磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置
【課題】 良好な磁気記録特性を有する磁気記録媒体を得る。
【解決手段】 非磁性基板上に形成された非磁性中間層、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、第１のビットパターン状強磁性層、第１のビットパターン状非磁性層、第２のビットパターン状強磁性層を有する垂直磁気記録媒体。
【解決手段】 非磁性基板上に形成された非磁性中間層、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、第１のビットパターン状強磁性層、第１のビットパターン状非磁性層、第２のビットパターン状強磁性層を有する垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の高記録密度化および大容量化を実現する技術として期待されているビットパターンドメディア（ＢＰＭ：Ｂｉｔ Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ）は、物理的もしくは磁気的に分離した１つの磁性ドットが１ビットの情報を記録するという原理的な事情に起因して、情報の書き込みの際に同期記録が必要とされる。
同期記録には記録マージンが大きいことが求められるが、ヘッドの磁界勾配、ドットの位置ばらつき、ドット毎の磁気特性ばらつきなどの要因によって、そのマージンは制限されてしまう。
【０００３】
近年提案されているＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ ＢＰＭは、記録マージンを制限してしまう要因の１つであるドット毎の磁気特性ばらつきを、記録ドットの一部を隣接ドットと磁気的に結合させることで低減させる手法であり、これまで複数の構造形態が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これまで開示されている構造形態は、ドットの磁化が隣接ドットの磁化の向きと同一方向の場合に溝部に垂直方向の磁化成分が発生する。この溝部に生じる垂直方向の磁化成分はノイズ成分となってしまうため、ＳＮが悪くなるということが懸念される。また、ドット磁性部とＣａｐ層が反強磁性的に結合しているＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ ＢＰＭの場合には、ドット磁性部の磁化とＣａｐ層の磁化が互いに打ち消しあい、信号強度が著しく低下しＳＮが悪くなるということも懸念される。また、Ｃａｐ層がドット部の垂直磁性膜と同一材料である場合には、溝部にはやはり垂直磁化成分が生じてしまう。
【０００５】
以上のように、Ｃａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭはこれまで複数の構造が提案されているが、いずれも隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部で垂直方向の磁化成分が発生する問題がある。これは結果的に信号のＳＮ劣化を招くことが予想されるため重大な問題である。
【０００６】
したがって、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、個々のドットが示す固有の磁化反転磁界のばらつきに起因するｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果を両立する磁気記録媒体が求められている。このとき、信号強度を低下させないことも必要である。Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値及びｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値は、それぞれ５〜６％以下に抑えることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４５０８１８３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】IEEE Transaction on Magnetics47,18(2011)
【非特許文献２】Applied Physics Letters Vol 98,012513(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施形態は、良好な磁気記録特性を有する磁気記録媒体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、非磁性基板、該非磁性基板上に形成された非磁性中間層、該非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、該反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、
該第１のビットパターン状非磁性層上に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図２】第２の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図３】第３の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図４】第４の実施形態に係る磁気記録再生装置の一例を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板、非磁性基板上に形成された非磁性中間層、非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、第１の非磁性下地層上に形成された少なくとも３層のビットパターン状に加工された層を含む。ビットパターン状に加工された層は、第１のビットパターン状強磁性層、第１のビットパターン状非磁性層、及び第２のビットパターン状強磁性層の積層を含む。
【００１３】
第２の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、上記第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の他の例であって、反強磁性層が、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層を交互に各々２回以上積層した多層体であるか、または０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する酸化物層を、順に各々２回以上積層した多層体であること以外は、第１の実施形態と同様の構成を有する。
【００１４】
第３の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、反強磁性層の代わりに、１ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有し、鉄，コバルト，及びニッケルから選択される少なくとも１種の金属、及び該金属と非磁性金属元素を含む強磁性合金からなり、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、
Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ（原子％）である強磁性層を設けること以外は、第１の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体と同様の構成を有する。
【００１５】
第４の実施形態に係る磁気記録再生装置は、上記第１、第２、第３の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体のいずれかと、記録再生ヘッドとを有する。
【００１６】
実施形態によれば、ビットパターンのドット毎の磁気特性ばらつき（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ）を低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部に垂直方向の磁化成分の発生を抑制することが可能である。また、ドット磁性部の磁化とＣａｐ層磁化の打ち消しあいも無いため、信号強度の低下も抑制することが可能である。このように、実施形態によれば、良好な磁気特性が得られる。
【００１７】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、図１に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成され、前記非磁性中間層２上に膜厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の反強磁性層３が形成され、前記反強磁性層３上に、膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成され、前記非磁性層４上に強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、このうち少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７が、所定のパターンで配列された複数の凸部からなるビットパターン状にパターン加工されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００１９】
反強磁性層３の膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲であれば、ダイポール磁界強度と同程度の交換等価磁界強度を得ることが可能である。膜厚が２ｎｍ以下の場合は室温以上に反強磁性体ネール温度を確保することが困難になる。膜厚が３０ｎｍ以上の場合は交換等価磁界強度がダイポール磁界強度と比較して大きくなりすぎてドットの磁化反転時にクラスターが形成される。クラスターが形成されると１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できない。
【００２０】
反強磁性層３としては、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，ＮｉＯを使用することができるが、これらの合金の組成比については特に限定されない。
【００２１】
ここで、合金等の二以上の元素の組み合わせにおいて、組成比が特に明記されていない場合は、その合金について組成比が特に限定されていないことを意味するものとする。例えばＣｒＭｎはＣｒ組成比５０原子％を意味しているわけではなく、ＣｒとＭｎの合金ということを意味している。また、これらの材料であれば室温以上でダイポール磁界を相殺できる程度の交換等価磁界強度を得ることが可能である。なお、これらの材料の反強磁性層材料は規則合金、不規則合金どちらでも良く、特に限定されない。反強磁性層の磁化容易軸は垂直方向、面内方向どちらでも構わない。
【００２２】
反強磁性層は正味の磁化量がゼロであるため、隣接ドットがいかなる状態であっても溝部Ｃａｐ層に垂直成分の磁化成分を持たない。
【００２３】
非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲であれば、強磁性層５の結晶配向性を維持した上で、反強磁性層へのエッチングダメージや、下地層例えば非磁性中間層及び反強磁性層等からのコロージョンを防止できる。膜厚が０．２ｎｍ以下の場合は、大よそ単原子層以下の膜厚であり層形成が困難であるため、反強磁性層へのエッチングダメージ防止効果、及び下地層からのコロージョン防止効果が低下するため好ましくない。膜厚が５ｎｍ以上の場合は、強磁性層５の結晶配向性が低下する。この場合、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００２４】
非磁性層４の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などがあげられる。これらの材料は下地の反強磁性層と比較して酸化しにくいため、反強磁性層へのエッチングダメージ防止や、反強磁性層を含む下地層からのコロージョン防止効果が得られる。なお、反強磁性層へのエッチングダメージや下地層からのコロージョンなどが無視できる程度に小さい場合は、非磁性層４を省略することも可能である。
【００２５】
強磁性層５の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下にすることができる。１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であれば、ドットの熱安定性を十分に確保することが可能である。強磁性層５の材料としては大きな結晶磁気異方性が得られる磁性材料を用いることができる。例えばＰｔ組成比が１０〜３０原子％程度で不規則相のＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＲｕＰｔ、もしくはＣｏ／Ｐｄ，Ｃｏ／Ｐｄ人工格子膜やＦｅ系、Ｃｏ系の規則相合金（例えば、Ｌ１０ＦｅＰｔ，Ｌ１０ＦｅＰｄ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｔ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｄ，Ｃｏ３Ｐｔ，ＣｏＰｔ３）などがあげられる。
【００２６】
非磁性中間層２の材料については、反強磁性層３、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、反強磁性層３がＭｎＰｔの場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いることができる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることができる。この膜厚範囲であれば、反強磁性層３、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、反強磁性層３としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００２７】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料は、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。強磁性層７の材料は、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などが好ましい。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００２８】
パターン化については、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がパターン化されている。さらには、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５と、非磁性層４の一部とがパターン化され得る。このようにすることで、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００２９】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することができる。
【００３０】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活すること で、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。
【００３１】
物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１５ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、実施形態に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００３２】
以上のように、第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体はＣａｐ層に正味の磁化量がゼロである反強磁性層を用いているため、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を持たないことが特徴である。なお、ドットからの信号強度や隣接ドットと磁化の向きが同じ時の溝部Ｃａｐ層の磁化の垂直成分の有無は、ＨＤＤもしくはスピンスタンドでの磁気ヘッドによる波形取得、もしくは磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）（Magnetic Force Microscopy）測定などから判断することが可能である。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、図２に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成されている。非磁性中間層２上に、それぞれの膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の強磁性層と非磁性層を交互に各々2回以上積層した積層構造、もしくはそれぞれの膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の強磁性層と非磁性層と酸化物層の組合せを順に各々2回以上積層した構造からなる反強磁性層３’が形成されている。図２では例として、強磁性層と非磁性層を交互に２回積層して、強磁性層８−１、非磁性層９−１、強磁性層８−２、及び非磁性層９−２からなる反強磁性層３’が形成されている。反強磁性層３’上に、膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成されている。非磁性層４上には強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がビットパターン状に加工されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００３４】
反強磁性層３’として、強磁性層、非磁性層、及び酸化物層を積層する場合、各膜厚は０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下にすることができる。この膜厚の範囲内であれば、室温以上でも反強磁性特性を示す。強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以下だと大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。強磁性層の膜厚が３ｎｍよりも大きいと強磁性層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなり、この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３５】
また、反強磁性層３’中の非磁性層の膜厚については、この膜厚範囲の中で非磁性層を挟む上下の強磁性層の磁化が反強磁性結合する膜厚であることが良い。ただし、非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以下だと、大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。非磁性層の膜厚が３ｎｍ以上だと、非磁性層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなる。この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３６】
酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ以下であると、おおよそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。酸化物層の膜厚が３ｎｍ以上であると、酸化物層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなり、この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３７】
