのシャープさが損なわれる傾向がある。したがって、本発明では、磁性層としては、添加酸化物が磁性合金に化学的に結合した非グラニュラ構造の磁性層を用いることが好ましい。
 本発明で形成する磁性層の結晶構造は、六方最密構造であることが好ましい。ここで、六方最密構造の磁性層は、その(002)結晶面が基板面に対して平行となること、すなわち、結晶c軸([002]軸)が垂直な方向に配列した垂直磁性層となる場合がある。このような垂直磁性層においても、酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で添加すると、磁性層とプラズマとの反応性を高めることが可能である。ところが、発明者の研究によると、c軸が基板面に対して垂直に配向した磁性膜に比べ、c軸が基板面に対して平行に配向した磁性膜のほうが、形成するパターンがシャープとなる傾向が見られた。よって本発明で形成する磁性層としては、面内配向の磁性膜であることが好ましい。なお、本発明の磁性膜を多層構造とし、その最上層を面内配向の磁性膜とし、下層の磁性層を垂直配向の磁性層とすることも有効である。
 磁性層の配向方向の評価方法として、ロッキングカーブの半値幅を用いることができる。この評価方法では、はじめに、基板上に成膜した膜をX線回折装置にかけ、基板面に対して平行な結晶面を分析する。前述の磁性層のように六方最密構造をとる膜を試料が含有する場合、その結晶面に対応する回折ピークが観測される。Co系合金を用いた垂直配向膜の場合、六方最密構造のc軸[002]方向が基板面に垂直になるような配向をするため、(002)結晶面に対応するピークを観測することとなる。
 次に、(002)結晶面を回折するブラッグ角を維持したまま光学系を基板面に対してスイングさせる。この際、光学系を傾けた角度に対して(002)結晶面の回折強度をプロットすることで、ひとつの回折ピーク(ロッキングカーブとよぶ)を描くことができる。(002)結晶面が、基板面に対して極めてよく平行に揃っている場合では、鋭い形状のロッキングカーブが得られる。一方、(002)結晶面の向きが広く分散している場合では、ブロードなロッキングカーブが得られる。
 したがって、ロッキングカーブの半値幅Δθ50を垂直配向磁性膜と、面内配向磁性膜との指標として用いることができる。このΔθ50の値が小さいほど、垂直配向性が高いと判断することができる。
 通常、磁性層はスパッタ法により薄膜として形成する。
 磁性層の厚さは、3nm~20nm、好ましくは5nm~15nmとする。磁性層は、使用する磁性合金の種類と積層構造に合わせて、十分なヘッド出入力が得られるように形成すればよい。磁性層の膜厚は再生の際に一定以上の出力を得るにはある程度以上の磁性層膜厚が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法は、例えば、図3に示すように、非磁性基板1に磁性層2を形成する工程A、磁性層2の上にマスク層3を形成する工程B、マスク層3の上にレジスト層4を形成する工程C、レジスト層4に磁気記録パターンのネガパターン(記録トラックを分離するため、記録トラックに対応してレジスト層に凹部を形成したものをネガパターンと言う)を、スタンプ5を用いて転写する工程D(工程Dにおける矢印はスタンプ5の動きを示す。)、磁気記録パターンのネガパターンに対応する領域(工程Dの図の凹部)のマスク3を除去する工程E(工程Dで凹部にレジストが残っている場合(符号8で示す)はレジストおよびマスクの除去工程)を含む。
 さらに、図4に示すように、レジストおよびマスクを除去した領域の磁性層2の表層部を、レジスト層4側表面からイオンミリング6により除去する工程F(符号7は磁性層で部分的にイオンミリングした領域を示す。また符号dは、イオンミリングした磁性層の深さを示す。)を含む。次いで、イオンミリング6により除去した磁性層の領域を反応性プラズマや反応性イオン10に曝して磁性層の磁気特性を改質するとともに、さらに、レジスト層4およびマスク層3を除去する工程Gを含む。次いで、磁性層に不活性ガス11を照射する工程H、磁性層の表面を保護膜9で覆う工程Iを、この順で実施する。
