WO2010027036A1 - 磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体 - Google Patents

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WO2010027036A1
WO2010027036A1 PCT/JP2009/065448 JP2009065448W WO2010027036A1 WO 2010027036 A1 WO2010027036 A1 WO 2010027036A1 JP 2009065448 W JP2009065448 W JP 2009065448W WO 2010027036 A1 WO2010027036 A1 WO 2010027036A1
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WO
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magnetic recording
layer
magnetic
recording medium
recording layer
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PCT/JP2009/065448
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French (fr)
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政憲 安仁屋
義明 園部
順一 安森
オヌポン ミトラ
Original Assignee
Hoya株式会社
ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド
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Publication date
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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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • 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
    • G11B5/74Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/743Patterned record carriers, wherein the magnetic recording layer is patterned into magnetic isolated data islands, e.g. discrete tracks
    • 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
    • G11B5/74Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/82Disk carriers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording medium mounted on an HDD (Hard Disk Drive) or the like and a magnetic recording medium.
  • HDD Hard Disk Drive
  • perpendicular magnetic recording type magnetic disks have been recently proposed.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is aligned in the plane direction of the substrate surface, but in the perpendicular magnetic recording method, the easy magnetization axis is adjusted to be aligned in the direction perpendicular to the substrate surface. ing.
  • the perpendicular magnetic recording method is more suitable for increasing the recording density because the thermal fluctuation phenomenon can be more suppressed during high-density recording than the in-plane recording method.
  • a magnetic recording medium called a bit pattern medium that is artificially regularly arranged has been proposed.
  • Patterned media such as the discrete track media and bit pattern media described above are magnetically formed by forming a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate and then partially implanting ions to make them nonmagnetic or amorphous. After forming a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate and forming a magnetic recording layer on a non-magnetic substrate, the magnetic recording layer is partially milled to form irregularities and physically separate the magnetic recording layer. Thus, a technique for forming a magnetic pattern has been proposed.
  • a resist is formed on the magnetic recording layer, and a stamper on which a desired uneven pattern is formed is imprinted to transfer the uneven pattern to the resist, or a photoresist is applied on the magnetic recording layer.
  • a desired concavo-convex pattern is formed on a photoresist by photolithography.
  • ions are implanted into the magnetic recording layer through the formed recess, or the magnetic recording layer exposed on the surface of the recess is milled by etching to separate the magnetic recording layer.
  • the magnetic head has been changed from a thin film head to a magnetoresistive head (MR head) and a large magnetoresistive head (GMR head).
  • the flying height has narrowed to about 5 nm.
  • a magnetic head equipped with such a magnetoresistive element may cause a head crash or a thermal asperity failure as an inherent failure.
  • Thermal asperity failure means that the magnetoresistive element is heated by adiabatic compression or friction of air when the magnetic head passes over a minute convex shape or concave shape on the magnetic disk surface while flying. This is a failure that causes a read error. Therefore, for a magnetic head equipped with a magnetoresistive element, the magnetic disk surface is required to have extremely high smoothness and flatness.
  • the relative permeability of the guard band (non-recording portion) that magnetically separates the magnetic region (magnetic recording portion) of the magnetic recording layer is set.
  • the magnetic region (magnetic recording portion) is suitably separated by making it about 1 nonmagnetic. For this reason, although the SNR (Signal-to-Noise-Ratio) is good, it becomes difficult to write data to the magnetic region (magnetic recording portion), and as a result, the read characteristics also deteriorate.
  • the present invention optimizes the relative magnetic permeability of the non-recording portion that magnetically separates the magnetic region in the magnetic recording layer, thereby providing the magnetic region. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium and a magnetic recording medium capable of improving write characteristics and read characteristics (read / write characteristics).
  • another object of the present invention is to form a magnetic track pattern without damaging the layer exposed on the surface by forming a protective layer comprising the thickness of the concave portion of the resist layer. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic recording medium and a magnetic recording medium capable of performing the above.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording portion of the magnetic recording layer is oriented in a direction perpendicular to the substrate surface, but is interposed between a plurality of magnetic recording portions.
  • the orientation direction of the easy axis of magnetization of the non-recording part separating the magnetic recording part is irregular.
  • the magnetization direction is three-dimensional, and therefore, the magnetization direction includes a component perpendicular to the substrate surface (magnetic flux in the vertical direction).
  • the magnetic flux of the vertical component together with the signal of the magnetic recording unit is picked up as noise. Therefore, in order to reduce the noise of the magnetic recording medium and improve the SNR, the magnetic flux of the vertical component included in the easy axis of the non-recording portion must be reduced.
  • another object of the present invention is to reduce the noise of the magnetic recording medium by controlling the magnetization direction of the non-recording portion that magnetically separates the magnetic recording portion in the magnetic recording layer, thereby reducing the SNR. It is an object of the present invention to provide a magnetic recording medium capable of improving the above.
  • a typical configuration of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes a magnetic recording layer film forming step of forming a magnetic recording layer on a substrate, A resist layer forming step for forming a resist layer on the magnetic recording layer, and patterning for forming a predetermined pattern having concave and convex portions by processing the resist layer to partially change the thickness of the resist layer And an ion implantation step for implanting ions into the magnetic recording layer with the resist layer interposed therebetween, and the relative permeability of the region under the recess of the magnetic recording layer after the ion implantation step is 2 It is characterized by being ⁇ 100.
  • a method for manufacturing a patterned medium includes a magnetic recording layer forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate, and an external portion on the magnetic recording layer.
  • a resist layer film forming step for forming a resist layer containing a resist material that can suppress transmission of ions irradiated from the substrate, and a predetermined pattern having concave and convex portions by partially changing the thickness of the resist layer.
  • the magnetic region for recording / reproducing magnetic information In order to magnetically separate (A) the magnetic region for recording / reproducing magnetic information and (B) the magnetic region by implanting ions into the magnetic recording layer using the resist layer as a mask and a patterning step to be formed A non-recording portion of the substrate, and an ion implantation step of regularly forming the non-recording portion in the in-plane direction of the substrate.
  • the ion implantation step is performed so that the non-recording portion formed by the step becomes semi-hard magnetic. It may be characterized by performing on injection.
  • the relative permeability of the non-recording portion is 2 or more and 100 or less.
  • the region under the concave portion of the magnetic recording layer after the ion implantation step, that is, the non-recording portion that magnetically separates the magnetic region is semi-hard magnetism, or the relative magnetic permeability of the non-recording portion is 2 to 100, preferably 3
  • ⁇ 50 and more desirably 20 ⁇ 50, it is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the magnetic region while maintaining good SNR.
  • another typical configuration (second invention) of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes a magnetic recording layer forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate, and a magnetic recording layer on the magnetic recording layer.
  • An ion implantation step of implanting ions into the magnetic recording layer with the intervening layer interposed therebetween, and the easy axis of magnetization in the region under the recess of the magnetic recording layer after performing the ion implantation step is in the in-plane direction of the substrate.
  • the patterned medium manufacturing method includes a magnetic recording layer forming step for forming a perpendicular magnetic recording type magnetic recording layer on a substrate, and an external irradiation on the magnetic recording layer.
  • flat Ion implantation may be configured to perform so that. Thereby, the easy magnetization axis of the non-recording portion can be made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate, and noise can be significantly reduced.
  • the manufacturing method of the magnetic recording medium in the first invention and the second invention has the following configuration.
  • the ion implantation step it is composed of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, N 2 , O 2 , Ne, He, and H 2.
  • One or more ions selected from the group, preferably any one or more of Ar, N 2 , O 2 may be implanted.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion can be preferably set to 2 to 100.
  • the easy magnetization axis of the non-recording portion can be made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the energy amount for ion implantation may be 1 to 50 keV. If the amount of energy for ion implantation is less than 1 keV, the magnetic region in the magnetic recording layer cannot be magnetically separated and cannot be configured as a patterned medium. If it is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the magnetic recording layer is promoted too much, the read / write characteristics are deteriorated, or even the magnetic track portion is demagnetized.
  • the total amount of ions to be implanted may be 1E15 to 1E17 [atoms / cm 2 ], more preferably 1E15 to 5E16 [atoms / cm 2 ].
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion can be preferably 2 to 100, and the easy axis of magnetization of the non-recording portion can be made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the magnetic recording layer may contain one or more elements selected from the group consisting of Fe, Pt, Ru, Co, Cr, Pd.
  • the relative magnetic permeability of the recess after the ion implantation process is preferably performed can be set to 2 to 100.
  • the ion implantation process may be performed on the recording area of the magnetic recording layer. Thereby, the read / write characteristics of the magnetic region can be improved while maintaining a good SNR.
  • the ion implantation step may be performed when forming a servo pattern portion that stores servo information in the magnetic recording layer. As a result, it is possible to increase the servo information read characteristic (output).
  • the magnetic recording layer may be a ferromagnetic layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between crystal grains grown in a columnar shape.
  • the SNR is improved if the magnetic recording layer has a granular structure.
  • the structure including the auxiliary recording layer film forming step is intended to improve the reverse domain nucleation magnetic field Hn, improve the thermal fluctuation characteristic, and improve the overwrite characteristic. Can do.
  • a typical configuration of a magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium including at least a magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer includes a magnetic region for recording and reproduction, and a magnetic recording layer.
  • a non-recording portion that magnetically separates the regions, and the relative magnetic permeability of the non-recording portion is 2 to 100.
  • the patterned medium according to the first invention is a patterned medium including at least a magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer includes (A) a magnetic region for recording and reproducing magnetic information. And (B) non-recording portions for magnetically separating the magnetic regions are regularly arranged in the in-plane direction of the substrate, and the non-recording portions are made of semi-hard magnetism.
  • Another representative configuration according to the present invention is a magnetic recording medium including at least a magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer serves as a magnetically separated recording region.
  • Another typical configuration of the magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium including at least a magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer includes a data area, a servo area, and a magnetic area.
  • the data area includes a magnetic area for recording / reproducing and a non-recording portion for magnetically separating the magnetic area, and the easy axis of magnetization of the non-recording portion is substantially parallel to the in-plane direction of the substrate. It is characterized by being.
  • the patterned medium according to the first invention is a patterned medium having at least a perpendicular magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer is for (A) recording / reproducing magnetic information.
  • Magnetic regions and (B) non-recording portions for magnetically separating the magnetic regions are regularly arranged in the in-plane direction of the base, and the easy axis of magnetization of the non-recording portions is in the plane of the base.
  • the configuration is substantially parallel to the direction.
  • Another typical configuration of the magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium including at least a magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer includes a data area and a servo area. And a block part that magnetically separates the data area and the servo area, and the easy axis of magnetization of the block part is substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • another typical (third invention) configuration of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes: a magnetic recording layer forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate; A resist layer forming step for forming a resist layer on the substrate, and processing the resist layer by an imprint method to partially change the thickness of the resist layer, along with a predetermined pattern having recesses and protrusions, It includes a patterning process for forming a protective layer having a film thickness, and an ion implantation process for implanting ions into the magnetic recording layer with the protective layer interposed.
  • the resist layer is processed by an imprint method to partially change the thickness thereof, thereby forming a pattern layer composed of convex portions and a protective layer composed of concave portions.
  • the patterned medium manufacturing method includes a magnetic recording layer forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate, and transmission of ions irradiated from the outside on the magnetic recording layer.
  • a resist layer film forming step for forming a resist layer containing a resist material that can be suppressed, and a resist layer is processed by an imprint method to partially change the thickness of the resist layer, thereby having a concave portion and a convex portion.
  • a patterning step for forming a predetermined pattern, and by implanting ions into the magnetic recording layer using the resist layer as a mask, (A) a magnetic region for recording / reproducing magnetic information, and (B) a magnetic region for magnetic recording.
  • the third invention may be configured such that after the ion implantation step, the resist layer is removed and a planarization step for planarizing the surface of the medium from which the resist layer has been removed is not performed.
  • the patterned medium manufacturing method includes a magnetic recording layer film forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate, and ions irradiated from the outside on the magnetic recording layer.
  • a resist layer film forming step for forming a resist layer containing a resist material capable of suppressing transmission, and a concave portion and a convex portion by partially changing the thickness of the resist layer by processing the resist layer by an imprint method (A) a magnetic region for recording / reproducing magnetic information and (B) the magnetic region by implanting ions into the magnetic recording layer using the resist layer as a mask.
  • An ion implantation step of regularly forming non-recording portions for magnetic separation in the in-plane direction of the substrate, and in the patterning step, the recesses of the resist layer are formed as resist layers.
  • ions are implanted into the magnetic recording layer through the protective layer formed with the thickness of the concave portion of the resist layer, so that the energy generated by the impact of ions during ion implantation is received by the protective layer. Even if the surface of the protective layer is scraped, the layer located thereunder is not affected. Therefore, the smoothness of the surface of the magnetic disk can be maintained at a high level without damaging the layers exposed on the surface (magnetic recording layer, protective layer). Further, since the protective layer can be formed in the resist layer patterning process, it is not necessary to provide a new process for preventing damage due to the energy of ion implantation, resulting in an increase in manufacturing time and manufacturing cost. There is nothing.
  • the thickness of the protective layer is preferably 2 nm to 30 nm. Within this range, the magnetic recording layer can be made non-magnetic or amorphous, and damage to the magnetic recording layer and protective layer due to ion implantation energy can be effectively prevented. . If it is thinner than 2 nm, it becomes impossible to prevent damage, and if it is thicker than 30 nm, the amount of transmitted ions becomes too small and the efficiency of ion implantation is reduced.
  • the resist layer can be formed by SOG.
  • SOG is more excellent in shape retention with respect to ion irradiation than a UV resist usually used as a resist agent.
  • the resist agent is scraped (milled), but SOG is scraped less than the UV resist.
  • SOG hardly changes in quality (burns) by ion implantation, and can be easily removed after ion implantation.
  • Ion implantation step 1 selected from the group consisting of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, N 2 , and O 2 or A plurality of ions may be implanted. Ion implantation reduces the coercivity of the non-recording area between the magnetic tracks appropriately, and adjusts the relative permeability appropriately to improve the writing and reading characteristics to the magnetic region while maintaining good SNR. Can be made.
  • the magnetic recording layer may be a ferromagnetic layer having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic substance is formed between crystal grains grown in a columnar shape.
  • the SNR is improved if the magnetic recording layer has a granular structure.
  • the protective layer forming step for forming a protective layer on the magnetic recording layer is further performed before the resist layer forming step for forming the resist layer. May be included.
  • the protective layer is a protective layer for protecting the magnetic recording layer from the impact of the magnetic head.
  • Another typical (fourth aspect) configuration of the magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium having a magnetic recording portion and a non-recording portion formed in a predetermined pattern in the in-plane direction.
  • the recording unit has a plurality of non-hard magnetic layers and a non-magnetic layer disposed between the plurality of non-hard magnetic layers in the vertical direction, and the magnetic pole is magnetostatic between the plurality of non-hard magnetic layers. It is characterized in that a magnetostatic coupling that interacts with each other is formed.
  • the patterned medium according to the fourth invention is a patterned medium comprising at least a perpendicular magnetic recording layer on a substrate, and the magnetic recording layer is for (A) recording / reproducing magnetic information.
  • the magnetic region and (B) the non-recording portion for magnetically separating the magnetic region are regularly arranged in the in-plane direction of the base, and the non-recording portion includes a plurality of non-recording portions in the thickness direction.
  • a magnetostatic coupling having a non-hard magnetic layer and a non-magnetic layer disposed between the plurality of non-hard magnetic layers, wherein the magnetic poles interact magnetostatically between the plurality of non-hard magnetic layers. It is the structure which forms.
  • the nonmagnetic layer is disposed between the plurality of non-hard magnetic layers in the non-recording portion, and a magnetostatic coupling is formed between the plurality of non-hard magnetic layers.
  • a magnetostatic coupling is formed between the plurality of non-hard magnetic layers.
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer is preferably 2 to 100.
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer is preferably 3 to 50.
  • the nonmagnetic layer may have a thickness of about 1.5 nm or less. This makes it possible to reliably form a magnetostatic coupling between the plurality of non-hard magnetic layers.
  • the nonmagnetic layer is made of Ru, RuO, Ru—Co, Ru—Cr, Ru—SiO 2 , Ru—TiO 2 , Ru—Cr 2 O 3 , Ru—WO 3 , Ru—Ta 2 O 5 . It should be selected.
  • Ru has the same crystal form (hcp) as Co constituting the magnetic particles of the hard magnetic layer. Therefore, the nonmagnetic layer containing Ru as in the above configuration has an advantage that it is difficult to inhibit the epitaxial growth of Co crystal grains even if it is interposed between the hard magnetic layers.
  • the above Ru compound is most effective for securing a high coercive force Hc and improving SNR.
  • the nonmagnetic layer may contain one or more elements selected from the group consisting of Pt, Cr, Ta, Pd, and Ir. Thereby, the nonmagnetic layer can be made nonmagnetic.
  • the non-recording portion may be formed by ion implantation into a magnetic recording layer composed of a plurality of hard magnetic layers and a non-magnetic layer disposed between the plurality of hard magnetic layers.
  • the non-recording part is etched in a predetermined pattern in a magnetic recording layer composed of a plurality of hard magnetic layers and a non-magnetic layer disposed between the plurality of hard magnetic layers to form a recess, A non-hard magnetic layer and a non-magnetic layer may be formed in the recess.
  • the perpendicular magnetic recording medium can be a patterned medium such as a discrete track medium or a bit pattern medium.
  • the magnetic recording medium may be a bit patterned medium having magnetic recording portions scattered on the main surface.
  • the magnetic recording medium may be a discrete track medium in which linearly formed magnetic recording portions and non-recording portions are alternately arranged in the radial direction. Thereby, it is possible to improve the thermal fluctuation resistance of the magnetic recording medium and to promote higher recording density.
  • patterned media includes both discrete track media and bit patterned media.
  • the present invention it is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the magnetic recording section and improve the SNR, thereby further increasing the recording density.
  • a first embodiment of a method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention (first invention) will be described.
  • a bit pattern medium will be described as an example of a magnetic recording medium.
  • the present invention can be applied to discrete track media in exactly the same manner.
  • the bit pattern media and the discrete track media are referred to as patterned media.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a magnetic recording medium 100 according to the first embodiment.
  • a magnetic recording medium 100 shown in FIG. 1 includes a disk substrate 110 as a substrate, an adhesion layer 112, a first soft magnetic layer 114a, a spacer layer 114b, a second soft magnetic layer 114c, a pre-underlayer 116, a first underlayer 118a, The second underlayer 118b, the nonmagnetic granular layer 120, the magnetic recording layer 122, the auxiliary recording layer 124, the protective layer 126, and the lubricating layer 128 are included.
  • the first soft magnetic layer 114a, the spacer layer 114b, and the second soft magnetic layer 114c together constitute the soft magnetic layer 114.
  • the first base layer 118a and the second base layer 118b together constitute the base layer 118.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b together constitute the magnetic recording layer 122.
  • the magnetic recording medium 100 shown in this embodiment is a magnetic recording having a granular structure in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic material is formed between crystal grains containing cobalt (Co) and grown in a columnar shape. More specifically, the magnetic recording layer 122 contains a plurality of types of oxides (hereinafter referred to as “composite oxides”), so that the composite oxides are formed at the nonmagnetic grain boundaries. Segregated.
  • the magnetic recording layer 122 is formed using a target formed using a magnetic material and a plurality of types of oxides.
  • a glass disk obtained by forming amorphous aluminosilicate glass into a disk shape by direct pressing can be used.
  • the type, size, thickness, etc. of the glass disk are not particularly limited.
  • Examples of the material of the glass disk include aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, or glass ceramic such as crystallized glass. It is done.
  • the glass disk is subjected to grinding, polishing, and chemical strengthening sequentially to obtain a smooth non-magnetic disk base 110 made of a chemically strengthened glass disk.
  • an aluminum substrate in which the surface of an aluminum alloy is covered with NiP can also be used as the disk base.
  • aluminosilicate glass having high rigidity and relatively easy processing can be suitably used as the disk substrate 110.
  • a glass substrate that has not been chemically strengthened can also be used as the disk substrate 110. Note that the manufacturing method of the disk substrate 110 may be manufactured using a known technique, and thus detailed description thereof is omitted here.
  • the adhesion layer 112 On the disk substrate 110 obtained by the substrate molding process described above, the adhesion layer 112, the soft magnetic layer 114, the pre-underlayer 116, the underlayer 118, the nonmagnetic granular layer 120, and the magnetic recording layer 122 (by the DC magnetron sputtering method).
  • the magnetic recording layer forming step) and the auxiliary recording layer 124 can be sequentially formed, and the protective layer 126 (protective layer forming step) can be formed by the CVD method. Note that it is also preferable to use an in-line film forming method in terms of high productivity.
  • the structure of each layer and the magnetic pattern forming process including the resist layer film forming process, the patterning process, the ion implantation process, and the removing process, which are the features of this embodiment, will be described.
  • the adhesion layer 112 is formed in contact with the disk substrate 110, and has a function of increasing the peel strength between the soft magnetic layer 114 formed on the disk substrate 110 and the disk substrate 110, and the crystal grains of each layer formed thereon are finely divided. It has a function to make it uniform and uniform.
  • the adhesion layer 112 is preferably an amorphous alloy film so as to correspond to the amorphous glass surface.
  • the adhesion layer 112 can be selected from, for example, a CrTi amorphous layer, a CoW amorphous layer, a CrW amorphous layer, a CrTa amorphous layer, or a CrNb amorphous layer.
  • a CoW alloy film is particularly preferable because it forms an amorphous metal film containing microcrystals.
  • the adhesion layer 112 may be a single layer made of a single material, or may be formed by laminating a plurality of layers. For example, a CoW layer or a CrW layer may be formed on the CrTi layer.
  • These adhesion layers 112 are preferably formed by sputtering with a material containing carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen, or oxygen, or the surface layer is exposed with these gases. Note that the adhesion layer 112 is preferably nonmagnetic.
  • the soft magnetic layer 114 is a layer that temporarily forms a magnetic path during recording in order to pass magnetic flux in a direction perpendicular to the recording layer in the perpendicular magnetic recording method.
