WO2010067830A1 - 磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法 Download PDF

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WO2010067830A1
WO2010067830A1 PCT/JP2009/070624 JP2009070624W WO2010067830A1 WO 2010067830 A1 WO2010067830 A1 WO 2010067830A1 JP 2009070624 W JP2009070624 W JP 2009070624W WO 2010067830 A1 WO2010067830 A1 WO 2010067830A1
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magnetic recording
layer
resist layer
magnetic
recording medium
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PCT/JP2009/070624
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義明 園部
明 島田
強 小澤
政憲 安仁屋
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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    • 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
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    • 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 magnetic recording medium and a method for manufacturing the magnetic recording medium.
  • 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.
  • Magnetic recording media such as discrete track media and bit pattern media described above are magnetically formed by forming a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate and then implanting ions partially to make it nonmagnetic or amorphous. After forming a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate (for example, Patent Document 1) or by partially milling the magnetic recording layer to form irregularities, A technique for separating the magnetic recording layer and forming a magnetic pattern (for example, Patent Document 2) 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.
  • the magnetic head may collide with the magnetic disk when the magnetic disk is used, and the surface of the magnetic disk may be damaged. Therefore, high flying stability of the magnetic head is required.
  • Patent Document 3 describes a discrete track medium in which a magnetic recording portion is divided by a non-recording portion. And the structure which makes the surface of a magnetic recording part convex, and makes the surface of a non-recording part concave is disclosed. According to Patent Document 3, stable head flying characteristics can be obtained.
  • the magnetic recording portion is raised as compared with the non-recording portion. For this reason, the magnetic head is likely to collide with the magnetic recording portion that is raised as compared with the non-recording portion.
  • the magnetic recording part is an area for recording information, and when the magnetic head collides, it is damaged and cannot be read / written, and the durability of the magnetic disk is lowered.
  • the HDI characteristic is a characteristic based on the relationship between the head and the magnetic disk surface.
  • the manufacturing method by ion implantation has a problem that the non-recording portion formed thereby tends to be insufficiently demagnetized.
  • ions are implanted into the magnetic recording layer by using the ion beam method, so that the crystalline magnetic recording layer of the portion into which the ions are implanted is made amorphous, and the portion is Non-magnetic. Therefore, if the amount of ion implantation (dose amount) is insufficient, the magnetic recording layer that becomes the non-recording portion becomes insufficiently amorphous, and the portion cannot be completely demagnetized, and the non-recording portion is also magnetic. It will have. As a result, the magnetism of the non-recording portion becomes a noise source when reading by the magnetic head, and the read / write characteristics are deteriorated.
  • the ion implantation amount must be stopped to a certain extent, and when the manufacturing method by ion implantation is used, a slight decrease in read / write characteristics has to be allowed. For this reason, it has been desired to develop a method capable of reliably demagnetizing the non-recording portion without depending on the ion implantation amount.
  • the non-recording portion can be reliably made non-magnetic and the quality of the magnetic recording medium can be improved. It would be desirable to provide a method for manufacturing possible magnetic recording media.
  • 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, a protective layer, and a lubricating layer on a substrate.
  • the recording layer includes in the in-plane direction a magnetic recording portion made of a magnetic material and a non-recording portion that magnetically separates the magnetic recording portion, and a surface corresponding to the non-recording portion is a magnetic recording portion. It is characterized by a bulge from the corresponding surface.
  • the non-recording portion is closer to the magnetic head than the magnetic recording portion. For this reason, since the magnetic head floating above the magnetic recording medium comes into contact with the surface of the non-recording portion first during head seek, it is easy to avoid contact with the surface of the magnetic recording portion, thereby providing HDI characteristics such as impact resistance. Remarkably improved.
  • the resist layer is desirably removed by dipping in an alkaline solution.
  • the relative magnetic permeability ⁇ of the non-recording portion is preferably 2 to 100.
  • resist residue on the non-recording portion there is a resist residue on the non-recording portion, and there is less or no resist residue on the magnetic recording portion than on the non-recording portion.
  • resist agent on the non-recording portion there is a resist agent on the non-recording portion, and the resist agent on the magnetic recording portion may be less than or not on the non-recording portion. Since the resist agent is present on the non-recording portion and is more than the resist agent remaining on the magnetic recording portion, the surface of the non-recording portion is raised correspondingly.
  • a typical configuration of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention is to form the magnetic recording layer, form a resist layer, and form a predetermined uneven pattern on the resist layer. Then, ion implantation is performed in a state where there is a residue in the concave portion of the resist layer after pattern formation, and the convex portion of the resist is removed leaving the residue. In other words, the resist layer is removed so that the resist agent on the non-recording portion remains more than the resist agent on the magnetic recording portion.
  • the surface layer of the resist layer is altered (burned) and adheres to the surroundings.
  • the concave portion is significantly thinner than the convex portion.
  • the resist residue Adhered (modified resist layer).
  • the portion other than the surface layer of the resist layer can maintain the state where the resist layer is formed even after ion implantation, the resist layer can be removed cleanly.
  • Another typical configuration of the method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention is to form a magnetic recording layer, form a carbon protective layer above the magnetic recording layer, and form a resist layer above the carbon protective layer.
  • a film is formed, a predetermined uneven pattern is formed on the resist layer, N ions are implanted from above the resist layer, the resist layer is removed, and a lubricating layer made of perfluoropolyether (PFPE) on the carbon protective layer It is preferable to form a film.
  • PFPE perfluoropolyether
  • N nitrogen ions
  • COC carbon overcoat
  • a typical configuration of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes a magnetic recording layer having a magnetic recording portion and a non-recording portion at least in the in-plane direction on a substrate.
  • a method of manufacturing a magnetic recording medium comprising: a resist layer forming step for forming a resist layer on a magnetic recording layer; and a predetermined pattern in which the thickness of the resist layer is partially changed by processing the resist layer And a patterning step for forming convex portions and concave portions, an ion implantation step for implanting ions from the concave portion into the magnetic recording layer with the resist layer interposed therebetween, and a resist layer removing step for removing the resist layer.
  • the resist layer is removed by immersing the resist layer in an alkaline solution, and the non-magnetic portion of the non-recording portion is also immersed in the alkaline solution after the resist layer is removed. Characterized in that it promotes.
  • the non-recording portion can be reliably demagnetized in the resist layer removing step. Therefore, even when ion implantation is used to form a magnetic pattern composed of a magnetic recording portion and a non-recording portion, it is possible to prevent a decrease in read / write characteristics due to the magnetism of the non-recording portion. Quality can be improved. Further, by using ion implantation for forming the magnetic pattern, it is possible to manufacture the patterned media more easily than by milling, and it is possible to improve the manufacturing efficiency of the magnetic recording medium.
  • the mechanism by which the non-recorded portion is demagnetized by the alkaline solution is not clear, but when the alkaline solution penetrates into the magnetic recording layer, the metal constituting the magnetic particles of the magnetic recording layer dissolves in the alkaline solution. This is considered to be because the miniaturization of the magnetic particles is promoted, the size of the magnetic particles becomes extremely small, and the magnetic particles become a paramagnetic (paramagnetic) body.
  • another configuration of a method for manufacturing a magnetic recording medium includes: A method for manufacturing a recording medium, comprising: a resist layer forming step of forming a resist layer on a magnetic recording layer; and processing the resist layer to partially change the thickness of the resist layer to form a predetermined pattern A patterning step for forming convex portions and concave portions, an ion implantation step for implanting ions from the concave portions into the magnetic recording layer with the resist layer interposed therebetween, a resist layer removing step for removing the resist layer by RIE, and a resist layer And a demagnetization promoting step of promoting demagnetization of the non-recording portion by immersing in an alkaline solution after removal.
  • the resist layer is removed in advance by RIE (Reactive Ion Etching) before immersion in the alkaline solution, so that the immersion time can be shortened. Therefore, the manufacturing time of the magnetic recording medium can be shortened, and the manufacturing efficiency can be improved.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • the above alkaline solution is preferably a KOH solution having a pH of 9 or more. Since KOH is a strong base, the KOH solution exhibits strong alkalinity. Therefore, by using a KOH solution as the alkaline solution, the non-recorded portion can be most effectively demagnetized.
  • the concentration of the above KOH solution is preferably 10 wt% or more. This makes it possible to make the non-recording portion non-magnetic more reliably.
  • the immersion time in the above alkaline solution is preferably 4 hours or more. With such a configuration, the alkaline solution can surely permeate into a portion that becomes a non-recording portion in the magnetic recording layer.
  • the method of manufacturing the magnetic recording medium further includes a protective layer film forming step of forming a protective layer made of a C-based material on the magnetic recording layer by a CVD method.
  • the resist layer film forming step the resist layer is formed on the protective layer. It is good to form a film.
  • the protective layer is interposed between the magnetic recording layer and the resist layer, the alkaline solution immersed in the resist layer does not directly contact the magnetic recording layer. Therefore, the alkaline solution can be prevented from penetrating into the magnetic recording portion of the magnetic recording layer, and the non-magnetization of the portion can be prevented.
  • the protective layer does not prevent the alkaline solution from penetrating into the non-recording portion of the magnetic recording layer. Specifically, when a protective layer is formed on the magnetic recording layer, ions are implanted into the magnetic recording layer through the resist layer and the protective layer in the ion implantation step described above. For this reason, the protective layer (film) through which ions have passed becomes rough, and the alkaline solution gradually penetrates into the roughened protective layer, and the alkaline solution finally reaches the magnetic recording layer.
  • the possibility of collision between the magnetic head and the magnetic recording portion is reduced by raising the non-recording portion above the magnetic recording portion, and durability.
  • the HDI characteristics such as impact resistance can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a discrete perpendicular magnetic recording medium 100 (hereinafter simply referred to as a magnetic recording medium 100) as a magnetic recording medium according to the present embodiment.
  • a magnetic recording medium 100 shown in FIG. 1 includes a substrate 110, 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, and a second underlayer.
  • 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 the present embodiment includes a plurality of types of oxides (hereinafter referred to as “composite oxides”) in the magnetic recording layer 122, whereby nonmagnetic grains.
  • composite oxides types of oxides
  • the complex oxide is segregated at the boundary.
  • a glass disk in which amorphous aluminosilicate glass is formed 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 can be ground, polished, and chemically strengthened in order to obtain a smooth nonmagnetic substrate 110 made of the chemically strengthened glass disk.
  • An adhesion layer 112, a soft magnetic layer 114, a pre-underlayer 116, an underlayer 118, a nonmagnetic granular layer 120, and a magnetic recording are formed on the substrate 110 obtained by the above-described substrate molding process by a DC (Direct Current) magnetron sputtering method.
  • the layer 122 (magnetic recording layer forming step) and the auxiliary recording layer 124 (auxiliary recording layer forming step) can be sequentially formed, and the protective layer 126 (protective layer forming step) can be formed by a 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 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 amorphous and is formed in contact with the substrate 110, and has a function of increasing the adhesion strength between the soft magnetic layer 114 formed thereon and the substrate 110.
