磁気記録媒体、磁気記録再生装置、および磁気記録媒体の製造方法
【課題】ほとんど保磁力あるいは飽和磁化が無い非磁性部を記録層に形成することができ、優れた磁気特性の記録媒体を容易に得ることができる磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１１上にＣｒＰｔ3からなる記録層１３’を形成する工程と、記録層１３’の表面にマスクパターン層１５’を形成する工程と、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’の各部にイオンを照射する工程とを備えている。
【解決手段】基板１１上にＣｒＰｔ3からなる記録層１３’を形成する工程と、記録層１３’の表面にマスクパターン層１５’を形成する工程と、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’の各部にイオンを照射する工程とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるディスクリートトラックメディアあるいはパターンドメディアといった磁気記録媒体、それを備えた磁気記録再生装置、および磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクの技術分野においては、高記録密度化を図るのに好ましい媒体として、いわゆるディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やパターンドメディア（ＰＭ）といった、記録領域となる記録層に部分的な非磁性部を有する磁気ディスクが知られている。これらの磁気ディスクについては、たとえば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
このような磁気ディスクの製造方法としては、たとえば下記の特許文献４に示されるように、イオン注入により記録層の所々に非磁性部を形成する方法が知られている。この製造方法では、基板上にＦｅＰｔからなる記録層とイオンバッファ層を順次形成した後、イオンバッファ層の表面にステンシルマスクを形成し、そのステンシルマスクから露出した記録層の各部にイオンを注入している。これにより、イオン注入が施された記録層の所々が非磁性部として形成される。このような製造方法によれば、記録層を機械的に加工せずとも部分的に非磁性部を有する平坦な記録層を形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７１４６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６１１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２９３７３０号公報
【特許文献４】特開２００６−３０９８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の製造方法では、記録層を構成する材料がＦｅＰｔからなるため、イオン注入によっても非磁性部となる部分の保磁力が十分な所望とするレベルまで低減せず、ある程度の保磁力が残存するので、優れた磁気特性の記録媒体が得られないという難点があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ほとんど保磁力あるいは飽和磁化が無い非磁性部を記録媒体に形成することができ、優れた磁気特性の記録層を容易に得ることができる磁気記録媒体、それを備えた磁気記録再生装置、および磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面により提供される磁気記録媒体は、基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、上記記録磁性部は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴としている。
【０００９】
好ましくは、上記記録磁性部におけるＣｕ3Ａｕ型の規則合金としては、Ａｕに対応する主成分がＣｒからなり、Ｃｕに対応する主成分がＰｔからなる。
【００１０】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に＜１１１＞結晶軸を有する。
【００１１】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する。
【００１２】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、磁気歪み効果によって上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する。