 上記はイオンミリングする工程Fを含む好ましい方法であるが、このイオンミリング工程はなくても可能である。この場合は、マスクが除去されて磁性層が露出した領域の表面が反応性プラズマや反応性イオンに曝されることになる。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法における工程Bで、磁性層2の上に形成するマスク層3は、Ta、W、Ta窒化物、W窒化物、Si、SiO2、Ta25、Re、Mo、Ti、V、Nb、Sn、Ga、Ge、As、Niからなる群から選ばれた何れか一種以上を含む材料で形成することができる。このような材料を用いることにより、マスク層3のミリングイオン6に対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層3による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。さらに、これらの物質は、反応性ガスを用いたドライエッチングが容易であるため、図3の工程Hにおいて、残留物を減らし、磁気記録媒体表面の汚染を減少させることができる。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法では、上記マスク層形成物質の中で、As、Ge、SnおよびGaの中から選ばれた物質を用いるのが好ましく、Ni、Ti、V、Nbを用いるのがより好ましく、Mo、Ta、Wを用いるのが最も好ましい。マスク層3の厚さは一般的には1nm~20nmの範囲が好ましい。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法では、図3の工程C、工程Dで示した、レジスト層4に磁気記録パターンのネガパターン転写後の、レジスト層4の凹部の厚さを、0~10nmの範囲内とするのが好ましい。レジスト層4の凹部の厚さをこの範囲とすることにより、図3の工程Eで示したマスク層3のエッチング工程において、マスク層3のエッジの部分のダレを無くし、マスク層3のミリングイオン6に対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層3による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。レジスト層の厚さは一般的には10nm~100nm程度である。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法では、図3の工程C、工程Dのレジスト層4に用いる材料を、放射線照射により硬化性を有する材料とし、レジスト層4にスタンプ5を用いてパターンを転写する工程Dに際して、または、パターン転写工程の後に、レジスト層4に放射線を照射するのが好ましい。このような製造方法を用いることにより、レジスト層4に、スタンプ5の形状を精度良く転写することが可能となり、図3の工程Eで示したマスク層3のエッチング工程において、マスク層3のエッジの部分のダレを無くし、マスク層の注入イオンに対する遮蔽性を向上させ、また、マスク層による磁気記録パターン形成特性を向上させることができる。ここで用いる放射線とは、熱線、可視光線、紫外線、X線、ガンマ線などの広い概念の電磁波を指す。また、放射線照射により硬化性を有する材料とは、例えば、熱線に対しては熱硬化樹脂、紫外線に対しては紫外線硬化樹脂である。 
 本発明の磁気記録媒体の製造方法では、特に、レジスト層4にスタンプ5を用いてパターンを転写する工程Dに際して、レジスト層の流動性が高い状態で、レジスト層にスタンプを押圧し、その押圧した状態で、レジスト層に放射線を照射することによりレジスト層を硬化させ、その後、スタンプをレジスト層から離すことにより、スタンプの形状を精度良く、レジスト層に転写することが可能となる。
 レジスト層にスタンプを押圧した状態で、レジスト層に放射線を照射する方法としては、スタンプの反対側、すなわち基板側から放射線を照射する方法、スタンプの材料として放射線を透過できる物質を選択し、スタンプ側から放射線を照射する方法、スタンプの側面から放射線を照射する方法、熱線のように固体に対して伝導性の高い放射線を用いて、スタンプ材料または基板からの熱伝導により放射線を照射する方法を用いることができる。本発明の磁気記録媒体の製造方法では、この中で特に、レジスト材としてノボラック系樹脂、アクリル酸エステル類、脂環式エポキシ類などの紫外線硬化樹脂を用い、スタンプ材料として紫外線に対して透過性の高いガラスまたは樹脂を用いるのが好ましい。 
 上記のような本発明の方法により、磁気トラック間領域(磁性層を分離する領域)の磁気特性を低下、例えば保磁力、残留磁化を極限まで低減させることにより磁気記録の際の書きにじみをなくし、高い面記録密度の磁気記録媒体を提供することが可能となる。前記のプロセスで用いられるスタンパーは、例えば、金属プレートに電子線描画などの方法を用いて微細なトラックパターンを形成したものが使用でき、材料としてはプロセスに耐えうる硬度、耐久性を有する、例えば、Niなどが使用できるが、前述の目的に合致するものであれば材料は問わない。スタンパーには、通常のデータを記録するトラックの他にバーストパターン、グレイコードパターン、プリアンブルパターンといったサーボ信号のパターンも形成できる。 