反強磁性層３’中の強磁性層と非磁性層の積層、及び強磁性層と非磁性層と酸化物層の積層の開始層、積層終了層、積層順序及びその積層回数については、その積層構造全体で反強磁性となっていれば特に限定されない。なお、反強磁性層３’の磁化容易軸は垂直方向、面内方向どちらでも構わない。
【００３８】
これらの積層構造による反強磁性層３’は、全体として正味の磁化量がゼロであるため、隣接ドットがいかなる状態であっても溝部Ｃａｐ層に垂直成分の磁化成分を持たない。
【００３９】
反強磁性層３’中の強磁性層の材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＲｕが好ましい。非磁性層の材料としては、Ｃｒ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇが好ましい。また、酸化物層の材料としては、強磁性層の酸化物、ＳｉＯ２が好ましい。これらの材料の組み合わせの各々2回以上の複数回積層構造からなる反強磁性層であれば、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
反強磁性層３’上に設けられる非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲であれば、強磁性層５の結晶配向性を維持した上で、反強磁性層３’へのエッチングダメージや、下地層からのコロージョンを防止できる。膜厚が０．２ｎｍ以下の場合は、大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であるため、反強磁性層３’へのエッチングダメージ防止効果、下地層からのコロージョン防止効果が低下するため好ましくない。膜厚が５ｎｍ以上の場合は、強磁性層５の結晶配向性が低下するため好ましくない。
【００４１】
非磁性層４の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。これらの材料は下地の反強磁性層３’と比較して酸化しにくいため、反強磁性層３’のエッチングダメージ防止や、反強磁性層３’を含む下地層からのコロージョン防止効果が得られる。なお、反強磁性層３’へのエッチングダメージや下地層からのコロージョンなどが無視できる程度に小さい場合は、非磁性層４を省略することも可能である。
【００４２】
強磁性層５の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下にすることができる。１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であれば、ドットの熱安定性を十分に確保することが可能である。強磁性層５の材料としては大きな結晶磁気異方性が得られる磁性材料が使用できる。例えばＰｔ組成比が１０〜３０原子％程度で不規則相のＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＲｕＰｔ、もしくはＣｏ／Ｐｄ，Ｃｏ／Ｐｄ人工格子膜やＦｅ系、Ｃｏ系の規則相合金（例えば、Ｌ１０ＦｅＰｔ，Ｌ１０ＦｅＰｄ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｔ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｄ，Ｃｏ３Ｐｔ，ＣｏＰｔ３）などがあげられる。
【００４３】
非磁性中間層２の材料については、反強磁性層３’、非磁性層４、強磁性層５、非磁性６、強磁性層７、特に反強磁性層３’の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、反強磁性層３’が［Ｃｏ／Ｃｒ］多層膜の場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚範囲であれば、反強磁性層３’、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３’の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３’界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３’界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、反強磁性層としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００４４】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金を用いることができる。強磁性層７の材料としては、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などを用いることができる。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００４５】
パターン化については、少なくとも強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５がパターン化されている。さらには、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、及び強磁性層５と、非磁性層４の一部とがパターン化されている。このようにすることで、ビットパターンのドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００４６】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することができる。
【００４７】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活することで、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。
【００４８】
物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１５ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、実施形態に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００４９】
以上のように、第２の実施形態ではＣａｐ層に正味の磁化量がゼロである反強磁性層を用いているため、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を持たないことが特徴である。なお、ドットからの信号強度や隣接ドットと磁化の向きが同じ時の溝部Ｃａｐ層の磁化の垂直成分の有無は、ＨＤＤもしくはスピンスタンドでの磁気ヘッドによる波形取得、もしくはＭＦＭ測定などから判断することが可能である。
【００５０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、図３に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成されている。また、非磁性中間層２上に膜厚が１ｎｍ以上５ｎｍ以下で、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ(原子％)である強磁性層１１が形成されている。さらに、強磁性層１１上に膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成され、非磁性層４上に強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がパターン化されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００５１】
強磁性層１１は、強磁性ではあるが、膜の交換結合強度が非常に弱いものが選択され得る。膜の交換結合が非常に弱いと、膜面垂直方向の結晶磁気異方性も非常に小さくなり、隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部での垂直方向磁化成分の発生を防止することができる。
【００５２】
このような、交換結合が非常に弱い強磁性体を室温付近（２５０−３５０Ｋ）で実現するためには、具体的にはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらの組み合わせと非磁性元素からなる合金系において、その合金に含まれるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの組成比を減少させて、その合金系のキュリー温度を低減させることで実現可能である。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素の組成比をパラメータとした場合に、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、本発明の効果を実現できる磁性層のその元素Ａの組成比Ｙは、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ (原子％)の範囲で得ることができる。
【００５３】
したがって、強磁性層１１としては、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ (原子％)である。
【００５４】
注目しているＣａｐ磁性層が本発明のＣａｐ層磁性膜としての条件を満足するかどうかは、例えば局所ＥＤＸ（Ｅnergy Ｄispersive X-ray spectrometry）分析とその元素間からなる合金系のキュリー温度特性を確認することで判断することが可能である。
【００５５】
具体的には、局所ＥＤＸ分析を行うことで、注目しているＣａｐ磁性層を構成する元素構成、合金系、組成比を断定することができる。断定された合金系におけるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの組成比に対するキュリー温度の依存性は、別途その合金系を作製し実験によって求めることができる。したがって、その合金系においてキュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素の最大組成比Ｘを求めることができる。その結果として、注目しているＣａｐ磁性層が実施形態であるかを判断することができる。
【００５６】
強磁性層１１の材料としては、磁性膜の交換結合強度に影響する磁性層に含有されるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの組成比に関する前記の条件を満足していれば特に限定されないが、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＲｕ，ＣｏＣｕ，ＦｅＣｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＦｅＲｕ，ＦｅＣｕ，ＮｉＣｒ，ＮｉＣｒＰｔ，ＮｉＰｔ，ＮｉＰｄ，ＮｉＲｕ，ＮｉＣｕであれば強磁性層５の結晶配向性の観点から好ましく、（６０原子％以上８０原子％以下）Ｃｏ−Ｃｒ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｃｏ−（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｏ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｏ−Ｐｄ，（１５原子％以上３５原子％以下）Ｃｏ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｃｏ−Ｃｕ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｆｅ−Ｃｒ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｆｅ−（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｆｅ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｆｅ−Ｐｄ，（１５原子％以上３５原子％以下）Ｆｅ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｆｅ−Ｃｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−Ｃｒ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−（５０原子％以上７０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｐｔ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｐｄ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−Ｃｕであれば特に好ましい。
【００５７】
強磁性層１１の膜厚としては、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚範囲であれば、膜の平坦性を確保しつつ、交換結合強度に対応する交換等価磁界強度を調整することができる。この膜厚範囲外では膜の平坦性を確保できず、特に強磁性層５の良好な結晶配向性を確保することができない。結果としてｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果を得ることができない。
【００５８】
非磁性中間層２の材料については、強磁性層１１、非磁性層４，強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に強磁性層１１の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、強磁性層１１がＣｏ−８０原子％Ｒｕの場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚範囲であれば、強磁性層１１、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に強磁性層１１の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と強磁性層１１界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と強磁性層１１界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、強磁性層１１としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００５９】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料は、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。強磁性層７の材料は、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などが好ましい。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００６０】
パターン化については、少なくとも強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５がパターン化されていることが好ましい。さらには、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５、非磁性層４の一部がパターン化されていれば良い。このようにすることで、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００６１】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することを意味する。
【００６２】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活することで、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１０ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、本発明に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００６３】
＜第４の実施形態＞
図４に、実施形態にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００６４】
実施形態にかかる磁気記録再生装置は、上述のパターンド媒体と記録再生ヘッドとを具備する。
【００６５】
実施形態にかかる磁気記録再生装置６０において、実施形態にかかる情報を記録するための剛構成の磁気ディスク６２はスピンドル６３に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク６２にアクセスして情報の記録を行う記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー６４は、薄板状の板ばねからなるサスペンション６５の先端に取付けられている。サスペンション６５は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム６６の一端側に接続されている。
【００６６】
アーム６６の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ６７が設けられている。ボイスコイルモータ６７は、アーム６６のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。
【００６７】
アーム６６は、固定軸の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ６７によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク６２上におけるスライダー６４の位置は、ボイスコイルモータ６７によって制御される。なお、図４中、６１は筐体を示している。
【実施例】
【００６８】
実施例１
第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を以下のように作製した。
【００６９】
膜の成膜については、アネルバ社製のＣ３０１０でＡｒガスをスパッタガスとして、スパッタ圧力０．７Ｐａで行った。膜構成はガラス基板側から、軟磁性下地層（ＣｏＺｒＴａ １０ｎｍ）、非磁性中間層（Ｐｄ ４ｎｍ／Ｒｕ １０ｎｍ）、反強磁性層（ＭｎＰｔ ５ｎｍ）、非磁性層（Ｐｄ １．５ｎｍ）、強磁性層（ＣｏＰｔ ７ｎｍ）、非磁性層（Ｐｄ １．０ｎｍ）、強磁性層（Ｃｏ ３ｎｍ）とした。これらの膜の上にＢＰＭ加工用のマスク材としてＣ ２０ｎｍを成膜した。
【００７０】
ＢＰＭパターン加工は、３５ｎｍピッチのポリスチレン-ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）（Polystyrene-Polydimethylsiloxane）からなる自己組織化材料でドット形状マスクを形成し、ＲＩＥ装置を使用してそのパターンをＣマスクに転写し、Ａｒミリングによる磁性膜エッチングを行った。
【００７１】
磁性膜エッチングのエッチング深さは二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）（Secondary ion mass spectrometry）によるエンドポイントモニターを用いて、強磁性層（ＣｏＰｔ ７ｎｍ）までのエッチングが終了したところをストップポイントとした。磁性膜エッチング後は、Ｏ２ ＲＩＥでマスクを剥離した後、Ｃ保護膜を１０ｎｍ程度成膜し、ビットパターンド媒体を形成した。
【００７２】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層が設けられていること、及び非磁性層４，その上に設けられ、パターン加工された、強磁性層５，非磁性層６，及び強磁性層７上に、図示しない保護層が設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００７３】
得られたビットパターンド媒体について、以下のように、磁気特性測定を行った。
【００７４】