【００１３】
本発明の第２の側面により提供される磁気記録媒体は、基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、上記記録磁性部は、ＮｉＡｓ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の側面により提供される磁気記録再生装置は、上記第１または第２の側面による磁気記録媒体と、上記磁気記録媒体に対して情報を記録および再生する磁気ヘッドと、上記磁気記録媒体を回転させるモータと、上記磁気記録媒体上において上記磁気ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第４の側面により提供される磁気記録媒体の製造方法は、基板上にＣｒＰｔ3からなる記録層を形成する工程と、上記記録層の表面にマスクパターン層を形成する工程と、上記マスクパターン層から露出した上記記録層の各部にイオンを照射する工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１６】
好ましくは、上記基板上にＣｒおよびＰｔを堆積させた後、加熱する工程を含んでいる。
【００１７】
好ましくは、上記基板上にＣｒ層およびＰｔ層を交互に積層した後、加熱処理を施すことで上記記録層を形成する。
【００１８】
このような構成によれば、たとえばＣｒＰｔ3からなる記録層にイオンを照射するので、イオンが照射された記録層の部分をほとんど保磁力あるいは飽和磁化が無い非磁性部として形成することができ、優れた磁気特性の記録媒体を容易に得ることができる。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る磁気記録再生装置の一実施形態を示す内部構造図である。同図に示すように、磁気記録再生装置Ａは、スピンドルモータ（図示略）、このスピンドルモータによって回転させられる回転軸１、回転軸１に装着される磁気ディスクＸ、磁気ディスクＸに対向配置され、先端に磁気ヘッドＨを備えた浮上ヘッドスライダ２、アーム軸３、浮上ヘッドスライダ２を先端に固着してアーム軸５を中心に磁気ディスクＸ上を水平に移動するスイングアーム４、およびスイングアーム４を駆動して水平移動させるためのアクチュエータ５を備えている。浮上ヘッドスライダ２、アーム軸３、スイングアーム４、およびアクチュエータ５は、磁気ディスクＸ上において磁気ヘッドＨを移動させるヘッド移動機構として構成されている。
【００２２】
磁気ディスクＸに対して情報の記録または再生を行う場合には、磁気回路で構成されたアクチュエータ５によりスイングアーム４が駆動され、浮上ヘッドスライダ２の先端に設けられた磁気ヘッドＨが回転状態にある磁気ディスクＸ上の所望のトラックに位置決めされる。磁気ヘッドＨには、記録素子とリード素子が形成されている。記録素子の記録コア幅は約６０ｎｍであり、ディスク径方向の記録ギャップ長は約３０ｎｍである。リード素子のリードコア幅は約６０ｎｍであり、ディスク径方向のリードギャップ長は２７ｎｍである。
【００２３】
図２および図３は、図１の磁気記録再生装置Ａに備えられた磁気ディスクＸを表す。この磁気ディスクＸは、本発明に係る製造方法により得られるものである。図２は、磁気ディスクＸの斜視図であり、図３は、磁気ディスクＸの部分拡大断面図である。
【００２４】
磁気ディスクＸは、基板１１、軟磁性層１２、記録層１３、および保護膜１４（図２では図示略）を含む積層構造を有し、パターンドメディアとして構成されたものである。
【００２５】
基板１１は、主に、磁気ディスクＸの剛性を確保するための部位であり、たとえば、ＳｉＯ2、アルミニウム合金、ガラス、または樹脂よりなる。
【００２６】
軟磁性層１２は、記録時に作用する磁気ヘッドからの磁束を再び磁気ヘッドに還流させる磁路を効率よく形成するためのものである。このような軟磁性層１２は、高透磁率を有して大きな飽和磁化を有するとともに小さな保磁力を有する軟磁性材料よりなる。軟磁性層１２を構成する軟磁性材料としては、たとえば、ＦｅＣ、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＣ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＺｒＮｂ、およびＦｅＣｏ−ＡｌＯが挙げられる。軟磁性層１２の厚さは、たとえば１０〜２００ｎｍである。
【００２７】