  • the soft magnetic layer 114 is provided with AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a nonmagnetic spacer layer 114b between the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c.
  • AFC Antiferro-magnetic exchange coupling
  • the magnetization direction of the soft magnetic layer 114 can be aligned along the magnetic path (magnetic circuit) with high accuracy, and the vertical component of the magnetization direction is extremely reduced, so that noise generated from the soft magnetic layer 114 is reduced. Can do.
  • compositions of the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c include cobalt-based alloys such as CoTaZr, Co—Fe-based alloys such as CoCrFeB, and Ni—Fe such as [Ni—Fe / Sn] n multilayer structure.
  • cobalt-based alloys such as CoTaZr
  • Co—Fe-based alloys such as CoCrFeB
  • Ni—Fe such as [Ni—Fe / Sn] n multilayer structure.
  • a system alloy or the like can be used.
  • the pre-underlayer 116 is a non-magnetic alloy layer, and acts to protect the soft magnetic layer 114 and the easy magnetization axis of the hexagonal close packed structure (hcp structure) included in the underlayer 118 formed thereon is a disk. A function for aligning in the vertical direction is provided.
  • the pre-underlayer 116 preferably has a (111) plane of a face-centered cubic structure (fcc structure) parallel to the main surface of the disk substrate 110.
  • the material of the front ground layer can be selected from Ni, Cu, Pt, Pd, Zr, Hf, Nb, and Ta. Furthermore, it is good also as an alloy which contains these metals as a main component and contains any one or more additional elements of Ti, V, Ta, Cr, Mo, and W. For example, NiW, CuW, or CuCr can be suitably selected as the fcc structure.
  • the underlayer 118 has an hcp structure, and has a function of growing a Co hcp crystal of the magnetic recording layer 122 as a granular structure. Therefore, the higher the crystal orientation of the underlayer 118, that is, the more the (0001) plane of the crystal of the underlayer 118 is parallel to the main surface of the disk substrate 110, the more the orientation of the magnetic recording layer 122 is improved. Can do.
  • Ru is a typical material for the underlayer 118, but in addition, it can be selected from RuCr and RuCo. Since Ru has an hcp structure and the lattice spacing of crystals is close to Co, the magnetic recording layer 122 containing Co as a main component can be well oriented.
  • the underlayer 118 is made of Ru
  • a two-layer structure made of Ru can be obtained by changing the gas pressure during sputtering.
  • the Ar gas pressure is set to a predetermined pressure, that is, a low pressure
  • the first lower layer 118b on the lower layer side is formed.
  • the gas pressure of Ar is set higher than when forming the first underlayer 118a, that is, the pressure is increased.
  • oxygen may be contained in Ru of the base layer 118.
  • the separation and refinement of the Ru crystal grains can be further promoted, and the magnetic grains of the magnetic recording layer 122 can be further isolated and refined.
  • oxygen may be contained by reactive sputtering, but it is preferable to use a target containing oxygen at the time of sputtering film formation.
  • the nonmagnetic granular layer 120 is a nonmagnetic layer having a granular structure.
  • the nonmagnetic granular layer 120 is formed on the hcp crystal structure of the underlayer 118, and the granular layer of the first magnetic recording layer 122a (or the magnetic recording layer 122) is grown thereon, whereby the magnetic granular layer is initially formed. It has the effect of separating from the growth stage (rise). Thereby, isolation of the magnetic particles of the magnetic recording layer 122 can be promoted.
  • the composition of the nonmagnetic granular layer 120 can be a granular structure by forming a grain boundary by segregating a nonmagnetic substance between nonmagnetic crystal grains made of a Co-based alloy.
  • CoCr—SiO 2 is used for the nonmagnetic granular layer 120.
  • SiO 2 nonmagnetic substance
  • the nonmagnetic granular layer 120 has a granular structure.
  • CoCr—SiO 2 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • CoCrRu—SiO 2 can be preferably used, and Rh (rhodium), Pd (palladium), Ag (silver), Os (osmium), Ir (iridium), Au (gold) can be used instead of Ru. Can also be used.
  • a nonmagnetic substance is a substance that can form a grain boundary around magnetic grains so that exchange interaction between magnetic grains (magnetic grains) is suppressed or blocked, and is cobalt (Co). Any non-magnetic substance that does not dissolve in solution can be used. Examples thereof include silicon oxide (SiO x ), chromium (Cr), chromium oxide (CrO 2 , Cr 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), zircon oxide (ZrO 2 ), and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ). .
  • the nonmagnetic granular layer 120 is provided on the underlayer 118 (second underlayer 118b).
  • the present invention is not limited to this, and the magnetic layer is not provided without the nonmagnetic granular layer 120.
  • the recording medium 100 can also be configured.
  • the magnetic recording layer 122 has a columnar granular structure in which a nonmagnetic substance is segregated around magnetic grains of a hard magnetic material selected from a Co-based alloy, an Fe-based alloy, and a Ni-based alloy to form a grain boundary. It is a magnetic layer.
  • the nonmagnetic granular layer 120 By providing the nonmagnetic granular layer 120, the magnetic grains can be continuously epitaxially grown from the granular structure.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b having different compositions and film thicknesses are used.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are all non-magnetic materials such as oxides such as SiO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , B 2 O 3 , Fe 2 O 3 , BN, etc. Nitride and carbides such as B 4 C 3 can be preferably used.
  • the magnetic recording medium 100 is a bit pattern type, each recording bit is separated and independent. Therefore, the magnetic recording layer 122 does not necessarily have a granular structure. However, the SNR can be improved by the configuration in which the magnetic recording layer 122 has a granular structure.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion can be suitably set to 2 to 100 in the ion implantation process described later.
  • the magnetic grains of the magnetic recording layer 122 are made of CoCrPt, but contain one or more elements selected from the group consisting of Fe, Pt, Ru, Co, Cr, and Pd (for example, , CoFeCrPt).
  • the auxiliary recording layer 124 is a magnetic layer that is substantially magnetically continuous in the in-plane direction of the main surface of the substrate.
  • the auxiliary recording layer 124 needs to be adjacent or close to the magnetic recording layer 122 so as to have a magnetic interaction.
  • As a material of the auxiliary recording layer 124 for example, CoCrPt, CoCrPtB, or a small amount of oxides can be contained in these.
  • the purpose of the auxiliary recording layer 124 is to adjust the reverse magnetic domain nucleation magnetic field Hn and the coercive force Hc, thereby improving the heat resistance fluctuation characteristic, the OW characteristic, and the SNR.
  • the auxiliary recording layer 124 has high perpendicular magnetic anisotropy Ku and saturation magnetization Ms.
  • the auxiliary recording layer 124 is provided above the magnetic recording layer 122, but may be provided below.
  • the magnetic recording medium 100 is configured to include the auxiliary recording layer 124 when it is a discrete type, but when it is a bit pattern type magnetic recording medium, it includes the auxiliary recording layer 124. It does not have to be.
  • magnetically continuous means that the magnetism is almost continuous.
  • substantially continuous means that the magnetism may be discontinuous not by a single magnet but by grain boundaries of crystal grains when observed in the entire auxiliary recording layer 124.
  • the grain boundaries are not limited to crystal discontinuities, and Cr may be segregated, and further, a minute amount of oxide may be contained and segregated.
  • the area is smaller than the grain boundary of the magnetic recording layer 122 (the content of the oxide is small).
  • the function and action of the auxiliary recording layer 124 are not necessarily clear, but Hn and Hc can be adjusted by having magnetic interaction with the granular magnetic grains of the magnetic recording layer 122 (with exchange coupling), and heat resistance. It is thought that fluctuation characteristics and SNR are improved.
  • the crystal grains connected to the granular magnetic grains have a larger area than the cross section of the granular magnetic grains, the magnetization is easily reversed by receiving a large amount of magnetic flux from the magnetic head. It is thought to improve the characteristics.
  • the protective layer 126 can be formed by depositing carbon by a CVD method while maintaining a vacuum.
  • the protective layer 126 is a protective layer for protecting the perpendicular magnetic recording layer from the impact of the magnetic head.
  • carbon deposited by the CVD method has improved film hardness compared to that deposited by the sputtering method, so that the perpendicular magnetic recording layer can be protected more effectively against the impact from the magnetic head.
  • the magnetic recording layer 122 of the present embodiment is formed with a magnetic recording portion as a magnetically separated recording region and a non-recording portion that is provided between the magnetic recording portions and magnetically separates the magnetic recording portion.
  • the magnetic pattern forming process will be described in detail.
  • the magnetic pattern forming step may be performed immediately after the magnetic recording layer forming step, or may be performed after the auxiliary recording layer forming step and the protective layer forming step.
  • the magnetic recording portion and the non-recording portion are collectively referred to as a magnetic region unless otherwise specified.
  • the magnetic pattern forming step is performed after the protective layer forming step. Accordingly, it is not necessary to form a protective layer after the magnetic pattern forming process, and the manufacturing process is simplified, thereby improving productivity and reducing contamination in the manufacturing process of the magnetic recording medium 100. it can.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a magnetic pattern forming process according to the present embodiment.
  • the magnetic pattern forming process includes a resist layer film forming process, a patterning process, an ion implantation process, and a removal process.
  • a resist layer film forming process includes a resist layer film forming process, a patterning process, an ion implantation process, and a removal process.
  • a resist layer 130 is formed on the protective layer 126 by using a spin coating method.
  • SOG Spin On Glass
  • silica silica
  • a general novolac-type photoresist or the like
  • SOG is a liquid material in which a silicon (Si) compound and additives (diffusion impurities, glassy forming agent, organic binder, etc.) are dissolved in an organic solvent (alcohol, ester, ketone, etc.).
  • organic solvent alcohol, ester, ketone, etc.
  • examples thereof include glass, hydrogenated silsesquioxane polymer (HSQ), hydrogenated alkylsiloxane polymer (HOSP), alkylsiloxane polymer, and alkylsilsesquioxane polymer (MSQ).
  • a mask layer is required to prevent the magnetic recording layer from being irradiated with ions when performing ion implantation. Since the photoresist and the mask are known techniques, a detailed description thereof is omitted here.
  • the SOG plays a role of a mask in an ion implantation process described later. That is, the resist layer forming step here is a combination of the resist layer and the mask layer.
  • the SOG has both a resist function and a mask function. Therefore, it is more preferable to form the resist layer 130 using SOG in order to reduce the manufacturing process of the patterned media.
  • the effect of shielding the transmission of ions during ion implantation varies depending on the thickness of the SOG. That is, when the resist layer 130 is formed by SOG and the resist layer 130 is thick, ions irradiated from the outside to the resist layer 130 are shielded. On the other hand, when the resist layer 130 is thin, some of the ions are transmitted.
  • the film thickness of the resist layer 130 is appropriately set depending on the type of ions, implantation conditions, and the degree of ion shielding.
  • the magnetic pattern is transferred by impressing a stamper 132 against the resist layer 130 (imprint method).
  • the stamper 132 has a concavo-convex pattern of magnetic regions corresponding to the patterns of the magnetic recording portion to be transferred and the non-recording portion.
  • the predetermined pattern in order to form a bit pattern type magnetic recording medium, has concave portions and convex portions scattered in the main surface direction of the substrate.
  • the stamper 132 can also have a concave / convex pattern in the servo area for storing servo information such as a preamble part, an address part, and a burst part, in addition to the concave / convex pattern in the magnetic area.
  • the stamper 132 After the magnetic pattern is transferred to the resist layer 130 by the stamper 132, the stamper 132 is removed from the resist layer 130, thereby forming an uneven pattern in the resist layer 130.
  • a fluorine-based release agent is applied to the surface of the stamper 132. Thereby, the stamper 132 can be favorably peeled from the resist layer 130.
  • the patterning step uses an imprint method using the stamper 132, but a photolithography method can also be suitably used.
  • a photolithography method can also be suitably used.
  • the photolithography method in the resist layer forming step, after forming the mask layer, the photoresist is formed as a resist layer, and the formed photoresist is used as a pattern formation mask. Then, exposure and development are performed to transfer a predetermined pattern as a magnetic track portion. Then, the mask layer may be patterned using a resist in which a pattern is formed.
  • ions are implanted into the magnetic recording layer 122 through the protective layer 126 from the recesses of the resist layer 130 patterned into a predetermined pattern in the patterning step. .
  • the ion beam is shielded at a location corresponding to the convex portion of the resist layer 130.
  • the relative magnetic permeability of the region 134 (region to be a non-recording portion) of the magnetic recording layer 122 under the concave portion of the resist layer 130 is set to 2 to 100. (Area 134 in FIG. 2 is indicated by hatching).
  • the writing characteristics and the reading characteristics to the magnetic recording part are improved while maintaining a good SNR. Can be made.
  • one or more of Ar, N 2 , and O 2 are used as ions to be implanted, but B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Any one or more ions selected from the group consisting of Ge, Mo, Sn, N 2 , O 2 , Ne, He, and H 2 may be implanted.
  • the valences of the above ions are all +1.
  • Ar, N 2 , O 2 , Kr, Xe, Ne, He, and H 2 are preferably used from the viewpoint of ease of handling. Furthermore, from the viewpoint of cost, it is more preferable to use Ar, N 2 , or O 2 .
  • the relative permeability of the non-recording portion can be preferably set to 2 to 100.
  • the amount of energy for implanting ions is 1 to 50 keV. If the amount of energy for implanting ions is less than 1 keV, magnetic separation of the magnetic recording portion in the magnetic recording layer 122 is not performed properly, causing noise when reading by the head. If it is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the magnetic recording layer 122 is promoted too much, the read / write characteristics are deteriorated, or a portion that becomes a magnetic recording portion under the convex portion of the resist layer 130 Until it is demagnetized.
  • the total amount of ions implanted is 1E15 to 1E17 [atoms / cm 2 ]. Accordingly, the relative magnetic permeability of the non-recording portion (region 134) can be preferably set to 2 to 100, and the read / write characteristics of the magnetic recording portion can be improved while maintaining a good SNR.
  • the relative permeability of the area separating at least the preamble part, the address part, the burst part, etc. in the servo area of the magnetic recording layer 122 is set to 2 To 100. As a result, it is possible to increase the servo information read characteristic (output).
  • the resist layer 130 is removed by RIE (Reactive Ion Etching) using a fluorine-based gas.
  • RIE reactive Ion Etching
  • SF 6 is used as an etching gas, but the present invention is not limited to this, and any one or a plurality of mixed gases selected from the group consisting of CF 4 , CHF 3 , and C 2 F 6 are also suitable. Can be used.
  • the RIE plasma source uses ICP (Inductively Coupled Plasma) that can generate high-density plasma at low pressure, but is not limited to this, and ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma, A parallel plate RIE apparatus can also be used.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • ECR Electro Cyclotron Resonance
  • the lubricating layer 128 can be formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating.
  • PFPE perfluoropolyether
  • the action of the lubricating layer 128 can prevent damage or loss of the protective layer 126 even if the magnetic head contacts the surface of the magnetic recording medium 100.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion (region 134) that magnetically separates the magnetic recording portion is 2 to 100. While maintaining the SNR, it is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the magnetic recording portion.
  • a film was formed in order from the adhesion layer 112 to the auxiliary recording layer 124 in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method using a film forming apparatus that was evacuated.
  • the adhesion layer 112 was made of CrTi.
  • the composition of the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c was CoCrFeB, and the composition of the spacer layer 114b was Ru.
  • the composition of the pre-underlayer 116 was a NiW alloy having an fcc structure.
  • the first underlayer 118a was formed with Ru under high-pressure Ar, and the second underlayer 118b was formed with Ru under low-pressure Ar.
  • the composition of the nonmagnetic granular layer 120 was nonmagnetic CoCr—SiO 2 .
  • the magnetic recording layer 122 was made of CoCrPt containing at least Pt.
  • the composition of the auxiliary recording layer 124 was CoCrPtB.
  • the protective layer 126 was formed using C 2 H 4 and CN by a CVD method.
  • SOG mainly composed of silica was formed as a resist layer 130 on the surface of the protective layer 126 by spin coating.
  • SOG has very little change in shape due to ion irradiation and can maintain a produced pattern. Therefore, SOG is very useful for maintaining pattern accuracy as compared with an organic resist.
  • the magnetic pattern was transferred by pressing the stamper 132 against the resist layer 130 by imprinting.
  • the stamper 132 has a magnetic area for recording / reproduction including a magnetic recording section as a recording area to be transferred and a non-recording section provided between the magnetic recording sections, a preamble section, an address section, and a burst. And a servo area for storing servo information such as a portion, and a concavo-convex pattern corresponding to each pattern.
  • the stamper 132 After transferring the magnetic pattern to the resist layer 130 by the stamper 132, the stamper 132 was removed from the resist layer 130, thereby transferring the concavo-convex pattern to the resist layer 130.
  • ions were implanted into the magnetic recording layer 122 by irradiating ions to the resist layer 130 on which the uneven pattern was formed on the protective layer 126 (ion implantation step).
  • the resist layer 130 is irradiated with ions
  • the portion of the resist layer 130 corresponding to the concave portion transmits ions.
  • the ions also pass through the protective layer and are injected into the magnetic recording layer 122.
  • the resist layer 130 prevents the transmission of ions. That is, the resist layer 130 functions as a mask layer, and ions are not implanted into the magnetic recording layer 122 below the convex portion. In this manner, a pattern in which ions are implanted into the magnetic recording layer 122 is determined corresponding to the uneven pattern shape. Details of the ion implantation step will be described later.
  • bit pattern media are manufactured.
  • This bit pattern was created by performing a pattern formation process, an ion implantation process, and a resist removal process twice by rotating 90 degrees using a line and space (L / S) uneven pattern.
  • L / S line and space
  • a lattice-like ion-implanted portion can be formed, so that a region where ions have not been implanted can be created, and this portion becomes a bit.
  • a mold for producing the L / S pattern a Ni mold having a nominal 90 nm / 90 nm was used.
  • a L / S pattern residue thickness of about 30 nm, a pattern depth of about 50 nm, and a convex portion ratio of 40.2% were obtained.
  • ions were implanted into the pattern from the vertical direction, and ions were implanted from the concave portion of the resist layer 130 into the magnetic recording layer 122 through the protective layer 126 using the ion beam method.
  • N 2 ions were implanted as ions, an energy amount was about 17.5 keV, and a dose amount was 2E16 [atoms / cm 2 ].
  • FIG. 3 is a diagram showing a hysteresis loop with respect to the thickness of the SOG resist.
  • the thickness of the SOG resist was 80 nm (A)
  • the coercive force Hc and the saturation magnetic field Hs were hardly changed, so that it was judged that ions could be sufficiently blocked.
  • ion implantation is performed for a thickness of 30 nm (B)
  • the coercive force Hc is greatly reduced from 4820 [Oe] to 530 [Oe]
  • the saturation magnetic field Hs is greatly reduced from 7050 [Oe] to 1570 [Oe]. Therefore, it was confirmed that ions were sufficiently transmitted and the magnetism was changed.
  • the thickness of the concave portion (residual thickness sufficient to change the magnetic characteristics immediately below) is 30 nm or less, and the thickness of the convex portion (ion shielding thickness) is 80. [nm] or more was found to be appropriate.
  • the signal (C) is a loop when ion implantation is performed twice with a thickness of 30 [nm].
  • the lubricating layer 128 was formed using PFPE by a dip coating method.
  • FIG. 4 is a diagram in which an example (FIG. 4A) and a comparative example (FIG. 4B) are analyzed by an MFM (Magnetic Force Microscope), and FIG. 5 is related to FIG. It is a figure which shows the hysteresis curve of an Example (FIG.5 (a)) and a comparative example (FIG.5 (b)).
  • the Mask portion corresponds to a convex portion (magnetic recording portion) of the resist layer 130
  • the Window portion corresponds to a concave portion (region 134: non-recording portion).
  • FIGS. 5A and 5B show hysteresis curves measured in the respective window portions (non-recording portions) of FIGS. 4A and 4B.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion of the example shown in FIG. 5A was about 40
  • the relative permeability of the non-recording portion of the comparative example shown in FIG. 5B was about 270.
  • ion implantation was performed using Ar as an ion to be implanted, an energy amount of about 20 keV, and a dose amount of 1E16 [atoms / cm 2 ].
  • the relative permeability of the region 134 (Window portion) of the example is 50 or less, and the relative permeability of the region 134 (Window portion) of the comparative example is 200 or more.
  • the relative permeability as a comparative example is 200 or more (soft: Noise is smaller than that of a magnetic recording medium having a non-recording portion (area 134) called soft magnetism.
  • soft magnetism Noise is smaller than that of a magnetic recording medium having a non-recording portion (area 134)
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the read / write characteristics based on the relative magnetic permeability of the non-recording portion (area 134).
  • the embodiment is referred to as semi-hardware and the comparative example is referred to as software.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion (region 134) is more preferably 3 or more and 50 or less, and particularly preferably 20 or more and 50 or less.
  • FIG. 7 is an MFM image of the bit pattern media manufactured by using the magnetic recording medium manufacturing method according to the present embodiment.
  • the main surface of the magnetic recording medium is dotted with magnetic recording portions (bright regions) and non-recording portions (dark regions). From this image, it is clear that the magnetic recording portion and the recording portion can be separated. If the process is taken into consideration (the L / S pattern resist is rotated 90 degrees and ion-implanted twice. This is not an actual manufacturing process, but is produced using this method as a proof of principle).
  • the portion where ions are not implanted ie, corresponding to the magnetic recording portion
  • the black portion is the portion where ion implantation has been performed twice (ie, corresponds to the non-recording portion), and the intermediate color portion connecting the black portions is one ion. It is considered that the portion where the injection was performed (that is, corresponding to the non-recording portion).
  • the occupancy ratio of the bright region is 20% of the whole, and when compared with 40.2% of the L / S pattern, it is considered that the bright region is halved because it has undergone two stages of ion implantation processes.
  • FIG. 8 shows the result of MFM measurement while changing the applied magnetic field in a state where the bit pattern media is installed in an adjustable magnetic field.
  • the state was increased in the order of +1000 [Oe] (Fig. B), +3000 [Oe] (Fig. C), and +6000 [Oe] (Fig. D) from the state without a magnetic field (0 [Oe]: Fig. A).