  • the adhesion layer 112 is preferably an amorphous alloy film so as to correspond to the amorphous glass surface.
  • a CrTi-based amorphous layer can be selected.
  • the soft magnetic layer 114 is a layer that temporarily forms a magnetic path during recording in order to pass a magnetic flux in a direction perpendicular to the magnetic recording layer 122 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 composition of the first soft magnetic layer 114a and the second soft magnetic layer 114c includes a cobalt-based alloy such as CoTaZr, a Co—Fe-based alloy such as CoCrFeB and FeCoTaZr, and a Ni like a [Ni—Fe / Sn] n multilayer structure.
  • a cobalt-based alloy such as CoTaZr
  • a Co—Fe-based alloy such as CoCrFeB and FeCoTaZr
  • Ni like a [Ni—Fe / Sn] n multilayer structure.
  • An Fe-based 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 substrate 110.
  • the material of the front ground layer can be selected from Ni, Cu, Pt, Pd, Zr, Hf, and Nb. 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 substrate 110, the more the orientation of the magnetic recording layer 122 is improved. it can.
  • 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 higher than when forming the first base layer 118a on the lower layer side.
  • the free movement distance (mean free path) of the Ru ions to be sputtered is shortened, so that the film formation rate is reduced and the crystal separation can be improved.
  • the size of the crystal lattice is reduced. Since the size of the Ru crystal lattice is larger than that of the Co crystal lattice, if the Ru crystal lattice is made smaller, it approaches that of Co, and the crystal orientation of the Co granular layer can be further improved.
  • the nonmagnetic granular layer 120 is a nonmagnetic granular layer.
  • a nonmagnetic granular layer is formed on the hcp crystal structure of the underlayer 118, and the granular layer of the first magnetic recording layer 122a is grown thereon, so that the magnetic granular layer can be grown from the initial growth stage (rise). Has the effect of separating.
  • the composition of the nonmagnetic granular layer 120 can be a columnar granular structure by forming a grain boundary by segregating a nonmagnetic substance between nonmagnetic crystal grains made of a Co-based alloy. In particular, CoCr—SiO 2 and CoCrRu—SiO 2 can be suitably 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 (SiOx), chromium (Cr), chromium oxide (CrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), zircon oxide (ZrO 2 ), and tantalum oxide (Ta 2 O 5 ).
  • the magnetic recording layer 122 has a columnar granular structure in which a nonmagnetic substance is segregated around a magnetic particle 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 epitaxially grown continuously 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 both SiO 2 is also a non-magnetic material, Cr 2 O 3, TiO 2 , Co 3 O 4, B 2 O 3, Fe 2 O 3 oxide, such as , Nitrides such as BN, and carbides such as B 4 C 3 can be preferably used.
  • a plurality of nonmagnetic substances may be decoded and added.
  • the perpendicular magnetic recording medium 100 can be a patterned medium, which can improve thermal fluctuation resistance and promote higher recording density.
  • the perpendicular magnetic recording medium 100 may be a discrete track medium in which linearly formed magnetic recording portions and non-recording portions are alternately arranged in the radial direction of the main surface, or a magnetic recording portion.
  • the bit pattern media may be scattered on the main surface.
  • the relative magnetic permeability of the non-recording portion 134 can be preferably 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 recording 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 overwrite 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 auxiliary recording layer 124 is provided.
  • the auxiliary recording layer may not be provided.
  • magnetically continuous means that magnetism is 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 light characteristics.
  • the protective layer 126 can be formed by depositing carbon (C-based material) 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 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 or the protective layer forming step.
  • the pattern forming step is performed after the protective layer forming step. Thereby, it is not necessary to form the protective layer 126 after the pattern forming process, and the manufacturing process is simplified. Further, when the resist layer is removed with an alkaline solution as will be described later, since the alkaline solution immersed in the resist layer does not directly contact the magnetic recording layer 122, the magnetic recording layer 122 is moved to a portion to be a magnetic recording portion. It is possible to prevent the alkaline solution from penetrating and prevent ions from being implanted into the portion. This can improve productivity and reduce contamination in the manufacturing process of the magnetic recording medium 100.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a pattern forming process according to the present embodiment.
  • the pattern formation process includes a resist layer film formation process, a patterning process, an ion implantation process, and a removal process.
  • a resist layer film formation process includes a resist layer film formation 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 mainly composed of silica, a general UV curable resin, a novolac-based photoresist, or the like can be suitably used.
  • the pattern is transferred by impressing the stamper 132 against the resist layer 130 (imprint method).
  • the stamper 132 has a concavo-convex pattern corresponding to a magnetic recording portion 136 as a recording region to be transferred and a non-recording portion 134 for isolating the magnetic recording portion 136.
  • the stamper 132 After the 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.
  • 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 crystal portion of the magnetic recording layer 122 into which ions are implanted can be made amorphous, and the non-recording portion 134 is formed. It is possible to magnetically isolate the portion under the convex portion of the resist layer 130, that is, the magnetic recording portion 136.
  • the relative permeability of the non-recording portion 134 of the magnetic recording layer 122 under the recess of the resist layer 130 is set to 2 to 100 by controlling the total amount (dose amount) of ions to be implanted ( In FIG. 2, the non-recording part 134 is indicated by hatching).
  • the dose is preferably 1E15 to 1E17 atoms / cm 2 , for example, 2E16 atoms / cm 2 .
  • the non-recording portion 134 When the non-recording portion 134 is configured with a relative permeability of 200 or more (referred to as soft: soft magnetism), writing is easy, but the magnetic domain width is large, so noise is large. Therefore, since the SNR is deteriorated, the read characteristics are deteriorated.
  • the non-recording portion 134 When the non-recording portion 134 is configured with a relative magnetic permeability of 2 or less (referred to as “hard”), writing is difficult and read characteristics are poor.
  • the non-recording portion 134 has a relative magnetic permeability of 2 to 100 or less (referred to as semi-hard), writing is easy and there is little noise, so reading characteristics are good.
  • N can be suitably used as ions to be implanted.
  • any one 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 One or more ions may be implanted.
  • the amount of energy for implanting ions is preferably 1 to 50 keV, for example, 20 keV. This is because when the energy amount for ion implantation is less than 1 keV, magnetic separation of the magnetic recording portion 136 in the magnetic recording layer 122 is not appropriately performed. On the other hand, if it is 50 keV or more, the amorphous state of the magnetic recording layer 122 is promoted too much, the read / write characteristics are deteriorated, or ions are implanted to the magnetic recording portion 136 under the convex portion of the resist layer 130. This is because it can be lost.
  • the portion corresponding to the surface of the pattern formed on the resist layer 130 is altered by the passage of a large amount of ions when ion implantation is performed, so that the altered resist layer 130a is formed. Since the recess is formed with an extremely thin residue, it is seized and strongly adheres to the protective layer 126.
  • a KOH solution having a pH of 9 or more is used as the alkaline solution. Since KOH is a strong base, the KOH solution exhibits strong alkalinity.
  • the concentration of the KOH solution is preferably 10% (about 2 mol / l) or more.
  • the immersion time in the alkaline solution in the resist layer removing step is preferably about 5 to 60 minutes.
  • the reaction temperature is preferably 40 ° C to 80 ° C.
  • the resist layer may be removed by ashing or RIE (Reactive Ion Etching) using a fluorine-based gas.
  • ashing or RIE Reactive Ion Etching
  • a fluorine-based gas As the etching gas, SF 6 can be preferably used, but is not limited thereto, and any one or more mixed gases selected from the group consisting of CF 4 , CHF 3 , and C 2 F 6 are also preferably used. Can be used.
  • the type of etching gas can be selected as appropriate depending on the material of the resist layer 130. For example, when a novolac photoresist is used as the resist layer 130, oxygen gas can be preferably used.
  • the plasma source of RIE can use ICP (Inductively Coupled) Plasma) that can generate high-density plasma at low pressure.
  • ICP Inductively Coupled
  • ECR Electrotron Resonance
  • a general parallel plate RIE apparatus may be used.
  • the concave portion of the thin resist layer 130 is adhered to the protective layer 126. Therefore, not all of the resist layer 130 is removed when the resist layer 130 is removed, and the resist layer (resist agent) on the non-recording portion 134 tends to remain on the surface of the protective layer as a residue.
  • the convex portion of the thick resist layer 130 is altered in the surface layer, the portion other than the surface layer can maintain the state (characteristic) when the resist layer 130 is formed even after ion implantation.
  • the resist agent on the recording unit 136 can be removed without hindrance.
  • the convex portion disappears first, and further, the concave portion disappears by continuing the removing process. Therefore, in the present embodiment, the removal process is terminated before the concave portion disappears. That is, the resist layer is removed so that the resist agent on the non-recording portion 134 remains more than the resist agent on the magnetic recording portion 136.
  • 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 residue of the resist layer 130 is present on the non-recording portion 134 as a modified resist layer 130a. Due to such a residue, the surface of the medium after the lubricating layer 128 is formed by an amount corresponding to the thickness of the residue is also raised.
  • FIG. 3 is a diagram in which the magnetic recording medium according to the present embodiment is actually manufactured and observed with a TEM.
  • a substrate, a soft magnetic layer, a magnetic recording layer, and a protective layer can be seen roughly from the bottom.
  • the uppermost layer is a protective film for TEM formed to protect the disk when taking a TEM photograph.
  • the surface corresponding to the non-recording portion is raised more than the surface corresponding to the magnetic recording portion.
  • the height of the bulge was about 4 nm.
  • the magnetic recording medium having such a configuration showed excellent results in a pin-on test and an impact resistance test, and a magnetic recording medium having high durability and excellent HDI characteristics could be obtained. This is presumably because even if the magnetic head is contacted, the magnetic recording portion is prevented from being damaged because the magnetic recording portion is not damaged because the magnetic recording portion is first touched on the non-recording portion.
  • the present embodiment it is possible to provide a magnetic recording medium in which at least the surface corresponding to the non-recording portion 134 is raised from the surface corresponding to the magnetic recording portion 136 on the substrate.
  • the surface of the non-recording portion 134 can be raised by about 1 to 4 nm as compared with the surface of the magnetic recording portion 136. Thereby, even when the magnetic head comes into contact with the magnetic recording medium 100, the magnetic head first comes into contact with the non-recording unit 134. For this reason, the magnetic recording part 136 is easier to avoid contact with the surface than the non-recording part 134, and HDI characteristics such as impact resistance are remarkably improved.
  • film formation was sequentially performed on the substrate 110 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. Unless otherwise noted, the Ar gas pressure during sputtering film formation is 0.6 Pa.
  • the adhesion layer 112 was made of Cr-50Ti with a thickness of 10 nm.
  • As the soft magnetic layer 114 a first soft magnetic layer 114a and a second soft magnetic layer 114c of 92 (40Fe-60Co) -3Ta-5Zr were formed to 20 nm, respectively, with a 0.7 nm spacer layer 114b interposed therebetween.