磁気特性測定は、まず光磁気Ｋｅｒｒ効果を用いたヒステリシス特性の測定からＳＦＤ解析を行い、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％が得られた。
【００７５】
なお、この時のｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤはΔＨｃ法、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤはヒステリシス曲線のＨｃ近傍での微分曲線とｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値を併用することで算出した。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、ドット溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことがわかった。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【００７６】
また、反強磁性層材料として、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＰｔ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，ＮｉＯとしたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったが反強磁性層がＭｎＰｔ ５ｎｍのものと同様の結果が得られた。
【００７７】
下記表１にこれらの結果を示す。
【００７８】
なお、以下、表中のＭＦＭ結果において、○は良好、×は不適を示すものとする。
【表１】
【００７９】
実施例２
第２の実施形態に係るビットパターンド媒体を、反強磁性層の構成を変更する以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００８０】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層を設けること以外は、図２と同様の構成を有する。
【００８１】
実施例２では、反強磁性層３’として、強磁性層Ｃｏ（０．４ｎｍ）と非磁性層Ｃｒ（０．８ｎｍ）を交互に４回積層した反強磁性層を成膜した。このようにして得られた反強磁性層の積層をここでは［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］４と示す。なお、ＢＰＭパターン加工は反強磁性層３’の構成に対応してエッチング時間等を調整した。
【００８２】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．７％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１と同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．３ｍＶであった。
【００８３】
なお、強磁性層をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＲｕ、非磁性層をＣｒ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ、酸化物層をＳｉＯ２もしくは強磁性層の酸化物として、それらの組み合わせである、［Ｆｅ／Ｃｒ］４，［Ｆｅ／Ｃｕ］４，［Ｆｅ／Ｒｕ］４，［Ｆｅ／Ａｕ］４，［Ｆｅ／Ａｇ］４，［Ｃｏ／Ｃｒ］４，［Ｃｏ／Ｃｕ］４，［Ｃｏ／Ｒｕ］４，［Ｃｏ／Ａｕ］４，［Ｃｏ／Ａｇ］４，［Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２ ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４を反強磁性層３’としたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったところ、反強磁性層３’が強磁性層をＣｏ（０．４ｎｍ）、非磁性層をＣｒ（０．８ｎｍ）として４回積層した反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］４のものと同様の結果が得られた。
【００８４】
表２にこれらの結果の一部を示す。
【表２】
【００８５】
実施例３
第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を、反磁性層の代わりに所定の強磁性層を形成すること以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００８６】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層を設けること以外は、図３と同様の構成を有する。
【００８７】
媒体作製の際、実施例１に示される反強磁性層３の代わりにＣｏ−８０原子％Ｒｕ（３ｎｍ）を強磁性層１１として成膜した。それ以外は実施例１と同様である。
【００８８】
実施例１と同様にＳＦＤ解析とＭＦＭ測定を行ったところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．３％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【００８９】
なお、強磁性層１１を、Ｃｏ−３０原子％Ｃｒ（３ｎｍ）、６０Ｃｏ−２０原子％Ｃｒ−Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｃｏ−８０原子％Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｃｏ−８０原子％Ｐｄ（３ｎｍ）、Ｆｅ−８０原子％Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｎｉ−６０原子％Ｐｄ（３ｎｍ）などのＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかを含む合金としたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったが、強磁性層１１がＣｏ−８０原子％Ｒｕ（３ｎｍ）のものと同様の結果が得られた。
【００９０】
下記表３にこれらの結果を示す。
【表３】
【００９１】
比較例１
比較例として、実施例１における反強磁性層をソフト層材料としてＣｏ（２ｎｍ）、反強磁性層上に形成された非磁性層を、Ｒｕ（０．７ｎｍ）として、非磁性層上に形成されるビットパターン形状の強磁性層の磁化とＣａｐ層であるソフト層Ｃｏの磁化が反強磁性結合するＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭを作製した。媒体加工プロセスは実施例１と同様である。
【００９２】
作製した媒体を実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定したところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．３％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．４％が得られた。これらのＳＦＤ値は実施例１、実施例２、実施例３でそれぞれ得られた値と同等であった。しかし、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定ではドット溝部でも磁化信号が得られたほか、ＭＦＭの信号出力も２．１ｍＶとなり、実施例１、実施例２、実施例３の場合の信号出力と比較すると半分程度で、信号のＳＮ比がかなり悪かった。その結果として、ＭＦＭ磁気像におけるドット輪郭部分が、実施例１、実施例２、実施例３と比較してもかなり不明瞭であった。
【００９３】
比較例１の媒体構造では、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果は得られるが、強磁性層５、強磁性層７の磁化とＣａｐ層磁化が反強磁性結合しているために、ドットからの信号強度が大きく減少してしまうことがわかった。また、隣接ドットと磁化の向きが同じ時にＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分が生じてしまうことがわかった。
【００９４】
比較例２
比較例として、実施例１における反強磁性層、その上に形成された非磁性層、パターン加工された強磁性層、パターン加工された非磁性層を省略し、磁気記録層として強磁性層のＣｏＰｔ（７ｎｍ）単層としたＢＰＭ媒体を作製した。ＢＰＭ加工方法は実施例１と概ね同様であるが、磁性膜エッチング深さとしては磁気記録層ＣｏＰｔ７ｎｍすべてをエッチングした。
【００９５】
加工後の磁気特性は実施例１と同様の方法で、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行った。その結果、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとしては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとしては１５％が得られた。
【００９６】
これらのＳＦＤ値は実施例１、実施例２、実施例３と比較すると非常に大きく、比較例２の媒体構造ではＳＦＤ値を低減できないことがわかった。なお、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部への磁化の垂直方向成分に起因する信号出力は見られなかった。
【００９７】
以上、実施例１、実施例２、実施例３と比較例１、比較例２の結果から、本発明に掛かる実施の形態であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果を両立できることがわかった。また、ドットからの信号強度低下も抑制できることができることがわかった。
【００９８】
実施例４
実施例１において、反強磁性層の膜厚を１ｎｍ，２ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍ，４０ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例１と同様の方法で行った。
【００９９】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層の膜厚が２ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１００】
しかし、反強磁性層の膜厚が１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として７％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１１％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１０１】
また、反強磁性層の膜厚が４０ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては０％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に小さな値であった。しかし、外部磁界を用いたＡＣ消磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定を行ったところ、１つの磁区領域が複数個のドットが磁気的につながって形成されていることがわかった。つまり、ドットの磁化反転時にクラスターが形成され、１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できていないことが明らかとなった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１０２】
これらの結果を表４に示す。
【表４】
【０１０３】
以上の結果から、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層の膜厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１０４】
実施例５
実施例１において、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。
【０１０５】
ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例１と同様の方法で行った。
【０１０６】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層上に形成された非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１０７】
しかし、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として９％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１２％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され反強磁性層及び下地層からコロージョンが発生していることがわかった。
【０１０８】
また、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１０９】
これらの結果を下記表５に示す。
【表５】
【０１１０】
以上の結果から、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１１１】
実施例６
実施例２において、反強磁性層中の強磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層中の強磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で行った。
【０１１２】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．３％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【０１１３】
しかし、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．３％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ成分が非常に大きかった。また、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、やはりｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ成分が非常に大きかった。
【０１１４】
これらの結果を表６に示す。
【表６】
【０１１５】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１１６】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１１７】
実施例７
実施例２において、反強磁性層中の非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層中の非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様にして、磁気記録媒体を得た。
【０１１８】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【０１１９】
しかし、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも７．０ｍＶと大きな出力であった。ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として６．０％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に大きかった。
【０１２０】
また、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１２１】
これらの結果を表７に示す。
【表７】
【０１２２】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１２３】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１２４】
実施例８
第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の強磁性層をＣｏ（０．４ｎｍ）、反強磁性層中の非磁性層をＣｒ（０．８ｎｍ）、反強磁性層中の酸化物層をＣｏＯ、その膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍ として４回積層した反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ（０．４ｎｍ）／ＣｏＯ（ｘ＝０．１，０．２，０．５，１，３，４ｎｍ）］４を成膜した。なお、ＢＰＭパターン加工は反強磁性層の構成に対応してエッチング時間等を調整した。
【０１２５】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして４．５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．５％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．４ｍＶであった。
【０１２６】
しかし、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも５．０ｍＶと大きな出力であった。ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５．０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％が得られ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果は得られなかった。
【０１２７】
また、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては６％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては１２％が得られ、やはりｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１２８】
これらの結果を表８に示す。
【表８】
【０１２９】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１３０】
実施例９
実施例２において、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。
【０１３１】
ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で垂直磁気記録媒体を得た。
【０１３２】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１３３】
しかし、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として９％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１２％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され反強磁性層及び下地層からコロージョンが発生していることがわかった。
【０１３４】
また、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１３５】
これらの結果を表９に示す。
【表９】
【０１３６】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１３７】
実施例１０
実施例２において、反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］の積層回数ｎをｎ＝１，２、５，１０としたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層の積層回数に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で行った。