  • Fig. E After returning to 0 [Oe] (Fig. E), this time in the opposite direction to -1000 [Oe] (Fig. F) -3000 [Oe] (Fig. G) -4000 [Oe] (Fig. H)
  • the applied magnetic field was changed.
  • the numbers at the top of each image indicate the magnitude of the magnetic field being applied, and plus and minus indicate that the direction of the magnetic field is the reverse direction.
  • Fig. A shows the initial state where the bit pattern media is placed on the measuring device.
  • the magnetic recording area indicated by the dark (black) area is separated by the non-recording area indicated by the relatively bright area.
  • the external magnetic field was increased in the opposite direction to -1000 [Oe] (Fig. F), -3000 [Oe] (Fig. G), and -4000 [Oe] (Fig. H).
  • the magnetic recording portion gradually changed from white to black, and changed to black when the external magnetic field reached ⁇ 4000 [Oe].
  • FIG. H it can be seen that the black magnetic recording portion is separated by a relatively bright non-recording portion. This indicates that the magnetic recording unit has undergone magnetization reversal while maintaining the separation between the magnetic recording unit and the non-recording unit.
  • the non-recording part is semi-hard magnetic as in this embodiment, it is confirmed that the magnetic recording part is reversed in magnetization while maintaining a state suitably separated by the non-recording part. did it.
  • FIG. 7B is a diagram showing a hysteresis loop obtained by experiment and a hysteresis loop obtained by calculation.
  • the laser spot diameter of the MOKE evaluation apparatus is about 600 ⁇ m, which is much larger than the produced pattern. Therefore, in the experiment, it is considered that the magnetic information in the ion-implanted portion and the non-implanted portion is observed in a mixed manner, and a constricted loop is observed.
  • the loop obtained by the calculation was normalized by multiplying the loop shown in FIG. 3 by the light / dark area ratio in the MFM image and adding them.
  • the ion transmission part was a dark part (SOG thickness 30 nm), and the ion shielding part was a bright part (SOG thickness 80 nm).
  • the two loops showed very similar shapes. This similarity suggests that there is no magnetic interaction between the hard magnetic region and the soft magnetic region.
  • the hard region and the soft region are simply added together. It was shown that it is possible to estimate (predict by calculation) a loop of a magnetic layer in which regions are mixed.
  • the combination of nanoimprint technology and ion implantation technology is a powerful tool for creating discrete track media and bit pattern media, and by pursuing nanoimprint technology further, it can be expected to produce even smaller magnetic patterns. it can.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion (region 134) that magnetically separates the magnetic recording portion is configured by semi-hard such as 2 to 100.
  • semi-hard such as 2 to 100.
  • the ion implantation is performed without performing a separate process on the resist layer 130 to which the concavo-convex pattern has been transferred.
  • the present invention is not limited to this, and the bottom surface of the concave portion of the resist layer 130 to which the concavo-convex pattern has been transferred.
  • ion implantation may be performed after removing the remaining resist layer by etching or the like.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion is set to 2 to 100 by ion implantation.
  • the present invention is not limited to this, and the resist layer 130 to which the concavo-convex pattern is transferred is used.
  • the magnetic recording layer may be formed with convex portions and concave portions based on a predetermined pattern, and the concave portions of the magnetic recording layer may be filled with a material having a relative magnetic permeability of 2 to 100.
  • the magnetic recording layer is composed of two layers having a granular structure.
  • the present invention is not limited to this, and the magnetic recording layer may be composed of one layer or a plurality of layers, and does not have a granular structure. May be.
  • a second embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention (second invention) will be described.
  • the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the magnetic recording medium 100 has been described as a bit pattern medium.
  • the magnetic recording medium 100 is described as a discrete track medium.
  • the data area is configured to include a track portion magnetically continuous in the circumferential direction and a guard band positioned between the track portions. Includes a servo pattern portion for recording servo information and a guard portion positioned between the servo pattern portions.
  • the guard band and the guard portion are collectively referred to as a non-recording portion unless otherwise specified.
  • an ion beam method is applied from the concave portion of the resist layer 130 patterned into a predetermined pattern in the patterning step to the magnetic recording layer 122 through the protective layer 126. Ions are implanted using.
  • the easy axis of magnetization in the region (non-recording portion) under the concave portion of the magnetic recording layer after performing the ion implantation step is substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the easy magnetization axis of the magnetic recording layer is adjusted to be oriented in the direction with respect to the substrate surface, noise occurs when the easy magnetization axis of the non-recording portion is in the direction with respect to the substrate.
  • noise can be significantly reduced by making the easy magnetization axis of the non-recording portion substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion 134 is set to 2-100. As a result, it is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the magnetic area (the track area in the data area and the servo pattern area in the servo area) while maintaining a good SNR.
  • N 2 alone or N 2 and B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, and O 2 are implanted as ions. Any one or more ions selected from the group are implanted.
  • the easy axis of magnetization of the non-recording portion 134 can be preferably made substantially parallel to the in-plane direction of the disk substrate 110.
  • the easy axis of magnetization of the non-recording portion 134 is It can be made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the relative permeability of the magnetic recording layer under the concave portion of the resist layer can be set to 2 to 100. If the energy amount for ion implantation is less than 1 keV, the magnetic region in the magnetic recording layer cannot be magnetically separated and cannot be configured as a patterned medium. Further, if it is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the magnetic recording layer is promoted too much, and there is a possibility that the read / write characteristics are deteriorated or even the magnetic region for recording is demagnetized. is there.
  • the dose of implanted ions is 1E15 to 1E17 [atoms / cm 2 ], more preferably 1E15 to 5E16 [atoms / cm 2 ].
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer under the recess of the resist layer can be preferably made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the magnetic recording layer 122 may include either Fe or Pt or both.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer under the recess of the resist layer can be preferably made substantially parallel to the in-plane direction of the substrate.
  • the magnetic grains of the magnetic recording layer 122 include either or both of Fe and Pt, and can be made of, for example, CoCrPt, FeCoCr, CoFeCrPt, or the like.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer.
  • the auxiliary recording layer and the protective layer are not shown for easy understanding.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer 122 is adjusted to be oriented in the direction perpendicular to the surface of the disk substrate 110 (the white arrow 152 in FIG. 9). ). Therefore, if the easy axis of magnetization of the non-recording portion 134 (indicated by the arrow 154 in FIG. 9) is perpendicular to the disk substrate 110, the head 150 reads the magnetism of the non-recording portion 134 and causes noise (in FIG. 9). Arrow 156).
  • the magnetic region of the magnetic region can be maintained while maintaining good SNR. Read / write characteristics can be improved.
  • At least the block portion formed between the data area and the servo area of the magnetic recording layer 122 also has a relative permeability of 2 to 100 and an easy axis of magnetization substantially in the in-plane direction of the substrate. Make parallel. As a result, it is possible to increase the servo information read characteristic (output).
  • a film was formed in order from the adhesion layer 112 to the auxiliary recording layer 124 in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method using a film forming apparatus that was evacuated.
  • the adhesion layer 112 was made of CrTi.
  • the composition of the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c was CoFeTaZr, and the composition of the spacer layer 114b was Ru.
  • the composition of the pre-underlayer 116 was a NiW alloy having an fcc structure.
  • the first underlayer 118a was formed with Ru under high-pressure Ar, and the second underlayer 118b was formed with Ru under low-pressure Ar.
  • the composition of the nonmagnetic granular layer 120 was nonmagnetic CoCr—SiO 2 .
  • the magnetic recording layer 122 was formed of a material containing at least Fe or Pt (in this example, CoCrPt).
  • the composition of the auxiliary recording layer 124 was CoCrPtB.
  • the protective layer 126 was formed using C 2 H 4 and CN by a CVD method.
  • SOG mainly composed of silica was formed as a resist layer 130 on the surface of the protective layer 126 by spin coating. Further, the stamper 132 is pressed against the resist layer 130 by the imprint method to thereby provide a data area including a track portion and a guard band, a servo pattern portion including a preamble portion, an address portion, a burst portion, and a guard portion. Each pattern of the servo area including the data area and the block part magnetically separated from the data area and the servo area was transferred.
  • the stamper 132 includes a data area including a track portion to be transferred and a guard band, a servo area including a preamble portion, an address portion, a burst portion, and the like, a servo region including a guard portion, a data region and a servo region. And an uneven pattern corresponding to each pattern of the block portion magnetically separated from each other.
  • the stamper 132 was removed from the resist layer 130 to transfer the uneven pattern to the resist layer 130.
  • ions were implanted from the recesses of the resist layer 130 patterned into a predetermined pattern into the magnetic recording layer 122 through the protective layer 126 using the ion beam method. At this time, ions were implanted as N 2 + , an energy amount of about 18 keV, and a dose amount 2E16 [atoms / cm 2 ] as ions to be implanted.
  • the lubricating layer 128 was formed using PFPE by a dip coating method.
  • FIG. 10 is a hysteresis curve of the example (FIG. 10A) and the comparative example (FIG. 10B).
  • ion implantation was performed using Ar + as an ion to be implanted, an energy amount of about 20 keV, and a dose amount 2E16 [atoms / cm 2 ].
  • the perpendicular magnetization component shown by the solid line in FIG. 10
  • the in-plane magnetization component shown by the dotted line in FIG. 10
  • the in-plane magnetization component is larger than that in the comparative example, that is, the easy axis of magnetization of the non-recording portion 134 is substantially parallel to the in-plane direction of the magnetic recording medium 100. .
  • the easy magnetization axis of the non-recording portion 134 is substantially perpendicular to the in-plane direction of the magnetic recording medium 100, that is, substantially parallel to the recording / reproducing direction by the head 150.
  • the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer 122 is adjusted to be oriented in the direction perpendicular to the surface of the disk substrate 110, no recording is performed. Noise occurs when the easy axis of the portion 134 is perpendicular to the substrate.
  • the magnetization easy axis of the non-recording portion 134 that magnetically separates the implantation region, that is, the magnetic region as the region under the concave portion of the magnetic recording layer 122 after performing the above-described ion implantation step is in-plane with the disk substrate 110. Noise can be significantly reduced by a configuration that is substantially parallel to the direction.
  • a third embodiment of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention (third invention) will be described.
  • the same parts as those in the first and second embodiments will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the magnetic recording medium will be described as a discrete track medium as in the second embodiment.
  • the magnetic track pattern forming step may be performed immediately after the magnetic recording layer forming step, or may be performed after the auxiliary recording layer forming step and the protective layer forming step. Accordingly, it is not necessary to form a protective layer after the magnetic track pattern forming process, and the manufacturing process is simplified, thereby improving productivity and reducing contamination in the manufacturing process of the magnetic recording medium 100. Can do.
  • the track portion and the servo pattern portion are collectively referred to as a magnetic track portion unless otherwise specified.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a magnetic track pattern forming process according to the third embodiment.
  • the magnetic track pattern forming process includes a resist layer film forming process, a patterning process, an ion implantation process, and a removal process.
  • a resist layer film forming process includes a resist layer film forming process, a patterning process, an ion implantation process, and a removal process.
  • each process in the magnetic track pattern forming process will be described.
  • a resist layer 130 is formed on the protective layer 126 by using a spin coating method.
  • SOG Spin On Glass
  • silica mainly composed of silica
  • SOG is a liquid material in which a silicon (Si) compound and additives (diffusion impurities, glassy forming agent, organic binder, etc.) are dissolved in an organic solvent (alcohol, ester, ketone, etc.), for example, silica glass, Hydrogenated silsesquioxane polymer (HSQ), hydrogenated alkylsiloxane polymer (HOSP), alkylsiloxane polymer, alkylsilsesquioxane polymer (MSQ) and the like.
  • Si silicon
  • additives diffusion impurities, glassy forming agent, organic binder, etc.
  • organic solvent alcohol, ester, ketone, etc.
  • the magnetic track pattern is transferred by pressing the stamper 132 against the resist layer 130 (imprint method).
  • the stamper 132 includes a track portion as a recording area to be transferred, a servo pattern portion for storing servo information such as a preamble portion, an address portion, and a burst portion, and a block portion that separates the track portion and the servo pattern portion. And a concavo-convex pattern corresponding to each of the patterns.
  • the stamper 132 After the magnetic track pattern is transferred to the resist layer 130 by the stamper 132, the stamper 132 is removed from the resist layer 130, thereby forming an uneven pattern in the resist layer 130.
  • a fluorine-based release agent is applied to the surface of the stamper 132.
  • the stamper 132 can be favorably peeled from the resist layer 130.
  • the pattern layer 130a composed of convex portions and the protect layer 130b composed of concave portions are simultaneously formed.
  • the thickness of the protection layer 130b having the thickness of the recess is determined by the energy generated by ion bombardment at the time of ion implantation. In order to improve the quality and effectively prevent damage to the protective layer 126 due to the energy of ion implantation, it is preferably in the range of 2 nm to 30 nm.
  • a method for obtaining a preferable thickness of the protective layer 130b is conceivable as a method for obtaining a preferable thickness of the protective layer 130b.
  • a thickness of the protective layer 130b in consideration of the thickness of the resist layer 130, the viscosity of the SOG, the degree of cure, etc.
  • An arbitrary thickness can be obtained by controlling the press pressure of the stamper 132 during transfer.
  • the thickness of the protective layer 130b can also be adjusted by the pressing time of the stamper 132 and the time from application of SOG to pressing.
  • RIE reactive Ion Etching: reactive ion etching
  • the protective layer 130b can be simultaneously formed in the patterning process of the resist layer 130 by the imprint method, there is no need to newly provide a process for forming the protective layer, and the manufacturing process thereby is performed. There is no increase in time or manufacturing cost.
  • ions are implanted into the magnetic recording layer 122 through the protective layer 126 with the protective layer 130b formed in the resist layer 130 interposed therebetween, using the ion beam method. To do. Thereby, the region of the magnetic recording layer 122 under the protect layer 130b (the portion into which ions are implanted in the magnetic recording layer 122), that is, the crystal of the non-recording portion 134 can be amorphized, and the resist layer It becomes possible to magnetically separate the portion under the 130 convex portion.
  • the non-recording part 134 when the non-recording part 134 is physically excavated by milling, the non-recording part 134 becomes non-magnetic. In contrast, when the non-recording portion 134 between the magnetic tracks is formed by ion implantation, the coercive force of the non-recording portion 134 can be lowered appropriately and the relative permeability can be adjusted.
  • the relative magnetic permeability 1 is hard magnetic (hard) and 100 or more is soft magnetic (soft).
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion 134 is 2 to 100 (referred to as semi-hard), preferably 3 to By configuring with 50, it is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the magnetic region while maintaining a good SNR.
  • ions to be implanted are selected from the group consisting of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, N 2 and O 2. Any one or more ions are implanted.
  • the resist layer 130 is removed by RIE using a fluorine-based gas.
  • a fluorine-based gas In the present embodiment, SF 6 is used as an etching gas, but the present invention is not limited to this, and any one or a plurality of mixed gases selected from the group consisting of CF 4 , CHF 3 , and C 2 F 6 are also suitable. Can be used.
  • the RIE plasma source uses ICP (Inductively Coupled Plasma) that can generate high-density plasma at low pressure, but is not limited to this, and ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma, A parallel plate RIE apparatus can also be used.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • ECR Electro Cyclotron Resonance
  • the spin coating method is used to form the resist layer 130 by SOG.
  • the present invention is not limited to this. If SOG is used, the resist layer 130 is formed by a dip coating method or a spray method. A film may be formed.
  • the discrete type magnetic recording medium has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can also be suitably used for a bit pattern type magnetic recording medium.
  • the method for producing a patterned medium according to the third aspect of the invention includes a magnetic recording layer forming step for forming a perpendicular magnetic recording layer on a substrate, and a protective layer forming method for forming a carbon protective film on the magnetic recording layer.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of a discrete type perpendicular magnetic recording medium (hereinafter referred to as “magnetic recording medium 100”) as a magnetic recording medium according to the fourth embodiment.
  • the overlapping portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and the configuration of the magnetic recording layer 122 is different from the above embodiments according to this embodiment.
  • the magnetic recording layer 122 includes a first magnetic recording layer 122a having a different composition and thickness, a second magnetic recording layer 122b, and an extremely thin intervening layer 122c provided therebetween. .
  • small crystal grains of the second magnetic recording layer 122b continue to grow from the crystal grains of the first magnetic recording layer 122a, and the second magnetic recording layer 122b, which is the main recording layer, can be miniaturized. Can be improved.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b constituting the magnetic recording layer 122 are formed with a magnetic track pattern, which will be described later, so that the magnetic recording portion and the non-recording portion are predetermined in the in-plane direction.
  • the pattern is formed.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b existing in the non-recording portion have a relative permeability of about 2 to 100, and the magnetism is not hard magnetism, but between hard magnetism and soft magnetism. It becomes non-hard magnetic.
  • a magnetostatic coupling in which the magnetic poles magnetostatically interact with each other is formed in the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b that have become non-hard magnetic (non-recording portion). It becomes possible.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b existing in the non-recording portion are referred to as non-hard magnetic layers.
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer is preferably 2 to 100, and more preferably 3 to 50. As a result, it is possible to improve the write characteristics and read characteristics (read / write characteristics) of the magnetic recording unit while securing a good SNR.
  • CoCrPt—Cr 2 O 3 is used for the first magnetic recording layer 122a.
  • Cr and Cr 2 O 3 oxide
  • which are nonmagnetic substances segregate around magnetic grains (grains) made of CoCrPt to form grain boundaries, and the magnetic grains are columnar.
  • a grown granular structure was formed.
  • the magnetic grains were epitaxially grown continuously from the granular structure of the nonmagnetic granular layer.
  • the intervening layer 122c is a nonmagnetic thin film made of Ru, that is, a nonmagnetic layer.
  • the magnetic recording portion is formed on the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b by forming a magnetic track pattern described later.
  • the non-recording portion are formed in a predetermined pattern in the in-plane direction, the magnetostatic coupling in the non-hard magnetic layer (the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b existing in the non-recording portion) Is formed.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b that have become the non-hard magnetic layer in the non-recording portion, that is, the non-hard magnetic layer by the magnetostatic coupling described above the first magnetic recording layer 122a (the intervening layer 122c).
  • the magnetic field of the second magnetic recording layer 122b (non-hard magnetic layer present on the intervening layer 122c) attract each other, and the magnetization direction of the easy axis is the substrate surface. Orient horizontally. Therefore, the magnetization direction of the non-hard magnetic layer (non-recording portion) is controlled, the magnetic flux in the vertical direction can be reduced, and noise can be reduced. As a result, the SNR of the magnetic recording medium 100 is improved.
  • the intervening layer 122c is made of Ru. Since Ru has the same crystal form (hcp) as Co constituting the magnetic particles of the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b, the intervening layer 122c is replaced with the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer. Even if it is interposed between the layer 122b and the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b, it is difficult to inhibit the epitaxial growth of Co crystal grains.
  • the material constituting the intervening layer 122c includes RuO, Ru—Co, Ru—Cr, Ru—SiO 2 , Ru—TiO 2 , Ru—Cr 2 O 3 , Ru—WO 3 , Ru—. it may be selected from the group of ta 2 O 5. These Ru compounds are also effective in securing a high coercive force Hc and improving the SNR.
  • the intervening layer 122c may contain one or more elements selected from the group of Pt, Cr, Ta, Pd, and Ir. Thereby, the intervening layer 122c can be made nonmagnetic.
  • the intervening layer 122c may have a thickness of about 1.5 nm or less. As a result, it is possible to reliably form a magnetostatic coupling between the non-hard magnetic layers (the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b serving as non-recording portions).
  • the intervening layer 122c is provided between the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b.
  • the present invention is not limited to this, and the magnetic recording layer 122 is provided as in this embodiment.
  • an auxiliary recording layer 124 described later it is possible to provide an intervening layer 122 c between the magnetic recording layer 122 and the auxiliary recording layer 124.
  • CoCrPt—SiO 2 —TiO 2 is used for the second magnetic recording layer 122b. Also in the second magnetic recording layer 122b, Cr, SiO 2 and TiO 2 (composite oxide), which are nonmagnetic substances, segregate around the magnetic grains (grains) made of CoCrPt to form grain boundaries. A granular structure grown in a columnar shape was formed.
  • the first magnetic recording layer 122a is made of CoCrPt—Cr 2 O 3 and the second magnetic recording layer 122b is made of CoCrPt—SiO 2 —TiO 2 .
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer can be suitably set to 2 to 100 in ion implantation described later.
  • the magnetic grains of the magnetic recording layer 122 are made of CoCrPt, but contain one or more elements selected from the group consisting of Fe, Pt, Ru, Co, Cr, and Pd (for example, a CoFeCrPt) structure may be used, and the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer can be made 2 to 100 also by this.
  • first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are made of different materials (targets).
  • the present invention is not limited to this, and materials having the same composition and type may be used.
  • nonmagnetic substance for forming the nonmagnetic region examples include silicon oxide (SiO x ), chromium (Cr), chromium oxide (Cr X O Y ), titanium oxide (TiO 2 ), zircon oxide (ZrO 2 ), Examples thereof include oxides such as tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), and boron oxide (B 2 O 3 ). Further, nitrides such as BN, a carbide such as B 4 C 3 can also be suitably used.
  • one type of nonmagnetic material is used in the first magnetic recording layer 122a and two types of nonmagnetic substances (oxides) in the second magnetic recording layer 122b.
  • the present invention is not limited to this. It is also possible to use a composite of two or more kinds of nonmagnetic substances in either or both of the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b. Although there is no limitation on the kind of nonmagnetic substance contained at this time, it is particularly preferable to contain SiO 2 and TiO 2 as in this embodiment. Therefore, unlike the present embodiment, when the magnetic recording layer 122 is composed of only one layer, the magnetic recording layer 122 is preferably made of CoCrPt—SiO 2 —TiO 2 .
  • the magnetic track pattern formation for forming the magnetic recording portion and the non-recording portion in a predetermined pattern in the in-plane direction on the magnetic recording layer 122 of this embodiment will be described in detail.
  • the magnetic track pattern formation may be performed immediately after the magnetic recording layer 122 is formed, or may be performed after the auxiliary recording layer 124 and the protective layer 126 are formed.
  • the magnetic track pattern is formed after the protective layer 126 is formed.