  • the pre-underlayer 116 was formed with 8 nm of Ni-5W.
  • the underlayer 118 was formed by depositing 10 nm of Ru at 0.6 Pa and then depositing 10 nm of Ru at 5 Pa.
  • the magnetic recording layer 122 was formed by depositing a first magnetic recording layer 122a of 90 (70Co-10Cr-20Pt) -10 (Cr 2 O 3 ) at 3 Pa with a thickness of 2 nm and then 90 (72Co-10Cr-18Pt)-
  • a second magnetic recording layer 122b of 5 (SiO 2 ) -5 (TiO 2 ) was formed to a thickness of 12 nm.
  • As the auxiliary recording layer 124, 62Co-18Cr-15Pt-5B was formed to a thickness of 6 nm.
  • the protective layer 126 was formed to a thickness of 4 nm using C 2 H 4 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). Specifically, when 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. On the other hand, in the portion corresponding to the convex portion, 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.
  • 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 to be implanted, an energy amount of about 0.5 to 50.0 keV, and a dose amount of 1E14 to 1E18 [atoms / cm 2 ].
  • the resist layer 130 was removed by immersing in a KOH solution having a pH of 9 as an alkaline solution at a reaction temperature of 60 ° C. for about 30 minutes. At this time, the immersion time was adjusted so that a residue of 0.0 to 8.8 [nm] remained on the non-recording portion. Then, after nitriding the surface layer of the protective layer 126, the lubricating layer 128 was formed to 1 nm using PFPE by a dip coating method.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example and a comparative example according to the first embodiment.
  • the resist layer peeling method, ion implantation dose amount [atoms / cm 2 ], and energy amount [keV] were variously changed, and the examples and comparative examples were compared.
  • the resist layer was peeled by a wet process immersed in a KOH solution or a dry process by ashing.
  • NaOH, ammonia, organic alkali or the like can be used instead of the KOH solution.
  • RIE can be performed instead of ashing.
  • the height [nm] of the bulge is the difference in height between the non-recording portion and the magnetic recording portion, and here means the thickness of the resist layer residue.
  • MFM magnetic force microscope
  • an impact resistance test was performed on the magnetic head that floated in the head flying possibility test before the impact test.
  • the medium was dropped from a height of 1 m with the medium incorporated in the hard disk. After that, whether or not the head could float was confirmed by a read / write test (head floating possibility test after impact test). Regarding these items, OK / NG was evaluated, and those that were NG at any stage were not subjected to further tests.
  • the height of the residue (the thickness of the residue) is in the range of 1 to 4 [nm], the magnetic separation is appropriate, No crash occurred in the impact test.
  • Example 1-5 is compared with Comparative Example 1-13, it can be seen that the possibility of the head flying test after the impact test is improved due to the difference in the thickness of the residue. From this, it was confirmed that by setting the height of the residue (residue thickness) in the range of 1 to 4 [nm], it is possible to improve the impact resistance while properly magnetically separating.
  • the residue acts as a kind of protective film, and the possibility of collision between the magnetic head and the magnetic recording portion 136 is reduced.
  • the comparative example out of the above range caused a crash (NG) in the head flying possibility test.
  • the thickness is less than 1 nm, it is considered that there is no protective film action of the residue as described above, and the magnetic recording portion is damaged by the collision with the magnetic head.
  • it is larger than 4 nm it is considered that the height difference is too large and the flying of the head becomes unstable.
  • Comparative Examples 1-1 to 1-9 and 1-12 the magnetic separation was incomplete. These mean that the ion distribution state determined from the energy and the dose is not appropriate. Specifically, in Comparative Examples 1-1 to 1-6 and 1-8, it is considered that the energy or dose is too small and the magnetic separation is insufficient. In Comparative Examples 1-7, 1-9, and 1-12, since the energy or the dose amount is too large, ions penetrate into the area of the magnetic recording portion 136 and the magnetic recording portion becomes small, resulting in a weak signal. This is thought to be due to the accident.
  • At least the dose is 1E15 to 1E17 [atoms / cm 2 ] and the energy is in the range of 5.0 to 50.0 [keV], a residue having a suitable height is formed. I was able to confirm that it was possible.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the manufacturing process of the magnetic recording medium according to the second embodiment.
  • the same parts as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • an auxiliary recording layer 124, a protective layer 126, and a resist layer 130 are sequentially formed on the magnetic recording layer 122.
  • a predetermined uneven pattern is formed on the resist layer 130 using a stamper 132.
  • ion implantation is performed from above the resist layer 130 on which the pattern is formed, thereby forming a non-recording portion 134 and a magnetic recording portion 136 in the magnetic recording layer 122.
  • ion implantation is performed using N ions.
  • the resist layer 130 is removed.
  • all resist agents are removed as shown in FIG. Whether the residue is left as in the first embodiment or whether it is removed as in the second embodiment can be adjusted by the time of immersion in an alkaline solution or the processing time of the resist layer removing step.
  • the protective layer 126a on the non-recording portion 134 contains more implanted N ions than on the magnetic recording portion 136. For this reason, more molecules of PFPE are bonded on the non-recording portion 134, and the adhesion amount increases. Since the PFPE molecule is a long chain, the volume of the region increases remarkably (the layer becomes thicker) when the amount of adhesion increases, and the top of the non-recording portion 134 is raised as shown in FIG. It becomes a state.
  • N ions are implanted from above the resist layer 130, the resist layer 130 is removed, and a lubricating layer 128 made of PFPE (perfluoropolyether) is formed on the protective layer 126 (carbon protective layer).
  • PFPE perfluoropolyether
  • N 2 ions are implanted as ions to be implanted, the energy amount is about 20.0 keV, and the dose amount is 1E14 to 1E18 [atoms / cm 2 ].
  • the resist layer removing step the resist layer 130 was completely removed. The other points were created in the same manner as in the example of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example and a comparative example according to the second embodiment.
  • the difference [nm] in the thickness of the lubricating layer is the difference in the thickness of the lubricating layer 128 of the non-recording portion 134 and the magnetic recording portion 136, and the average value of the lubricating layer thickness of each medium is 1.2 nm. It adjusted so that it might become.
  • Ar is used as the implanted ions, and since the adhesion amount of the lubricating layer does not increase, the difference in the thickness of the lubricating layer is zero.
  • the difference in the thickness of the lubricating layer 128 is between 0.2 and 0.4 [nm], and the magnetic separation is made appropriate.
  • the possibility of the head flying test after the impact test is improved by providing a difference in the thickness of the lubricating layer 128. From this, it was confirmed that by setting the difference in thickness of the lubricating layer 128 to 0.2 to 0.4 [nm], it is possible to improve the magnetic separation impact resistance while properly performing magnetic separation.
  • the impact resistance is improved because the lubricating layer 128 on the non-recording portion 134 rises and slips by the thick lubricating layer 128 even if the magnetic head collides with the lubricating layer 128 on the magnetic recording portion 136. This is probably because the collision was prevented. In this case, since the lubricating layer 128 on the magnetic recording portion 136 is thin, deterioration of the read / write characteristics is prevented.
  • Comparative Examples 2-1 and 2-2 magnetic separation was incomplete. This is presumably because the distribution of ions was not appropriate because the energy or dose was too small or too large. In Comparative Examples 2-1 and 2-2, a head floating propriety test before the impact test was performed, but a crash (NG) occurred. In Comparative Example 2-1, it is considered that the protrusion of the non-recording portion was as small as 0.1 [nm] and thus the magnetic recording portion could not be protected. In Comparative Example 2-2, since the dose amount was excessive, it was considered that the lubricant became too thick, causing an interference action between the head and the disk, and the flying of the head became unstable.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the steps of the method for manufacturing the magnetic recording medium 100 according to the third embodiment.
  • the same parts as those in the above embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 7A to 7C are the same as those in the first embodiment.
  • the magnetic recording layer 122, the auxiliary recording layer 124, the protective layer 126, and the resist layer 130 are formed.
  • a stamper 132 is pressed on the resist layer 130 as shown in FIG. 7B to form a predetermined uneven pattern, and ions are implanted as shown in FIG.
  • the magnetic recording portion 136 is formed.
  • ions are implanted so that the volume of the non-recording portion 134 expands.
  • the ions to be implanted those having a large atomic weight are preferable, and Kr, Xe and the like can be suitably used.
  • the non-recording portion 134 is raised, and accordingly, the protective layer 126 is also formed with a raised portion 126b that is pushed out by the raised portion of the non-recording portion 134. Then, the resist layer 130 is removed as shown in FIG. 7D, and the lubricating layer 128 is formed on the magnetic recording medium 100 with the raised surface as shown in FIG. ), A magnetic recording medium with the non-recording portion 134 raised can be manufactured.
  • the target layer may be the protective layer 126 instead of the magnetic recording layer 122 and the auxiliary recording layer 124.
  • Xe ions are implanted as ions to be implanted, an energy amount of about 20.0 keV, and a dose amount of 1E14 to 1E18 [atoms / cm 2 ].
  • the resist layer removing step all the resist layer 130 was removed. The other points were created in the same manner as in the example of the first embodiment.
  • the height of the bulge due to expansion was in the range of 1.1 to 2.1 [nm], and no crash occurred in the impact resistance test. From this, it was confirmed that the impact resistance can also be improved by expanding and raising the non-recording portion by ion implantation.
  • the result of the example of the first embodiment it is considered that no crash occurs if the height of the ridge is in the range of 1.0 to 4.0 [nm].
  • the ion implantation amount was excessive when the height of the bulge reached 2.8 [nm] as shown in Comparative Example 3-2.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the pattern forming process according to the fourth embodiment.
  • the description of the layer closer to the substrate 110 than the magnetic recording layer 122 is omitted for easy understanding.
  • the fourth embodiment is an example in which demagnetization of the non-recording portion is promoted by immersing in an alkaline solution to remove the resist layer and further immersing in the alkaline solution after removing the resist layer.
  • the pattern forming process according to the fourth embodiment includes a resist layer film forming process, a patterning process, an ion implantation process, and a resist layer removing process. Details of the pattern forming process will be described below.
  • a resist layer 130 is formed on the magnetic recording layer 122 via the auxiliary recording layer 124 and the protective layer 126 using a spin coating method.
  • SOG Spin On Glass
  • silica silica
  • a general novolac-based photoresist or the like can be suitably used.
  • the magnetic pattern is transferred by pressing the stamper 132 against the resist layer 130 (imprint method). Thereby, the resist layer 130 is processed, and the thickness of the resist layer 130 partially changes.
  • 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 pattern is transferred to the resist layer 130 by the stamper 132, the stamper 132 is removed from the resist layer 130, thereby forming a concavo-convex pattern consisting of convex portions and concave portions of a predetermined pattern (magnetic pattern) on 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.
  • the photolithography method is used, the photoresist is formed as the resist layer 130 in the above-described formation of the resist layer 130, and the formed photoresist is exposed and developed using a mask to form a magnetic layer. A predetermined pattern as a recording unit is transferred.