 本発明では、図4の工程Fに示すように、イオンミリング10などにより磁性層の表層の一部を除去することが好ましい。本発明のように、磁性層の表層の一部を除去し、その後に、表面を反応性プラズマや反応性イオンに曝して磁性層の磁気特性を改質させた方が、磁性層の一部を除去しなかった場合に比べ、磁気記録パターンのコントラストがより鮮明になり、また磁気記録媒体のS/Nが向上する。この理由としては、磁性層の表層部を除去することにより、その表面の清浄化・活性化が図られ、反応性プラズマや反応性イオンとの反応性が高まったこと、また磁性層の表層部に空孔などの欠陥が導入され、その欠陥を通じて磁性層に反応性イオンが侵入しやすくなったことが考えられる。 
 本発明で、イオンミリング10などにより磁性層の表層の一部を除去する深さdは、好ましくは、0.1nm~15nmの範囲内、より好ましくは、1~10nmの範囲内とする。イオンミリングによる除去深さが0.1nmより少ない場合は、前述の磁性層の除去効果が現れず、また、除去深さが15nmより大きくなると、磁気記録媒体の表面平滑性が悪化し、磁気記録再生装置を製造した際の磁気ヘッドの浮上特性が悪くなる。
 本発明では、例えば磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する領域を、既に成膜された磁性層を反応性プラズマや反応性イオンに曝して磁性層の磁気特性を改質(磁気特性の低下)することにより形成することを特徴とする。 
 本発明において、磁気的に分離した磁気記録パターンとは、図4の工程Gに示されているように、磁気記録媒体を表面側から見た場合、磁性層2が非磁性化などした領域21により分離された状態を指す。すなわち、磁性層2が表面側から見て分離されていれば、磁性層2の底部において分離されていなくとも、本発明の目的を達成することが可能であり、本発明の、磁気的に分離した磁気記録パターンの概念に含まれる。また、本発明において磁気記録パターンとは、磁気記録パターンが1ビットごとに一定の規則性をもって配置された、いわゆるパターンドメディアや、磁気記録パターンが、トラック状に配置されたメディアや、その他、サーボ信号パターンなどを含んでいる。 
 本発明は、磁気的に分離した磁気記録パターンが、上記パターンの中でも、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターンである、いわゆる、ディスクリート型磁気記録媒体の製造に適用するのが、その製造における簡便性から好ましい。本発明で、磁気記録パターンを形成するための磁性層の磁気特性の改質とは、磁性層をパターン化するために、非磁性化することの他、磁性層の保磁力、残留磁化などを部分的に変化させることを指し、その変化とは、保磁力を下げ、残留磁化などを下げることを指す。 
 本発明では、磁気記録トラックおよびサーボ信号パターン部を磁気的に分離する領域を改質する方法の一つとして、成膜された磁性層を反応性プラズマや反応性イオンに曝して磁性層を非晶質化することが挙げられる。また、本発明における磁性層の磁気特性の改質は、磁性層の結晶構造の改変によって実現することも含む。本発明で、磁性層を非晶質化するとは、磁性層の原子配列を、長距離秩序を持たない不規則な原子配列の形態とすることを指し、より具体的には、2nm未満の微結晶粒がランダムに配列した状態とすることを指す。そして、この原子配列状態を分析手法により確認する場合は、X線回折または電子線回折により、結晶面を表すピークが認められず、また、ハローが認められるのみの状態とする。 
 本発明において用いる反応性プラズマとしては、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)や反応性イオンプラズマ(RIE;Reactive Ion Plasma)が例示できる。 また、本発明において用いる反応性イオンとは、前述の誘導結合プラズマ、反応性イオンプラズマ内に存在する反応性のイオンが例示できる。 
 「誘導結合プラズマ」とは、気体に高電圧をかけることによってプラズマ化し、さらに高周波数の変動磁場によってそのプラズマ内部に渦電流によるジュール熱を発生させることによって得られる高温のプラズマである。誘導結合プラズマによれば、電子密度が高く、従来のイオンビームを用いてディスクリートトラックメディアを製造する場合に比べ、広い面積の磁性膜において、高い効率で磁気特性の改質を実現することができる。
 「反応性イオンプラズマ」とは、プラズマ中にO2、SF6、CHF3、CF4、CCl4などの反応性ガスを加えた反応性の高いプラズマである。このようなプラズマを本発明の反応性プラズマとして用いることにより、磁性膜の磁気特性の改質をより高い効率で実現することが可能となる。