  • the manufacturing process is simplified. Therefore, productivity can be improved and contamination in the magnetic recording medium 100 manufacturing process can be reduced.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining magnetic track pattern formation according to the fourth embodiment.
  • the magnetic track pattern is formed in the order of resist layer deposition, patterning, ion implantation, and resist layer removal. Details of the magnetic track pattern formation will be described below.
  • a resist layer 130 is formed on the protective layer 126 by using a spin coating method.
  • SOG Spin On Glass
  • silica silica
  • a general novolac-type photoresist or the like
  • the magnetic track pattern is transferred by pressing the stamper 132 against the resist layer 130 (imprint method).
  • the stamper 132 has a concavo-convex pattern corresponding to a predetermined pattern of a magnetic recording portion and a non-recording portion to be transferred.
  • the stamper can be provided with a concave / convex pattern corresponding to a servo pattern for storing servo information such as preamble, address, and burst.
  • the stamper 132 After the magnetic track pattern is transferred to the resist layer 130 by the stamper 132, the stamper 132 is removed from the resist layer 130, thereby forming an uneven pattern in the resist layer 130.
  • a fluorine-based release agent is applied to the surface of the stamper 132. Thereby, the stamper 132 can be favorably peeled from the resist layer 130.
  • the imprint method using the stamper 132 is used for patterning, but a photolithography method can also be used suitably.
  • a photolithography method when the photolithography method is used, when the resist layer is formed, the photoresist is formed as a resist layer, and the formed photoresist is exposed and developed using a mask, so that the magnetic recording portion The predetermined pattern is transferred.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are formed through the protective layer 126 from the recesses of the resist layer 130 in which a predetermined pattern is formed by patterning. Ions) are implanted into the magnetic recording layer 122 composed of a layer) and an intervening layer 122c (nonmagnetic layer) disposed therebetween.
  • the crystal in the portion where the ions are implanted in the magnetic recording layer 122 is made amorphous, so that the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b in the portion are made to be non-hard magnetic layers (non-recording portions). ). Therefore, it is possible to make the portion under the convex portion of the resist layer 130 a magnetically separated magnetic recording portion.
  • the relative magnetic permeability of the region of the magnetic recording layer 122 (shown by hatching in FIG. 13) under the concave portion of the resist layer 130 is set to 2 to 100.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b existing in such a region are defined as non-hard magnetic layers (non-recording portions 134).
  • the non-hard magnetic layer of the non-recording portion 134 can magnetically separate the portion under the convex portion of the resist layer 130, that is, the magnetic recording portion, while maintaining good SNR and magnetic recording. It is possible to improve the write characteristics and read characteristics to the part.
  • one or more of Ar, N 2 , and O 2 are used as ions to be implanted.
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer can be set to 2 to 100.
  • it is not limited to such ions, but from the group consisting of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, N 2 and O 2. Any one or more selected ions may be implanted.
  • the amount of energy for implanting ions is 1 to 50 keV. If the amount of energy for implanting ions is less than 1 keV, magnetic separation of the magnetic recording portion in the magnetic recording layer 122 is not performed properly, causing noise when reading by the head. As a result, the magnetic recording medium 100 cannot be configured as a patterned medium. On the other hand, if it is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the magnetic recording layer 122 is excessively promoted, read / write characteristics are deteriorated, or the magnetic recording portion under the convex portion of the resist layer 130 is deteriorated. Even the magnetic recording layer 122 is made non-magnetic (non-hard magnetic).
  • the total amount (dose amount) of ions to be implanted is 1E15 to 1E17 [atoms / cm 2 ].
  • the relative magnetic permeability of the non-hard magnetic layer can be preferably set to 2 to 100. Therefore, the read / write characteristics of the magnetic recording portion can be improved while maintaining a good SNR.
  • the resist layer 130 is removed by RIE (Reactive Ion Etching) using a fluorine-based gas.
  • RIE reactive Ion Etching
  • SF 6 is used as an etching gas, but the present invention is not limited to this, and any one or a plurality of mixed gases selected from the group consisting of CF 4 , CHF 3 , and C 2 F 6 are also suitable. Can be used.
  • the RIE plasma source uses ICP (Inductively Coupled Plasma) that can generate high-density plasma at a low pressure.
  • ICP Inductively Coupled Plasma
  • ECR Electro Cyclotron Resonance
  • a typical parallel plate RIE apparatus can also be used.
  • the magnetic recording medium 100 can be a discrete track medium that is a patterned medium.
  • the present invention is not limited to such a discrete track medium, and the magnetic recording medium 100 may be a bit pattern medium by forming the magnetic track pattern.
  • the lubricating layer 128 is formed on the magnetic recording medium 100.
  • the lubricating layer 128 can be formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating.
  • PFPE perfluoropolyether
  • PFPE has a long chain molecular structure and binds with high affinity to N atoms on the surface of the protective layer 126.
  • the action of the lubricating layer 128 can prevent damage or loss of the protective layer 126 even if the magnetic head contacts the surface of the magnetic recording medium 100.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the magnetic recording medium 100 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 shows a cross section of the magnetic recording medium 100 manufactured by forming the magnetic track pattern after forming the above-described plurality of layers on the disk substrate 110 and then forming the lubricating layer 128. .
  • the description of layers other than the magnetic recording layer 122 is omitted for easy understanding.
  • the magnetic recording portion 133 and the non-recording portion 134 are formed in a predetermined pattern in the in-plane direction on the perpendicular magnetic recording medium.
  • the ionized portion that is, the first magnetic recording layer 122a existing under the recess of the resist layer 130 becomes the non-hard magnetic layer 134a
  • the second magnetic recording layer 122b becomes the non-hard magnetic layer 134b. It becomes.
  • the relative magnetic permeability of these non-hard magnetic layers 134a and 134b is 2 to 100.
  • an intervening layer 122c (nonmagnetic layer) exists between the non-hard magnetic layers 134a and 134b, and the thickness of the intervening layer 122c is 1.5 nm or less.
  • a magnetostatic coupling is formed between the non-hard magnetic layers 134a and 134b.
  • the magnetic field of the non-hard magnetic layer 134a existing below the intervening layer 122c (non-magnetic layer) and the magnetic field of the non-hard magnetic layer 134b existing above the intervening layer 122c attract each other.
  • the magnetization easy axis 156 of the non-hard magnetic layer 134 a and the magnetization easy axis 158 of the non-hard magnetic layer 134 b are both oriented horizontally with respect to the main surface of the disk substrate 110. Therefore, the magnetization directions of the easy magnetization axes 156 and 158 are controlled, the magnetic flux in the vertical direction can be reduced, noise caused by the non-recording portion 134 can be reduced, and the SNR of the magnetic recording medium 100 is improved. To do.
  • a fifth embodiment of the magnetic recording medium according to the present invention (fourth invention) will be described.
  • resist layer film formation, patterning, ion implantation, and resist removal were performed in the magnetic track pattern formation.
  • etching magnetic recording layer etching, filling layer formation, protective layer re-deposition, resist removal, final protective layer formation, planarization
  • the configuration of each layer in the discrete perpendicular magnetic recording medium that is the magnetic recording medium according to the fifth embodiment is substantially the same as that of the magnetic recording medium 100 according to the fourth embodiment, and according to the fifth embodiment.
  • the magnetic track pattern formation is also the same method as in the fourth embodiment until patterning. Therefore, description of the elements already described in the fourth embodiment is omitted, and in the following description, differences from the fourth embodiment, that is, magnetic recording layer etching, filling layer deposition, protective layer re-deposition, resist Only the etching including removal, final protective layer formation, and planarization will be described in detail.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining magnetic track pattern formation according to the fifth embodiment.
  • the description of the layer closer to the disk substrate 110 than the non-magnetic granular layer 120 is omitted for easy understanding.
  • Magnetic track pattern formation in the fifth embodiment is performed in the order of resist layer formation, patterning, magnetic recording layer etching, filling layer formation, protective layer re-deposition, resist removal, final protective layer formation, and planarization.
  • the first layer is formed through the protective layer 126 and the auxiliary recording layer 124 from the concave portion of the resist layer 130 patterned into a predetermined pattern.
  • the protective layer 126 is removed by RIE using oxygen (oxygen ashing).
  • the RIE plasma source uses an ICP that can generate high-density plasma at a low pressure.
  • the present invention is not limited to this, and ECR plasma or a general parallel plate RIE apparatus may be used. it can.
  • the auxiliary recording layer 124 and the magnetic recording layer 122 are removed by ion milling by IBE (Ion-Beam-Etching) using Ar.
  • the IBE plasma source uses ECR plasma.
  • the present invention is not limited to this, and an ICP that can generate high-density plasma at a low pressure or a general parallel plate RIE apparatus is used. You can also.
  • ion milling using an ECR ion gun it is possible to perform processing without providing a taper on the concave and convex portions formed in the magnetic recording layer 122 by etching with a stationary facing type (ion incident angle of 90 °).
  • the magnetic recording layer 122 is etched while the microwave power is 800 W, the acceleration voltage is 400 to 500 V, and the ion incident angle is changed from 30 ° to 70 °.
  • the resist layer 130, the protective layer 126, the auxiliary recording layer 124, and the magnetic recording layer 122 in the portion below the concave portion transferred by patterning, that is, the portion that becomes the non-recording portion 134 are removed. It is possible to remove the magnetic recording layer 122 existing in the portion below the convex portion, that is, the portion that becomes the magnetic recording portion 133. Thereby, the magnetic recording layer 122 under the convex portion, that is, the magnetic recording portion 133 can be physically separated via the concave portion 136.
  • ion milling is performed until the surface of the nonmagnetic granular layer 120, which is a layer immediately below the magnetic recording layer 122, is reached. Thereby, the convex part as the magnetic recording part 133 of the magnetic recording layer 122 can be reliably separated.
  • the non-hard magnetic layer 134a is approximately the height to the first magnetic recording layer 122a (the height of the bottom surface of the intervening layer 122c). Films are formed to have the same height.
  • the relative magnetic permeability of the nonmagnetic layer 134a is set to 2 to 100. Thereby, it is possible to improve the read / write characteristics of the magnetic recording unit 133 while ensuring a high SNR.
  • the intervening layer 122c (nonmagnetic layer) is placed in the concave portion 136 after filling the nonmagnetic layer 134a with the height of the convex portion to the interposing layer 122c (the height of the bottom surface of the second magnetic recording layer 122b).
  • the film is formed again so that the height is substantially equal.
  • a magnetostatic coupling can be formed between the nonmagnetic layers 134 a and 134 b in the non-recording portion 134.
  • the intermediate layer 122c when the intermediate layer 122c is formed again, it can be formed in the same manner as the intermediate layer 122c already formed.
  • the height of the non-hard magnetic layer 134b up to the second magnetic recording layer 122b (the height of the bottom surface of the auxiliary recording layer 124) is approximately equal to the height of the recess 136 after the interposition layer 122c is formed again.
  • the film is formed.
  • the filling layer 138 has a height approximately equal to the height to the auxiliary recording layer 124 (the height of the bottom surface of the protective layer 126).
  • the film is formed so that In the present embodiment, SiO 2 , SiOC, SiC, TiO 2 , and C can be used as the filling layer 138. Note that the filling layer 138 is formed by a sputtering method without applying a bias.
  • the filling layer 138 can be easily formed in the recess 136, but the temperature of the disk substrate 110 is increased by applying a bias voltage.
  • a sputtering method without applying a bias is preferable.
  • the magnetic recording medium 100 is a discrete type, even if the auxiliary recording layer 124 is divided by the recess 136, it is continuous in the track direction. For this reason, the auxiliary recording layer 124 is magnetically continuous over the magnetic particles adjacent in the track direction, and can serve as the auxiliary recording layer 124.
  • the auxiliary recording layer 124 is also divided in recording bit units. For this reason, in the case of the bit pattern type, the auxiliary recording layer 124 may not be provided.
  • the auxiliary recording layer 124 may be re-formed in the concave portion 136 so as to connect the auxiliary recording layer 124 in the adjacent convex portion (auxiliary recording layer re-forming).
  • the film thickness of the auxiliary recording layer 124 to be re-formed is substantially equal to the film thickness of the auxiliary recording layer 124 in the convex portion.
  • a protective layer 140 is further formed on the filling layer 138 as shown in FIG.
  • the protective layer 140 formed in the recess 136 is formed with a film thickness substantially equal to the surface of the protective layer 126. Note that when the protective layer 140 is formed, a method for forming the protective layer 126 can be applied.