  • the first magnetic recording layer 122a and the second magnetic recording layer 122b are formed from the concave portion of the resist layer 130 with the resist layer 130 having a predetermined pattern formed by patterning interposed therebetween. Ions are implanted into the magnetic recording layer 122 made of using the ion beam method. As a result, 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 that portion are made non-magnetic, and the non-recording portion 134 is made. (Indicated by hatching in FIG. 9). Therefore, the portion of the magnetic recording layer 122 under the convex portion of the resist layer 130 can be a magnetically separated magnetic recording portion.
  • one or more of Ar, N 2 and O 2 are used as ions to be implanted.
  • ions to be implanted 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 ion implantation is less than 1 keV, magnetic separation of the magnetic recording portion in the magnetic recording layer 122 is not performed properly, which causes noise when reading by the head. As a result, the perpendicular 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 promoted too much, the read / write characteristics are deteriorated, or the magnetic recording portion under the convex portion of the resist layer 130 Even the magnetic recording layer 122 is demagnetized.
  • the total amount of ions implanted is 1E15 to 1E17 atoms / cm 2 .
  • the non-recording portion 134 can be reliably demagnetized in the resist layer removing step. This is because the metal constituting the magnetic particles of the magnetic recording layer 122 dissolves in the alkaline solution due to the permeation of the alkaline solution into the magnetic recording layer 122, and the refined magnetic particles become paramagnetic (paramagnetic). It is thought that.
  • a KOH solution having a pH of 9 or more is used as the alkaline solution. Since KOH is a strong base, the KOH solution exhibits strong alkalinity. Therefore, the non-recording portion 134 can be most effectively demagnetized.
  • the concentration of the KOH solution is preferably 10 wt% or more. Thereby, the non-recording part 134 can be made more non-magnetic more reliably.
  • the immersion time in the alkaline solution in the resist layer removing step is preferably 4 hours or more.
  • the reaction temperature is preferably 40 ° C to 80 ° C.
  • FIG. 10 is a diagram showing a hysteresis loop with respect to the treatment time of the alkaline solution.
  • Fig.10 (a) it changes from the loop shape A to the loop shape C according to the processing time immersed in an alkaline solution (KOH).
  • KOH alkaline solution
  • the loop shape is A
  • a loop with a constricted center is observed.
  • the laser spot diameter of the MOKE evaluation apparatus Magnetic-Optical Kerr Effect
  • the narrowed loop in the loop shape A is a mixture of magnetic information of the hard magnetic (hard) recording portion and the non-recording portion 134 that has become soft magnetic (soft) by ion implantation. This is probably because of this.
  • the shape of the hysteresis loop approaches that of normal hard magnetism indicates that the magnetism of the non-recording portion 134 is gradually lost and becomes non-magnetized.
  • Example 4-1 a 10 wt% KOH solution was used and the reaction temperature was set to 40 ° C.
  • Example 4-2 a 20 wt% KOH solution was used, and the reaction temperature was 80 ° C.
  • the processing time to reach the loop shapes B and C was 2 hours and 4 hours, but in Example 4-2, they were 15 minutes and 30 minutes, respectively.
  • the immersion time in the alkaline solution in the resist layer removing step is preferably 4 hours, but is not limited thereto.
  • the immersion time can be shortened by using a KOH solution having a higher concentration and reaction temperature than 10 wt%.
  • the immersion time should be adjusted as a matter of course according to the concentration of the KOH solution.
  • the concentration of the KOH solution and the reaction temperature are set so that the immersion time is within 30 minutes. It is preferable to adjust to.
  • the values can be set as in Example 4-2.
  • the protective layer 126 formed on the magnetic recording layer 122 prevents the alkaline solution from penetrating into the portion of the magnetic recording layer 122 that becomes the non-recording portion 134. There is no. This is because the ions are implanted into the magnetic recording layer 122 through the resist layer 130, the protective layer 126, and the auxiliary recording layer 124 in the ion implantation step described above, and thus the protective layer that has become rough due to the passage of ions. This is because the alkaline solution gradually permeates 126, and the alkaline solution finally reaches the magnetic recording layer 122.
  • the perpendicular magnetic recording medium 100 has a magnetic recording portion and a non-recording portion 134 having a predetermined pattern in the in-plane direction. That is, a magnetic pattern is formed. Thereby, the perpendicular magnetic recording medium 100 can be a patterned medium.
  • a lubricating layer 128 is formed on the perpendicular magnetic recording medium 100 (on the protective layer 126).
  • the lubricating layer 128 can be formed of PFPE (perfluoropolyether) by dip coating. PFPE has a long chain molecular structure and binds with high affinity to N atoms on the surface of the protective layer 126. Due to the action of the lubricating layer 128, even if the magnetic head comes into contact with the surface of the perpendicular magnetic recording medium 100, damage or loss of the protective layer 126 can be prevented.
  • the alkaline solution used for removing the resist layer 130 in the resist layer removing step only needs to remove the resist layer 130.
  • the non-magnetization of the non-recording portion 134 can be promoted. Accordingly, since the non-recording portion 134 can be made non-magnetic in the resist layer removing process with certainty, even when ion implantation is used for forming the magnetic pattern, the read / write characteristics due to the magnetism of the non-recording portion 134 Decline can be prevented. Therefore, the quality of the perpendicular magnetic recording medium 100 can be improved. Further, by using ion implantation for forming the magnetic pattern, it is possible to manufacture the patterned media more easily than by milling, and it is possible to improve the manufacturing efficiency of the magnetic recording medium.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a pattern forming process according to the fifth embodiment.
  • symbol is attached
  • the pattern forming process according to the fifth embodiment includes a resist layer forming process, a patterning process, an ion implantation process, a resist layer removing process, and a demagnetization promoting process.
  • the resist layer removing process a resist using an alkaline solution is used.
  • the resist layer is removed by RIE instead of layer removal planarization. Therefore, the configuration of each layer of the perpendicular magnetic recording medium as the magnetic recording medium according to the fifth embodiment is substantially the same as that of the perpendicular magnetic recording medium 100 according to the fourth embodiment, and the pattern according to the fifth embodiment.
  • the formation process is the same as that of the fourth embodiment up to the ion implantation process. For this reason, the description of the elements already described in the fourth embodiment is briefly described, and in the following description, only differences from the fourth embodiment, that is, only the resist layer removal process and the demagnetization promotion process will be described in detail. .
  • a resist layer 130 is formed as shown in FIG. 11A, a pattern is transferred as shown in FIG. 11B, and an ion implantation process is performed as shown in FIG. As shown in (d), the resist layer 130 is removed by RIE (Reactive Ion Etching) using a fluorine-based gas. As a result, the perpendicular magnetic recording medium 100 is in the state shown in FIG.
  • 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.
  • etching is performed using a fluorine-based gas, but it goes without saying that the type of gas is appropriately changed depending on the material of the resist layer 130. Absent. For example, when a novolac photoresist is used as the resist layer 130, RIE using oxygen gas is suitable.
  • 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 perpendicular magnetic recording medium 100 can be a patterned medium.
  • the non-magnetic portion 134 is promoted to be non-magnetic by using an alkaline solution in the non-magnetization promoting step. And the same advantages as those of the fourth embodiment described above can be obtained.
  • the resist layer 130 is removed in advance by RIE before the immersion in the alkaline solution. Therefore, the immersion time is shortened, and the manufacturing time of the magnetic recording medium is reduced. It is possible to improve.
  • the magnetic recording layer 122 is composed of two layers having a granular structure, but is not limited thereto, and may be composed of one layer or a plurality of layers, and may not have a granular structure. Also good.
  • the magnetic recording medium according to the present invention has been described as the perpendicular magnetic recording medium 100.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention can also be suitably used for an in-plane magnetic recording medium. .
  • the present invention can be used in a magnetic recording medium and a method for manufacturing a magnetic recording medium.