 本発明では、反応性プラズマまたは反応性イオンが、ハロゲンイオンを含有するのが好ましく、また、ハロゲンイオンが、CF4、SF6、CHF3、CCl4、KBrからなる群から選ばれた何れか1種以上のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンであることが好ましい。磁性層とプラズマとの反応性を高め、また、形成するパターンを一層シャープにすることができるからである。この理由の詳細は明らかではないが、反応性プラズマ中のハロゲン原子が、磁性層の表面に形成している異物をエッチングし、これにより磁性層の表面が清浄化され、磁性層の反応性が高まることが考えられる。また、清浄化した磁性層表面とハロゲン原子とが高い効率で反応することが考えられる。 
 本発明では、成膜された磁性層を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝すことにより磁性層を改質するが、この改質は、磁性層を構成する磁性金属と反応性プラズマ中の原子またはイオンとの反応により実現するのが好ましい。反応とは、磁性金属に反応性プラズマ中の原子などが侵入し、磁性金属の結晶構造が変化すること、磁性金属の組成が変化すること、磁性金属が酸化すること、磁性金属か窒化すること、磁性金属が珪化することなどが例示できる。 
 本発明では、その後、図4の工程Gに示すように、レジスト4およびマスク3を除去する。この工程Gには、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、イオンミリング、湿式エッチングなどの手法を用いることができる。
 本発明では、その後、工程Hに矢印で示すように、工程F、G、Hの工程で活性化した磁性層に不活性ガスを照射し、磁性層を安定化させることが好ましい。このような工程を設けることにより、磁性層が安定し、高温多湿環境下においても磁性粒子のマイグレーションなどの発生が抑制される。その理由は明らかではないが、磁性層の表面に不活性元素が侵入することにより磁性粒子の移動が抑制されること、または、不活性ガスの照射により、磁性層の活性な表面が除去され、磁性粒子のマイグレーションなどが抑制されることが考えられる。 
 不活性ガスとしては、Ar、He、Xeからなる群から選ばれた何れか1種以上のガスを用いることが好ましい。これらの元素は安定であり、磁性粒子のマイグレーションなどの抑制効果が高いからである。不活性ガスの照射は、イオンガン、ICP,RIEからなる群から選ばれた何れかの手段を用いるのが好ましい。この中で特に、照射量の多さの点で、ICP,RIEを用いるのが好ましい。ICP,RIEについては前述したとおりである。 
 本発明では、工程Iに示すように保護層9を形成し、その後潤滑材(図示せず)を塗布して磁気記録媒体を製造する工程を採用するのが好ましい。保護膜9の形成は、一般的にはDiamond Like Carbonの薄膜をP-CVDなどを用いて成膜する方法が行われるが特に限定されるものではない。保護膜としては、炭素(C)、水素化炭素(HxC)、窒素化炭素(CN)、アルモファスカーボン、炭化珪素(SiC)などの炭素質層やSiO2、Zr23、TiNなど、通常用いられる保護膜材料を用いることができる。また、保護膜が2層以上の層から構成されていてもよい。 
 保護膜9の膜厚は10nm未満とする必要がある。保護膜の膜厚が10nmを越えるとヘッドと磁性層との距離が大きくなり、十分な出入力信号の強さが得られなくなるからである。
 保護膜の上には潤滑層を形成することが好ましい。潤滑層に用いる潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤およびこれらの混合物などが挙げられ、通常1~4nmの厚さで潤滑層を形成する。 
 本発明の製造方法により得られる磁気記録媒体を具えた磁気記録再生装置の構成の一例を図5に示す。この磁気記録再生装置は、上述の本発明の磁気記録媒体30と、これを記録方向に駆動する媒体駆動部34と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド31と、磁気ヘッド31を磁気記録媒体30に対して相対運動させるヘッド駆動部33と、磁気ヘッド31への信号入力と磁気ヘッド31からの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせた記録再生信号系32とを具備したものである。
 これらを組み合わせることにより記録密度の高い磁気記録装置を構成することが可能となる。磁気記録媒体の記録トラックを磁気的に不連続に加工したことによって、従来はトラックエッジ部の磁化遷移領域の影響を排除するために再生ヘッド幅を記録ヘッド幅よりも狭くして対応していたものを、両者をほぼ同じ幅にして動作させることができる。これにより十分な再生出力と高いSNRを得ることができるようになる。 