  • the recess 136 is formed by ion milling the magnetic recording layer 122 together with the protective layer 126 in the etching of the magnetic recording layer 122. Therefore, when the protective layer 140 is not formed again, when removing the resist layer 130 in removing the resist, the protective layer 126 is present on the surface of the convex portion and the filling layer 138 is present on the surface of the concave portion 136. Will be. However, by forming the protective layer 140 again, the protective layer 140 can be present on the surface of the recess 136, and the protective layer 126 can be continuously present on the surface of the magnetic recording medium 100.
  • a protective layer 126 is further formed on the surface of the magnetic recording medium 100 as shown in FIG. As a result, the protective layer 126 can be made more uniform, and the film hardness can be further improved.
  • the protective layer 126 can be formed in the same manner as the protective layers 126 and 140 that have already been formed.
  • the surface of the magnetic recording medium 100 after the final protective layer is formed is planarized by RIE using oxygen (oxygen ashing). Since the etching is performed preferentially from the protruding portion by RIE, the surface can be flattened as a whole. Thereby, the flatness of the magnetic recording medium 100 is further improved, and head crashes and thermal asperity failures can be further reduced.
  • the RIE plasma source uses an ICP that can generate a high-density plasma at a low pressure.
  • the present invention is not limited to this. You can also
  • the magnetic recording medium 100 can be a discrete track medium that is a patterned medium even by etching.
  • the present invention is not limited to the discrete track medium, and the magnetic recording medium 100 can be a bit pattern medium by using the above method.
  • the predetermined pattern including the magnetic recording unit 133 and the non-recording unit 134 is formed in the in-plane direction.
  • an intervening layer 122c nonmagnetic layer
  • a magnetostatic coupling is formed between the hard magnetic layers 134a and 134b.
  • the ion implantation is performed without performing a separate process on the resist layer 130 to which the concavo-convex pattern has been transferred.
  • ion implantation may be performed after removing the remaining resist layer by etching or the like.
  • the discrete type magnetic recording medium (discrete track medium) has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is also suitably used for a bit pattern type magnetic recording medium (bit patterned medium). can do.
  • a bit pattern type magnetic recording medium (bit patterned medium) is a magnetic recording medium in which magnetic recording portions are scattered on the main surface. This also improves the thermal fluctuation resistance of the magnetic recording medium, and can increase the recording density.
  • the present invention can be used as a method for manufacturing a magnetic recording medium mounted on a magnetic recording type HDD or the like and as a magnetic recording medium.

Abstract

【課題】磁気記録層における磁性記録部を磁気的に分離する非記録部の比透磁率を最適化することで、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させることが可能とする。 【解決手段】本発明にかかる磁気記録媒体100の製造方法は、ディスク基体110上に、磁気記録層122を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層122の上にレジスト層130を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層130を加工することで当該レジスト層130の厚みを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層130を介在させた状態で磁気記録層122にイオンを注入するイオン注入工程と、を含み、イオン注入工程を遂行した後における磁気記録媒体の凹部の下の領域(非記録部134)の比透磁率は2~100であることを特徴としている。

Description

磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体
 本発明は、HDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体に関する。
 近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたHDDの面記録密度は年率100%程度の割合で増加し続けている。最近では、HDD等に用いられる2.5インチ径磁気ディスクにして、1枚あたり200GByteを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには1平方インチあたり400GBitを超える情報記録密度を実現することが求められる。
 HDD等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク(垂直磁気記録ディスク)が提案されている。従来の面内磁気記録方式は磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式は磁化容易軸が基体面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、高密度記録時に、より熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。
 さらに記録密度および熱揺らぎ耐性を向上させた技術として、記録用の磁性トラックの間に非磁性トラックを平行させるようにパターニングして隣接した記録トラックの干渉を防ぐディスクリートトラックメディアや、任意のパターンを人工的に規則正しく並べたビットパターンメディアと呼ばれる磁気記録媒体が提案されている。
 上述したディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアといったパターンドメディアは、非磁性基体の上に磁気記録層を形成した後、部分的にイオンを注入し、非磁性化もしくは非晶質化することにより磁気的に分離した磁性パターンを形成する技術や、非磁性基体の上に磁気記録層を形成した後、部分的に当該磁気記録層をミリングすることにより凹凸を形成し、物理的に磁気記録層を分離させ、磁性パターンを形成する技術が提案されている。
 具体的には、まず、磁気記録層の上にレジストを成膜し所望する凹凸パターンが形成されたスタンパをインプリントしてレジストに凹凸パターンを転写したり、磁気記録層の上にフォトレジストを成膜しフォトリソグラフィ技術により所望する凹凸パターンをフォトレジストに形成したりする。そして、形成された凹部を介して、磁気記録層にイオンを注入したり、凹部の表面に露出した磁気記録層をエッチングによってミリングしたりすることにより、磁気記録層を分離する。
 一方、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)、大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が5nm程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドは、固有の障害としてヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。
 サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸形状あるいは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または摩擦により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。したがって磁気抵抗型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。
 上述したパターンドメディアにおいては、ミリングによって物理的に磁気記録層に凹凸を形成した場合には、レジストの除去を行い、凹部に非磁性物質を充填した後に、平滑化を行っている。一方、イオン注入によってパターンを形成した場合には、レジストの除去を行うのみで平滑化が達成される。したがって、パターンドメディアの製造方法において、工程が少なく、基体表面の平滑度の高いイオン注入によるパターニングが注目を集めている(例えば、特許文献1)。
特開2008-77788号公報
 上述した特許文献1に記載されたイオン注入による磁気記録層のパターン化では、磁気記録層の磁性の領域(磁性記録部)を磁気的に分離するガードバンド(非記録部)の比透磁率を1程度の非磁性にすることによって、磁性の領域(磁性記録部)を好適に分離している。このため、SNR(Signal to Noise Ratio)は良いものの、磁性の領域(磁性記録部)へのデータの書き込みが困難になり、その結果読み出し特性も悪くなる。
 本発明(第1・第2の発明)は、このような問題に鑑み、磁気記録層における磁性領域を磁気的に分離する非記録部の比透磁率を最適化することで、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性(リードライト:Read Write特性)を向上させることが可能な磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体を提供することを目的とする。
 また、非記録部の磁化容易軸を最適化することで、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性(リードライト:Read Write特性)を向上させ、かつSNRを向上させることを目的とする。
 また、イオン注入によるパターニングでは、特許文献1に記載されるように、イオンが磁気記録層や保護層に照射されるため、イオンの衝撃によって生じるエネルギーによって磁気記録層や保護層の表面が削られて損傷や欠損のおそれがある。そして、このような磁気記録層や保護層の損傷や欠損によって、磁気ディスク表面に凹凸を生じさせてしまい、平滑度に優れたイオン注入によるパターニングの特徴を十分に活かすことができないという問題があった。
 そこで本発明の他(第3の発明)の目的は、レジスト層の凹部の膜厚からなるプロテクト層を形成することで、表面に露出する層にダメージを与えずに磁気トラックパターンを形成することが可能な磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体を提供することにある。
 また、上述した従来のパターンドメディアでは、磁気記録層の磁性記録部の磁化容易軸が基板面に対して垂直方向に配向しているのに対し、複数の磁性記録部間に介在し、かかる磁性記録部を分離している非記録部の磁化容易軸は、その配向方向が不規則である。
 磁化容易軸の配向方向が不規則であると、その磁化方向が3次元に亘るため、かかる磁化方向に、基板面に対して垂直な成分(垂直方向の磁束)が含まれてしまう。その結果、磁気ヘッドで読み出す際に、磁性記録部の信号と共にかかる垂直成分の磁束がノイズとして拾われてしまう。したがって、磁気記録媒体のノイズを低減し、SNRを向上させるためには、非記録部の磁化容易軸に含まれる垂直成分の磁束を低減しなくてはならない。
 そこで本発明の他(第4の発明)の目的は、磁気記録層における磁性記録部を磁気的に分離する非記録部の磁化方向を制御することで、磁気記録媒体のノイズを低減し、SNRを向上させることが可能な磁気記録媒体を提供することにある。
 上記課題を解決するために、本発明(第1の発明)にかかる磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層を加工することで当該レジスト層の厚みを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層を介在させた状態で磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、を含み、イオン注入工程を遂行した後における磁気記録層の凹部の下の領域の比透磁率は2~100であることを特徴とする。
 また、上記課題を解決するために、第1の発明にかかるパターンドメディアの製造方法は、基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上に外部から照射されるイオンの透過を抑制できるレジスト材を含むレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、当該レジスト層の厚みを部分的に変化させることで凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層をマスクとして磁気記録層にイオンを注入することで、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とを、基体の面内方向において規則的に形成するイオン注入工程とを含み、イオン注入工程は、当該工程によって形成される前記非記録部がセミハード磁性となるようにイオン注入を行うことを特徴としてもよい。
 また、このとき、非記録部の比透磁率を2以上100以下となるようにイオン注入することがより好ましい。
 また、上記非記録部の磁化容易軸が基体の面内方向と略平行となるようにイオン注入を行うことがより好ましい。
 イオン注入工程を遂行した後における磁気記録層の凹部の下の領域すなわち磁性領域を磁気的に分離する非記録部をセミハード磁性、または、非記録部の比透磁率を2~100、望ましくは3~50、さらに望ましくは20~50で構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 また本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の他の代表的な構成(第2の発明)は、基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層を加工することで当該レジスト層の厚みを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層を介在させた状態で磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、を含み、イオン注入工程を遂行した後における磁気記録層の凹部の下の領域の磁化容易軸は基体の面内方向と略平行であることを特徴とする。換言すると、第2の発明であるパターンドメディアの製造方法は、基体上に、垂直磁気記録方式の磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上に外部から照射されるイオンの透過を抑制できるレジスト材を含むレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、当該レジスト層の厚みを部分的に変化させることで凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層をマスクとして磁気記録層にイオンを注入することで、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とを、基体の面内方向において規則的に形成するイオン注入工程とを含み、イオン注入工程は、当該工程によって形成される前記非記録部の磁化容易軸が基体の面内方向と略平行となるようにイオン注入を行う構成であってもよい。これにより、非記録部の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができ、ノイズを著しく低減することができる。
 また、上記第1の発明および第2の発明における磁気記録媒体の製造方法は、さらに以下の構成とすることがより好ましい。
 上記イオン注入工程において、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、O、Ne、He、Hからなる群から選択された1または複数のイオン、好ましくはAr、N、Oのいずれか1または複数を注入してもよい。
 磁気記録層に注入するイオンとして、Ar、N、Oを用いると、好適に非記録部の比透磁率を2~100にすることができる。特にNを用いると、好適に非記録部の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができる。
 上記イオン注入工程において、イオンを注入するエネルギー量は1~50keVであってもよい。イオンを注入するエネルギー量が1keV未満であると、磁気記録層における磁性領域を磁気的に分離することができず、パターンドメディアとして構成することができない。50keV以上であると、磁気記録層の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、リードライト特性が低下したり、磁気トラック部まで非磁性化されてしまったりする。
 上記イオン注入工程において、注入されるイオンの総量は、1E15~1E17[atoms/cm]、更に好ましくは1E15~5E16[atoms/cm]であってもよい。これにより、好適に非記録部の比透磁率を2~100にすることができ、また非記録部の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができる。
 上記磁気記録層には、Fe、Pt、Ru、Co、Cr、Pdからなる群から選択された1または複数の元素を含んでもよい。これにより、好適にイオン注入工程を遂行した後の凹部の比透磁率を2~100にすることができる。
 上記イオン注入工程は、磁気記録層の記録領域に行ってもよい。これにより、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域のリードライト特性を向上させることができる。
 上記イオン注入工程は、磁気記録層におけるサーボ情報を記憶するサーボパターン部を形成する際に行ってもよい。これにより、サーボ情報の読み出し特性(出力)を増大させることが可能となる。
 上記磁気記録層は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であってもよい。磁気記録層にディスクリートパターンを形成する場合、磁気記録層がグラニュラー構造であると、SNRが向上する。
 上記磁気記録層の上に、少なくともCo、Cr、Ptからなる群から選択された1の元素を含む面内方向に磁気的に連続した補助記録層を成膜する補助記録層成膜工程をさらに含んでもよい。補助記録層成膜工程を含む構成により、磁気記録層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、逆磁区核形成磁界Hnの向上、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を図ることができる。
 本発明(第1の発明)にかかる磁気記録媒体の代表的な構成は、基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、磁気記録層は、記録再生を行う磁性領域と、磁性領域を磁気的に分離する非記録部と、を備え、非記録部の比透磁率は2~100であることを特徴とする。
 換言すると、第1の発明にかかるパターンドメディアは、基体上に少なくとも磁気記録層を備えるパターンドメディアであって、前記磁気記録層は、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とが、基体の面内方向において規則的に配列されており、前記非記録部はセミハード磁性で構成されている。
 また、本発明(第1の発明)にかかる他の代表的な構成は、基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、磁気記録層は、磁気的に分離した記録領域としてのトラック部と、サーボ情報を記憶するサーボパターン部と、トラック部とサーボパターン部との間に形成されるブロック部と、を備え、ブロック部の比透磁率は2~100であることを特徴とする。
 また、本発明(第2の発明)にかかる磁気記録媒体の他の代表的な構成は、基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、磁気記録層はデータ領域とサーボ領域とを有し、データ領域には、記録再生を行う磁性領域と、前記磁性領域を磁気的に分離する非記録部と、を備え、非記録部の磁化容易軸は基体の面内方向と略平行であることを特徴とする。
 換言すると、第1の発明にかかるパターンドメディアは、基体上に少なくとも垂直磁気記録記録層を備えるパターンドメディアであって、前記磁気記録層は、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とが、基体の面内方向において規則的に配列されており、前記非記録部の磁化容易軸は基体の面内方向と略平行である構成となっている。
 また、本発明(第2の発明)にかかる磁気記録媒体の他の代表的な構成は、基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、磁気記録層はデータ領域と、サーボ領域と、当該データ領域とサーボ領域との間を磁気的に離隔するブロック部と、を備え、ブロック部の磁化容易軸は基体の面内方向と略平行であることを特徴とする。
 また本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の他の代表的な(第3の発明)構成は、基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層をインプリント法により加工することで当該レジスト層の厚さを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンとともに、凹部の膜厚からなるプロテクト層を形成するパターニング工程と、プロテクト層を介在させた状態で磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、を含むことを特徴とする。
 換言すれば、パターニング工程は、レジスト層をインプリント法によって加工することによりその厚さを部分的に変化させ、凸部からなるパターン層と凹部からなるプロテクト層とを形成する。
 また、上記第3の発明であるパターンドメディアの製造方法は、基体上に磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上に外部から照射されるイオンの透過を抑制できるレジスト材を含むレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層をインプリント法により加工することで当該レジスト層の厚さを部分的に変化させることで凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層をマスクとして磁気記録層にイオンを注入することで、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とを、基体の面内方向において規則的に形成するイオン注入工程とを含み、前記パターニング工程では前記レジスト層の凹部の膜厚を、前記イオン注入工程によって削られるレジスト膜厚よりも厚くなるように形成する構成である。
 さらに、上記第3の発明は、イオン注入工程の後、前記レジスト層を除去するとともに、レジスト層を除去した媒体の表面を平坦化する平坦化工程を行なわない構成であってもよい。
 換言すれば、上記第3の発明であるパターンドメディアの製造方法は、基体上に磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上に外部から照射されるイオンの透過を抑制できるレジスト材を含むレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層をインプリント法により加工することで当該レジスト層の厚さを部分的に変化させることで凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層をマスクとして磁気記録層にイオンを注入することで、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とを、基体の面内方向において規則的に形成するイオン注入工程とを含み、前記パターニング工程では前記レジスト層の凹部を、レジスト層の下の層が表面に露出しないように所定の膜厚を有するように形成する構成である。
 レジスト層のパターニングと同時にレジスト層の凹部の膜厚で形成されたプロテクト層を介して、磁気記録層にイオンを注入する構成により、イオン注入の際のイオンの衝撃によって生じるエネルギーはプロテクト層によって受け止められ、プロテクト層の表面が削られることがあっても、その下に位置する層には影響を与えない。したがって、表面に露出する層(磁気記録層、保護層)に損傷を与えることがなく、磁気ディスク表面の平滑度を高度に維持することができる。また、レジスト層のパターニング工程の中でプロテクト層を形成することができるため、イオン注入のエネルギーによるダメージを防止するために新たな工程を設ける必要がなく、製造時間や製造コストの増加を招来することもない。
 上記プロテクト層の厚さは、2nm~30nmであることが好ましい。この範囲であれば、磁気記録層の非磁性化や非晶質化を好適に行うことができるとともに、イオン注入のエネルギーによる磁気記録層や保護層へのダメージを効果的に防止することもできる。2nmより薄いとダメージを防止することができなくなり、30nmより厚いと透過するイオンの量が少なくなりすぎてイオン注入の効率が低下してしまう。
 上記レジスト層は、SOGによって成膜することができる。SOGは、通常レジスト剤として用いられるUVレジストよりも、イオン照射に対する形状保持力に優れている。またイオン注入を行う際にレジスト剤は削られる(ミリング)が、SOGはUVレジストよりも削られる量が少ない。さらにSOGはイオン注入によって変質(焦げ付き)が生じにくく、イオン注入後に容易に除去することができる。
 上記イオン注入工程において、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、Oからなる群から選択された1または複数のイオンを注入してもよい。イオン注入によって磁性トラック間の非記録部の保磁力を適度に低下させると共に、比透磁率を適度に調節することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 上記磁気記録層は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であってもよい。磁気記録層にディスクリートパターンを形成する場合、磁気記録層がグラニュラー構造であると、SNRが向上する。
 磁気記録層成膜工程において磁気記録層を成膜した後、レジスト層を成膜するレジスト層成膜工程の前に、磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程をさらに含んでもよい。保護層は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を防護するための保護層である。この保護層をイオン注入工程前に成膜することにより、イオン注入後に保護層を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になることで、生産効率を向上させることができるとともに、製造工程における汚染の危険性も低減させることができる。
 また本発明にかかる磁気記録媒体の他の代表的な(第4の発明)構成は、面内方向に所定のパターンで形成された磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録媒体において、非記録部は、垂直方向に、複数の非硬磁性層と、複数の非硬磁性層の間に配置された非磁性層とを有し、複数の非硬磁性層の間で磁極が静磁気的に相互作用を及ぼす静磁気カップリングを形成することを特徴とする。
 換言すると、第4の発明にかかるパターンドメディアは、基体上に少なくとも垂直磁気記録記録層を備えるパターンドメディアであって、前記磁気記録層は、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とが、基体の面内方向において規則的に配列されており、前記非記録部は、厚さ方向に、複数の非硬磁性層と、複数の非硬磁性層の間に配置された非磁性層とを有し、複数の非硬磁性層の間で磁極が静磁気的に相互作用を及ぼす静磁気カップリングを形成している構成である。
 上記構成では、非記録部における複数の非硬磁性層の間に非磁性層が配置され、複数の非硬磁性層の間で静磁気カップリングを形成する。この静磁気カップリングにより、非記録部における複数の非硬磁性層では、非磁性層の上に存在する非硬磁性層の磁界と、非磁性層の下に存在する非硬磁性層の磁界とが互いに引き合うため、磁化方向が基板面に対して水平に配向する。したがって、非記録部の磁化方向が制御され、垂直方向の磁束を低減することができ、非記録部に起因するノイズを減らすことが可能となる。その結果、当該磁気記録媒体のSNRが向上する。
 上記の非硬磁性層の比透磁率は2~100であるとよい。非硬磁性層の比透磁率を、2~100、望ましくは3~50とすることで、良好なSNRを確保しつつ、磁性記録部の書き込み特性および読み出し特性(リードライト:Read Write特性)を向上させることが可能となる。
 上記の非磁性層は、膜厚が約1.5nm以下であるとよい。これにより、複数の非硬磁性層間において静磁気カップリングを確実に形成することが可能となる。
 上記の非磁性層は、Ru、RuO、Ru-Co、Ru-Cr、Ru-SiO、Ru-TiO、Ru-Cr、Ru-WO、Ru-Taの群から選択されるとよい。
 Ruは、硬磁性層の磁性粒子を構成するCoと同様の結晶形態(hcp)を有する。したがって、上記構成のようにRuを含有する非磁性層は、硬磁性層の間に介在させてもCo結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくいという利点を有する。また、数多く存在するRu化合物の中でも、上記のRu化合物が、高保磁力Hcの確保およびSNRの向上に最も効果的である。
 上記の非磁性層は、Pt、Cr、Ta、Pd、Irの群から選択された1または複数の元素を含むとよい。これにより、非磁性層を非磁性とすることが可能となる。