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Abstract

【課題】耐衝撃性などのHDI特性を向上させた磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明にかかる磁気記録媒体100の代表的な構成は、基板上に少なくとも、磁気記録層122と、保護層126と、潤滑層128と、を備える磁気記録媒体100であって、磁気記録層122は面内方向に、磁性材料で構成された磁性記録部136と、磁性記録部136を磁気的に分離させる非記録部134とを具備してなり、非記録部134に対応する表面が磁性記録部136に対応する表面よりも隆起していることを特徴とする。

Description

磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法
 本発明は、磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
 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板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板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磁気記録媒体は、非磁性基板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(例えば特許文献1)や、非磁性基板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(例えば特許文献2)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。
 かかる磁気ヘッドの低浮上量化に伴い、磁気ディスク使用時に磁気ヘッドが磁気ディスクと衝突し、磁気ディスクの表面が損傷してしまうこともあった。そのため磁気ヘッドの高い浮上安定性が求められるようになっている。
 例えば特許文献3には、磁性記録部を非記録部で分断したディスクリートトラックメディアが記載されている。そして磁性記録部の表面を凸とし、非記録部の表面を凹とする構成が開示されている。特許文献3によれば、安定したヘッド浮上特性が得られるとしている。
特開2007-226862号公報 特開2007-157311号公報 特開2005-276275号公報
 しかしながら、いかにヘッドの浮上安定性を高めたとしても、ヘッドシークの方向を変えるとき等に衝突してしまう。上述した特許文献3では磁気記録層において、磁性記録部が非記録部に比べて隆起している。このため、磁気ヘッドが非記録部と比べ隆起している磁性記録部に衝突しやすくなってしまう。磁性記録部は情報を記録する領域であり、磁気ヘッドが衝突すると損傷して読み書きできなくなってしまい、磁気ディスクの耐久性が低下してしまう。
 そこで、さらに耐衝撃耐性などのHDI(Head Disk Interface)特性を向上させた磁気記録媒体およびその製造方法を提供することが望まれている。なおHDI特性とは、ヘッドと磁気ディスク表面の関係に基づく特性である。
 また、上述したパターンドメディアの製造方法のうち、ミリングにより磁気記録層に凹凸を形成した場合、形成された凹部を埋めるために充填層を成膜する必要がある。このとき、充填層をスパッタリングにより成膜すると、凹部には充填層が成膜されるが、当然にして凸部上にも同様に皮膜(充填層)が成膜される。このため、磁気記録媒体の主表面にはかかる皮膜による凸部が形成されてしまう。したがって、凸部上に成膜された皮膜を除去するために、従来ではエッチングにより凸部上に成膜された皮膜を削り、主表面の平坦化を行う必要があった。
 上記の事由から、特許文献1のようにイオン注入による製造方法と、特許文献2のようにエッチングにより磁気記録層をミリングする製造方法とを比較すると、イオン注入による製造方法の方がパターンドメディアをはるかに簡便に製造することが可能であった。
 しかし、イオン注入による製造方法には、これにより形成された非記録部の非磁性化が不十分になりやすいという問題があった。詳細には、イオン注入による製造方法では、イオンビーム法を用いて磁気記録層にイオンを注入することで、イオンを注入された部分の結晶質の磁気記録層を非晶質化し、その部分を非磁性化している。したがって、イオンを注入する量(ドーズ量)が不足すると、非記録部となる磁気記録層の非晶質化が不十分となり、その部分の完全な非磁性化が図れず、非記録部も磁性を有することとなる。その結果、非記録部の磁性が、磁気ヘッドで読み出す際のノイズ源となり、リードライト(Read Write)特性の低下を招いてしまう。
 ここで、非記録部を完全に非磁性化するために、イオンの注入量を増加させることが考えられる。しかし、イオンの注入量を増加させすぎると、非晶質化が促進されすぎ、磁気記録層の非記録部となる部分だけでなく、磁性トラックとなる部分までもが非晶質化(非磁性化)してしまう。その結果、オーバーライト(Over Write)特性の低下を招いてしまう。
 したがって、現状では、イオンの注入量をある程度までで止めるしかなく、イオン注入による製造方法を用いた場合には、若干のリードライト特性の低下を許容せざるを得なかった。このため、イオンの注入量に依ることなく非記録部を確実に非磁性化することが可能な手法の開発が望まれていた。
 そこで、磁性記録部と非記録部とからなる磁性パターンの形成にイオン注入を用いた場合においても、非記録部を確実に非磁性化することができ、磁気記録媒体の品質を向上することが可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することが望まれている。
 上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気記録媒体の代表的な構成は、基板上に少なくとも、磁気記録層と、保護層と、潤滑層と、を備える磁気記録媒体であって、磁気記録層は面内方向に、磁性材料で構成された磁性記録部と、磁性記録部を磁気的に分離させる非記録部とを具備してなり、非記録部に対応する表面が磁性記録部に対応する表面よりも隆起していることを特徴とする。
 かかる構成により、非記録部の方が磁性記録部よりも磁気ヘッドの距離が近くなる。このため磁気記録媒体の上を浮遊する磁気ヘッドがヘッドシーク時に非記録部の表面に先に接触するため、磁性記録部表面への接触を回避しやすくなることにより耐衝撃性などのHDI特性が著しく向上する。なおレジスト層は、アルカリ性溶液に浸漬することにより除去することが望ましい。
 上記非記録部の比透磁率μが2~100であるとよい。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を向上させることが可能となる。
 上記非記録部の上にレジスト剤の残渣があり、磁性記録部の上のレジスト剤の残渣は前記非記録部の上より少ないか、またはないとよい。換言すれば、非記録部の上にレジスト剤があり、磁性記録部の上のレジスト剤は非記録部の上より少ないか、またはないとよい。非記録部の上にレジスト剤があり、磁性記録部の上に残ったレジスト剤よりも多いことにより、その分だけ非記録部の表面が隆起する。
 上記課題を解決するために、本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、上記磁気記録層を成膜し、レジスト層を成膜し、レジスト層に所定の凹凸パターンを成膜し、パターン形成後のレジスト層の凹部に残渣がある状態でイオン注入し、残渣を残してレジストの凸部を除去することを特徴とする。換言すれば、非記録部の上のレジスト剤が磁性記録部の上のレジスト剤よりも多く残るようにレジスト層を除去する。
 レジスト層にイオン注入をおこなうと、レジスト層の表層に当たる部分は変質(焼きつき)し周囲と癒着する。レジスト層成膜後に所定の凹凸パターンを形成する際に、凹部は凸部と比べて厚みが著しく薄いものとなる。レジスト層が十分な厚みを持った状態でイオン注入された場合、レジスト層の表層部分だけが変化するが、凹部はレジストの残渣直下が非記録部であるので、非記録部にレジスト残渣が(変質したレジスト層)癒着する。しかし、レジスト層の表層以外の部分はレジスト層が成膜された状態をイオン注入後も保つことができるので、レジスト層をきれいに除去することが可能である。
 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は、磁気記録層を成膜し、磁気記録層より上にカーボン保護層を成膜し、カーボン保護層より上にレジスト層を成膜し、レジスト層上に所定の凹凸パターンを形成し、レジスト層の上からNイオンを注入し、レジスト層を除去し、カーボン保護層の上にパーフロロポリエーテル(PFPE)からなる潤滑層を成膜することを特徴とするとよい。
 非記録部を形成するイオンにNを用いることにより、カーボン保護層(COC:カーボンオーバーコート)の非記録部に対応する位置に、多量のNイオン(窒素イオン)が含有される。潤滑層を構成するPFPEの分子はNイオンに結合するため、非記録部の表面のNイオンが増加することにより、磁性記録部の表面よりも非記録部の表面のほうがPFPEの付着量が向上し、非記録部の上の潤滑層が厚くなる。従って磁気記録部よりも非記録部を隆起させることができ、磁気記録部の保護が可能となる。
 上記課題を解決するために、本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、基板上に少なくとも、面内方向に磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、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レジスト層の厚さを部分的に変化させ所定のパターンの凸部と凹部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凹部から磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、を含み、レジスト層除去工程は、レジスト層をアルカリ性溶液に浸漬することによりレジスト層を除去し、且つレジスト層除去後も継続してアルカリ性溶液に浸漬することにより非記録部の非磁性化を促進することを特徴とする。
 上記構成によれば、レジスト層除去工程においてレジスト層の除去に用いるアルカリ性溶液により、レジスト層の除去だけでなく、非記録部の非磁性化を促進することが可能となる。これにより、イオン注入工程において非記録部の非磁性化が十分に図れていない場合であっても、レジスト層除去工程において、かかる非記録部を確実に非磁性化することができる。したがって、磁性記録部と非記録部とからなる磁性パターンの形成にイオン注入を用いた場合においても、非記録部の磁性に起因するリードライト特性の低下を防ぐことができ、当該磁気記録媒体の品質を向上することが可能となる。また磁性パターンの形成にイオン注入を用いることで、ミリングによる場合よりもパターンドメディアを簡便に製造することができ、磁気記録媒体の製造効率を向上することが可能となる。
 なお、アルカリ性溶液により非記録部の非磁性化が促進される機構については、定かではないが、磁気記録層にアルカリ性溶液が浸透すると、磁気記録層の磁性粒子を構成する金属がアルカリ性溶液に溶解し、これにより、磁性粒子の微細化が促進され、磁性粒子の大きさが極めて小さくなり、磁性粒子が常磁性(パラ磁性)体となるためであると考えられる。
 上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の他の構成は、基板上に少なくとも、面内方向に磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、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レジスト層の厚さを部分的に変化させ所定のパターンの凸部と凹部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凹部から磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、RIEによりレジスト層を除去するレジスト層除去工程と、レジスト層を除去した後にアルカリ性溶液に浸漬することにより非記録部の非磁性化を促進する非磁性化促進工程と、を含むことを特徴とする。
 かかる構成においてもアルカリ性溶液を用いることで非記録部の非磁性化を促進することができ、上述した利点と同様の利点を得ることができる。そして、上記構成では、アルカリ性溶液への浸漬の前にRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により予めレジスト層を除去しておくため、浸漬時間の短縮を図ることが可能となる。したがって、当該磁気記録媒体の製造時間の短縮を図ることができ、製造効率の向上を図ることが可能となる。
 上記のアルカリ性溶液はpH9以上のKOH溶液であるとよい。KOHは強塩基であるため、KOH溶液は強いアルカリ性を示す。したがって、アルカリ性溶液としてKOH溶液を用いることにより、非記録部を最も効果的に非磁性化することが可能となる。
 上記のKOH溶液の濃度は10wt%以上であるとよい。これにより、非記録部をより確実に非磁性化することが可能となる。
 上記のアルカリ性溶液への浸漬時間は、4時間以上であるとよい。かかる構成により、磁気記録層において非記録部となる部分に、アルカリ性溶液を確実に浸透させることができる。
 当該磁気記録媒体の製造方法は、CVD法により磁気記録層上にC系材料からなる保護層を成膜する保護層成膜工程を更に含み、レジスト層成膜工程では、保護層上にレジスト層を成膜するとよい。
 上記構成によれば、磁気記録層とレジスト層との間には保護層が介在することとなるため、レジスト層に浸漬させたアルカリ性溶液が磁気記録層に直に接することがない。したがって、磁気記録層において磁性記録部となる部分へのアルカリ性溶液の浸透を防止することができ、かかる部分の非磁性化を防ぐことが可能となる。
 なお、上記の保護層が、磁気記録層において非記録部となる部分へのアルカリ性溶液の浸透を妨げることはない。これは、詳細には、磁気記録層上に保護層が成膜された場合、上述したイオン注入工程において、レジスト層および保護層を介して磁気記録層にイオンが注入される。このため、イオンが通過した保護層(皮膜)は粗い状態となり、粗くなった保護層にアルカリ性溶液が徐々に浸透し、かかるアルカリ性溶液は最終的に磁気記録層に到達するからである。
 本発明にかかる磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法によれば、非記録部の上を磁性記録部よりも隆起させることにより、磁気ヘッドと磁性記録部の衝突する可能性が低減され、耐久性が向上し、より耐衝撃性などのHDI特性を向上させることができる。
磁気記録媒体の構成を説明する図である。 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。 本実施形態にかかる磁気記録媒体を実際に製造してTEMにて観察した図である。 第1実施形態の実施例と比較例を説明する図である。 第2実施形態における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2実施形態の実施例と比較例を説明する図である。 第3実施形態における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3実施形態の実施例と比較例を説明する図である。 第4実施形態にかかるパターン形成工程について説明するための図である。 アルカリ性溶液の処理時間に対するヒステリシスループを示す図である。 第5実施形態にかかるパターン形成工程について説明するための図である。
100  …磁気記録媒体
110  …基板
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  …非磁性グラニュラ層
122  …磁気記録層
124  …補助記録層
126  …保護層
126a  …非記録部の上にある保護層
126b  …保護層の隆起した部分
128  …潤滑層
130  …レジスト層