記録層１３は、図３に示すように、複数の記録磁性部１３Ａおよび複数の非磁性部１３Ｂを有する。記録磁性部１３Ａは、垂直磁気異方性を有し、磁化方向が上向きあるいは下向きとなる情報記録部分に相当する。非磁性部１３Ｂは、保磁力（Ｈｃ）あるいは飽和磁化の値（Ｍｓ）が０となる非磁性の磁気特性を有し、この部分には磁気記録をすることができない。記録層１３は、連続膜体であり、記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂは共に同一の材料よりなる。ただし、非磁性部１３Ｂは、磁性をもたない材質に変質した部分となっている。本実施形態の記録層１３を構成する材料は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなり、Ａｕに対応する主成分がＣｒ、Ｃｕに対応する主成分がＰｔになっている。すなわち、記録層１３は、ＣｒＰｔ3からなる。記録層１３の厚さは、５〜２０ｎｍ程度である。
【００２８】
なお、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金としては、ＣｒＰｔ3、ＦｅＰｔ3、ＣｏＰｔ3、ＭｎＰｔ3、ＭｎＰｄ3、Ｍｎ3Ｐｔなどが知られている。これらのうち、ＦｅＰｔ3、ＭｎＰｄ3、Ｍｎ3Ｐｔは、反強磁性を示して実質的に磁化されないので、磁気記録材料としては適さない。ＣｒＰｔ3、ＣｏＰｔ3、ＭｎＰｔ3は、強磁性をもつため、磁気記録材料として好適である。たとえばＳｉＯ2基板上に形成されて熱処理が施されたＣｒＰｔ3の膜は、原子配列が規則化されて負の磁歪定数を示し、ＳｉＯ2基板から引っ張り応力を受ける。これにより、ＣｒＰｔ3の膜は、その膜面に対して垂直方向に磁化容易軸をもつ。このような規則合金は、規則・不規則領域を局所的に形成する材料として適している。なお、磁気異方性定数Ｋｕ、磁歪定数λおよび応力σの関係は、Ｋｕ＝−３／２×λ×σとなっている。ここで、ＣｒＰｔ3からなるＣｕ3Ａｕ型の規則合金の薄膜は、λ：負、σ：正となり、Ｋｕが正の値を示すため、垂直磁気異方性が発現する。そのため、本実施形態の記録層１３における記録磁性部１３Ａは、磁化方向が上向きあるいは下向きとなる垂直磁気異方性をもつ。
【００２９】
保護膜１４は、軟磁性層１２や記録層１３などを外界から物理的および化学的に保護するための部位であり、たとえば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、またはダイヤモンドライクカーボンよりなる。保護膜１４の露出面は、磁気ディスクＸの記録面をなし、この面には、潤滑剤が塗布される。
【００３０】
以上のような基板１１、軟磁性層１２、記録層１３、および保護膜１４で構成される磁気ディスクＸの積層構造中には、必要に応じて他の層が含まれてもよい。たとえば、基板１１と記録層１３との間には、軟磁性層１２に加えて非磁性の中間層などを設けてもよい。
【００３１】
このような磁気ディスクＸに情報を記録する際には、保護膜１４に対して記録用の磁気ヘッド（図示略）が浮上配置され、この磁気ヘッドによる記録磁界の印加により、記録層１３の記録磁性部１３Ａに所定の磁化方向を示す記録マーク（磁区）が形成される。このとき、情報記録進行中であって磁界が印加される記録磁性部１３Ａと、その両隣りにある記録磁性部１３Ａとは、非磁性部１３Ｂにより分断されているため、記録磁性部１３Ａの記録マークが消失ないし劣化するというクロスライト現象が抑制される。クロスライト現象が抑制される磁気ディスクは、トラックの狭ピッチ化ないし高記録密度化を図る上で好ましい。なお、トラッキングサーボなどに用いられるサーボ領域の磁化は、たとえば製造時に外部の永久磁石などによって所定の決まった一方向に揃えられている。両面に記録層が形成されている場合は、表面と裏面の磁化方向が互いに逆方向となるように磁化される。
【００３２】
このような磁気ディスクＸに対し、記録再生試験機によって磁気的に記録および再生を行った。記録再生試験においては、磁気ディスクＸに対して垂直方向の磁界を印加した。これにより、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金として磁性をもつ部分（記録磁性部１３Ａ）の磁化は、垂直方向上向きあるいは下向きに向くことになる。こうして記録された磁気ディスクＸにつき、図４に示すように再生信号を調べた。ここでは、信号確認のために用意したドット長が５０ｎｍ〜２００ｎｍのものを示している。同図に示すように、イオンが照射されていない記録磁性部１３Ａからは、磁気信号を検出することができ、イオンが照射された非磁性部１３Ｂからは、磁気信号を検出することができない。これは、イオンが照射されなかった部分は、もとのＣｕ3Ａｕ型の規則合金が維持された状態で磁化を発現するのに対し、イオンが照射された部分は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金が乱され、不規則合金になっていることを意味している。同図に示すように、記録層１３に対して上向きに磁化した場合は、再生信号の信号波形がプラス側に振れるのに対し、下向きに磁化した場合は、再生信号の信号波形がマイナス側に振れる。実際の記録再生時においても同様の信号波形となる。Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金の構造をもたない非磁性部１３Ｂが連続的に続く領域は、信号出力が０となる。