 上記の非記録部は、複数の硬磁性層と、複数の硬磁性層の間に配置された非磁性層とからなる磁気記録層に、イオン注入することによって形成されるとよい。また、上記の非記録部は、複数の硬磁性層と、複数の硬磁性層の間に配置された非磁性層とからなる磁気記録層に、所定のパターンでエッチングして凹部を形成し、凹部に非硬磁性層および非磁性層を成膜して形成されるとよい。これらにより、当該垂直磁気記録媒体をディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアといったパターンドメディアとすることが可能となる。
 当該磁気記録媒体は、磁性記録部を主表面に点在させたビットパターンドメディアであるとよい。また、当該磁気記録媒体は、線状に形成した磁性記録部と非記録部とを半径方向に交互に配置したディスクリートトラックメディアであるとよい。これにより、当該磁気記録媒体の熱揺らぎ耐性を向上し、高記録密度化を促進することが可能となる。
 上述した磁気記録媒体の製造方法の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該磁気記録媒体にも適用可能である。
 なお、上記発明において「パターンドメディア」とは、ディスクリートトラックメディアおよびビットパターンドメディアの両方を含むものである。
 本発明によれば、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させると共にSNRを向上し、さらなる高記録密度化を図ることが可能となる。
第1実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を説明する図である。 第1実施形態にかかる磁気トラックパターン形成工程について説明するための説明図である。 SOGレジストの厚みに対するヒステリシスループを示す図である。 実施例と比較例とをMFM(Magnetic Force Microscope)で解析した図である。 図4にかかる実施例と比較例のヒステリシス曲線を示す図である。 非記録部の比透磁率によるリードライト特性を説明するための説明図である。 第1実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法を用いて製造したビットパターンメディアのMFM画像である。 調節可能な磁場中にビットパターンメディアを設置した状態で、印加磁場を変化させながらMFM測定を行った結果を示す図である。 第2実施形態にかかる磁気記録媒体の磁気記録層の磁化容易軸について説明するための説明図である。 第2実施形態において実施例と比較例とのヒステリシス曲線である。 第3実施形態にかかる磁気トラックパターン形成工程について説明するための説明図である。 第4実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。 第4実施形態にかかる磁気トラックパターン形成について説明するための説明図である。 第4実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の断面図である。 第5実施形態にかかる磁気トラックパターン形成について説明するための説明図である。
100  …磁気記録媒体
110  …ディスク基体
112  …付着層
114  …軟磁性層
114a  …第1軟磁性層
114b  …スペーサ層
114c  …第2軟磁性層
116  …前下地層
118  …下地層
118a  …第1下地層
118b  …第2下地層
120  …非磁性グラニュラー層
122  …磁気記録層
122a  …第1磁気記録層
122b  …第2磁気記録層
122c  …介在層
124  …補助記録層
126  …保護層
128  …潤滑層
130  …レジスト層
130a  …パターン層
130b  …プロテクト層
132  …スタンパ
133  …磁性記録部
134  …非記録部
134a  …非硬磁性層
134b  …非硬磁性層
150  …ヘッド
 以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
[第1実施形態]
 本発明(第1の発明)にかかる磁気記録媒体の製造方法の第1実施形態について説明する。第1実施形態においては、磁気記録媒体の例として、ビットパターンメディアを例に用いて説明する。ただしディスクリートトラックメディアに対しても、全く同様に本発明を適用することができる。なお、本発明では、ビットパターンメディアおよびディスクリートトラックメディアとを含めて、パターンドメディアと称する。
 図1は第1実施形態にかかる磁気記録媒体100の構成を説明する図である。図1に示す磁気記録媒体100は、基体としてのディスク基体110、付着層112、第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114c、前下地層116、第1下地層118a、第2下地層118b、非磁性グラニュラー層120、磁気記録層122、補助記録層124、保護層126、潤滑層128で構成されている。なお第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114cは、あわせて軟磁性層114を構成する。第1下地層118aと第2下地層118bはあわせて下地層118を構成する。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとはあわせて磁気記録層122を構成する。
 以下に説明するように、本実施形態に示す磁気記録媒体100は、コバルト(Co)を含有し柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の磁気記録層122を有しており、より詳細には磁気記録層122に複数の種類の酸化物(以下、「複合酸化物」という。)を含有させることにより、非磁性の粒界に複合酸化物を偏析させている。この磁気記録層122は、磁性材料と複数種類の酸化物とを用いて形成されたターゲットを用いて成膜されている。
[基体成型工程]
 ディスク基体110は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体110を得ることができる。なお、ディスク基体として、アルミニウム合金の表面をNiPで覆ったアルミニウム基板を用いることもできる。
 上記の中で、高剛性かつ加工の比較的容易なアルミノシリケートガラスがディスク基体110として好適に用いることができる。また、化学強化を施していないガラス基板もディスク基体110として使用することができる。なお、上記ディスク基体110の製造方法については、公知の技術を使用して製造すればよいため、ここでの詳細な説明は省略する。
[成膜工程]
 上述した基体成型工程で得られたディスク基体110上に、DCマグネトロンスパッタリング法にて付着層112、軟磁性層114、前下地層116、下地層118、非磁性グラニュラー層120、磁気記録層122(磁気記録層成膜工程)、補助記録層124(補助記録層成膜工程)を順次成膜し、保護層126(保護層成膜工程)はCVD法により成膜することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および本実施形態の特徴である、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、除去工程を含む磁気パターン形成工程について説明する。
 付着層112はディスク基体110に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層114とディスク基体110との剥離強度を高める機能と、この上に成膜される各層の結晶グレインを微細化及び均一化させる機能を備えている。付着層112は、ディスク基体110がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。
 付着層112としては、例えばCrTi系非晶質層、CoW系非晶質層、CrW系非晶質層、CrTa系非晶質層、CrNb系非晶質層から選択することができる。中でもCoW系合金膜は、微結晶を含むアモルファス金属膜を形成するので特に好ましい。付着層112は単一材料からなる単層でも良いが、複数層を積層して形成してもよい。例えばCrTi層の上にCoW層またはCrW層を形成してもよい。またこれらの付着層112は、二酸化炭素、一酸化炭素、窒素、又は酸素を含む材料によってスパッタを行うか、もしくは表面層をこれらのガスで暴露したものであることが好ましい。なお、付着層112は非磁性であることが好ましい。
 軟磁性層114は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層114は第1軟磁性層114aと第2軟磁性層114cの間に非磁性のスペーサ層114bを介在させることによって、AFC(Antiferro-magnetic exchange coupling:反強磁性交換結合)を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層114の磁化方向を高い精度で磁路(磁気回路)に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層114から生じるノイズを低減することができる。第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成としては、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoCrFeBなどのCo-Fe系合金、[Ni-Fe/Sn]n多層構造のようなNi-Fe系合金などを用いることができる。
 前下地層116は非磁性の合金層であり、軟磁性層114を防護する作用と、この上に成膜される下地層118に含まれる六方細密充填構造(hcp構造)の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層116は面心立方構造(fcc構造)の(111)面がディスク基体110の主表面と平行となっていることが好ましい。前下地層の材質としては、Ni、Cu、Pt、Pd、Zr、Hf、Nb、Taから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ti、V、Ta、Cr、Mo、Wのいずれか1つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばfcc構造としてはNiW、CuW、CuCrを好適に選択することができる。
 下地層118はhcp構造であって、磁気記録層122のCoのhcp構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層118の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層118の結晶の(0001)面がディスク基体110の主表面と平行になっているほど、磁気記録層122の配向性を向上させることができる。下地層118の材質としてはRuが代表的であるが、その他に、RuCr、RuCoから選択することができる。Ruはhcp構造をとり、また結晶の格子間隔がCoと近いため、Coを主成分とする磁気記録層122を良好に配向させることができる。
 下地層118をRuとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりRuからなる2層構造とすることができる。具体的には、下層側の第1下地層118aを形成する際にはArのガス圧を所定圧力、すなわち低圧にし、上層側の第2下地層118bを形成する際には、下層側の第1下地層118aを形成するときよりもArのガス圧を高くする、すなわち高圧にする。これにより、第1下地層118aによる磁気記録層122の結晶配向性の向上、および第2下地層118bによる磁気記録層122の磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
 また、ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの平均自由行程が短くなるため、成膜速度が遅くなり、皮膜が粗になるため、Ruの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、Coの結晶粒子の微細化も可能となる。
 さらに、下地層118のRuに酸素を微少量含有させてもよい。これによりさらにRuの結晶粒子の分離微細化を促進することができ、磁気記録層122の磁性粒のさらなる孤立化と微細化を図ることができる。なお酸素はリアクティブスパッタによって含有させてもよいが、スパッタリング成膜する際に酸素を含有するターゲットを用いることが好ましい。
 非磁性グラニュラー層120はグラニュラー構造を有する非磁性の層である。下地層118のhcp結晶構造の上に非磁性グラニュラー層120を形成し、この上に第1磁気記録層122a(または磁気記録層122)のグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階(立ち上がり)から分離させる作用を有している。これにより、磁気記録層122の磁性粒子の孤立化を促進することができる。非磁性グラニュラー層120の組成は、Co系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。
 本実施形態においては、かかる非磁性グラニュラー層120にCoCr-SiOを用いる。これにより、Co系合金(非磁性の結晶粒子)の間にSiO(非磁性物質)が偏析して粒界を形成し、非磁性グラニュラー層120がグラニュラー構造となる。なお、CoCr-SiOは一例であり、これに限定されるものではない。他には、CoCrRu-SiOを好適に用いることができ、さらにRuに代えてRh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Au(金)も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒(磁性グレイン)間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト(Co)と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素(SiO)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrO、Cr)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコン(ZrO)、酸化タンタル(Ta)を例示できる。
 なお本実施形態では、下地層118(第2下地層118b)の上に非磁性グラニュラー層120を設けているが、これに限定されるものではなく、非磁性グラニュラー層120を設けずに当該磁気記録媒体100を構成することも可能である。
 磁気記録層122は、Co系合金、Fe系合金、Ni系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有した強磁性層である。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層120を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。本実施形態では組成および膜厚の異なる第1磁気記録層122aと、第2磁気記録層122bとから構成されている。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bは、いずれも非磁性物質としてはSiO、Cr、TiO、B、Fe等の酸化物や、BN等の窒化物、B等の炭化物を好適に用いることができる。
 なお、本実施形態にかかる磁気記録媒体100は、ビットパターン型であるため、各記録ビットが分離独立していることから、必ずしも磁気記録層122をグラニュラー構造とする必要はない。しかし、磁気記録層122がグラニュラー構造をとる構成により、SNRを向上させることが可能となる。
 磁気記録層122にPtを含む構成により、後述するイオン注入工程において好適に非記録部の比透磁率を2~100にすることができる。本実施形態において、磁気記録層122の磁性粒は、CoCrPtで構成しているが、Fe、Pt、Ru、Co、Cr、Pdからなる群から選択された1または複数の元素を含んで(例えば、CoFeCrPt)構成してもよい。
 補助記録層124は基体主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層124は磁気記録層122に対して磁気的相互作用を有するように、隣接または近接している必要がある。補助記録層124の材質としては、例えばCoCrPt、CoCrPtB、またはこれらに微少量の酸化物を含有させて構成することができる。補助記録層124は逆磁区核形成磁界Hnの調整、保磁力Hcの調整を行い、これにより耐熱揺らぎ特性、OW特性、およびSNRの改善を図ることを目的としている。この目的を達成するために、補助記録層124は垂直磁気異方性Kuおよび飽和磁化Msが高いことが望ましい。なお本実施形態において補助記録層124は磁気記録層122の上方に設けているが、下方に設けてもよい。また本実施形態において、磁気記録媒体100は、ディスクリート型である場合には補助記録層124を備える構成をとっているが、ビットパターン型磁気記録媒体である場合には、補助記録層124を備えなくてもよい。
 なお、「磁気的に連続している」とは磁性がほぼ連続していることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層124全体で観察すれば一つの磁石ではなく、結晶粒子の粒界などによって磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。粒界は結晶の不連続のみではなく、Crが偏析していてもよく、さらに微少量の酸化物を含有させて偏析させても良い。ただし補助記録層124に酸化物を含有する粒界を形成した場合であっても、磁気記録層122の粒界よりも面積が小さい(酸化物の含有量が少ない)ことが好ましい。補助記録層124の機能と作用については必ずしも明確ではないが、磁気記録層122のグラニュラー磁性粒と磁気的相互作用を有する(交換結合を行う)ことによってHnおよびHcを調整することができ、耐熱揺らぎ特性およびSNRを向上させていると考えられる。またグラニュラー磁性粒と接続する結晶粒子(磁気的相互作用を有する結晶粒子)がグラニュラー磁性粒の断面よりも広面積となるため磁気ヘッドから多くの磁束を受けて磁化反転しやすくなり、全体のOW特性を向上させるものと考えられる。
 保護層126は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜して形成することができる。保護層126は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。
(磁気トラックパターン形成工程)
 次に、本実施形態の磁気記録層122に、磁気的に分離した記録領域としての磁性記録部、および磁性記録部間に設けられ、かかる磁性記録部を磁気的に分離する非記録部を形成する磁気パターン形成工程について詳述する。ここで、磁気パターン形成工程は、上記磁気記録層成膜工程の直後に行ってもよいが、補助記録層成膜工程および保護層成膜工程を行った後に行ってもよい。なお、ここでは理解を容易にするために、特に記載がない場合は、磁性記録部および非記録部をあわせて磁性領域と称する。
 本実施形態で磁気パターン形成工程は、保護層成膜工程を行った後に行う。これにより、磁気パターン形成工程を行った後に保護層を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になることで、生産性の向上および磁気記録媒体100の製造工程における汚染の低減を図ることができる。
 図2は、本実施形態にかかる磁気パターン形成工程について説明するための説明図である。なお、図2において、理解を容易にするために磁気記録層122よりディスク基体110側の層の記載を省略する。磁気パターン形成工程は、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、除去工程を含んで構成される。以下、磁気パターン形成工程における各工程について説明する。
<レジスト層成膜工程>
 図2(a)に示すように、保護層126の上に、スピンコート法を用いてレジスト層130を成膜する。レジスト層130としてシリカを主成分とするSOG(Spin On Glass)、一般的なノボラック系のフォトレジスト等を好適に利用できる。
 なお、SOGは、ケイ素(Si)化合物と添加剤(拡散用不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー等)とを有機溶剤(アルコール、エステル、ケトン等)に溶解した液状質であり、例えば、シリカガラス、水素化シルセスキオキサンポリマー(HSQ)、水素化アルキルシロキサンポリマー(HOSP)、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー(MSQ)等である。
 また、レジスト層130として、フォトレジストを使用する場合には、イオン注入を行う際に、イオンが磁気記録層へ照射されることを防止するためのマスク層が必要である。フォトレジストとマスクについては公知の技術であるためここでは詳細な説明は省略する。
 なお、上記レジスト層をSOGによって形成した場合には、後述するイオン注入工程において、当該SOGがマスクの役割を果たす。つまり、ここでいうレジスト層成膜工程とは、レジスト層とマスク層を併せたものである。そして、このSOGはレジストの機能とマスクの機能とを併せ持っている。従って、パターンドメディアの製造プロセスを少なくするにはレジスト層130をSOGを用いて形成することがより好ましい。
 さらに詳細に説明すれば、前記SOGは、厚さによってイオン注入の際のイオンの透過を遮蔽する効果が変わる。つまり、SOGにてレジスト層130を形成した場合に、レジスト層130の膜厚が厚い場合には、このレジスト層130に対して外部から照射されたイオンは遮蔽されることになる。一方が、レジスト層130の膜厚が薄い場合には上記イオンの一部は透過されることになる。このレジスト層130の膜厚は、イオンの種類や、注入条件、イオンの遮蔽の程度によって適宜設定される。
<パターニング工程>
 図2(b)に示すように、レジスト層130にスタンパ132を押し当てることによって、磁性パターンを転写する(インプリント法)。スタンパ132は、転写しようとする磁性記録部と、非記録部とのそれぞれのパターンに対応する磁性領域の凹凸パターンを有する。本実施形態においてはビットパターン型磁気記録媒体を形成するため、所定のパターンとして、凹部と、基体の主表面方向に点在させた凸部とを有している。なお、スタンパ132は、磁性領域の凹凸パターン以外にも、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等のサーボ情報を記憶するためのサーボ領域の凹凸パターンを有することも可能である。
 スタンパ132によってレジスト層130に磁性パターンを転写した後、スタンパ132をレジスト層130から取り除くことにより、レジスト層130に凹凸パターンが形成される。なお、本実施形態では、スタンパ132の表面にはフッ素系剥離剤を塗布している。これにより、レジスト層130から良好にスタンパ132を剥離することが可能となる。
 また本実施形態においてパターニング工程は、スタンパ132を用いたインプリント法を利用しているが、フォトリソグラフィ法も好適に利用することができる。ただし、フォトリソグラフィ法を利用する場合には、上記レジスト層成膜工程においては、マスク層を形成した後、フォトレジストをレジスト層として成膜し、成膜したフォトレジストをパターン形成用マスクを用いて露光・現像し、磁気トラック部としての所定のパターンを転写する。そして、パターンが形成されたレジストを使用してマスク層をパターニングすればよい。
<イオン注入工程>
 図2(c)に示すように、パターニング工程で所定のパターンにパターニングされたレジスト層130の凹部から、保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する。これにより、イオンが注入された磁気記録層122におけるイオンが注入された部分の結晶を非晶質化することができ、レジスト層130の凸部の下にある部分を磁気的に分離することが可能となる。このとき、レジスト層130の凸部に相当する場所では、イオンビームを遮蔽している。
 特に本実施形態では、以下に示す条件でイオン注入を行うことにより、レジスト層130の凹部の下にある磁気記録層122の領域134(非記録部となる領域)の比透磁率を2~100にする(図2中領域134をハッチングで示す)。
 磁性記録部を磁気的に分離する非記録部(領域134)の比透磁率を2~100で構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 本実施形態では、注入するイオンとしてAr、N、Oの1または複数を用いているが、B、P、Si,F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、O、Ne、He、Hからなる群から選択されたいずれか1または複数のイオンを注入してもよい。
 なお、上記のイオンの価数は全て+1価である。上記イオンの中でも、扱い易さの観点から、Ar、N、O、Kr、Xe、Ne、He、Hを用いることが好ましい。さらにコストの観点から、Ar、N、Oを用いることがより好ましい。
 磁気記録層122に注入するイオンとして、Ar、N、Oを用いると、好適に非記録部(領域134)の比透磁率を2~100にすることができる。
 また、イオンを注入するエネルギー量は1~50keVである。イオンを注入するエネルギー量が1keV未満であると、磁気記録層122における磁性記録部の磁気的な分離が適切に行われず、ヘッドによる読み出しを行う際にノイズが発生原因となる。50keV以上であると、磁気記録層122の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、リードライト特性が低下したり、レジスト層130の凸部の下にある磁性記録部となる部分まで非磁性化されてしまったりする。
 さらに、注入されるイオンの総量(ドーズ量)は、1E15~1E17[atoms/cm]である。これにより、好適に非記録部(領域134)の比透磁率を2~100にすることができ、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部のリードライト特性を向上させることが可能となる。
 また、サーボ情報を記憶するためのサーボ領域の凹凸パターンも形成する場合には、少なくとも磁気記録層122のサーボ領域におけるプリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等を分離する領域の比透磁率を2から100にする。これにより、サーボ情報の読み出し特性(出力)を増大させることが可能となる。
<除去工程>
 図2(d)に示すように、レジスト層130をフッ素系ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により除去する。本実施形態において、エッチングガスにSFを用いているが、これに限定されず、CF、CHF、Cからなる群から選択されたいずれか1種または複数の混合ガスも好適に利用することができる。
 本実施形態では、レジスト層130としてSOGを用いているため、フッ素系ガスを用いて、エッチングを行っているが、レジスト層130の材質によってガスの種類を適宜変更することはいうまでもない。例えば、レジスト層130としてノボラック系フォトレジストを用いた場合、酸素ガスを用いたRIEが好適である。
 本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICP(Inductively Coupled Plasma)を利用しているが、これに限定されず、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。
(潤滑層成膜工程)
 潤滑層128は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。PFPEは長い鎖状の分子構造を有し、保護層126表面のN原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層128の作用により、磁気記録媒体100の表面に磁気ヘッドが接触しても、保護層126の損傷や欠損を防止することができる。
 上述した如く、本実施形態にかかる磁気記録媒体100の製造方法では、磁性記録部を磁気的に分離する非記録部(領域134)の比透磁率を2~100で構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
(実施例と評価)
 ディスク基体110上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にてAr雰囲気中で、付着層112から補助記録層124まで順次成膜を行った。付着層112は、CrTiとした。軟磁性層114は、第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成はCoCrFeBとし、スペーサ層114bの組成はRuとした。前下地層116の組成はfcc構造のNiW合金とした。下地層118は、第1下地層118aは高圧Ar下でRuを成膜し、第2下地層118bは低圧Ar下でRuを成膜した。非磁性グラニュラー層120の組成は非磁性のCoCr-SiOとした。磁気記録層122は、少なくともPtを含むCoCrPtで形成した。補助記録層124の組成はCoCrPtBとした。保護層126はCVD法によりCおよびCNを用いて成膜した。
 その後、保護層126の表面にレジスト層130としてシリカを主成分とするSOGをスピンコート法で成膜した。SOGはイオン照射による形状の変化が小さく、作製したパターンを維持できるため、有機系のレジストと比較してパターン精度を維持するのに非常に有用である。さらに、インプリント法で、レジスト層130にスタンパ132を押し当てることによって、磁性パターンを転写した。スタンパ132は、転写しようとする、記録領域としての磁性記録部と、磁性記録部間に設けられた非記録部とからなる記録再生を行うための磁性領域と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等のサーボ情報を記憶するためのサーボ領域と、のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有している。
 スタンパ132によってレジスト層130に磁性パターンを転写した後、スタンパ132をレジスト層130から取り除くことにより、レジスト層130に凹凸パターンを転写した。
 次に、保護層126上に凹凸パターンが形成されたレジスト層130に対して、イオンを照射することにより、磁気記録層122に対してイオンの注入を行った(イオン注入工程)。具体的には、レジスト層130に対してイオンを照射すると、レジスト層130の凹部に相当する部分はイオンが透過する。そして、イオンは保護層も透過し、磁気記録層122に注入される。一方で前記凸部に相当する部分は、レジスト層130によってイオンの透過が防止される。つまり、レジスト層130がマスク層として働き、当該凸部の下の磁気記録層122にはイオンが注入されない。このようにして、凹凸のパターン形状に対応して磁気記録層122にイオンが注入されるパターンが決まる。なおイオン注入工程の詳細については後述する。
 なお本実施の形態では、ビットパターンメディアを製造している。このビットパターンは、ライン&スペース(L/S)の凹凸パターンを用いて、パターン形成工程とイオン注入工程とレジスト除去工程を、90度回転させて2回行うことにより作成した。これにより格子状のイオン注入部分を形成できるため、イオンが一度も注入されていない領域を作成することができ、この部分がビットになる。L/Sパターン作製用の金型には公称90nm/90nmのNi金型を用いた。これにより、L/Sパターンの残渣厚は約30nmで、パターン深さが約50nm、凸部比率が40.2%のパターンを得た。
 さらに、パターンに対し鉛直方向からイオン注入を行い、レジスト層130の凹部から、保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入した。この際、注入するイオンとしてNイオン、エネルギー量約17.5keV、ドーズ量2E16[atoms/cm]としてイオン注入を行った。
 図3はSOGレジストの厚みに対するヒステリシスループを示す図である。SOGレジストの厚みが80nmのとき(A)は保磁力Hcや飽和磁界Hsはほとんど変化していなかったため、イオンを十分ブロック出来ていると判断した。厚さ30nmに対してイオン注入を行った時(B)、保磁力Hcは4820[Oe]から530[Oe]へ、飽和磁界Hsは7050[Oe]から1570[Oe]と大きく減少しているため、イオンが十分透過し磁性を変化していることを確認した。これらのことから、上記のイオン注入の条件においては、凹部の厚み(直下の磁気特性を変化させるのに十分な残渣厚)として30[nm]以下、凸部の厚み(イオン遮蔽厚)として80[nm]以上が適切であることがわかった。なお図3において信号(C)は、30[nm]の厚さで2回のイオン注入を行った場合のループである。
 潤滑層128はディップコート法によりPFPEを用いて形成した。
 図4は、実施例(図4(a))と比較例(図4(b))とをMFM(Magnetic Force Microscope:磁気力顕微鏡)で解析した図であり、図5は、図4にかかる実施例(図5(a))と比較例(図5(b))のヒステリシス曲線を示す図である。図4中Mask部は、レジスト層130の凸部(磁性記録部)に該当し、Window部は凹部(領域134:非記録部)に該当する。また、図4各図においては、上部がMFM像であり、下部は上部を画像処理して磁区の輪郭を図示したものである。すなわち、図4(a)、(b)それぞれのWindow部(非記録部)において測定したヒステリシス曲線を示すのが図5(a)、(b)である。ここで、図5(a)に示す実施例の非記録部の比透磁率は約40であり、図5(b)に示す比較例の非記録部の比透磁率は約270であった。比較例では、注入するイオンとしてAr、エネルギー量約20keV、ドーズ量1E16[atoms/cm]としてイオン注入を行った。
 ここで、実施例の領域134(Window部)の比透磁率は、50以下であり、比較例の領域134(Window部)の比透磁率は、200以上である。
 図4のWindow部に示すように、実施例と比較例の磁区(島状に示されたエリア)の大きさを比較すると、比較例の方が磁区の幅が広いことが分かる。すなわち、比較例のほうが実施例と比較してノイズが大きい。