130a  …変質したレジスト層
132  …スタンパ
134  …非記録部
136  …磁性記録部
140  …アルカリ性溶液
 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過ぎず、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)
 図1は本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100(以下、単に磁気記録媒体100と称する。)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、基板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、非磁性グラニュラ層120、第1磁気記録層122a、第2磁気記録層122b、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、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。
[基板成型工程]
 基板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基板110を得ることができる。
(成膜工程)
 上述した基板成型工程で得られた基板110上に、DC(Direct Current)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、除去工程を含むパターン形成工程について説明する。
 付着層112は非晶質であって、基板110に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層114と基板110との付着強度を高める機能を備えている。付着層112は、基板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系非晶質層を選択することができる。
 軟磁性層114は、垂直磁気記録方式において磁気記録層122に対して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やFeCoTaZr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)面が基板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)面が基板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、上層側の第2下地層118bを形成する際に、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。ガス圧を高くするとスパッタリングされるRuイオンの自由移動距離(平均自由行程)が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶分離性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ruの結晶格子の大きさはCoの結晶格子よりも大きいため、Ruの結晶格子を小さくすればCoのそれに近づき、Coのグラニュラ層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
 非磁性グラニュラ層120は非磁性のグラニュラ層である。下地層118のhcp結晶構造の上に非磁性のグラニュラ層を形成し、この上に第1磁気記録層122aのグラニュラ層を成長させることにより、磁性のグラニュラ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。非磁性グラニュラ層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、柱状のグラニュラ構造とすることができる。特にCoCr-SiO、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(SiOx)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrO)、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。
 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、非磁性グラニュラ層120を設けることにより、そのグラニュラ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、Co、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。また、複数の非磁性物質を復号して添加してもよい。
 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、後述するパターン形成工程を施すことにより、磁性記録部と非記録部とが所定のパターンで形成される。これにより、当該垂直磁気記録媒体100をパターンドメディアとし、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。かかるパターンドメディアとしては、当該垂直磁気記録媒体100を、線状に形成した磁性記録部と非記録部とを主表面の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としてもよいし、磁性記録部を主表面に点在させたビットパターンメディアとしてもよい。
 また、後述するイオン注入工程において好適に非記録部134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は基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁気記録層である。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、オーバーライト特性、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。なお、本実施形態では磁気記録媒体100としてディスクリート型を例示しているため補助記録層124を備える構成をとっているが、ビットパターンメディアである場合には、補助記録層を備えなくともよい。
 なお、「磁気的に連続している」とは磁性が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、全体のオーバーライト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(C系材料)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。
(パターン形成工程)
 次に、本実施形態の磁気記録層122に、磁性記録部136と、磁性記録部136を磁気的に分離させる非記録部134とを形成するパターン形成工程について詳述する。ここで、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または保護層成膜工程を行った後に行ってもよい。
 本実施形態において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、パターン形成工程を行った後に保護層126を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になる。また、後述するようにアルカリ性溶液によってレジスト層を除去する場合には、レジスト層に浸漬させたアルカリ性溶液が磁気記録層122に直に接しないため、磁気記録層122において磁性記録部となる部分へのアルカリ性溶液の浸透を防止し、その部分にイオンが注入されることを防ぐことが可能となる。これにより、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より基板110側の層の記載を省略する。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、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UV硬化樹脂や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、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磁性記録部136と、磁性記録部136を隔離するための非記録部134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。
(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、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、非記録部134が形成される。レジスト層130の凸部の下にある部分、つまり磁性記録部136を磁気的に分離することが可能となる。
 本実施形態では、注入されるイオンの総量(ドーズ量)を制御することにより、レジスト層130の凹部の下にある磁気記録層122の非記録部134の比透磁率を2~100にする(図2中、非記録部134をハッチングで示す)。磁性記録部136を磁気的に分離する非記録部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136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。ドーズ量は1E15~1E17atoms/cmとすることが好ましく、例えば2E16atoms/cmとすることができる。
 非記録部134を比透磁率が200以上(ソフト:軟磁性と称する)で構成した場合には、書き込みは容易であるが、磁区幅が大きくなるためノイズが大きい。したがってSNRが悪くなるため、読み出し特性は低下してしまう。非記録部134を比透磁率2以下(ハードと称する)で構成した場合には、書き込みが困難であるため、読み出し特性も悪い。これらに対し、非記録部134を比透磁率が2~100以下(セミハードと称する)にした場合には、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。
 本実施形態では、注入するイオンとしてNを好適に用いることができる。他のイオンとしては、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してもよい。
 また、イオンを注入するエネルギー量は1~50keVであることが好ましく、例えば20keVとすることができる。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136の磁気的な分離が適切に行われないためである。また50keV以上であると、磁気記録層122の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136までイオン注入されてしまったりするためである。
 ここで、レジスト層130に形成されたパターンの表面にあたる部分に付いては、イオン注入を行う際に、大量のイオンが通過することによって変質し、変質したレジスト層130aが形成される。そして凹部は、極めて薄い残渣が形成されていることから、焼き付きを生じて保護層126に強く癒着する。
(除去工程)
 図2(d)に示すように、レジスト層130をアルカリ性溶液140に浸漬することにより、図2(e)に示すように、レジスト層130をエッチングを行うことなく容易に除去することができる。
 また本実施形態では、アルカリ性溶液としてpH9以上のKOH溶液を用いる。KOHは強塩基であるため、KOH溶液は強いアルカリ性を示す。なお、KOH溶液の濃度は10%(約2mol/l)以上であるとよい。更に、レジスト層除去工程におけるアルカリ性溶液への浸漬時間は、5分~60分程度であるとよい。なお反応温度は40℃~80℃とすることが好ましい。
 なおレジスト層の除去は、レジスト層130をフッ素系ガスを用いてアッシングまたはRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により除去してもよい。エッチングガスとしてはSFを好適に用いることができるが、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。エッチングガスの種類はレジスト層130の材質によって適宜選択することができる。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、酸素ガスを好適に用いることができる。
 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)を利用することができる。ただしこれに限定されず、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130の表層部は変質が生じるために、薄いレジスト層130の凹部は保護層126に癒着している。そのために、レジスト層130を除去する際に全てが除去されずに、非記録部134の上のレジスト層(レジスト剤)が残渣として保護層表面に残留しやすい。厚みのあるレジスト層130の凸部は、表層は変質しているものの、表層以外の部分はレジスト層130が成膜されたときの状態(性状)をイオン注入後も保つことができるので、磁性記録部136の上のレジスト剤は支障なく除去することができる。このことから、レジスト層130を除去していくとまず凸部が消滅し、さらに除去工程を継続することによって凹部が消滅する。そこで本実施形態では、凹部が消滅する前に除去工程を終了する。すなわち、非記録部134の上のレジスト剤が磁性記録部136の上のレジスト剤よりも多く残るようにレジスト層を除去する。ここで磁性記録部136の上のレジスト剤は必ずしも完全に除去する必要はなく、非記録部134の上の方が多く残り、所望の高低差が形成されていればよい。
(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。
 そして図2(e)に示すように、レジスト層130を除去した後、レジスト層130の残渣が変質したレジスト層130aとして非記録部134上に存在している。かかる残渣により、その残渣の厚みに相当する分だけ潤滑層128を成膜したのちの媒体の表面も隆起した状態となる。
 図3は本実施形態にかかる磁気記録媒体を実際に製造してTEMにて観察した図である。図において、下から大別して基板、軟磁性層、磁気記録層、保護層が見て取れる。最上層は、TEM写真を撮る際にディスクを保護するために成膜したTEM用保護膜である。そして図を参照すれば、非記録部に対応する表面が磁性記録部に対応する表面よりも隆起していることがわかる。縮尺から読み取るところ、隆起の高さ(非記録部と磁性記録部の高さの差)は4nm程度であった。そして、このような構成とした磁気記録媒体は、ピンオン試験や耐衝撃性試験において優れた結果を示し、耐久性の高いHDI特性に優れた磁気記録媒体を得ることができた。これは、磁気ヘッドが接触したとしても非記録部の上に先に接触し、磁性記録部が損傷しないために、磁性記録部が損傷を免れたためと考えられる。
 上記説明したごとく、本実施形態によれば、基板上に少なくとも、非記録部134に対応する表面が磁性記録部136に対応する表面よりも隆起している磁気記録媒体を提供することができる。
 そして例えば、非記録部134の表面を磁性記録部136の表面と比べて1~4nm程度隆起させることができる。これにより、磁気ヘッドが磁気記録媒体100と接触した場合であっても、先に非記録部134の上に接触する。このため、磁性記録部136は非記録部134にくらべ表面への接触を回避しやすくなり、耐衝撃性などのHDI特性が著しく向上する。
(実施例)
 上記実施形態の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を対比して説明する。