 さらに上述の磁気ヘッドの再生部をGMRヘッドあるいはTMRヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、高記録密度を持った磁気記録装置を実現することができる。また、この磁気ヘッドの浮上量を0.005μm~0.020μmと従来より低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置SNRが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録装置を提供することができる。
 また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度100kトラック/インチ以上、線記録密度1000kビット/インチ以上、1平方インチ当たり100Gビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なSNRが得られる。
 以下実施例により本発明を具体的に説明する。
(実施例1~11、比較例1、2)
 HD用ガラス基板をセットした真空チャンバを予め1.0×10-5Pa以下に真空排気した。ここで使用したガラス基板はLi2Si25、Al23-K2O、Al23-K2O、MgO-P25、Sb23-ZnOを構成成分とする結晶化ガラスを材質とし、外径65mm、内径20mm、平均表面粗さ(Ra)は2オングストロームである。 
 該ガラス基板にDCスパッタリング法を用いて、軟磁性層として65Fe-30Co-5B、中間層としてRu、磁性層として、下層をグラニュラ構造の垂直配向の磁性層、上層を非グラニュラ構造の面内配向の磁性層を形成した。下層の合金組成は、Co-10Cr-20Pt-8(SiO2)(これらはモル比。)とし、膜厚は100Åとした。また上層の合金組成はCo-14Cr-14Pt-4Bをベースとして、これに表1に示す酸化物を添加し、膜厚は50Åとした。他の層の膜厚は、FeCoB軟磁性層は600Å、Ru中間層は100Åとした。その上に、スパッタ法を用いてマスク層を形成した、マスク層にはTaを用いて膜厚は60nmとした。その上に、レジストをスピンコート法により塗布した。レジストには、紫外線硬化樹脂であるノボラック系樹脂を用いた。また膜厚は100nmとした。 
 その上に、磁気記録パターンのネガパターンを有するガラス製のスタンプを用いて、スタンプを1MPa(約8.8kgf/cm2)の圧力で、レジスト層に押圧した。その状態で、波長250nmの紫外線を、紫外線の透過率が95%以上であるガラス製のスタンプの上部から10秒間照射し、レジストを硬化させた。その後、スタンプをレジスト層から分離し、磁気記録パターンを転写した。レジスト層に転写した磁気記録パターンは、レジストの凸部が幅120nmの円周状、レジストの凹部が幅60nmの円周状であり、レジスト層の層厚は80nm、レジスト層の凹部の厚さは 約5nmであった。また、レジスト層凹部の基板面に対する角度は、ほぼ90度であった。 
 その後、レジスト層の凹部領域、および、その下のTa層をドライエッチングで除去した。ドライエッチング条件は、レジストのエッチングに関しては、O2ガスを40sccm、圧力0.3Pa,高周波プラズマ電力300W、DCバイアス30W、エッチング時間10秒とし、Ta層のエッチングに関しては、CF4ガスを50sccm、圧力0.6Pa、高周波プラズマ電力500W、DCバイアス60W、エッチング時間30秒とした。 
 その後、実施例11、比較例2については、磁性層でマスク層に覆われていな箇所について、その表面をイオンミリングにより除去した。イオンミリングにはArイオンを用いた。イオンミリングの条件は、高周波放電力 800W、加速電圧 500V圧力 0.014Pa、Ar流量 5sccm、処理時間 40秒、電流密度 0.4mA/cm2とした。イオンミリングを施した表面を反応性プラズマにさらし、その箇所の磁性層について磁気特性の改質を行った。磁性層の反応性プラズマ処理は、アルバック社の誘導結合プラズマ装置NE550を用いた。プラズマの発生に用いるガスおよび条件としては、CF4を90cc/分を用い、プラズマ発生のための投入電力は200W、装置内の圧力は0.5Paとし、磁性層を300秒間処理した。その後、CF4を酸素ガスに変え、磁性層を50秒間処理した。 
 その後、レジスト、マスク層をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、SF6ガスを100sccm、圧力2.0Pa、高周波プラズマ電力400w、処理時間、300秒とした。その後、磁性層の表面に不活性ガスプラズマを照射した。不活性ガスプラズマの照射条件は、不活性ガス 5sccm、圧力0.014Pa、加速電圧 300V、電流密度 0.4mA/cm2、処理時間5、10、15、25秒とした。その表面にCVD法にてカーボン(DLC:ダイヤモンドライクカーボン)保護膜を4nm成膜し、その後、潤滑材を塗布して磁気記録媒体を製造した。 