【０１３８】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層の積層回数ｎ＝２，５，１０の媒体で、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。しかし、反強磁性層の積層回数ｎ＝１の媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５.１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１.３％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に小さな値であった。しかし、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定で、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号が得られた。つまり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分が存在することがわかった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１３９】
これらの結果を表１０に示す。
【表１０】
【０１４０】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層の積層回数が各々2回以上の積層であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１４１】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１４２】
実施例１１
実施例３において、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚を０．５ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１４３】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．４ｍＶであった。
【０１４４】
しかし、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が０．５ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として９％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１４５】
また、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２．０％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１４６】
これらの結果を表１１に示す。
【表１１】
【０１４７】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１４８】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１４９】
実施例１２
Ｃｏ−Ｒｕ合金のＣｏ添加量を１０〜９０原子％の範囲で変化させた磁性膜（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）を成膜した。成膜方法については、実施例１と同様でアネルバ社製Ｃ３０１０装置だが、組成比調整はＣｏターゲットとＲｕターゲットの同時スパッタの成膜レート比を合わせることで行った。成膜後のＥＤＸ分析による組成比分析で、成膜レート比と組成比の校正は行っている。これらの膜について、ＶＳＭ装置を用いて試料温度を上げながら飽和磁化の温度依存性を求めることで各膜のキュリー温度を測定した。キュリー温度はＣｏ元素添加量の増加に伴って増加する特性となったが、キュリー温度が４００Ｋ以下となる最大のＣｏ元素添加量は３５原子％であった。
【０１５０】
一方、上記のＣｏ組成比（１０原子％〜９０原子％）を持つ磁性膜（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）を、実施例３における非磁性中間層上に形成される強磁性層１１としたビットパターンド媒体を作製した。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１５１】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が１５原子％以上３５原子％以下、つまり、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＣｏの最大組成比Ｘ（３５原子％）に対して、Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)となるＣｏ組成比Ｙ（１５原子％以上３５原子％以下）でｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．９ｍＶであった。
【０１５２】
しかし、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が１５原子％よりも小さい場合は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１０％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％程度が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１５３】
非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が３５原子％よりも大きい場合は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として２．０％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．０％程度が得られＳＦＤ低減効果は大きかったが、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定でＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号が得られた。また、外部磁界を用いたＡＣ消磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定を行ったところ、１つの磁区領域が複数個のドットが磁気的につながって形成されていることがわかった。つまり、ドットの磁化反転時にクラスターが形成され、１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できていないことが明らかとなった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１５４】
非磁性中間層上に形成される強磁性層１１として、（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）， （１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）として同様の実験を行ったが、（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）と同様の結果が得られ、いずれの場合もキュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ（（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）の場合）およびＮｉ（（１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）の場合）の最大組成比Ｘに対して、Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)となるＦｅ（（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）の場合）およびＮｉ（（１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）の場合）の組成比の範囲で、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果が得られることがわかった。下記表１２は、（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）の結果を示したものである。
【表１２】
【０１５５】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１がＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、前記強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、
Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１５６】
実施例１３
実施例３において、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１５７】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５．５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．５％程度が得られた。また、媒体のＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．４ｍＶであった。
【０１５８】
しかし、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され非磁性中間層上に形成される強磁性層及び下地層から、コロージョンが発生していることがわかった。
【０１５９】
また、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては１．９％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１６０】
これらの結果を表１３に示す。
【表１３】
【０１６１】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１６２】
以下、ＢＰＭパターン加工の一例を示す。
【０１６３】
３５ｎｍピッチのＰＳ−ＰＤＭＳジブロックポリマーをアニソール溶媒で溶かしたものをスピンコートでＣマスク２０ｎｍを
有する媒体上に塗布する。
【０１６４】
Ｎ２雰囲気中で２００℃ １３ｈアニールする。この工程に起因する相分離により、ＰＳ海中にＰＤＭＳからなるドットが形成される。
【０１６５】
ＣＦ４ ＲＩＥでジブロック表面のＰＤＭＳ層をエッチングする。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：１．０Ｐａ、アンテナ電力：１００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：１０ｓｅｃで行う。
【０１６６】
Ｏ２ ＲＩＥでＰＳ領域とＰＳ領域下層のＣマスク層をエッチングし、ＰＤＭＳ＋Ｃマスクからなるドットマスクを形成する。
【０１６７】
エッチング条件は、例えばエッチング圧力：０．１Ｐａ、アンテナ電力：１００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗ、エッチング時間３０秒で行う。
【０１６８】
Ａｒミリングで磁性膜エッチングを行う。磁性膜エッチングのエッチング深さはＳＩＭＳによるエンドポイントモニターを用いて調整する。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：０．０１Ｐａ、加速電圧：４００Ｖ、エッチング時間：６５ｓｅｃで行う。
【０１６９】
Ｏ２ ＲＩＥでＣマスク層を剥離する。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：１．５Ｐａ、アンテナ電力：３００Ｗ、バイアス電力：０Ｗ、エッチング時間：４０ｓｅｃで行う。
【０１７０】
マスク剥離後に膜厚１０ｎｍ以下の範囲でＤＬＣからなるＣ保護膜を成膜する。
【０１７１】
これらの実施形態又は実施例によれば、Ｃａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭにおいて、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能なビットパターンドメディアが得られる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…非磁性基板、２…非磁性中間層、３…反強磁性層、４…第１の非磁性下地層、５…第１のビットパターン状強磁性層、６…第１のビットパターン状非磁性層、７…第２のビットパターン状強磁性層
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録技術を用いたハードディスク装置等に用いられる垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録再生装置の高記録密度化および大容量化を実現する技術として期待されているビットパターンドメディア（ＢＰＭ：Ｂｉｔ Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ）は、物理的もしくは磁気的に分離した１つの磁性ドットが１ビットの情報を記録するという原理的な事情に起因して、情報の書き込みの際に同期記録が必要とされる。
同期記録には記録マージンが大きいことが求められるが、ヘッドの磁界勾配、ドットの位置ばらつき、ドット毎の磁気特性ばらつきなどの要因によって、そのマージンは制限されてしまう。
【０００３】
近年提案されているＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ ＢＰＭは、記録マージンを制限してしまう要因の１つであるドット毎の磁気特性ばらつきを、記録ドットの一部を隣接ドットと磁気的に結合させることで低減させる手法であり、これまで複数の構造形態が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これまで開示されている構造形態は、ドットの磁化が隣接ドットの磁化の向きと同一方向の場合に溝部に垂直方向の磁化成分が発生する。この溝部に生じる垂直方向の磁化成分はノイズ成分となってしまうため、ＳＮが悪くなるということが懸念される。また、ドット磁性部とＣａｐ層が反強磁性的に結合しているＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ ＢＰＭの場合には、ドット磁性部の磁化とＣａｐ層の磁化が互いに打ち消しあい、信号強度が著しく低下しＳＮが悪くなるということも懸念される。また、Ｃａｐ層がドット部の垂直磁性膜と同一材料である場合には、溝部にはやはり垂直磁化成分が生じてしまう。
【０００５】
以上のように、Ｃａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭはこれまで複数の構造が提案されているが、いずれも隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部で垂直方向の磁化成分が発生する問題がある。これは結果的に信号のＳＮ劣化を招くことが予想されるため重大な問題である。
【０００６】
したがって、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、個々のドットが示す固有の磁化反転磁界のばらつきに起因するｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果を両立する磁気記録媒体が求められている。このとき、信号強度を低下させないことも必要である。Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値及びｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値は、それぞれ５〜６％以下に抑えることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４５０８１８３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】IEEE Transaction on Magnetics47,18(2011)
【非特許文献２】Applied Physics Letters Vol 98,012513(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施形態は、良好な磁気記録特性を有する磁気記録媒体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、非磁性基板、該非磁性基板上に形成された非磁性中間層、該非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、該反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、
該第１のビットパターン状非磁性層上に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図２】第２の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図３】第３の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の一例を表す断面図
【図４】第４の実施形態に係る磁気記録再生装置の一例を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、非磁性基板、非磁性基板上に形成された非磁性中間層、非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、第１の非磁性下地層上に形成された少なくとも３層のビットパターン状に加工された層を含む。ビットパターン状に加工された層は、第１のビットパターン状強磁性層、第１のビットパターン状非磁性層、及び第２のビットパターン状強磁性層の積層を含む。
【００１３】
第２の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、上記第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体の他の例であって、反強磁性層が、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層を交互に各々２回以上積層した多層体であるか、または０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する酸化物層を、順に各々２回以上積層した多層体であること以外は、第１の実施形態と同様の構成を有する。
【００１４】
第３の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、反強磁性層の代わりに、１ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有し、鉄，コバルト，及びニッケルから選択される少なくとも１種の金属、及び該金属と非磁性金属元素を含む強磁性合金からなり、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、
Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ（原子％）である強磁性層を設けること以外は、第１の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体と同様の構成を有する。
【００１５】
第４の実施形態に係る磁気記録再生装置は、上記第１、第２、第３の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体のいずれかと、記録再生ヘッドとを有する。
【００１６】