【００３３】
図５〜７は、上記磁気ディスクＸの製造方法を表す。本方法は、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一実施家形態に相当する。
【００３４】
本方法においては、まず、図５（ａ）に示すように、基板１１上に軟磁性層１２および記録層１３’を順次形成する。基板１１としては、ＳｉＯ2の基板を用いた。基板１１の厚みは０．６３５ｍｍ、外径はφ６５ｍｍ、内径はφ２０ｍｍであり、基板１１の形状をドーナツ状としている。軟磁性層１２は、たとえばスパッタリング法により形成される。記録層１３’は、上述した記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂが形成される前の中間生成状態であり、次のようにして形成される。
【００３５】
図７に示すように、軟磁性層１２が形成された基板１１は、その軟磁性層１２を上側にした状態で回転テーブル２０上に配置され、この基板１１に対してＣｒターゲット２１とＰｔターゲット２２を用いてスパッタリングを行う。このとき、到達真空度は、たとえば５×１０-6Ｐａであり、製膜時においては、Ａｒ導入により真空度を０．５Ｐａ程度とする。回転テーブル２０は、回転数１０ｒｐｍ程度で回転させられ、Ｃｒターゲット２１およびＰｔターゲット２２に投入する電力は、それぞれ１００Ｗ、３００Ｗとする。回転テーブル２０とともに基板１１が低速回転する間、Ｃｒターゲット２１とＰｔターゲット２２でスパッタリングが行われる。これにより、軟磁性層１２の表面には、Ｃｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が交互に積層される。Ｃｒ層１３ｃ’は、１回転当たり膜厚０．４ｎｍ程度に形成され、Ｐｔ層１３ｐ’は、１回転当たり膜厚１．６ｎｍ程度に形成される。
【００３６】
たとえば基板１１が所定回数にわたって回転している間にスパッタリングが行われ、その結果、基板１１上には、Ｃｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が幾重にも交互に積層される。このＣｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が交互に積層した状態は、いわゆるas-depo状態と称される。たとえば、スパッタレートが約２０ｎｍ／分でスパッタリングを約１分間行う。これにより、厚みが２０ｎｍ程度でＣｒとＰｔの組成比が１：３となるＣｒＰｔ3の記録層１３’が形成される。こうして形成された記録層１３’の磁気特性をＶＳＭ（Vibrating Sample MAgnetomer：振動試料型磁力計）で測定したところ、まったく磁性を示さず、飽和磁化Ｍｓはゼロであった。ただし、記録層１３’には、Ｐｔが７５at％程度含まれていることから、ｆｃｃ構造の稠密構造に対する＜１１１＞軸方向が成長していた。この＜１１１＞軸方向は、磁化容易軸の方向となる。
【００３７】
その後、基板１１は、真空中において加熱処理される。加熱温度は、たとえば４００〜９００℃であり、加熱時間は、１５分程度である。このような加熱処理を経ることにより、基板１１における軟磁性層１２の表面には、所定の厚みで所望とする磁気特性の記録層１３’が形成される。
【００３８】