 実施例として、基板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。なお、断らない限りスパッタリング成膜時のArガス圧は0.6Paである。付着層112はCr-50Tiを10nm成膜した。軟磁性層114は、0.7nmのスペーサ層114bを挟んで、92(40Fe-60Co)-3Ta-5Zrの第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cをそれぞれ20nm成膜した。前下地層116はNi-5Wを8nm成膜した。下地層118は0.6PaでRuを10nm成膜した上に5PaでRuを10nm成膜した。磁気記録層122は、3Paで90(70Co-10Cr-20Pt)-10(Cr)の第1磁気記録層122aを2nm成膜した上に、3Paで90(72Co-10Cr-18Pt)-5(SiO)-5(TiO)の第2磁気記録層122bを12nm成膜した。補助記録層124は62Co-18Cr-15Pt-5Bを6nm成膜した。保護層126はCVD法によりCを用いて4nm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。
 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。イオン注入工程において、注入するイオンとしてNイオン、エネルギー量約0.5~50.0keV、ドーズ量1E14~1E18[atoms/cm]のイオン注入を行った。
 そしてレジスト層除去工程において、アルカリ性溶液としてのpH9のKOH溶液に60℃の反応温度で30分前後浸漬してレジスト層130を除去した。このとき非記録部の上に0.0~8.8[nm]の残渣が残るように浸漬する時間を調整した。その後に、保護層126の表層を窒化処理してから、潤滑層128をディップコート法によりPFPEを用いて1nm形成した。
 図4は第1実施形態にかかる実施例と比較例を説明する図である。レジスト層の剥離方法、イオン注入のドーズ量[atoms/cm]およびエネルギー量[keV]を様々に変更して、実施例と比較例を対比した。レジスト層の剥離方法は、KOH溶液に浸漬するウェットプロセスか、またはアッシングによるドライプロセスを行った。ただしウェットプロセスにおいては、KOH溶液に代えて、NaOH、アンモニア、有機アルカリ等を用いることもできる。またドライプロセスとしては、アッシングに代えて、RIEを行うこともできる。
 隆起の高さ[nm]は非記録部と磁性記録部の高さの差であって、ここではレジスト層の残渣の厚みを意味している。評価はまず、磁気力顕微鏡(MFM:Magnetic Force Microscopy)で磁気分離の可否を確認した。磁気分離の可否とは、適正に磁気分離されていること、すなわち磁性記録部136同士が分離されていることに加えて、非記録部134が広がりすぎていない(磁性記録部136に過剰にイオンが注入されていない)ことを判断基準とした。次に、分離が確認できたものに関して、リードライト試験でヘッドの浮上可否を確認した(衝撃試験前ヘッド浮上可否試験)。さらに衝撃試験前ヘッド浮上可否試験において磁気ヘッドが浮上したものに関して、耐衝撃性試験を実施した。耐衝撃性試験は、媒体をハードディスクに組み込んだ状態で、1mの高さから自由落下させた。こののち、リードライト試験でヘッド浮上可否を確認した(衝撃試験後ヘッド浮上可否試験)。これらの項目に関して、それぞれOK/NGの評価を行い、いずれかの段階でNGであったものはそれ以降の試験は行わなかった。
 図4を参照すると、実施例1-1~実施例1-10では、残渣の高さ(残渣の厚み)が1~4[nm]の範囲にあり、磁気分離が適正にされており、耐衝撃性試験においてクラッシュを生じなかった。特に実施例1-5と比較例1-13とを比較すると、残渣の厚みの有無の差異により、衝撃試験後ヘッド浮上試験の可否が改善されていることがわかる。このことから、残渣の高さ(残渣の厚み)を1~4[nm]の範囲とすることにより、適正に磁気分離しつつ、耐衝撃性の向上が図れることが確認できた。これは、非記録部に所定の厚みの残渣を残すことによって、残渣が一種の保護膜として作用し、磁気ヘッドと磁性記録部136の衝突する可能性を低減したためと考えられる。一方、上記の範囲から外れた比較例は、ヘッド浮上可否試験でクラッシュ(NG)を生じた。1nm未満であった場合には、上記のような残渣の保護膜作用がなく、磁性記録部が磁気ヘッドとの衝突によって損傷を受けてしまったものと考えられる。また4nmより大きい場合には、高低差が大きすぎてヘッドの浮上が不安定になってしまったものと考えられる。
 また、実施例1-9、1-10と他の実施例を対比すると、アッシングによってレジスト層の除去を行った場合であっても、隆起の高さを1~4[nm]とすることにより、同様に耐衝撃性の向上が図れることが確認できた。これにより、レジスト層の除去方法によらず、非記録部に所定の厚みの残渣を残すことによって、本実施形態の作用効果を得られることが確認された。
 比較例1-1~1-9、1-12を参照すると、磁気分離が不完全であった。これらは、エネルギーとドーズ量から決まるイオンの分布状態が適正ではないことを意味している。詳細には、比較例1-1~1-6、1-8では、エネルギーまたはドーズ量が小さすぎて磁気分離が不足したものと考えられる。比較例1-7、1-9、1-12ではエネルギーまたはドーズ量が多すぎるために、磁性記録部136の領域にまでイオンが浸透して磁性記録部が小さくなってしまい、信号が弱くなってしまったためと考えられる。
 次にイオン注入の項目に注目すると、エネルギーが大きくなるほど、またはドーズ量が大きくなるほど、隆起の高さが高くなっていることがわかる。これは、エネルギーまたはドーズ量が大きくなるほど多くのレジスト剤が変質(焼き付き)を生じ、残渣が残りやすいことを示している。もちろんどれほどのレジスト剤が変質していたとしても、除去工程(アルカリ性溶液浸漬やアッシング)を多く行えば、全てのレジスト剤を除去することができる。しかし同程度の除去工程を行った場合には、エネルギーが大きいほど高い隆起の残渣を形成しやすいことがわかる。この観点から本実施例では、少なくともドーズ量が1E15~1E17[atoms/cm]であって、エネルギーが5.0~50.0[keV]の範囲であれば好適な高さの残渣を形成できることが確認できた。
(第2実施形態)
 本発明にかかる磁気記録媒体およびその製造方法の第2実施形態について説明する。図5は、第2実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程を説明する図である。上記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。
 上記実施形態においては、非記録部134の上にレジスト剤の残渣を残すことにより、非記録部134の上に隆起を形成するように説明した。それに対し本実施形態は、潤滑層128の保護層126への付着量を向上させることにより、潤滑層128の厚みを異ならせて、非記録部134の上に隆起を形成するものである。
 まず図5(a)に示すように、磁気記録層122の上に補助記録層124、保護層126、レジスト層130を順に形成する。次に図5(b)に示すように、スタンパ132を用いてレジスト層130に所定の凹凸パターンを形成する。そして図5(c)に示すように、パターンが形成されたレジスト層130の上からイオン注入を行い、磁気記録層122に非記録部134と磁性記録部136を形成する。本実施形態では、イオン注入はNイオンを用いて行う。
 次にレジスト層130の除去を行うが、第2実施形態では図5(d)に示すように全てのレジスト剤を除去する。なお上記第1実施形態のように残渣を残すか、第2実施形態のように全てを除去するかは、アルカリ溶液に浸漬する時間またはレジスト層除去工程の処理時間によって調節することができる。
 ここで、非記録部134の上にある保護層126aは、磁性記録部136の上よりも、注入されたNイオンが多く含有されている。このため、非記録部134の上にはPFPEの分子がより多く結合し、付着量が多くなる。PFPEの分子は長鎖であるから、付着量が多くなるとその領域の体積が顕著に大きくなり(層が厚くなり)、図5(e)に示すように、非記録部134の上が隆起した状態となる。
 すなわち、レジスト層130の上からNイオンを注入し、レジスト層130を除去し、保護層126(カーボン保護層)の上にPFPE(パーフロロポリエーテル)からなる潤滑層128を成膜することにより、非記録部134の上の潤滑層128が隆起した磁気記録媒体100を製造できる。
(実施例)
 上記実施形態の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
 本実施形態においては、イオン注入工程において、注入するイオンとしてNイオン、エネルギー量約20.0keV、ドーズ量1E14~1E18[atoms/cm]のイオン注入を行った。レジスト層除去工程において、レジスト層130は完全に除去した。その他の点については、上記第1実施形態の実施例と同様にして作成した。
 図6は第2実施形態にかかる実施例と比較例を説明する図である。図6において潤滑層の厚みの差[nm]は非記録部134と磁性記録部136の潤滑層128の厚みの差であって、それぞれの媒体の潤滑層の厚みの平均値は1.2nmになるように調整した。比較例2-3では注入イオンとしてArを用いており、潤滑層の付着量が増加しないために、潤滑層の厚みの差が0になっている。
 図6を参照すると、実施例2-1~実施例2-3では、潤滑層128の厚みの差が0.2~0.4[nm]の間にあり、磁気分離が適正にされており、耐衝撃性試験においてクラッシュを生じなかった。特に実施例2-2と比較例2-3を比較すると、潤滑層128の厚みに差を設けることにより、衝撃試験後ヘッド浮上試験の可否が改善されていることがわかる。このことから、潤滑層128の厚みの差を0.2~0.4[nm]とすることにより、適正に磁気分離しつつ、磁気分離耐衝撃性の向上が図れることが確認できた。耐衝撃性が向上したのは、非記録部134の上の潤滑層128が隆起することにより、磁気ヘッドが衝突しても厚い潤滑層128によって滑り、磁性記録部136の上の潤滑層128に衝突することを防止したためと考えられる。またこの場合において、磁性記録部136の上の潤滑層128が薄いことにより、リードライト特性の低下を防止している。
 なお、比較例2-1、2-2は、磁気分離が不完全であった。これはエネルギーまたはドーズ量が過小または過大であったために、イオンの分布状態が適正でなかったものと考えられる。また比較例2-1、2-2では衝撃試験前ヘッド浮上可否試験も行ったが、クラッシュ(NG)を生じている。比較例2-1では、非記録部の隆起が0.1[nm]と小さかったために、磁性記録部を保護できなかったためと考えられる。また比較例2-2では、ドーズ量が過大であったため、潤滑剤が厚くなりすぎたことで、ヘッドとディスクの間の干渉作用が起こり、ヘッドの浮上が不安定になったためと考えられる。
(第3実施形態)
 本発明にかかる磁気記録媒体およびその製造方法の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態にかかる磁気記録媒体100の製造方法の工程を示した図である。上記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。
 図7(a)~図7(c)までは第1の実施形態と同様であり、図7(a)に示すように磁気記録層122、補助記録層124、保護層126、レジスト層130を形成した後に、図7(b)に示すようにレジスト層130にスタンパ132を押圧して所定の凹凸パターンを形成し、図7(c)に示すようにイオンを注入して非記録部134と磁性記録部136とを形成する。このとき、非記録部134の体積が膨張するようにイオンを打ち込む。打ち込むイオンとしては原子量が大きいものが好ましく、Kr、Xe等を好適に用いることができる。
 そして図7(d)に示すように非記録部134が隆起し、これに伴い、保護層126にも非記録部134の隆起した部分に押し出される格好で隆起した部分126bが形成される。そして、図7(d)に示すようにレジスト層130を除去し、図7(e)に示すように表面の隆起した磁気記録媒体100に潤滑層128を成膜することで、図7(f)に示すように非記録部134が隆起した磁気記録媒体を製造することができる。
 なお、イオンの体積によって隆起を形成するために、非記録部134を形成するためのドーズ量よりも、意図的にさらに多くのイオンを注入(ドーズ)してもよい。また、イオン注入のエネルギー量を調整し、ターゲットとする層(注入する深さ)を磁気記録層122や補助記録層124ではなく、保護層126としてもよい。
(実施例)
 上記実施形態の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
 本実施形態においては、イオン注入工程において、注入するイオンとしてXeイオン、エネルギー量約20.0keV、ドーズ量1E14~1E18[atoms/cm]のイオン注入を行った。レジスト層除去工程において、レジスト層130は全て除去した。その他の点については、上記第1実施形態の実施例と同様にして作成した。
 図8を参照すると、実施例3-1~3-3は、膨張による隆起の高さが1.1~2.1[nm]の範囲にあり、耐衝撃性試験においてクラッシュを生じなかった。このことから、イオン注入によって非記録部を膨張させて隆起させることによっても、耐衝撃性を向上できることが確認された。なお第1実施形態の実施例の結果を参照すれば、隆起の高さが1.0~4.0[nm]の範囲にあればクラッシュを生じないと考えられる。しかし、膨張による隆起では高さを得にくく、比較例3-2に示されるように隆起の高さが2.8[nm]となった時点でイオン注入量が過大となってしまっていた。
(第4実施形態)
 図9は、第4実施形態にかかるパターン形成工程について説明するための図である。なお、図9において、理解を容易にするために磁気記録層122より基板110側の層の記載を省略する。
 第4実施形態は、アルカリ性溶液に浸漬してレジスト層を除去し、さらにレジスト層除去後も継続してアルカリ性溶液に浸漬することにより、非記録部の非磁性化を促進する例である。第4実施形態にかかる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、レジスト層除去工程が含まれる。以下、パターン形成工程の詳細について説明する。
(レジスト層成膜工程)
 図9(a)に示すように、補助記録層124および保護層126を介して、磁気記録層122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としては、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。
(パターニング工程)
 図9(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)。これにより、レジスト層130が加工され、かかるレジスト層130の厚さが部分的に変化する。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、所定のパターン(磁性パターン)の凸部と凹部からなる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130成膜の際に、フォトレジストをレジスト層130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。
(イオン注入工程)
 図9(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を介在させた状態で、かかるレジスト層130の凹部から、第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122b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を非磁性化し、非記録部134(図9中、ハッチングで示す。)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の磁気記録層122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。