 したがって、実施例である比透磁率が2~100以下(セミハードと称する)の非記録部(領域134)を有する磁気記録媒体100であれば、比較例としての比透磁率が200以上(ソフト:軟磁性と称する)の非記録部(領域134)を有する磁気記録媒体よりもノイズが小さくなる。換言すると、実施例と比較例においてRW測定による比較を行った場合においても、実施例の方がノイズが小さく良好であることが示唆される。
 なお、イオン注入量を大幅に増やして非記録部を完全に非磁性化した場合は、Window部の磁区は全くなくなるものの、Mask部において磁区の増加が見られた。これは、磁気トラック部まで非磁性化されてしまったためと考えられる。
 図6は、非記録部(領域134)の比透磁率によるリードライト特性を説明するための説明図であり、図6中、実施例をセミハードと、比較例をソフトと称する。
 ここで、図6中の読み出し結果においては、図4と同様にMFMで観察した時の最大磁区幅が1000nm以下である場合を○とし、同様に1000nmより大きい場合を△とした。なお、非記録部の比透磁率を2より小さくした場合は、非記録部を設ける本来の目的である磁性記録部を分離する効果が十分得られないため×とした。
 また、図6中の書き込み結果においては、非記録部の比透磁率を変化させた場合のヘッド磁界分布のシミュレーションを実施した結果、ヘッド磁界分布が急峻となり書きにじみの程度が相対的に少なく良好である場合を○とし、逆に書きにじみの程度が大きい場合を×とした。
 図6に示すように、非記録部(領域134)をソフトで構成した場合、書き込みは容易(図6中○で示す)であるが、図4に示すように磁区幅が大きいためノイズが大きい。したがってSNRが悪くなるため、読み出し特性はそれほど優れていない(図6中△で示す)。
 一方、実施例としてのセミハードの非記録部(領域134)を有する磁気記録媒体100の場合、書き込みも容易であり、ノイズも少ないため読み出し特性もよい。
 また、従来の比透磁率2以下(ハードと称する)の非記録部(領域134)を有するパターンドメディアにおいては、書き込みが困難である(図6中×で示す)ため、読み出し特性も悪い。
 さらに、磁気記録層122の非記録部(領域134)に注入するイオンエネルギーおよびドーズ量を変化させた以外は、上記実施例と同様にして、非比透磁率を異ならせたパターンドメディアを製造し、MFMにて最大磁区幅を調べた。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記の結果より、非記録部(領域134)の比透磁率は3以上50以下がより好ましく、20以上50以下が特に好ましい。
 図7は、本実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法を用いて製造したビットパターンメディアのMFM画像である。図7(a)に示すように、磁気記録媒体の主表面には、磁性記録部(明るい領域)と非記録部(暗い領域)とが点在している。この画像から、磁性記録部と被記録部が分離できていることは明白である。なお工程を考慮すれば(L/Sパターンのレジストを90度回転させて2回イオン注入する。実際の製造工程ではなく、原理証明として当手法を用いて作製した。)、白い部分は一度もイオンが注入されていない部分(すなわち磁性記録部に相当)、黒い部分は2回のイオン注入が行われた部分(すなわち非記録部に相当)、黒い部分をつなぐ中間色の部分は1回のイオン注入が行われた部分(すなわち非記録部に相当)と考えられる。明るい領域の占有率は全体の20%であり、L/Sパターンの40.2%と比較した時、2段階のイオン注入工程を経ているため、明るい領域が半分になっていると考えられる。
 また、図8は、調節可能な磁場中に上記ビットパターンメディアを設置した状態で、印加磁場を変化させながらMFM測定を行った結果である。まず磁場がない状態(0[Oe]:図A)から、+1000[Oe](図B)、+3000[Oe](図C)、+6000[Oe](図D)の順に増加させた。次に、一旦0[Oe]に戻してから(図E)、今度は-1000[Oe](図F)-3000[Oe](図G)-4000[Oe](図H)と逆方向に印加磁場を変化させた。各画像の上部の数字は、印加中の磁場の大きさを示しており、プラスとマイナスは磁場の向きが逆方向であることを示している。
 図Aはビットパターンメディアを測定装置に置いた初期状態を示している。ここで、暗い(黒色)領域で示された磁性記録部が、それより相対的に明るい領域で示された非記録部によって分離された構造であることがわかる。
 ここから外部磁場を1000[Oe](図B)、3000[Oe](図C)、6000[Oe](図D)と増大させると、3000[Oe]の時点で磁性記録部が黒色から白色へと変化し、6000[Oe]は3000[Oe]と同様の状態であった。この磁性記録部の色の変化は、磁化反転が起きたことを示している。
 なお、磁性記録部の磁化反転とともに非記録部の明るさ(実際は色)も変わったように見えるが、これはMFM画像において、磁化の相対的な強さに応じて色を割り当てているためである。
 ここで、図C及び図Dにおいて白色の磁性記録部は、それより相対的に暗い色の領域で示される非記録部によって分離されていることが確認できる。
 次に、外部磁場を+6000[Oe]からゼロ[Oe]に戻した状態で測定をおこなった(図E)。印加磁場がなくなっても、白色で示す磁性記録部が、それより相対的に暗い領域で示される非記録部によって分離されていることがわかる。
 続いて、外部磁場を-1000[Oe](図F)、-3000[Oe](図G)、-4000[Oe](図H)と逆方向に増大させた。磁性記録部は白色から黒色へと徐々に変化し、外部磁場が-4000[Oe]に達すると、黒色へ変化した。図Hにおいて黒色の磁性記録部は相対的に明るい色の非記録部によって分離されていることがわかる。これは、磁性記録部と非記録部の分離を維持したまま、磁性記録部が磁化反転をしたことを示している。
 上記の結果から明らかなように、本実施形態のように非記録部をセミハード磁性とした場合において、磁性記録部は非記録部によって好適に分離された状態を維持したまま磁化反転することを確認できた。
 図7(b)は実験で得たヒステリシスループと計算で得たヒステリシスループを示す図である。MOKE評価装置(Magneto-Optical Kerr Effect)のレーザースポット径は約600umであり、作製したパターンよりもはるかに大きい。よって実験ではイオン注入部分と未注入部分の領域の磁性情報が混在して観察され、くびれたループが観察されていると考えられる。計算で得たループは、図3に示したループにMFM像内の明暗の面積比率を掛け算し、足し合わせて規格化した。その際イオン透過部分は暗部とし(SOG厚30nm)、イオン遮蔽部分は明部とした(SOG厚80nm)。図7(b)からわかるように、二つのループはとてもよく似た形状を示した。この類似性は、ハード磁性領域とソフト磁性領域間に磁気的な相互作用は無いことを示唆するものであり、第一の近似として、単にハード領域とソフト領域を足し合わせるだけでハード領域とソフト領域が混在した磁性層のループを見積もる(計算で予測する)ことが可能であることを示した。
 上記のごとく、ナノインプリント技術とイオン注入技術を組み合わせはディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアを作成するための強力なツールであり、ナノインプリント技術をさらに追求することによって、さらに小さな磁気パターン作製も期待することができる。
 上述した如く、本実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法によれば、磁性記録部を磁気的に分離する非記録部(領域134)の比透磁率を2~100といったセミハードで構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 なお、上記第1実施形態では、凹凸パターンが転写されたレジスト層130に別途処理を行わずイオン注入を行っているが、これに限定されず、凹凸パターンが転写されたレジスト層130の凹部底面に残存するレジスト層をエッチング等によって除去してからイオン注入を行ってもよい。
 また、上記第1実施形態では、イオン注入することにより非記録部(領域134)の比透磁率を2~100にしているが、これに限定されず、凹凸パターンが転写されたレジスト層130をエッチングすることで、磁気記録層を所定のパターンに基づいて凸部と凹部を形成し、磁気記録層の凹部に比透磁率2~100の材質を充填する構成をとってもよい。
 また、上記第1実施形態では、磁気記録層がグラニュラー構造を有する2層で構成しているが、これに限定されず、1層もしくは複数層で構成されてもよく、グラニュラー構造を有しなくてもよい。
[第2実施形態]
 本発明(第2の発明)にかかる磁気記録媒体の製造方法の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。上記第1実施形態において磁気記録媒体100はビットパターンメディアとして説明したが、本実施形態ではディスクリートトラックメディアとして説明する。
(磁気トラックパターン形成工程)
 本実施形態ではディスクリート型垂直磁気記録媒体が対象であるため、データ領域は円周方向に磁気的に連続したトラック部とトラック部同士の間に位置するガードバンドとを含んで構成され、サーボ領域は、サーボ情報を記録するサーボパターン部とサーボパターン部同士の間に位置するガード部とを含んで構成される。ここでは理解を容易にするために、特に記載がない場合は、ガードバンドおよびガード部をあわせて非記録部と称する。
 上記第1実施形態において図2(c)に示したように、パターニング工程で所定のパターンにパターニングされたレジスト層130の凹部から、保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する。ここで、以下に示す条件によってイオン注入を行うことにより、イオン注入工程を遂行した後における磁気記録層の凹部の下の領域(非記録部)の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行とする。
 垂直磁気記録方式では、磁気記録層の磁化容易軸が基体面に対して方向に配向するよう調整されているため、非記録部の磁化容易軸が基体に対して方向であるとノイズとなる。しかし、非記録部の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にする構成により、ノイズを著しく低減することができる。
 また第1実施形態と同様に、非記録部134の比透磁率を2~100にする。これにより良好なSNRを維持しつつ、磁性領域(データ領域におけるトラック部およびサーボ領域におけるサーボパターン部)への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 本実施形態では、注入するイオンとしてN単体もしくは、NおよびB、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、Oからなる群から選択されたいずれか1または複数のイオンを注入する。特にNもしくはNを含むイオンを用いると、好適に非記録部134の磁化容易軸をディスク基体110の面内方向と略平行にすることができる。
 イオンを注入するエネルギー量(eV)とビーム電流(A)の積が0.01W~0.5W、好適には0.05W~0.4W)であると、非記録部134の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができる。
 さらにイオンを注入するエネルギー量が1~50keVであれば、レジスト層の凹部の下の磁気記録層の比透磁率を2~100にすることが可能となる。なお、イオンを注入するエネルギー量が1keV未満であると、磁気記録層における磁性領域を磁気的に分離することができず、パターンドメディアとして構成することができない。さらに50keV以上であると、磁気記録層の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、リードライト特性が低下したり、記録を行う磁性領域まで非磁性化されてしまったりするおそれがある。
 上記イオン注入工程において、注入されるイオンのドーズ量は1E15~1E17[atoms/cm]、更に好ましくは1E15~5E16[atoms/cm]であるとよい。これにより、好適にレジスト層の凹部の下の磁気記録層の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができる。
 なお、磁気記録層122には、FeもしくはPtいずれか一方または両方を含んでもよい。これにより、好適にレジスト層の凹部の下の磁気記録層の磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることができる。磁気記録層122の磁性粒はFeもしくはPtのいずれかまたは両方を含んで、例えばCoCrPt、FeCoCr、CoFeCrPtなどによって構成することができる。
 図9は、磁気記録層の磁化容易軸について説明するための説明図である。ここでは、理解を容易にするために補助記録層および保護層は、図示を省略する。
 図9(a)に示すように、垂直磁気記録方式では、磁気記録層122の磁化容易軸がディスク基体110面に対して垂直方向に配向するよう調整されている(図9中白抜き矢印152で示す)。したがって、非記録部134の磁化容易軸(図9中矢印154で示す)がディスク基体110に対して垂直方向であると、ヘッド150が非記録部134の磁気を読み出してしまいノイズ(図9中矢印156)となる。
 一方、図9(b)に示す本実施形態のように、上述したイオン注入工程を遂行した後における磁気記録層122の凹部の下の領域としての注入領域すなわちトラック部もしくはサーボパターン部のいずれかまたは両方を磁気的に分離する非記録部134の磁化容易軸(図9中矢印158で示す)を基体の面内方向と略平行にする構成により、非記録部134に記録(書き込み)することが困難になる。したがって非記録部134においてはヘッドが読み出す垂直方向の信号がほとんどなくなるため、非記録部134に起因するノイズを著しく低減することができる。
 したがって、磁気記録層122の非記録部134の比透磁率を2~100にし、かつ磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にすることにより、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域のリードライト特性を向上させることができる。
 また、本実施形態において、少なくとも磁気記録層122のデータ領域とサーボ領域との間に形成されるブロック部も、比透磁率を2~100にし、かつ磁化容易軸を基体の面内方向と略平行にする。これにより、サーボ情報の読み出し特性(出力)を増大させることが可能となる。
(実施例と評価)
 ディスク基体110上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法にてAr雰囲気中で、付着層112から補助記録層124まで順次成膜を行った。付着層112は、CrTiとした。軟磁性層114は、第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成はCoFeTaZrとし、スペーサ層114bの組成はRuとした。前下地層116の組成はfcc構造のNiW合金とした。下地層118は、第1下地層118aは高圧Ar下でRuを成膜し、第2下地層118bは低圧Ar下でRuを成膜した。非磁性グラニュラー層120の組成は非磁性のCoCr-SiOとした。磁気記録層122は、少なくともFeもしくはPtを含む材料で(本実施例では、CoCrPt)で形成した。補助記録層124の組成はCoCrPtBとした。保護層126はCVD法によりCおよびCNを用いて成膜した。
 その後、保護層126の表面にレジスト層130としてシリカを主成分とするSOGをスピンコート法で成膜した。さらに、インプリント法で、レジスト層130にスタンパ132を押し当てることによって、トラック部とガードバンドとを含むデータ領域と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等を含むサーボパターン部とガード部とを含むサーボ領域と、データ領域とサーボ領域と磁気的に離隔するブロック部とのそれぞれのパターンを転写した。スタンパ132には転写しようとするトラック部とガードバンドとを含むデータ領域と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等を含むサーボパターン部とガード部とを含むサーボ領域と、データ領域とサーボ領域と磁気的に離隔するブロック部とのそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有している。
 スタンパ132によってレジスト層130にパターンを転写した後、スタンパ132をレジスト層130から取り除くことにより、レジスト層130に凹凸パターンを転写した。
 さらに、所定のパターンにパターニングされたレジスト層130の凹部から、保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入した。この際、注入するイオンとしてN 、エネルギー量約18keV、ドーズ量2E16[atoms/cm]としてイオン注入を行った。
 潤滑層128はディップコート法によりPFPEを用いて形成した。
 図10は、実施例(図10(a))と比較例(図10(b))とのヒステリシス曲線である。比較例では、注入するイオンとしてAr、エネルギー量約20keV、ドーズ量2E16[atoms/cm]としてイオン注入を行った。
 図10に示すように、比較例では、Fieldが0のとき、垂直磁化成分(図10中実線で示す)と面内磁化成分(図10中点線で示す)では、垂直磁化成分が大きいが、実施例では、Fieldが0のとき、比較例と比較して面内磁化成分が大きい、すなわち非記録部134の磁化容易軸は、磁気記録媒体100の面内方向と略平行であることがわかる。一方、比較例では、非記録部134の磁化容易軸は、磁気記録媒体100の面内方向と略垂直すなわちヘッド150による記録再生方向と略平行であることがわかる。
 上述した如く、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法によれば、磁気記録層122の磁化容易軸がディスク基体110面に対して垂直方向に配向するよう調整されているため、非記録部134の磁化容易軸が基体に対して垂直方向であるとノイズとなる。しかし、上述したイオン注入工程を遂行した後における磁気記録層122の凹部の下の領域としての注入領域すなわち磁性領域を磁気的に分離する非記録部134の磁化容易軸をディスク基体110の面内方向と略平行にする構成により、ノイズを著しく低減することができる。
 また、磁性領域を磁気的に分離する非記録部134の比透磁率を2~100といったセミハードで構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
[第3実施形態]
 本発明(第3の発明)にかかる磁気記録媒体の製造方法の第3実施形態について説明する。上記第1および第2実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、第2実施形態と同様に、磁気記録媒体をディスクリートトラックメディアとして説明する。
(磁気トラックパターン形成工程)
 磁気トラックパターン形成工程は、上記磁気記録層成膜工程の直後に行ってもよいが、補助記録層成膜工程および保護層成膜工程の後に行ってもよい。これにより、磁気トラックパターン形成工程を行った後に保護層を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になることで、生産性の向上および磁気記録媒体100の製造工程における汚染の低減を図ることができる。なお、ここでは理解を容易にするために、特に記載がない場合は、トラック部およびサーボパターン部をあわせて磁気トラック部と称する。
 図11は、第3実施形態にかかる磁気トラックパターン形成工程について説明するための説明図である。なお、図11において、理解を容易にするために磁気記録層122よりディスク基体110側の層の記載を省略する。磁気トラックパターン形成工程は、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、除去工程を含んで構成される。以下、磁気トラックパターン形成工程における各工程について説明する。
<レジスト層成膜工程>
 図11(a)に示すように、保護層126の上に、スピンコート法を用いてレジスト層130を成膜する。レジスト層130としてシリカを主成分とするSOG(Spin On Glass)を好適に利用できる。SOGは、ケイ素(Si)化合物と添加剤(拡散用不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー等)とを有機溶剤(アルコール、エステル、ケトン等)に溶解した液状質であり、例えば、シリカガラス、水素化シルセスキオキサンポリマー(HSQ)、水素化アルキルシロキサンポリマー(HOSP)、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー(MSQ)等である。
<パターニング工程>
 図11(b)に示すように、レジスト層130にスタンパ132を押し当てることによって、磁性トラックパターンを転写する(インプリント法)。スタンパ132には転写しようとする記録領域としてのトラック部と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等のサーボ情報を記憶するためのサーボパターン部と、トラック部とサーボパターン部を離隔するブロック部と、のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。
 スタンパ132によってレジスト層130に磁性トラックパターンを転写した後、スタンパ132をレジスト層130から取り除くことにより、レジスト層130に凹凸パターンが形成される。
 また、本実施形態において、スタンパ132の表面にはフッ素系剥離剤を塗布している。これにより、レジスト層130から良好にスタンパ132を剥離することが可能となる。
 スタンパ132を剥離することにより、レジスト層130に凹凸パターンが形成されると、凸部からなるパターン層130aと、凹部からなるプロテクト層130bが同時に形成される。この凹部の膜厚からなるプロテクト層130bの厚さ(凹部の膜厚)は、イオン注入の際のイオンの衝撃によって生じるエネルギー等によって決定されるが、磁気記録層122の非磁性化や非晶質化を好適に行うとともに、イオン注入のエネルギーによる保護層126へのダメージを効果的に防止するためには、2nm~30nmの範囲内であることが好ましい。2nmより薄いとダメージを防止することができなくなり、30nmより厚いと透過するイオンの量が少なくなりすぎてイオン注入の効率が低下してしまうためである。好適なプロテクト層130bの厚さを得る方法としては、様々な方法が考えられるが、たとえば一例として、レジスト層130の膜厚、SOGの粘性や硬化度などを考慮して、レジスト層130への転写時のスタンパ132のプレス圧を制御することによって任意の厚さを得ることができる。また同様に、スタンパ132のプレスの時間、およびSOGを塗布してからプレスするまでの時間によっても、プロテクト層130bの厚さを調整することができる。
 なおプロテクト層の厚さを2nm~30nmとするためには、パターニングの際に凹部の膜厚を残す場合のほか、パターニングの後に所定の厚さとなるようにRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)などによってレジスト剤を除去してもよい。
 このように、インプリント法によってレジスト層130のパターニング工程の中で同時にプロテクト層130bを形成することができるため、新たにプロテクト層成膜のための工程を設けるような必要がなく、それによる製造時間や製造コストなどの増加を招来することがない。
<イオン注入工程>
 図11(c)に示すように、レジスト層130に形成されたプロテクト層130bを介在させた状態で、さらに保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する。これにより、プロテクト層130bの下にある磁気記録層122の領域(磁気記録層122におけるイオンが注入された部分)、すなわち、非記録部134の結晶を非晶質化することができ、レジスト層130の凸部の下にある部分を磁気的に分離することが可能となる。
 なお、ミリングによって非記録部134を物理的に掘削する場合は、非記録部134は非磁性となる。これと比べて、イオン注入によって磁性トラック間の非記録部134を形成する場合には、非記録部134の保磁力を適度に低下させると共に、比透磁率を調節することができる。比透磁率は、1が硬磁性(ハード)、100以上が軟磁性(ソフト)とされているが、特に非記録部134の比透磁率を2~100(セミハードと称する)、望ましくは3~50で構成することで、良好なSNRを維持しつつ、磁性領域への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 本実施形態では、注入するイオンとして、B、P、Si,F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、Oからなる群から選択されたいずれか1または複数のイオンを注入する。
 このように、プロテクト層130bを介して、磁気記録層122にイオンを注入することにより、イオンビーム等のエネルギーはプロテクト層130bによって受け止められる。よって、プロテクト層130bの表面はエネルギーによって削られるが、その下にある保護層126や磁気記録層122は直接にエネルギーの影響を受けることがなく、保護層126や磁気記録層122の表面の損傷や欠損を防止することができる。
<除去工程>
 図11(d)に示すように、レジスト層130をフッ素系ガスを用いたRIEにより除去する。本実施形態において、エッチングガスにSFを用いているが、これに限定されず、CF、CHF、Cからなる群から選択されたいずれか1種または複数の混合ガスも好適に利用することができる。
 本実施形態では、レジスト層130としてSOGを用いているため、フッ素系ガスを用いて、エッチングを行っているが、レジスト層130の材質によってガスの種類を適宜変更することはいうまでもない。
 本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICP(Inductively Coupled Plasma)を利用しているが、これに限定されず、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。
 なお、本実施形態においてはSOGによってレジスト層130を成膜するのにスピンコート法を用いているが、これに限定されず、SOGを用いるのであればディップコート法やスプレイ法によってレジスト層130を成膜してもよい。
 また、本実施形態では、ディスクリート型磁気記録媒体について説明したが、これに限定されず、ビットパターン型磁気記録媒体においても好適に利用することができる。
 また、上記第3の発明であるパターンドメディアの製造方法は、基体上に垂直磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層上カーボン保護膜を成膜する保護層成膜工程と、保護層上に、SOGからなるレジスト材を含むレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層をインプリント法により加工することで当該レジスト層の厚さを部分的に変化させることで凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層をマスクとして磁気記録層にイオンを注入することで、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とを、基体の面内方向において規則的に形成するイオン注入工程と、前記レジスト層を除去する除去工程と、前記レジスト層を除去することで露出したカーボン保護膜の表面を平坦化することなく、当該カーボン層の表面に潤滑材からなる潤滑層を形成する潤滑層形成工程とを含み、前記パターニング工程では前記レジスト層の凹部の膜厚を、前記イオン注入工程によって削られるレジスト膜厚よりも厚くなるように形成する構成としてもよい。
[第4実施形態]
 本発明(第4の発明)にかかる磁気記録媒体の第4実施形態について説明する。図12は、第4実施形態にかかる磁気記録媒体としてのディスクリート型垂直磁気記録媒体(以下、「磁気記録媒体100)という。)の構成を説明する図であって、上規格実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態にかかる上記各実施形態と比して、磁気記録層122の構成が異なっている。
 磁気記録層122は、本実施形態では組成および膜厚の異なる第1磁気記録層122aと、第2磁気記録層122b、およびこれらの間に設けられた極めて薄い介在層122cとから構成されている。これにより、第1磁気記録層122aの結晶粒子から継続して第2磁気記録層122bの小さな結晶粒子が成長し、主記録層たる第2磁気記録層122bの微細化を図ることができ、SNRの向上が可能となる。
 また、磁気記録層122を構成する第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bには、後述する磁気トラックパターン形成を施すことにより、磁性記録部と非記録部とが面内方向に所定のパターンで形成される。そして、非記録部に存在する第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bは比透磁率が2~100程度となり、その磁性は、硬磁性ではなく、硬磁性と軟磁性との間程度の磁性、すなわち非硬磁性となる。これにより、後述するように、非硬磁性(非記録部)となった第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bにおいて磁極が静磁気的に相互作用を及ぼす静磁気カップリングを形成することが可能となる。なお、以下の説明において、非記録部に存在する第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bを非硬磁性層と称する。
 上記の非硬磁性層の比透磁率は2~100であることが好ましく、更に好ましくは3~50であるとよい。これにより、良好なSNRを確保しつつ、磁性記録部の書き込み特性および読み出し特性(リードライト:Read Write特性)を向上させることが可能となる。
 本実施形態では、第1磁気記録層122aにCoCrPt-Crを用いる。CoCrPt-Crは、CoCrPtからなる磁性粒(グレイン)の周囲に、非磁性物質であるCrおよびCr(酸化物)が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層のグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長した。
 介在層122cは、Ruからなる非磁性の薄膜、すなわち非磁性層である。かかる介在層122cを第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bの間に介在させることにより、後述する磁気トラックパターン形成により第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bに磁性記録部と非記録部とが面内方向に所定のパターンで形成された際に、非硬磁性層(非記録部に存在する第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b)において静磁気カップリングが形成される。
 上記の静磁気カップリングにより、非記録部における非硬磁性層、すなわち非硬磁性層となった第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bでは、第1磁気記録層122a(介在層122cの下に存在する非硬磁性層)の磁界と、第2磁気記録層122b(介在層122cの上に存在する非硬磁性層)の磁界とが互いに引き合い、磁化容易軸の磁化方向が基板面に対して水平に配向する。したがって、非硬磁性層(非記録部)の磁化方向が制御され、垂直方向の磁束を低減することができ、ノイズを減らすことが可能となる。その結果、当該磁気記録媒体100のSNRが向上する。
 本実施形態において介在層122cはRuにより構成されている。Ruは、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bの磁性粒子を構成するCoと同様の結晶形態(hcp)を有するため、介在層122cを第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとの間に介在させても、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bのCo結晶粒子のエピタキシャル成長を阻害しにくい。なお、介在層122cを構成する物質は、Ru以外にも、RuO、Ru-Co、Ru-Cr、Ru-SiO、Ru-TiO、Ru-Cr、Ru-WO、Ru-Taの群から選択してもよい。これらのRu化合物も、高保磁力Hcの確保およびSNRの向上に効果的である。
 また、介在層122cには、Pt、Cr、Ta、Pd、Irの群から選択された1または複数の元素を含んでもよい。これにより、介在層122cを非磁性とすることができる。
 更に、介在層122cは膜厚が約1.5nm以下であるとよい。これにより、非硬磁性層(非記録部となった第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b)の間に静磁気カップリングを確実に形成することが可能となる。
 なお、本実施形態においては介在層122cを第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとの間に設けたが、これに限定するものではなく、本実施形態のように磁気記録層122上に後述する補助記録層124が設けられている場合、磁気記録層122と補助記録層124との間に介在層122cを設けることも可能である。
 第2磁気記録層122bには、CoCrPt-SiO-TiOを用いる。第2磁気記録層122bにおいても、CoCrPtからなる磁性粒(グレイン)の周囲に非磁性物質であるCrおよびSiO、TiO(複合酸化物)が偏析して粒界を形成し、磁性粒が柱状に成長したグラニュラー構造を形成した。