実施形態によれば、ビットパターンのドット毎の磁気特性ばらつき（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ）を低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部に垂直方向の磁化成分の発生を抑制することが可能である。また、ドット磁性部の磁化とＣａｐ層磁化の打ち消しあいも無いため、信号強度の低下も抑制することが可能である。このように、実施形態によれば、良好な磁気特性が得られる。
【００１７】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体は、図１に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成され、前記非磁性中間層２上に膜厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の反強磁性層３が形成され、前記反強磁性層３上に、膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成され、前記非磁性層４上に強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、このうち少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７が、所定のパターンで配列された複数の凸部からなるビットパターン状にパターン加工されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００１９】
反強磁性層３の膜厚は２ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲であれば、ダイポール磁界強度と同程度の交換等価磁界強度を得ることが可能である。膜厚が２ｎｍ以下の場合は室温以上に反強磁性体ネール温度を確保することが困難になる。膜厚が３０ｎｍ以上の場合は交換等価磁界強度がダイポール磁界強度と比較して大きくなりすぎてドットの磁化反転時にクラスターが形成される。クラスターが形成されると１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できない。
【００２０】
反強磁性層３としては、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，ＮｉＯを使用することができるが、これらの合金の組成比については特に限定されない。
【００２１】
ここで、合金等の二以上の元素の組み合わせにおいて、組成比が特に明記されていない場合は、その合金について組成比が特に限定されていないことを意味するものとする。例えばＣｒＭｎはＣｒ組成比５０原子％を意味しているわけではなく、ＣｒとＭｎの合金ということを意味している。また、これらの材料であれば室温以上でダイポール磁界を相殺できる程度の交換等価磁界強度を得ることが可能である。なお、これらの材料の反強磁性層材料は規則合金、不規則合金どちらでも良く、特に限定されない。反強磁性層の磁化容易軸は垂直方向、面内方向どちらでも構わない。
【００２２】
反強磁性層は正味の磁化量がゼロであるため、隣接ドットがいかなる状態であっても溝部Ｃａｐ層に垂直成分の磁化成分を持たない。
【００２３】
非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲であれば、強磁性層５の結晶配向性を維持した上で、反強磁性層へのエッチングダメージや、下地層例えば非磁性中間層及び反強磁性層等からのコロージョンを防止できる。膜厚が０．２ｎｍ以下の場合は、大よそ単原子層以下の膜厚であり層形成が困難であるため、反強磁性層へのエッチングダメージ防止効果、及び下地層からのコロージョン防止効果が低下するため好ましくない。膜厚が５ｎｍ以上の場合は、強磁性層５の結晶配向性が低下する。この場合、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００２４】
非磁性層４の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などがあげられる。これらの材料は下地の反強磁性層と比較して酸化しにくいため、反強磁性層へのエッチングダメージ防止や、反強磁性層を含む下地層からのコロージョン防止効果が得られる。なお、反強磁性層へのエッチングダメージや下地層からのコロージョンなどが無視できる程度に小さい場合は、非磁性層４を省略することも可能である。
【００２５】
強磁性層５の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下にすることができる。１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であれば、ドットの熱安定性を十分に確保することが可能である。強磁性層５の材料としては大きな結晶磁気異方性が得られる磁性材料を用いることができる。例えばＰｔ組成比が１０〜３０原子％程度で不規則相のＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＲｕＰｔ、もしくはＣｏ／Ｐｄ，Ｃｏ／Ｐｄ人工格子膜やＦｅ系、Ｃｏ系の規則相合金（例えば、Ｌ１０ＦｅＰｔ，Ｌ１０ＦｅＰｄ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｔ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｄ，Ｃｏ３Ｐｔ，ＣｏＰｔ３）などがあげられる。
【００２６】
非磁性中間層２の材料については、反強磁性層３、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、反強磁性層３がＭｎＰｔの場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いることができる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下にすることができる。この膜厚範囲であれば、反強磁性層３、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、反強磁性層３としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００２７】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料は、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。強磁性層７の材料は、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などが好ましい。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００２８】
パターン化については、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がパターン化されている。さらには、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５と、非磁性層４の一部とがパターン化され得る。このようにすることで、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００２９】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することができる。
【００３０】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活すること で、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。
【００３１】
物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１５ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、実施形態に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００３２】
以上のように、第１の実施形態に係る垂直磁気記録媒体はＣａｐ層に正味の磁化量がゼロである反強磁性層を用いているため、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を持たないことが特徴である。なお、ドットからの信号強度や隣接ドットと磁化の向きが同じ時の溝部Ｃａｐ層の磁化の垂直成分の有無は、ＨＤＤもしくはスピンスタンドでの磁気ヘッドによる波形取得、もしくは磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）（Magnetic Force Microscopy）測定などから判断することが可能である。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、図２に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成されている。非磁性中間層２上に、それぞれの膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の強磁性層と非磁性層を交互に各々2回以上積層した積層構造、もしくはそれぞれの膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の強磁性層と非磁性層と酸化物層の組合せを順に各々2回以上積層した構造からなる反強磁性層３’が形成されている。図２では例として、強磁性層と非磁性層を交互に２回積層して、強磁性層８−１、非磁性層９−１、強磁性層８−２、及び非磁性層９−２からなる反強磁性層３’が形成されている。反強磁性層３’上に、膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成されている。非磁性層４上には強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がビットパターン状に加工されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００３４】
反強磁性層３’として、強磁性層、非磁性層、及び酸化物層を積層する場合、各膜厚は０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下にすることができる。この膜厚の範囲内であれば、室温以上でも反強磁性特性を示す。強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以下だと大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。強磁性層の膜厚が３ｎｍよりも大きいと強磁性層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなり、この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３５】
また、反強磁性層３’中の非磁性層の膜厚については、この膜厚範囲の中で非磁性層を挟む上下の強磁性層の磁化が反強磁性結合する膜厚であることが良い。ただし、非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以下だと、大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。非磁性層の膜厚が３ｎｍ以上だと、非磁性層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなる。この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３６】
酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ以下であると、おおよそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であり、反強磁性特性を得ることができない。この場合、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。酸化物層の膜厚が３ｎｍ以上であると、酸化物層単体としての特性の影響が大きくなり、積層構造全体としての反強磁性特性が弱くなり、この場合もｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が得られない。
【００３７】
反強磁性層３’中の強磁性層と非磁性層の積層、及び強磁性層と非磁性層と酸化物層の積層の開始層、積層終了層、積層順序及びその積層回数については、その積層構造全体で反強磁性となっていれば特に限定されない。なお、反強磁性層３’の磁化容易軸は垂直方向、面内方向どちらでも構わない。
【００３８】
これらの積層構造による反強磁性層３’は、全体として正味の磁化量がゼロであるため、隣接ドットがいかなる状態であっても溝部Ｃａｐ層に垂直成分の磁化成分を持たない。
【００３９】
反強磁性層３’中の強磁性層の材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＲｕが好ましい。非磁性層の材料としては、Ｃｒ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇが好ましい。また、酸化物層の材料としては、強磁性層の酸化物、ＳｉＯ２が好ましい。これらの材料の組み合わせの各々2回以上の複数回積層構造からなる反強磁性層であれば、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
反強磁性層３’上に設けられる非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲であれば、強磁性層５の結晶配向性を維持した上で、反強磁性層３’へのエッチングダメージや、下地層からのコロージョンを防止できる。膜厚が０．２ｎｍ以下の場合は、大よそ単原子層以下の膜厚であるため層形成が困難であるため、反強磁性層３’へのエッチングダメージ防止効果、下地層からのコロージョン防止効果が低下するため好ましくない。膜厚が５ｎｍ以上の場合は、強磁性層５の結晶配向性が低下するため好ましくない。
【００４１】
非磁性層４の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。これらの材料は下地の反強磁性層３’と比較して酸化しにくいため、反強磁性層３’のエッチングダメージ防止や、反強磁性層３’を含む下地層からのコロージョン防止効果が得られる。なお、反強磁性層３’へのエッチングダメージや下地層からのコロージョンなどが無視できる程度に小さい場合は、非磁性層４を省略することも可能である。
【００４２】
強磁性層５の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下にすることができる。１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であれば、ドットの熱安定性を十分に確保することが可能である。強磁性層５の材料としては大きな結晶磁気異方性が得られる磁性材料が使用できる。例えばＰｔ組成比が１０〜３０原子％程度で不規則相のＣｏＰｔ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＲｕＰｔ、もしくはＣｏ／Ｐｄ，Ｃｏ／Ｐｄ人工格子膜やＦｅ系、Ｃｏ系の規則相合金（例えば、Ｌ１０ＦｅＰｔ，Ｌ１０ＦｅＰｄ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｔ，Ｌ１０ ｏｒ Ｌ１１ＣｏＰｄ，Ｃｏ３Ｐｔ，ＣｏＰｔ３）などがあげられる。
【００４３】
非磁性中間層２の材料については、反強磁性層３’、非磁性層４、強磁性層５、非磁性６、強磁性層７、特に反強磁性層３’の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、反強磁性層３’が［Ｃｏ／Ｃｒ］多層膜の場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚範囲であれば、反強磁性層３’、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に反強磁性層３’の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３’界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と反強磁性層３’界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、反強磁性層としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００４４】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料としては、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金を用いることができる。強磁性層７の材料としては、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などを用いることができる。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００４５】
パターン化については、少なくとも強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５がパターン化されている。さらには、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、及び強磁性層５と、非磁性層４の一部とがパターン化されている。このようにすることで、ビットパターンのドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００４６】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することができる。
【００４７】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活することで、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。
【００４８】
物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１５ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、実施形態に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００４９】
以上のように、第２の実施形態ではＣａｐ層に正味の磁化量がゼロである反強磁性層を用いているため、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を持たないことが特徴である。なお、ドットからの信号強度や隣接ドットと磁化の向きが同じ時の溝部Ｃａｐ層の磁化の垂直成分の有無は、ＨＤＤもしくはスピンスタンドでの磁気ヘッドによる波形取得、もしくはＭＦＭ測定などから判断することが可能である。
【００５０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、図３に示すように、非磁性基板１上に非磁性中間層２が形成されている。また、非磁性中間層２上に膜厚が１ｎｍ以上５ｎｍ以下で、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ(原子％)である強磁性層１１が形成されている。さらに、強磁性層１１上に膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の非磁性層４が形成され、非磁性層４上に強磁性層５が形成され、強磁性層５上に非磁性層６が形成され、非磁性層６上に強磁性層７が形成され、少なくとも強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７がパターン化されている垂直磁気記録パターンド媒体である。
【００５１】