 なお、本実施形態では、注入するイオンとしてAr、N、Oの1または複数を用いる。しかし、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の発生原因となる。その結果、当該垂直磁気記録媒体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となる磁気記録層122までもが非磁性化されてしまう。
 更に、注入されるイオンの総量(ドーズ量)は、1E15~1E17atoms/cmである。これにより、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。
(レジスト層除去工程)
 図9(d)に示すように、レジスト層130をアルカリ性溶液140に浸漬することにより、図9(e)に示すように、レジスト層130をエッチングを行うことなく容易に除去することができる。
 そして本実施形態においては、図9(e)のようにレジスト層130が除去された後も、当該垂直磁気記録媒体100の表面をアルカリ性溶液に継続して浸漬する。これにより、非記録部134の非磁性化が促進される。したがって、イオン注入工程における非記録部134の非磁性化が不十分な場合であっても、レジスト層除去工程において、非記録部134を確実に非磁性化することができる。これは、磁気記録層122へのアルカリ性溶液の浸透により、磁気記録層122の磁性粒子を構成する金属がアルカリ性溶液に溶解し、微細化された磁性粒子が常磁性(パラ磁性)体となるためであると考えられる。
 また本実施形態では、アルカリ性溶液としてpH9以上のKOH溶液を用いる。KOHは強塩基であるため、KOH溶液は強いアルカリ性を示す。したがって、非記録部134を最も効果的に非磁性化することが可能となる。なお、KOH溶液の濃度は10wt%以上であるとよい。これにより、非記録部134をより確実に非磁性化することができる。
 更に、レジスト層除去工程におけるアルカリ性溶液への浸漬時間は、4時間以上であるとよい。なお反応温度は40℃~80℃とすることが好ましい。これにより、磁気記録層122において非記録部134となる部分に、アルカリ性溶液を確実に浸透させることができる。
 図10はアルカリ性溶液の処理時間に対するヒステリシスループを示す図である。図10(a)に示すように、アルカリ性溶液(KOH)に浸漬する処理時間に応じて、ループ形状Aからループ形状Cへと遷移している。ループ形状Aのときは、中央部がくびれたループが観察される。そして浸漬時間が経過するにつれて、通常の形状のループへと変化していることがわかる。ここでMOKE評価装置(Magneto-Optical Kerr Effect)のレーザースポット径が約600μmであって、パターンよりもはるかに大きいことから、磁気記録層122の記録部と非記録部134との磁性情報が混在して観察されている。したがってループ形状Aのときにくびれたループとなっているのは、硬磁性(ハード)の記録部と、イオン注入によって軟磁性(ソフト)になった非記録部134との磁性情報が混じっているためと考えられる。
 そして処理時間が経過するにつれてヒステリシスループの形状が通常の硬磁性のものに近づいたのは、非記録部134の磁性が次第に失われていき、非磁性化したことを示している。
 ここで図10(b)に示すように、実施例4-1では10wt%のKOH溶液を用いて、反応温度を40℃とした。実施例4-2では20wt%のKOH溶液を用いて、反応温度を80℃とした。その結果、実施例4-1ではループ形状B、Cに至る処理時間が2時間、4時間であったが、実施例4-2ではそれぞれ15分、30分であった。
 なお、本実施形態においては、レジスト層除去工程におけるアルカリ性溶液への浸漬時間は4時間が好適であるとしたが、これに限定するものではない。詳細には、実施例4-1のように10wt%のKOH溶液を用いた場合には上記の浸漬時間が好適であった。しかし、10wt%よりも更に濃度や反応温度が高いKOH溶液を用いれば、浸漬時間を短縮できることは明白である。また10wt%よりも更に濃度が高いKOH溶液を用いた場合においても浸漬時間を4時間以上とすると、かえって磁気記録媒体の表面の劣化、表面粗さの増大を招くこととなってしまう。したがって、浸漬時間は、KOH溶液の濃度に応じて当然にして調節するべきであり、実使用に際しては生産性の観点から、KOH溶液の濃度および反応温度を、浸漬時間が30分以内となるように調整することが好ましい。一例としては、実施例4-2のような値とすることができる。
 なお、磁気記録層122上(本実施形態においては補助記録層124上)に成膜される保護層126が、磁気記録層122において非記録部134となる部分へのアルカリ性溶液の浸透を妨げることはない。これは、上述したイオン注入工程において、レジスト層130、保護層126および補助記録層124を介して磁気記録層122にイオンが注入されるため、イオンが通過することにより粗い状態となった保護層126にアルカリ性溶液が徐々に浸透し、かかるアルカリ性溶液は最終的に磁気記録層122に到達するからである。
 上述したように、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、レジスト層除去工程を行うことにより、当該垂直磁気記録媒体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、すなわち磁性パターンが形成される。これにより、当該垂直磁気記録媒体100をパターンドメディアとすることが可能となる。
(潤滑層成膜工程)
 図9(f)に示すようにレジスト層除去工程に用いたアルカリ性溶液を除去した後に、垂直磁気記録媒体100(保護層126上)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、垂直磁気記録媒体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。
 上記説明したように、第4実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法(パターン形成工程)によれば、レジスト層除去工程においてレジスト層130の除去に用いるアルカリ性溶液により、レジスト層130の除去だけでなく、非記録部134の非磁性化を促進することができる。したがって、レジスト層除去工程において非記録部134を確実に非磁性化することができるため、磁性パターンの形成にイオン注入を用いた場合においても、非記録部134の磁性に起因するリードライト特性の低下を防ぐことができる。したがって、当該垂直磁気記録媒体100の品質を向上することが可能となる。また磁性パターンの形成にイオン注入を用いることで、ミリングによる場合よりもパターンドメディアを簡便に製造することができ、磁気記録媒体の製造効率を向上することが可能となる。
(第5実施形態)
 本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の第5実施形態について説明する。図11は第5実施形態にかかるパターン形成工程について説明するための図である。なお、第4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。
 第5実施形態にかかる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、レジスト層除去工程、非磁性化促進工程が含まれ、レジスト層除去工程では、アルカリ性溶液を用いたレジスト層の除去平坦化に替えて、RIEによるレジスト層の除去を行う。したがって、第5実施形態にかかる磁気記録媒体としての垂直磁気記録媒体の各層の構成については、第4実施形態にかかる垂直磁気記録媒体100と実質的に同一であり、第5実施形態にかかるパターン形成工程も、イオン注入工程までは第4実施形態と同一の手法である。このため、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略載し、以下の説明では、第4実施形態との差分、すなわち、レジスト層除去工程および非磁性化促進工程についてのみ詳述する。
(レジスト層除去工程)
 図11(a)に示すようにレジスト層130を成膜し、図11(b)に示すようにパターンを転写し、図11(c)に示すようにイオン注入工程を行った後、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(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により除去する。これにより、当該垂直磁気記録媒体100は図11(e)に示す状態となる。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。
 なお、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。
(非磁性化促進工程)
 RIEによりレジスト層130を除去した後に、図11(f)に示すように当該垂直磁気記録媒体100の表面をアルカリ性溶液に浸漬する。これにより非記録部134の非磁性化が促進される。なお、アルカリ性溶液の種類、濃度、および浸漬時間については、第4実施形態において詳述したため、本実施形態においては記載を省略する。
 上述したように、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、レジスト層除去工程、非磁性化促進工程を行うことにより、当該垂直磁気記録媒体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、すなわち磁性パターンが形成される。これにより、当該垂直磁気記録媒体100をパターンドメディアとすることが可能となる。
 上記説明したように、第5実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法(パターン形成工程)においても、非磁性化促進工程においてアルカリ性溶液を用いることで非記録部134の非磁性化を促進することができ、上述した第4実施形態と同様の利点を得ることができる。そして、第5実施形態では、アルカリ性溶液への浸漬の前にRIEにより予めレジスト層130を除去しておくため、浸漬時間の短縮を図り、当該磁気記録媒体の製造時間の短縮、ひいては製造効率の向上を図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形態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。
 例えば、上記実施形態では、磁気記録層122がグラニュラ構造を有する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、グラニュラ構造を有しなくてもよい。また、上述した実施形態において、本発明にかかる磁気記録媒体を垂直磁気記録媒体100として説明したが、これに限定するものではなく、本発明は面内磁気記録媒体においても好適に用いることができる。
 本発明は、磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法に利用することができる。

Claims (12)

  1.  基板上に少なくとも、磁気記録層と、保護層と、潤滑層と、を備える磁気記録媒体であって、
     前記磁気記録層は、面内方向に、磁性材料で構成された磁性記録部と、該磁性記録部を磁気的に分離させる非記録部とを具備してなり、
     前記非記録部に対応する表面が前記磁性記録部に対応する表面よりも隆起していることを特徴とする磁気記録媒体。
  2.  前記非記録部の比透磁率μが2~100であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
  3.  前記非記録部の上にレジスト剤の残渣があり、
     前記磁性記録部の上のレジスト剤の残渣は、前記非記録部の上より少ない、またはないことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
  4.  磁気記録層を成膜し、
     前記磁気記録層より上にレジスト層を成膜し、
     前記レジスト層に所定の凹凸パターンを形成し、
     前記パターン形成後のレジスト層の凹部にレジスト剤の残渣がある状態でイオン注入し、
     前記凹部の残渣が残るように前記レジスト層の凸部を除去することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  5.  磁気記録層を成膜し、
     前記磁気記録層より上にカーボン保護層を成膜し、
     前記カーボン保護層より上に前記レジスト層を成膜し、
     前記レジスト層上に所定の凹凸パターンを形成し、
     前記レジスト層の上からNイオンを注入し、
     前記レジスト層を除去し、
     前記カーボン保護層の上にパーフロロポリエーテルからなる潤滑層を成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  6.  前記レジスト層をアルカリ性溶液に浸漬することにより該レジスト層を除去することを特徴とする請求項3~請求項5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  7.  基板上に少なくとも、面内方向に磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、
     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さを部分的に変化させ所定のパターンの凸部と凹部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凹部から前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
     前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、
    を含み、
     前記レジスト層除去工程は、前記レジスト層をアルカリ性溶液に浸漬することにより該レジスト層を除去し、且つ該レジスト層除去後も継続して前記アルカリ性溶液に浸漬することにより前記非記録部の非磁性化を促進することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  8.  基板上に少なくとも、面内方向に磁性記録部と非記録部とを有する磁気記録層を備えた磁気記録媒体の製造方法であって、
     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さを部分的に変化させ所定のパターンの凸部と凹部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凹部から前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
     RIEにより前記レジスト層を除去するレジスト層除去工程と、
     前記レジスト層を除去した後にアルカリ性溶液に浸漬することにより前記非記録部の非磁性化を促進する非磁性化促進工程と、
    を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
  9.  前記アルカリ性溶液はpH9以上のKOH溶液であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  10.  前記KOH溶液の濃度は10wt%以上であることを特徴とする請求項3に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  11.  前記アルカリ性溶液への浸漬時間は、4時間以上であることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の磁気記録媒体の製造方法。
  12.  当該磁気記録媒体の製造方法は、CVD法により前記磁気記録層上にC系材料からなる保護層を成膜する保護層成膜工程を更に含み、
     前記レジスト層成膜工程では、前記保護層上に前記レジスト層を成膜することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の磁気記録媒体の製造方法。
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