 上述したように、本実施形態にかかる第1磁気記録層122aはCoCrPt-Crからなり、第2磁気記録層122bはCoCrPt-SiO-TiOからなる。このように、磁気記録層122にPtを含む構成により、後述するイオン注入において好適に非硬磁性層の比透磁率を2~100にすることができる。また本実施形態において、磁気記録層122の磁性粒は、CoCrPtで構成しているが、Fe、Pt、Ru、Co、Cr、Pdからなる群から選択された1または複数の元素を含んで(例えば、CoFeCrPt)構成してもよく、これによっても非硬磁性層の比透磁率を2~100にすることが可能である。
 なお、上記に示した第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bに用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bで異なる材料(ターゲット)であるが、これに限定されず組成や種類が同じ材料であってもよい。非磁性領域を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素(SiO)、クロム(Cr)、酸化クロム(Cr)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコン(ZrO)、酸化タンタル(Ta)、酸化鉄(Fe)、酸化ボロン(B)等の酸化物を例示できる。また、BN等の窒化物、B等の炭化物も好適に用いることができる。
 さらに本実施形態では、第1磁気記録層122aにおいて1種類の、第2磁気記録層122bにおいて2種類の非磁性物質(酸化物)を用いているが、これに限定されるものではなく、第1磁気記録層122aまたは第2磁気記録層122bのいずれかまたは両方において2種類以上の非磁性物質を複合して用いることも可能である。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、本実施形態の如く特にSiOおよびTiOを含むことが好ましい。したがって、本実施形態とは異なり、磁気記録層122が1層のみで構成される場合、かかる磁気記録層122はCoCrPt-SiO-TiOからなることが好ましい。
(磁気トラックパターン形成)
 次に、本実施形態の磁気記録層122に、面内方向に所定のパターンで磁性記録部と非記録部とを形成する磁気トラックパターン形成について詳述する。ここで、磁気トラックパターン形成は、上記磁気記録層122の成膜直後に行ってもよいが、補助記録層124および保護層126を成膜した後に行ってもよい。
 本実施形態では、磁気トラックパターン形成を、保護層126を成膜した後に行う。これにより、磁気トラックパターン形成後に保護層126を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になる。したがって、生産性の向上および磁気記録媒体100の製造工程における汚染の低減を図ることができる。
 図13は、第4実施形態にかかる磁気トラックパターン形成について説明するための説明図である。なお、図13において、理解を容易にするために磁気記録層122よりディスク基体110側の層の記載を省略する。磁気トラックパターン形成は、レジスト層成膜、パターニング、イオン注入、レジスト層除去の順に行われる。以下、磁気トラックパターン形成の詳細について説明する。
<レジスト層成膜>
 図13(a)に示すように、保護層126の上に、スピンコート法を用いてレジスト層130を成膜する。レジスト層130としてシリカを主成分とするSOG(Spin On Glass)、一般的なノボラック系のフォトレジスト等を好適に利用できる。
<パターニング>
 図13(b)に示すように、レジスト層130にスタンパ132を押し当てることによって、磁性トラックパターンを転写する(インプリント法)。スタンパ132は、転写しようとする磁性記録部と非記録部との所定のパターンに対応する凹凸パターンを有する。なお、スタンパには、磁性記録部および非記録部の所定パターン以外にも、プリアンブル、アドレス、およびバースト等のサーボ情報を記憶するためのサーボパターンに対応する凹凸パターンを設けることも可能である。
 スタンパ132によってレジスト層130に磁性トラックパターンを転写した後、スタンパ132をレジスト層130から取り除くことにより、レジスト層130に凹凸パターンが形成される。本実施形態では、スタンパ132の表面にフッ素系剥離剤を塗布している。これにより、レジスト層130から良好にスタンパ132を剥離することが可能となる。
 なお本実施形態では、パターニングにおいてスタンパ132を用いたインプリント法を利用しているが、フォトリソグラフィ法も好適に利用することができる。ただし、フォトリソグラフィ法を利用する場合には、上述したレジスト層成膜の際に、フォトレジストをレジスト層として成膜し、成膜したフォトレジストをマスクを用いて露光・現像し、磁性記録部としての所定のパターンを転写する。
<イオン注入>
 図13(c)に示すように、パターニングにより所定のパターンを形成したレジスト層130の凹部から、保護層126を介して、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b(複数の硬磁性層)と、これらの間に配置された介在層122c(非磁性層)とからなる磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する。これにより、磁気記録層122におけるイオンが注入された部分の結晶が非晶質化されるため、その部分の第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bを非硬磁性層(非記録部)とすることができる。したがって、レジスト層130の凸部の下にある部分を磁気的に分離された磁性記録部とすることが可能となる。
 特に本実施形態では、以下に示す条件でイオン注入を行うことにより、レジスト層130の凹部の下にある磁気記録層122の領域(図13中、ハッチングで示す)の比透磁率を2~100にし、かかる領域に存在する第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bを非硬磁性層(非記録部134)とする。その結果、非記録部134の非硬磁性層により、レジスト層130の凸部の下にある部分、すなわち磁性記録部を磁気的に分離することができ、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 本実施形態では、注入するイオンとしてAr、N、Oの1または複数を用いている。これにより、非硬磁性層の比透磁率を2~100にすることができる。なお、かかるイオンに限定するものではなく、B、P、Si,F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、Oからなる群から選択されたいずれか1または複数のイオンを注入すればよい。
 また、イオンを注入するエネルギー量は1~50keVである。イオンを注入するエネルギー量が1keV未満であると、磁気記録層122における磁性記録部の磁気的な分離が適切に行われず、ヘッドによる読み出しを行う際にノイズが発生原因となる。その結果、当該磁気記録媒体100をパターンドメディアとして構成することができなくなってしまう。また、50keV以上であると、磁気記録層122の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、リードライト特性が低下したり、レジスト層130の凸部の下にある磁性記録部の磁気記録層122までもが非磁性化(非硬磁性化)されてしまう。
 さらに、注入されるイオンの総量(ドーズ量)は、1E15~1E17[atoms/cm]である。これにより、好適に非硬磁性層の比透磁率を2~100にすることができる。したがって、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部のリードライト特性を向上させることができる。
<レジスト層除去>
 図13(d)に示すように、レジスト層130をフッ素系ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により除去する。本実施形態ではエッチングガスにSFを用いているが、これに限定されず、CF、CHF、Cからなる群から選択されたいずれか1種または複数の混合ガスも好適に利用することができる。
 本実施形態では、レジスト層130としてSOGを用いているため、フッ素系ガスを用いて、エッチングを行っているが、レジスト層130の材質によってガスの種類を適宜変更することはいうまでもない。例えば、レジスト層130としてノボラック系フォトレジストを用いた場合、酸素ガスを用いたRIEが好適である。
 また、本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICP(Inductively Coupled Plasma)を利用しているが、これに限定されず、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。
 上述したように、レジスト層成膜、パターニング、イオン注入、レジスト層除去を行うことにより、当該磁気記録媒体100に面内方向に所定のパターンの磁性記録部と非記録部134、すなわち磁気トラックパターンが形成される。これにより、当該磁気記録媒体100をパターンドメディアであるディスクリートトラックメディアとすることが可能となる。なお、かかるディスクリートトラックメディアに限定するものではなく、上記の磁気トラックパターン形成により当該磁気記録媒体100をビットパターンメディアとすることもできる。
 そして、磁気トラックパターンを形成した後に、磁気記録媒体100に潤滑層128を成膜する。潤滑層128は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。PFPEは長い鎖状の分子構造を有し、保護層126表面のN原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層128の作用により、磁気記録媒体100の表面に磁気ヘッドが接触しても、保護層126の損傷や欠損を防止することができる。
 図14は、第4実施形態にかかる磁気記録媒体100の断面図である。ディスク基体110上に上述した複数の層を成膜した後に磁気トラックパターンを形成し、その後潤滑層128を成膜することにより製造された磁気記録媒体100の断面は、図14に示すようになる。なお、図14中、理解を容易にするために磁気記録層122以外の層の記載を省略する。
 図14に示すように、磁気トラックパターン形成を行うことにより、当該垂直磁気記録媒体に、磁性記録部133と非記録部134とが面内方向に所定のパターンで形成される。そして、磁気トラックパターン形成においてイオンをされた部分、すなわちレジスト層130の凹部の下に存在した第1磁気記録層122aは非硬磁性層134aとなり、第2磁気記録層122bは非硬磁性層134bとなる。これらの非硬磁性層134aおよび134bの比透磁率を2~100である。これにより、良好なSNRを維持しつつ、磁性記録部133のリードライト特性を向上させることが可能となる。
 また、非硬磁性層134aおよび134bとの間に介在層122c(非磁性層)が存在し、かかる介在層122cの厚みは1.5nm以下である。これにより、非硬磁性層134aおよび134b間で静磁気カップリングが形成される。その結果、非記録部134において、介在層122c(非磁性層)の下に存在する非硬磁性層134aの磁界と、介在層122cの上に存在する非硬磁性層134bの磁界とが互いに引き合い、非硬磁性層134aの磁化容易軸156および非硬磁性層134bの磁化容易軸158は、共にその磁化方向がディスク基体110の主表面に対して水平に配向する。したがって、磁化容易軸156および158の磁化方向が制御され、垂直方向の磁束を低減することができ、非記録部134に起因するノイズを減らすことが可能となり、当該磁気記録媒体100のSNRが向上する。
[第5実施形態]
 本発明(第4の発明)にかかる磁気記録媒体の第5実施形態について説明する。上述した第4実施形態では、磁気トラックパターン形成において、レジスト層成膜、パターニング、イオン注入、レジスト除去を行った。第5実施形態においては、磁気トラックパターン形成において、イオン注入に代えて、エッチング(磁気記録層エッチング、充填層成膜、保護層再成膜、レジスト除去、最終保護層成膜、平坦化)を行う。したがって、第5実施形態にかかる磁気記録媒体であるディスクリート型垂直磁気記録媒体における各層の構成については、第4実施形態にかかる磁気記録媒体100と実質的に同一であり、第5実施形態にかかる磁気トラックパターン形成も、パターニングまでは第4実施形態と同一の手法である。したがって、第4実施形態において既に述べた要素についての説明を省略し、以下の説明では、第4実施形態との差分、すなわち、磁気記録層エッチング、充填層成膜、保護層再成膜、レジスト除去、最終保護層成膜、平坦化からなるエッチングについてのみ詳述する。
(磁気トラックパターン形成)
 図15は、第5実施形態にかかる磁気トラックパターン形成について説明するための説明図である。なお、図15中、理解を容易にするために非磁性グラニュラー層120よりディスク基体110側の層の記載を省略する。第5実施形態における磁気トラックパターン形成は、レジスト層成膜、パターニング、磁気記録層エッチング、充填層成膜、保護層再成膜、レジスト除去、最終保護層成膜、平坦化の順に行われる。
<磁気記録層エッチング>
 レジスト層130を成膜し、パターニングを行った後に(図13(b)参照)、所定のパターンにパターニングされたレジスト層130の凹部から、保護層126および補助記録層124を介して、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b(複数の硬磁性層)と、これらの間に配置された介在層122c(非磁性層)とからなる磁気記録層122をイオンミリング(エッチング)し、図15(a)に示すように、パターニングで転写された所定のパターンに基づいて凸部と凹部136を磁気記録層122に形成する。
 保護層126は、酸素を用いたRIEにより除去する(酸素アッシング)。本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICPを利用しているが、これに限定されず、ECRプラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。
 補助記録層124および磁気記録層122は、Arを用いたIBE(Ion Beam Etching:イオンビームエッチング)によりイオンミリングを行い除去する。本実施形態において、IBEのプラズマ源は、ECRプラズマを利用しているが、これに限定されず、低圧で高密度プラズマが生成可能なICPや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。ECRイオンガンを用いたイオンミリングでは、静止対向型(イオン入射角90°)でエッチングすることで、磁気記録層122に形成される凹部、凸部にテーパを設けず加工することが可能となる。
 本実施形態にかかる磁気記録層エッチングでは、マイクロ波パワー800W、加速電圧400から500V、イオン入射角度は30°から70°まで変化させて磁気記録層122をエッチングする。
 上記のイオンミリングを行うことにより、パターニングで転写された凹部の下の部分に存在する、すなわち非記録部134となる部分のレジスト層130、保護層126、補助記録層124および磁気記録層122を除去することができ、凸部の下の部分に存在する、すなわち磁性記録部133となる部分の磁気記録層122を残存させることが可能となる。これにより、凸部の下の部分の磁気記録層122、すなわち磁性記録部133を、凹部136を介して物理的に分離させることができる。
 また、本実施形態では、磁気記録層122の直下の層である非磁性グラニュラー層120の表面に到達するまで、イオンミリングを行う。これにより、磁気記録層122の磁性記録部133としての凸部を確実に分離させることができる。
<充填層成膜>
 磁気記録層エッチングで形成された凹部136に、図15(b)に示すように、非硬磁性層134aを第1磁気記録層122aまでの高さ(介在層122cの底面の高さ)と略等しい高さとなるように成膜する。なお、かかる非磁性層134aの比透磁率は2~100となるようにする。これにより、高SNRを確保しつつ、磁性記録部133のリードライト特性を向上させることが可能となる。
 次に、非磁性層134aを充填した後の凹部136に、介在層122c(非磁性層)を、凸部における介在層122cまでの高さ(第2磁気記録層122bの底面の高さ)と略等しい高さとなるように再度成膜する。これにより、非記録部134における非磁性層134aおよび134bの間に静磁気カップリングを形成させることが可能となる。なお、介在層122cを再度成膜する際には、既に成膜してある介在層122cと同様に成膜することができる。
 そして、介在層122cを再度成膜した後の凹部136に、非硬磁性層134bを第2磁気記録層122bまでの高さ(補助記録層124の底面の高さ)と略等しい高さとなるように成膜する。なお、かかる非磁性層134bの比透磁率も、非磁性層134aと同様に2~100となるようにすることで、上述した利点を得ることができる。これらの層を成膜することにより、当該磁気記録媒体100は図15(c)に示す状態となる。
 非硬磁性層134bを成膜後、凹部136に、図15(d)に示すように、充填層138を補助記録層124までの高さ(保護層126の底面の高さ)と略等しい高さとなるように成膜する。本実施形態において、SiO、SiOC、SiC、TiO、Cを充填層138として利用することができる。なお、充填層138は、バイアスをかけないスパッタ法で成膜する。ここで、ディスク基体110にバイアスをかけながらスパッタを行うバイアススパッタ法を利用すると、凹部136に容易に充填層138を成膜することができるが、バイアス電圧をかけることによるディスク基体110の温度上昇、およびこれに伴うディスク基体110の溶解が生じたり、スパッタダストが生じることによるディスク基体110表面の平坦化への妨げが発生したりするため、バイアスをかけないスパッタ法が好適である。
 なお、本実施形態にかかる磁気記録媒体100はディスクリート型であるため、補助記録層124が凹部136によって分断されても、トラック方向に連続していることになる。このため補助記録層124はトラック方向に隣接する磁性粒子に亘って磁気的に連続することとなり、補助記録層124としての役割を発揮することができる。これに対しビットパターン型である場合には、記録ビット単位で補助記録層124も分断されてしまう。このため、ビットパターン型である場合には、補助記録層124を設けなくてもよい。さらには、非硬磁性層134b成膜後に、隣接する凸部にある補助記録層124を接続するように、凹部136に補助記録層124を再成膜してもよい(補助記録層再成膜)。再成膜する補助記録層124の膜厚は、当然に凸部にある補助記録層124の膜厚と略等しくすることが好ましい。
<保護層再成膜>
 凹部136に充填層138を成膜した後に、図15(e)に示すように、充填層138の上にさらに保護層140を成膜する。ここで、凹部136に成膜される保護層140は、保護層126の表面と略等しくなる膜厚で成膜される。なお、保護層140を成膜する際には、保護層126の成膜方法を適用することができる。
 本実施形態では、上記説明したように、磁気記録層122のエッチングにおいて保護層126ごと磁気記録層122をイオンミリングすることにより凹部136を形成している。したがって、保護層140の再成膜を行わない場合には、レジスト除去においてレジスト層130を除去する際に、凸部の表面には保護層126が、凹部136の表面には充填層138が存在することとなる。しかし、保護層140を再成膜することにより、凹部136の表面にも保護層140を存在させ、磁気記録媒体100の表面に連続して保護層126を存在させることが可能となる。
<最終保護層成膜>
 図14(f)に示すように第4実施形態と同様にレジスト除去を行った後、図14(g)に示すように、当該磁気記録媒体100の表面に保護層126をさらに成膜する。これにより、保護層126をより均一化することが可能となり、且つ膜硬度をさらに向上させることができる。かかる保護層126は、既に成膜してある保護層126および140と同様に成膜することが可能である。
<平坦化工程>
 次に、最終保護層成膜後の磁気記録媒体100の表面を、酸素を用いたRIEにより平坦化する(酸素アッシング)。RIEによって突出した部分から優先的にエッチングされるため、その表面を全体的に平坦にすることができる。これにより、磁気記録媒体100の平坦度がさらに向上し、ヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害をさらに低減させることができる。なお、本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICPを利用しているが、これに限定されず、ECRプラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。
 上記説明した第5実施形態のように、エッチングによっても当該磁気記録媒体100をパターンドメディアであるディスクリートトラックメディアとすることができる。なお、第5実施形態においても、ディスクリートトラックメディアに限定するものではなく、上記の手法を用いて当該磁気記録媒体100をビットパターンメディアとすることも可能である。
 上述したように、第4実施形態および第5実施形態にかかる磁気記録媒体100では、磁性記録部133と非記録部134とからなる所定のパターンが面内方向に形成され、非記録部134において、非硬磁性層134aとなった第1磁気記録層122aと、非硬磁性層134bとなった第2磁気記録層122bとの間に、介在層122c(非磁性層)を有することにより、非硬磁性層134aおよび134bとの間で静磁気カップリングが形成される。これにより、非記録部134の磁化方向が制御され、かかる磁化方向に含まれる垂直方向の磁束が低減される。したがって、非記録部134に起因するノイズが低減され、磁気記録媒体100のSNRを向上させることが可能となる。
 また、磁性記録部133を磁気的に分離する非記録部134における非硬磁性層134aおよび134bの比透磁率を2~100とすることで、高SNRを実現しつつ、磁性記録部133への書き込み特性および読み出し特性を向上させることができる。
 なお、上記第5実施形態では、凹凸パターンが転写されたレジスト層130に別途処理を行わずイオン注入を行っているが、これに限定されず、凹凸パターンが転写されたレジスト層130の凹部底面に残存するレジスト層をエッチング等によって除去してからイオン注入を行ってもよい。
 また、上記第4、第5実施形態では、ディスクリート型磁気記録媒体(ディスクリートトラックメディア)について説明したが、これに限定されず、ビットパターン型磁気記録媒体(ビットパターンドメディア)においても好適に利用することができる。ビットパターン型磁気記録媒体(ビットパターンドメディア)は、磁性記録部を主表面に点在させた磁気記録媒体である。これによっても、当該磁気記録媒体の熱揺らぎ耐性を向上し、高記録密度化が促進することが可能となる。
 以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
 本発明は、磁気記録方式のHDDなどに搭載される磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体として利用可能である。

Claims (32)

  1.  基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、
     前記磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、
     前記レジスト層を加工することで該レジスト層の厚みを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、
     前記レジスト層を介在させた状態で前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
    を含み、
     前記イオン注入工程を遂行した後における前記磁気記録層の前記凹部の下の領域の比透磁率は2~100であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  2.  基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、
     前記磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、
     前記レジスト層を加工することで該レジスト層の厚みを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンを形成するパターニング工程と、
     前記レジスト層を介在させた状態で前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
    を含み、
     前記イオン注入工程を遂行した後における前記磁気記録層の前記凹部の下の領域の磁化容易軸は前記基体の面内方向と略平行であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  3.  前記イオン注入工程において、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、Oからなる群から選択された1または複数のイオンを注入することを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  4.  前記イオン注入工程において、イオンを注入するエネルギー量は1~50keVであることを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  5.  前記イオン注入工程において、注入されるイオンの総量は、1E15~1E17[atoms/cm]、更に好ましくは1E15~5E16[atoms/cm]であることを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  6.  前記磁気記録層には、Fe、Pt、Ru、Co、Cr、Pdからなる群から選択された1または複数の元素を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  7.  前記イオン注入工程は、前記磁気記録層の記録領域に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  8.  前記イオン注入工程は、前記磁気記録層におけるサーボ情報を記憶するサーボパターン部を形成する際に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  9.  前記磁気記録層は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であることを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  10.  前記磁気記録層の上に、少なくともCo、Cr、Ptからなる群から選択された1の元素を含む面内方向に磁気的に連続した補助記録層を成膜する補助記録層成膜工程をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  11.  基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、
     前記磁気記録層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、
     前記レジスト層をインプリント法により加工することで該レジスト層の厚さを部分的に変化させ凹部と凸部を有する所定のパターンとともに、前記凹部の膜厚からなるプロテクト層を形成するパターニング工程と、
     前記プロテクト層を介在させた状態で前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
    を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  12.  前記プロテクト層の厚さは、2nm~30nmであることを特徴とする請求項11に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  13.  前記レジスト層は、SOGによって成膜することを特徴とする請求項11に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  14.  前記イオン注入工程において、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N、Oからなる群から選択された1または複数のイオンを注入することを特徴とする請求項11に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  15.  前記磁気記録層は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であることを特徴とする請求項11に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  16.  前記磁気記録層成膜工程において前記磁気記録層を成膜した後、前記レジスト層を成膜する前記レジスト層成膜工程の前に、前記磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  17.  基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、
     前記磁気記録層は、
     記録再生を行う磁性領域と、
     前記磁性領域を磁気的に分離する非記録部と、
    を備え、
    前記非記録部の比透磁率は2~100であることを特徴とする磁気記録媒体。
  18.  基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、
     前記磁気記録層はデータ領域とサーボ領域とを有し、
     前記データ領域には、記録再生を行う磁性領域と、
     前記磁性領域を磁気的に分離する非記録部と、
    を備え、
    前記非記録部の磁化容易軸は前記基体の面内方向と略平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
  19.  基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、
     前記磁気記録層は、
     磁気的に分離した記録領域としてのトラック部と、
     サーボ情報を記憶するサーボパターン部と、
     前記トラック部とサーボパターン部との間に形成されるブロック部と、
    を備え、
    前記ブロック部の比透磁率は2~100であることを特徴とする磁気記録媒体。
  20.  基体上に少なくとも磁気記録層を備える磁気記録媒体であって、
     前記磁気記録層はデータ領域と、サーボ領域と、該データ領域とサーボ領域との間を磁気的に離隔するブロック部と、
    を備え、
     前記ブロック部の磁化容易軸は前記基体の面内方向と略平行であることを特徴とする磁気記録媒体。
  21.  面内方向に所定のパターンで形成された磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録媒体において、
     前記非記録部は、垂直方向に、複数の非硬磁性層と、該複数の非硬磁性層の間に配置された非磁性層とを有し、該複数の非硬磁性層の間で磁極が静磁気的に相互作用を及ぼす静磁気カップリングを形成することを特徴とする磁気記録媒体。
  22.  前記非硬磁性層の比透磁率は2~100であることを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  23.  前記非磁性層は、膜厚が約1.5nm以下であることを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  24.  前記非磁性層は、Ru、RuO、Ru-Co、Ru-Cr、Ru-SiO、Ru-TiO、Ru-Cr、Ru-WO、Ru-Taの群から選択されることを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  25.  前記非磁性層は、Pt、Cr、Ta、Pd、Irの群から選択された1または複数の元素を含むことを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  26.  前記非記録部は、複数の硬磁性層と、該複数の硬磁性層の間に配置された非磁性層とからなる磁気記録層に、イオン注入することによって形成したことを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  27.  前記非記録部は、複数の硬磁性層と、該複数の硬磁性層の間に配置された非磁性層とからなる磁気記録層に、所定のパターンでエッチングして凹部を形成し、該凹部に前記非硬磁性層および前記非磁性層を成膜して形成したことを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  28.  当該磁気記録媒体は、前記磁性記録部を主表面に点在させたビットパターンドメディアであることを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  29.  当該磁気記録媒体は、線状に形成した前記磁性記録部と前記非記録部とを半径方向に交互に配置したディスクリートトラックメディアであることを特徴とする請求項21に記載の磁気記録媒体。
  30.  基体上に少なくとも磁気記録層を備えるパターンドメディアであって、
     前記磁気記録層は、(A)磁気情報の記録再生を行うための磁性領域と(B)前記磁性領域を磁気的に分離するための非記録部とが、基体の面内方向において規則的に配列されており、
     前記非記録部はセミハード磁性で構成されているパターンドメディア。
  31.  前記非記録部の比透磁率は2以上100以下である請求項30に記載のパターンドメディア。
  32.  前記非記録部の磁化容易軸は前記基体の面内方向と略平行である請求項30に記載のパターンドメディア。
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