強磁性層１１は、強磁性ではあるが、膜の交換結合強度が非常に弱いものが選択され得る。膜の交換結合が非常に弱いと、膜面垂直方向の結晶磁気異方性も非常に小さくなり、隣接ドットと磁化の向きが同じときにＣａｐ層溝部での垂直方向磁化成分の発生を防止することができる。
【００５２】
このような、交換結合が非常に弱い強磁性体を室温付近（２５０−３５０Ｋ）で実現するためには、具体的にはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらの組み合わせと非磁性元素からなる合金系において、その合金に含まれるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの組成比を減少させて、その合金系のキュリー温度を低減させることで実現可能である。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素の組成比をパラメータとした場合に、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、本発明の効果を実現できる磁性層のその元素Ａの組成比Ｙは、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ (原子％)の範囲で得ることができる。
【００５３】
したがって、強磁性層１１としては、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ (原子％)である。
【００５４】
注目しているＣａｐ磁性層が本発明のＣａｐ層磁性膜としての条件を満足するかどうかは、例えば局所ＥＤＸ（Ｅnergy Ｄispersive X-ray spectrometry）分析とその元素間からなる合金系のキュリー温度特性を確認することで判断することが可能である。
【００５５】
具体的には、局所ＥＤＸ分析を行うことで、注目しているＣａｐ磁性層を構成する元素構成、合金系、組成比を断定することができる。断定された合金系におけるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの組成比に対するキュリー温度の依存性は、別途その合金系を作製し実験によって求めることができる。したがって、その合金系においてキュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素の最大組成比Ｘを求めることができる。その結果として、注目しているＣａｐ磁性層が実施形態であるかを判断することができる。
【００５６】
強磁性層１１の材料としては、磁性膜の交換結合強度に影響する磁性層に含有されるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの組成比に関する前記の条件を満足していれば特に限定されないが、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＲｕ，ＣｏＣｕ，ＦｅＣｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＦｅＲｕ，ＦｅＣｕ，ＮｉＣｒ，ＮｉＣｒＰｔ，ＮｉＰｔ，ＮｉＰｄ，ＮｉＲｕ，ＮｉＣｕであれば強磁性層５の結晶配向性の観点から好ましく、（６０原子％以上８０原子％以下）Ｃｏ−Ｃｒ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｃｏ−（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｏ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｏ−Ｐｄ，（１５原子％以上３５原子％以下）Ｃｏ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｃｏ−Ｃｕ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｆｅ−Ｃｒ，（６０原子％以上８０原子％以下）Ｆｅ−（１０原子％以上３０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｆｅ−Ｐｔ，（１０原子％以上３０原子％以下）Ｆｅ−Ｐｄ，（１５原子％以上３５原子％以下）Ｆｅ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｆｅ−Ｃｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−Ｃｒ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−（５０原子％以上７０原子％以下）Ｃｒ−Ｐｔ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｐｔ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｐｄ，（４０原子％以上６０原子％以下）Ｎｉ−Ｒｕ，（３０原子％以上５０原子％以下）Ｎｉ−Ｃｕであれば特に好ましい。
【００５７】
強磁性層１１の膜厚としては、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が良い。１ｎｍ以上５ｎｍ以下の膜厚範囲であれば、膜の平坦性を確保しつつ、交換結合強度に対応する交換等価磁界強度を調整することができる。この膜厚範囲外では膜の平坦性を確保できず、特に強磁性層５の良好な結晶配向性を確保することができない。結果としてｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果を得ることができない。
【００５８】
非磁性中間層２の材料については、強磁性層１１、非磁性層４，強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に強磁性層１１の結晶配向性に合わせて適宜選択される。例えば、強磁性層１１がＣｏ−８０原子％Ｒｕの場合には、Ｐｄ／Ｒｕを非磁性中間層２として用いる。なお、Ｐｄ／Ｒｕのように非磁性中間層２は単層とは限らず複数層の積層構造であっても構わない。非磁性中間層２の膜厚は１ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。この膜厚範囲であれば、強磁性層１１、非磁性層４、強磁性層５、非磁性層６、強磁性層７、特に強磁性層１１の良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と強磁性層１１界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できる。良好な結晶配向性（５ｄｅｇ以下の結晶配向性分散）と強磁性層１１界面での低い表面ラフネス（Ｒａ０．３ｎｍ以下）を維持できない場合、ドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減できない。また、強磁性層１１としての特性が弱くなり、隣接ドットと磁化の向きが同じ時に溝部Ｃａｐ層に磁化の垂直成分を生じてしまう。
【００５９】
非磁性層６及び強磁性層７の膜厚はそれぞれ０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下が好ましい。また、非磁性層６の材料は、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ｔｉもしくはこれらのいずれかを含む合金などが好ましい。強磁性層７の材料は、Ｃｏ，ＣｏＣｒ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，Ｆｅ，ＦｅＣｏ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄや、［Ｃｏ／Ｐｔ］、［Ｃｏ／Ｐｄ］人工格子膜、積層膜などが好ましい。これらの条件であればドット毎の磁気特性ばらつき、特にｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤを低減することができる。
【００６０】
パターン化については、少なくとも強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５がパターン化されていることが好ましい。さらには、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみ、もしくは強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５、非磁性層４の一部がパターン化されていれば良い。このようにすることで、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能となる。
【００６１】
非磁性層４の一部とは具体的には膜厚方向の０．２ｎｍ以上４．８ｎｍ以下を意味するが、エッチングされていない残りの非磁性層４の膜厚は０．２ｎｍ以上であることが必要である。つまり、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍよりも小さい場合は、非磁性層４のエッチングは行わず、強磁性層７、非磁性層６、強磁性層５のみパターン化することを意味する。
【００６２】
また、パターン化は物理的凹凸形状を有することのみを意味するものではなく、磁気的なパターンという意味も含有する。つまり、例えばイオン注入などにより、設計などにより決定された特定領域の磁性を失活することで、磁気的パターンを形成しパターンド媒体を形成した際もこれに該当する。この場合、例えば「非磁性層４の一部がパターン化」とは非磁性層４の膜厚方向の一部の磁性が失活されているということを意味する。物理凹凸によるパターン化の場合は、凹凸高さは１０ｎｍ以下であることが好ましい。さらには１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この範囲内であれば、本発明に係る磁気記録媒体をハードディスクドライブに搭載した際に、ヘッドの浮上安定性を確保することが可能である。
【００６３】
＜第４の実施形態＞
図４に、実施形態にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００６４】
実施形態にかかる磁気記録再生装置は、上述のパターンド媒体と記録再生ヘッドとを具備する。
【００６５】
実施形態にかかる磁気記録再生装置６０において、実施形態にかかる情報を記録するための剛構成の磁気ディスク６２はスピンドル６３に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク６２にアクセスして情報の記録を行う記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー６４は、薄板状の板ばねからなるサスペンション６５の先端に取付けられている。サスペンション６５は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム６６の一端側に接続されている。
【００６６】
アーム６６の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ６７が設けられている。ボイスコイルモータ６７は、アーム６６のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。
【００６７】
アーム６６は、固定軸の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ６７によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク６２上におけるスライダー６４の位置は、ボイスコイルモータ６７によって制御される。なお、図４中、６１は筐体を示している。
【実施例】
【００６８】
実施例１
第１の実施形態に係るビットパターンド媒体を以下のように作製した。
【００６９】
膜の成膜については、アネルバ社製のＣ３０１０でＡｒガスをスパッタガスとして、スパッタ圧力０．７Ｐａで行った。膜構成はガラス基板側から、軟磁性下地層（ＣｏＺｒＴａ １０ｎｍ）、非磁性中間層（Ｐｄ ４ｎｍ／Ｒｕ １０ｎｍ）、反強磁性層（ＭｎＰｔ ５ｎｍ）、非磁性層（Ｐｄ １．５ｎｍ）、強磁性層（ＣｏＰｔ ７ｎｍ）、非磁性層（Ｐｄ １．０ｎｍ）、強磁性層（Ｃｏ ３ｎｍ）とした。これらの膜の上にＢＰＭ加工用のマスク材としてＣ ２０ｎｍを成膜した。
【００７０】
ＢＰＭパターン加工は、３５ｎｍピッチのポリスチレン-ポリジメチルシロキサン（ＰＳ−ＰＤＭＳ）（Polystyrene-Polydimethylsiloxane）からなる自己組織化材料でドット形状マスクを形成し、ＲＩＥ装置を使用してそのパターンをＣマスクに転写し、Ａｒミリングによる磁性膜エッチングを行った。
【００７１】
磁性膜エッチングのエッチング深さは二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）（Secondary ion mass spectrometry）によるエンドポイントモニターを用いて、強磁性層（ＣｏＰｔ ７ｎｍ）までのエッチングが終了したところをストップポイントとした。磁性膜エッチング後は、Ｏ２ ＲＩＥでマスクを剥離した後、Ｃ保護膜を１０ｎｍ程度成膜し、ビットパターンド媒体を形成した。
【００７２】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層が設けられていること、及び非磁性層４，その上に設けられ、パターン加工された、強磁性層５，非磁性層６，及び強磁性層７上に、図示しない保護層が設けられていること以外は、図１と同様の構成を有する。
【００７３】
得られたビットパターンド媒体について、以下のように、磁気特性測定を行った。
【００７４】
磁気特性測定は、まず光磁気Ｋｅｒｒ効果を用いたヒステリシス特性の測定からＳＦＤ解析を行い、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％が得られた。
【００７５】
なお、この時のｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤはΔＨｃ法、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤはヒステリシス曲線のＨｃ近傍での微分曲線とｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値を併用することで算出した。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、ドット溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことがわかった。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【００７６】
また、反強磁性層材料として、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＰｔ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，ＮｉＯとしたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったが反強磁性層がＭｎＰｔ ５ｎｍのものと同様の結果が得られた。
【００７７】
下記表１にこれらの結果を示す。
【００７８】
なお、以下、表中のＭＦＭ結果において、○は良好、×は不適を示すものとする。
【表１】
【００７９】
実施例２
第２の実施形態に係るビットパターンド媒体を、反強磁性層の構成を変更する以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００８０】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層を設けること以外は、図２と同様の構成を有する。
【００８１】
実施例２では、反強磁性層３’として、強磁性層Ｃｏ（０．４ｎｍ）と非磁性層Ｃｒ（０．８ｎｍ）を交互に４回積層した反強磁性層を成膜した。このようにして得られた反強磁性層の積層をここでは［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］４と示す。なお、ＢＰＭパターン加工は反強磁性層３’の構成に対応してエッチング時間等を調整した。
【００８２】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．７％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１と同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．３ｍＶであった。
【００８３】
なお、強磁性層をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＣｏＣｒ、ＣｏＲｕ、非磁性層をＣｒ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ、酸化物層をＳｉＯ２もしくは強磁性層の酸化物として、それらの組み合わせである、［Ｆｅ／Ｃｒ］４，［Ｆｅ／Ｃｕ］４，［Ｆｅ／Ｒｕ］４，［Ｆｅ／Ａｕ］４，［Ｆｅ／Ａｇ］４，［Ｃｏ／Ｃｒ］４，［Ｃｏ／Ｃｕ］４，［Ｃｏ／Ｒｕ］４，［Ｃｏ／Ａｕ］４，［Ｃｏ／Ａｇ］４，［Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２ ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４，［Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物 ｏｒ ＳｉＯ２］４を反強磁性層３’としたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったところ、反強磁性層３’が強磁性層をＣｏ（０．４ｎｍ）、非磁性層をＣｒ（０．８ｎｍ）として４回積層した反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］４のものと同様の結果が得られた。
【００８４】
表２にこれらの結果の一部を示す。
【表２】
【００８５】
実施例３
第３の実施形態に係るビットパターンド媒体を、反磁性層の代わりに所定の強磁性層を形成すること以外は、実施例１と同様にして作製した。
【００８６】
得られたビットパターンド媒体は、非磁性基板１と非磁性中間層２との間に図示しない軟磁性下地層を設けること以外は、図３と同様の構成を有する。
【００８７】
媒体作製の際、実施例１に示される反強磁性層３の代わりにＣｏ−８０原子％Ｒｕ（３ｎｍ）を強磁性層１１として成膜した。それ以外は実施例１と同様である。
【００８８】
実施例１と同様にＳＦＤ解析とＭＦＭ測定を行ったところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．３％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【００８９】
なお、強磁性層１１を、Ｃｏ−３０原子％Ｃｒ（３ｎｍ）、６０Ｃｏ−２０原子％Ｃｒ−Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｃｏ−８０原子％Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｃｏ−８０原子％Ｐｄ（３ｎｍ）、Ｆｅ−８０原子％Ｐｔ（３ｎｍ）、Ｎｉ−６０原子％Ｐｄ（３ｎｍ）などのＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかを含む合金としたビットパターンド媒体も同時に作製し、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ解析を行ったが、強磁性層１１がＣｏ−８０原子％Ｒｕ（３ｎｍ）のものと同様の結果が得られた。
【００９０】
下記表３にこれらの結果を示す。
【表３】
【００９１】
比較例１
比較例として、実施例１における反強磁性層をソフト層材料としてＣｏ（２ｎｍ）、反強磁性層上に形成された非磁性層を、Ｒｕ（０．７ｎｍ）として、非磁性層上に形成されるビットパターン形状の強磁性層の磁化とＣａｐ層であるソフト層Ｃｏの磁化が反強磁性結合するＣａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭを作製した。媒体加工プロセスは実施例１と同様である。