 実施例、比較例で製造した磁気記録媒体について電磁変換特性(SNR)の評価を行った。電磁変換特性の評価はスピンスタンドを用いて実施した。このとき評価用のヘッドには、記録には垂直記録ヘッド、読み込みにはTuMRヘッドを用いて、磁性層の反応性プラズマで処理しなかった領域に対する反応性プラズマで処理した領域の磁化量の変化を測定した。表1に評価結果を示す。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明の製造方法によれば、電磁変換特性に優れ高記録密度の磁気記録媒体を、高い生産性で提供することが可能となる。

Claims (12)

  1.  磁気的に分離した磁気記録パターンを有する磁気記録媒体の製造方法であって、非磁性基板上に酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層を形成する工程、および、磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す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。
  2.  酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層が、非グラニュラ構造の磁性層である請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  3.  酸化物を0.5原子%~6原子%の範囲内で含む磁性層が、面内配向の磁性層である請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  4.  酸化物が、SiO2、TiO2、WO2、WO3およびCr23からなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項1~3のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  5.  反応性プラズマまたは反応性イオンが、ハロゲンイオンを含有する請求項1~4のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  6.  ハロゲンイオンが、CF4、SF6、CHF3、CCl4およびKBrからなる群から選ばれた少なくとも1種のハロゲン化ガスを反応性プラズマ中に導入して形成したハロゲンイオンである請求項5に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  7.  磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、該領域を酸素プラズマに曝す工程を実施する請求項1~6のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  8.  磁気的に分離する、磁性層の領域の磁性層表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す請求項1~7のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  9.  磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程に先立って、磁性層の該領域の表層部を除去する工程を行い、次いで、該表層部の除去により露出した表面を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程を実施する請求項1~7のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  10.  表層部の除去深さが0.1~15nmである請求項9に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  11.  磁気的に分離する、磁性層の領域を反応性プラズマまたは反応性イオンに曝す工程の後に、少なくとも、反応性プラズマまたは反応性イオンに曝された上記領域の表面に不活性ガスを照射する工程を実施する請求項1~10のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対運動させる手段と、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせて具備してなることを特徴とする磁気記録再生装置。
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