【００９２】
作製した媒体を実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定したところ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．３％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．４％が得られた。これらのＳＦＤ値は実施例１、実施例２、実施例３でそれぞれ得られた値と同等であった。しかし、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定ではドット溝部でも磁化信号が得られたほか、ＭＦＭの信号出力も２．１ｍＶとなり、実施例１、実施例２、実施例３の場合の信号出力と比較すると半分程度で、信号のＳＮ比がかなり悪かった。その結果として、ＭＦＭ磁気像におけるドット輪郭部分が、実施例１、実施例２、実施例３と比較してもかなり不明瞭であった。
【００９３】
比較例１の媒体構造では、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減効果は得られるが、強磁性層５、強磁性層７の磁化とＣａｐ層磁化が反強磁性結合しているために、ドットからの信号強度が大きく減少してしまうことがわかった。また、隣接ドットと磁化の向きが同じ時にＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分が生じてしまうことがわかった。
【００９４】
比較例２
比較例として、実施例１における反強磁性層、その上に形成された非磁性層、パターン加工された強磁性層、パターン加工された非磁性層を省略し、磁気記録層として強磁性層のＣｏＰｔ（７ｎｍ）単層としたＢＰＭ媒体を作製した。ＢＰＭ加工方法は実施例１と概ね同様であるが、磁性膜エッチング深さとしては磁気記録層ＣｏＰｔ７ｎｍすべてをエッチングした。
【００９５】
加工後の磁気特性は実施例１と同様の方法で、ＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行った。その結果、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとしては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとしては１５％が得られた。
【００９６】
これらのＳＦＤ値は実施例１、実施例２、実施例３と比較すると非常に大きく、比較例２の媒体構造ではＳＦＤ値を低減できないことがわかった。なお、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部への磁化の垂直方向成分に起因する信号出力は見られなかった。
【００９７】
以上、実施例１、実施例２、実施例３と比較例１、比較例２の結果から、本発明に掛かる実施の形態であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果を両立できることがわかった。また、ドットからの信号強度低下も抑制できることができることがわかった。
【００９８】
実施例４
実施例１において、反強磁性層の膜厚を１ｎｍ，２ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍ，４０ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例１と同様の方法で行った。
【００９９】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層の膜厚が２ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１００】
しかし、反強磁性層の膜厚が１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として７％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１１％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１０１】
また、反強磁性層の膜厚が４０ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては０％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に小さな値であった。しかし、外部磁界を用いたＡＣ消磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定を行ったところ、１つの磁区領域が複数個のドットが磁気的につながって形成されていることがわかった。つまり、ドットの磁化反転時にクラスターが形成され、１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できていないことが明らかとなった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１０２】
これらの結果を表４に示す。
【表４】
【０１０３】
以上の結果から、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層の膜厚が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１０４】
実施例５
実施例１において、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。
【０１０５】
ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例１と同様の方法で行った。
【０１０６】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層上に形成された非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、媒体を外部磁界によりＤＣ着磁して残留磁化状態をＭＦＭ測定したところ、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１０７】
しかし、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として９％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１２％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され反強磁性層及び下地層からコロージョンが発生していることがわかった。
【０１０８】
また、反強磁性層上に形成された非磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１０９】
これらの結果を下記表５に示す。
【表５】
【０１１０】
以上の結果から、第１の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１１１】
実施例６
実施例２において、反強磁性層中の強磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層中の強磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で行った。
【０１１２】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５．１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．３％が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【０１１３】
しかし、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．３％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ成分が非常に大きかった。また、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、やはりｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ成分が非常に大きかった。
【０１１４】
これらの結果を表６に示す。
【表６】
【０１１５】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の強磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１１６】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１１７】
実施例７
実施例２において、反強磁性層中の非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層中の非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様にして、磁気記録媒体を得た。
【０１１８】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．６ｍＶであった。
【０１１９】
しかし、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも７．０ｍＶと大きな出力であった。ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として６．０％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に大きかった。
【０１２０】
また、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１２１】
これらの結果を表７に示す。
【表７】
【０１２２】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１２３】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１２４】
実施例８
第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の強磁性層をＣｏ（０．４ｎｍ）、反強磁性層中の非磁性層をＣｒ（０．８ｎｍ）、反強磁性層中の酸化物層をＣｏＯ、その膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，１ｎｍ，３ｎｍ，４ｎｍ として４回積層した反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ（０．４ｎｍ）／ＣｏＯ（ｘ＝０．１，０．２，０．５，１，３，４ｎｍ）］４を成膜した。なお、ＢＰＭパターン加工は反強磁性層の構成に対応してエッチング時間等を調整した。
【０１２５】
実施例１と同様にＳＦＤ解析、ＭＦＭ測定を行ったところ、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ，０．５ｎｍ，３ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして４．５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤとして１．５％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後のＭＦＭ測定は実施例１とやはり同様であり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。また、このときのＭＦＭ信号出力は５．４ｍＶであった。
【０１２６】
しかし、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも５．０ｍＶと大きな出力であった。ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５．０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％が得られ、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果は得られなかった。
【０１２７】
また、反強磁性層中の非磁性層の膜厚が４ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては６％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては１２％が得られ、やはりｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１２８】
これらの結果を表８に示す。
【表８】
【０１２９】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層中の酸化物層の膜厚が０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１３０】
実施例９
実施例２において、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。
【０１３１】
ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で垂直磁気記録媒体を得た。
【０１３２】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。
【０１３３】
しかし、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．５ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として９％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１２％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され反強磁性層及び下地層からコロージョンが発生していることがわかった。
【０１３４】
また、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１３５】
これらの結果を表９に示す。
【表９】
【０１３６】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層上に形成される非磁性層の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１３７】
実施例１０
実施例２において、反強磁性層である［Ｃｏ（０．４ｎｍ）／Ｃｒ（０．８ｎｍ）］の積層回数ｎをｎ＝１，２、５，１０としたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、反強磁性層の積層回数に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例２と同様の方法で行った。
【０１３８】
実施例１と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、反強磁性層の積層回数ｎ＝２，５，１０の媒体で、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５ｍＶであった。しかし、反強磁性層の積層回数ｎ＝１の媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５.１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１.３％が得られ、両ＳＦＤ成分とも非常に小さな値であった。しかし、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定で、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号が得られた。つまり、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分が存在することがわかった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１３９】
これらの結果を表１０に示す。
【表１０】
【０１４０】
以上の結果から、第２の実施形態に係るビットパターンド媒体において、反強磁性層の積層回数が各々2回以上の積層であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１４１】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１４２】
実施例１１
実施例３において、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚を０．５ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１４３】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．４ｍＶであった。
【０１４４】
しかし、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が０．５ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１２％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として９％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１４５】
また、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては２．０％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１４６】
これらの結果を表１１に示す。
【表１１】
【０１４７】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性中間層上に形成される強磁性層の膜厚が１ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、
隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させない。
【０１４８】
という本発明の効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１４９】
実施例１２
Ｃｏ−Ｒｕ合金のＣｏ添加量を１０〜９０原子％の範囲で変化させた磁性膜（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）を成膜した。成膜方法については、実施例１と同様でアネルバ社製Ｃ３０１０装置だが、組成比調整はＣｏターゲットとＲｕターゲットの同時スパッタの成膜レート比を合わせることで行った。成膜後のＥＤＸ分析による組成比分析で、成膜レート比と組成比の校正は行っている。これらの膜について、ＶＳＭ装置を用いて試料温度を上げながら飽和磁化の温度依存性を求めることで各膜のキュリー温度を測定した。キュリー温度はＣｏ元素添加量の増加に伴って増加する特性となったが、キュリー温度が４００Ｋ以下となる最大のＣｏ元素添加量は３５原子％であった。
【０１５０】
一方、上記のＣｏ組成比（１０原子％〜９０原子％）を持つ磁性膜（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）を、実施例３における非磁性中間層上に形成される強磁性層１１としたビットパターンド媒体を作製した。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１５１】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が１５原子％以上３５原子％以下、つまり、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＣｏの最大組成比Ｘ（３５原子％）に対して、Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)となるＣｏ組成比Ｙ（１５原子％以上３５原子％以下）でｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１％程度が得られた。また、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．９ｍＶであった。
【０１５２】
しかし、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が１５原子％よりも小さい場合は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１０％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％程度が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。
【０１５３】
非磁性中間層上に形成される強磁性層１１のＣｏ組成比が３５原子％よりも大きい場合は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として２．０％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．０％程度が得られＳＦＤ低減効果は大きかったが、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定でＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号が得られた。また、外部磁界を用いたＡＣ消磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定を行ったところ、１つの磁区領域が複数個のドットが磁気的につながって形成されていることがわかった。つまり、ドットの磁化反転時にクラスターが形成され、１ｂｉｔ−１ｄｏｔ性を確保できていないことが明らかとなった。すなわち、ＢＰＭ媒体として不適合な媒体であることがわかった。
【０１５４】
非磁性中間層上に形成される強磁性層１１として、（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）， （１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）として同様の実験を行ったが、（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）と同様の結果が得られ、いずれの場合もキュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ（（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）の場合）およびＮｉ（（１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）の場合）の最大組成比Ｘに対して、Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)となるＦｅ（（１０〜９０）Ｆｅ−Ｃｕ（３ｎｍ）の場合）およびＮｉ（（１０〜９０）Ｎｉ−Ｃｒ（３ｎｍ）の場合）の組成比の範囲で、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果及び、隣接ドットからのダイポール磁界に起因するｅｘｔｒｉｎｓｉｃなＳＦＤの低減効果が得られることがわかった。下記表１２は、（１０〜９０）Ｃｏ−Ｒｕ（３ｎｍ）の結果を示したものである。
【表１２】
【０１５５】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、非磁性中間層上に形成される強磁性層１１がＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせと非磁性元素を含む強磁性合金であって、前記強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となるＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、
Ｘ−２０ ≦ Ｙ ≦ Ｘ (原子％)であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１５６】
実施例１３
実施例３において、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚を０．１ｎｍ，０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，７ｎｍとしたビットパターンド媒体を作製した。ＢＰＭパターン加工については、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚に対応して、エッチング時間の調整を行った。それ以外は実施例３と同様の方法で行った。
【０１５７】
実施例３と同様に磁気特性測定によるＳＦＤ解析を行ったところ、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍの媒体については、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として５．５％程度、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１．５％程度が得られた。また、媒体のＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定では、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。すなわち、Ｃａｐ層溝部に磁化の垂直成分は存在しないことが得られた。なお、ドットからの磁化量に比例しているＭＦＭ信号出力の大きさは、大きな磁化量を反映して５．４ｍＶであった。
【０１５８】
しかし、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．１ｎｍの媒体は、ＤＣ着磁後の残留磁化状態のＭＦＭ測定ではＣａｐ層溝部に磁化の垂直成分の存在を示唆する信号は得られなかった。またＭＦＭ信号出力の大きさも４．８ｍＶと大きな出力であったが、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）として１０％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）として１３％が得られ、どちらのＳＦＤ成分も非常に大きな値であった。媒体表面を射光検査器を用いて調査したところ、多数のダストが確認され非磁性中間層上に形成される強磁性層及び下地層から、コロージョンが発生していることがわかった。
【０１５９】
また、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が７ｎｍの媒体は、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（σＨｃ／Ｈｃ）としては１１％、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ（ダイポール磁界によるＳＦＤへの寄与分）としては１．９％が得られ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤ値の低減効果が小さかった。
【０１６０】
これらの結果を表１３に示す。
【表１３】
【０１６１】
以上の結果から、第３の実施形態に係るビットパターンド媒体において、強磁性層１１上に設けられる非磁性層４の膜厚が０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下であれば、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制しつつ、ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減及び、ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ＳＦＤの低減を両立する。また、信号強度を低下させないという効果を得ることが可能であることが明らかとなった。
【０１６２】
以下、ＢＰＭパターン加工の一例を示す。
【０１６３】
３５ｎｍピッチのＰＳ−ＰＤＭＳジブロックポリマーをアニソール溶媒で溶かしたものをスピンコートでＣマスク２０ｎｍを
有する媒体上に塗布する。
【０１６４】
Ｎ２雰囲気中で２００℃ １３ｈアニールする。この工程に起因する相分離により、ＰＳ海中にＰＤＭＳからなるドットが形成される。
【０１６５】
ＣＦ４ ＲＩＥでジブロック表面のＰＤＭＳ層をエッチングする。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：１．０Ｐａ、アンテナ電力：１００Ｗ、バイアス電力：１００Ｗ、エッチング時間：１０ｓｅｃで行う。
【０１６６】
Ｏ２ ＲＩＥでＰＳ領域とＰＳ領域下層のＣマスク層をエッチングし、ＰＤＭＳ＋Ｃマスクからなるドットマスクを形成する。
【０１６７】
エッチング条件は、例えばエッチング圧力：０．１Ｐａ、アンテナ電力：１００Ｗ、バイアス電力：５０Ｗ、エッチング時間３０秒で行う。
【０１６８】
Ａｒミリングで磁性膜エッチングを行う。磁性膜エッチングのエッチング深さはＳＩＭＳによるエンドポイントモニターを用いて調整する。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：０．０１Ｐａ、加速電圧：４００Ｖ、エッチング時間：６５ｓｅｃで行う。
【０１６９】
Ｏ２ ＲＩＥでＣマスク層を剥離する。エッチング条件は、例えばエッチング圧力：１．５Ｐａ、アンテナ電力：３００Ｗ、バイアス電力：０Ｗ、エッチング時間：４０ｓｅｃで行う。
【０１７０】
マスク剥離後に膜厚１０ｎｍ以下の範囲でＤＬＣからなるＣ保護膜を成膜する。
【０１７１】
これらの実施形態又は実施例によれば、Ｃａｐｐｅｄ ｌａｙｅｒ構造のＢＰＭにおいて、ドット毎の磁気特性ばらつきを低減しながらも、隣接ドットと磁化の向きが同じときのＣａｐ層溝部での垂直方向の磁化成分発生を抑制することが可能なビットパターンドメディアが得られる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…非磁性基板、２…非磁性中間層、３…反強磁性層、４…第１の非磁性下地層、５…第１のビットパターン状強磁性層、６…第１のビットパターン状非磁性層、７…第２のビットパターン状強磁性層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板、
該非磁性基板上に形成された非磁性中間層、
該非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、
該反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、及び
該第１のビットパターン状非磁性層に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記反強磁性層が、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，及びＮｉＯからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載の垂直磁気記録パターンド媒体。
【請求項３】
前記反強磁性層は、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層を交互に各々２回以上積層した多層体を含む請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記反強磁性層を構成する強磁性層／非磁性層の組み合わせは、Ｆｅ／Ｃｒ，Ｆｅ／Ｃｕ，Ｆｅ／Ｒｕ，Ｆｅ／Ａｕ，Ｆｅ／Ａｇ，Ｃｏ／Ｃｒ，Ｃｏ／Ｃｕ，Ｃｏ／Ｒｕ，Ｃｏ／Ａｕ，及びＣｏ／Ａｇからなる群から選択される請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記反強磁性層は、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する酸化物層を、順に各々２回以上積層した多層体を含む請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記反強磁性層を構成する強磁性層／非磁性層／酸化物層の組み合わせは、 Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／ＳｉＯ２からなる群から選択される請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
非磁性基板
該非磁性基板上に形成された非磁性中間層
該非磁性中間層上形成され、１ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有し、
鉄，コバルト，及びニッケルから選択される少なくとも１種の金属、及び該金属と非磁性金属元素を含む強磁性合金からなり、該強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となる鉄，コバルト，及びニッケルのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ（原子％）である強磁性層、
該強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、
該第１のビットパターン状非磁性層に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記強磁性層は、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＲｕ，ＣｏＣｕ，ＦｅＣｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＦｅＲｕ，ＦｅＣｕ，ＮｉＣｒ，ＮｉＣｒＰｔ，ＮｉＰｔ，ＮｉＰｄ，ＮｉＲｕ，及びＮｉＣｕからなる群から選択される請求項７に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
非磁性基板、
該非磁性基板上に形成された非磁性中間層、
該非磁性中間層上に形成された２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さを有する反強磁性層、
該反強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、及び
該第１のビットパターン状非磁性層に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記反強磁性層が、ＣｒＭｎ，ＣｒＲｕ，ＣｒＲｈ，ＣｒＡｌ，ＣｒＣｕ，ＦｅＭｎ，ＭｎＣｏ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＮｉ，ＭｎＩｒ，及びＮｉＯからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１に記載の垂直磁気記録パターンド媒体。
【請求項３】
前記反強磁性層は、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層を交互に各々２回以上積層した多層体を含む請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記反強磁性層を構成する強磁性層／非磁性層の組み合わせは、Ｆｅ／Ｃｒ，Ｆｅ／Ｃｕ，Ｆｅ／Ｒｕ，Ｆｅ／Ａｕ，Ｆｅ／Ａｇ，Ｃｏ／Ｃｒ，Ｃｏ／Ｃｕ，Ｃｏ／Ｒｕ，Ｃｏ／Ａｕ，及びＣｏ／Ａｇからなる群から選択される請求項３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記反強磁性層は、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する強磁性層、０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する非磁性層、及び０．２ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚さを有する酸化物層を、順に各々２回以上積層した多層体を含む請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記反強磁性層を構成する強磁性層／非磁性層／酸化物層の組み合わせは、 Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｃｒ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｃｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ｒｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ａｕ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／Ｆｅ酸化物、Ｆｅ／Ａｇ／Ｆｅ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｃｒ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ａｕ／Ｃｏ／ＳｉＯ２，Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／Ｃｏ酸化物、Ｃｏ／Ａｇ／Ｃｏ／ＳｉＯ２からなる群から選択される請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
非磁性基板
該非磁性基板上に形成された非磁性中間層
該非磁性中間層上形成され、１ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有し、
鉄，コバルト，及びニッケルから選択される少なくとも１種の金属、及び該金属と非磁性金属元素を含む強磁性合金からなり、該強磁性合金を構成している元素間の合金系において、キュリー温度が４００Ｋ以下となる鉄，コバルト，及びニッケルのいずれかの元素Ａの最大組成比をＸとすると、前記強磁性合金における元素Ａの組成比Ｙが、Ｘ−２０≦Ｙ≦Ｘ（原子％）である強磁性層、
該強磁性層上に形成された０．２ｎｍ以上５ｎｍ以下の厚さを有する第１の非磁性下地層、
該第１の非磁性下地層上に形成された第１のビットパターン状強磁性層、
該第１のビットパターン状強磁性層上に形成された第１のビットパターン状非磁性層、
該第１のビットパターン状非磁性層に形成された第２のビットパターン状強磁性層を具備する垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記強磁性層は、ＣｏＣｒ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｄ，ＣｏＲｕ，ＣｏＣｕ，ＦｅＣｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＰｔ，ＦｅＰｄ，ＦｅＲｕ，ＦｅＣｕ，ＮｉＣｒ，ＮｉＣｒＰｔ，ＮｉＰｔ，ＮｉＰｄ，ＮｉＲｕ，及びＮｉＣｕからなる群から選択される請求項７に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体と、記録再生ヘッドとを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２３４５９６（Ｐ２０１２−２３４５９６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２１２１（Ｐ２０１１−１０２１２１）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【特許番号】特許第５０６６２７３号（Ｐ５０６６２７３）
【特許公報発行日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【特許番号】特許第５０６６２７３号（Ｐ５０６６２７３）
【特許公報発行日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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