具体的には、真空のアニール炉を用い、８５０℃で１５分の熱処理を施した。この熱処理により、ＣｒＰｔ3合金からなる記録層１３’は、Ｘ線回折の結晶同定の結果、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなることが判明した。また、この規則合金の磁気特性をＶＳＭで測定したところ、飽和磁化Ｍｓの値は、約３００emu/cc、保磁力Ｈｃは、約６kOeで垂直磁気異方性を示した。トルク計で磁気異方性定数を測定したところ、６×１０6erg/ccという大きな垂直磁気異方性を示した。このように加熱処理を経て形成された記録層１３’は、図８に示すような面心立方格子の結晶構造をもつことになる。このような面心立方格子においては、Ｃｒ原子が単位格子の各頂点に位置するとともに、Ｐｔ原子が単位格子の各面中心に位置し、単位格子中の原子数としてＣｒ原子が１個でＰｔ原子が３個となる。つまり、記録層１３’の構成材料は、ＣｒＰｔ3となる。このように原子が規則的に配列された結晶構造をもつものは、規則合金と称される。記録層１３’は、as-depo状態では単にＣｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が積層した状態であるため磁化をもたない。一方、規則合金となった記録層１３’は、Ｃｒ単体の磁気モーメントが２．３３±０．１０μＢ程度、Ｐｔ単体の磁気モーメントが−０．２７±０．０５μＢ程度となる。このような面心立方格子の結晶構造では、稠密面となる｛１１１｝面が成長面となる。この結晶軸＜１１１＞の方向は、記録層１３’の厚み方向となり、この方向が磁化容易軸の方向となる。これにより、記録層１３’は、全体にわたって垂直磁気異方性を有する。垂直磁気異方性を示す主な要因は、ＣｒＰｔ3からなる記録層１３’と基板１１との熱膨張係数の相違によって生じる磁気歪みの逆効果であると考えられる。
【００３９】
なお、基板１１と記録層１３’の間には、軟磁性層１２に加えて中間層を形成してもよい。軟磁性層１２と記録層１３’の間に形成される中間層としては、たとえばＳｉＯ2やＳｉＮ、アルミナからなり、非磁性の磁気特性をもつものが好ましい。記録層１３’がＣｒＰｔ3の場合、基板１１と記録層１３’の間に生じる応力により、垂直磁気異方性を示す。たとえば、軟磁性層１２の厚みを２０ｎｍ程度とし、ＳｉＯ2からなる中間層の厚みを１０ｎｍ以下とした場合、ＣｒＰｔ3からなる記録層１３’は、基板１１との応力によって垂直磁気異方性をもつようになる。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように、記録層１３’の表面全体にレジスト膜１５を形成する。レジスト膜１５は、たとえばメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）よりなり、膜厚４０ｎｍ程度に塗布することで形成される。このレジスト膜１５は、次の工程を経てマスクパターン層１５’（図６（ａ）参照）となる。
【００４１】
レジスト膜１５の形成後、図５（ｃ）に示すように、スタンパ３０の凹凸面３０Ａをレジスト膜１５に当接させる。このとき、スタンパ３０は、たとえば１２０℃に加熱され、このスタンパ３０には、４０ｋＮ程度の圧力が加えられる。加熱・加圧時間は、５分程度である。スタンパ３０は、スタンパ本体３０ａと凹凸面３０Ａをなす凸部３０ｂとからなる。凸部３０ｂは、上述の非磁性部１３Ｂに対応したパターン形状を有し、凸部３０ｂの先端は、記録層１３’に接した状態とされる。
【００４２】
その後、図６（ａ）に示すように、室温まで冷却することでレジスト膜１５を硬化させた後、スタンパ３０の凸部３０ｂをレジスト膜１５から離脱させる。これにより、スタンパ３０の凸部３０ｂに応じて所々に記録層１３’を露出させた状態のマスクパターン層１５’が形成される。このマスクパターン層１５’は、スタンパ３０とは逆の凹凸パターンが転写された状態となり、スタンパ３０の凸部３０ｂがマスクパターン層１５’の凹部になる。つまり、マスクパターン層１５’は、上述の記録磁性部１３Ａに対応したパターン形状を有する。スタンパ３０の凸凹パターンは、データ領域となる記録磁性部１３Ａに対応する部分が凹部となり、サーボ領域に対応する部分も凹部となる。この凹部をマスクパターン層１５’に転写することにより、マスクパターン層１５’には、凸部が残る。ここで、記録ドットに対応する寸法は、６０ｎｍ（ディスク径方向）×４０ｎｍ（ディスク周方向）で、実際のドットパターンは、その面積の略１／４となり、ドット寸法は、３０ｎｍ×２０ｎｍ程度である。このようなパターンがサーボパターン領域を除いてマスクパターン層１５’の全面に形成される。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’の所々にイオンを照射する。照射されるイオンは、たとえばＧａ+イオンであり、そのイオンドース量を２×１０15ion/cm2程度とする。イオン照射時の加速電圧は、たとえば２２keVである。垂直磁気異方性定数は、略６×１０6erg/ccである。イオン照射前における記録層１３’の磁気特性は、たとえば保磁力Ｈｃ＝６kOe、Ｍｓ＝３００emu/cc程度であったが、５×１０4ion/cm2のイオンドース量では、飽和磁化Ｍｓが１５０emu/ccまで減少した。さらに多量に２×１０5ion/cm2の照射を行うと、飽和磁化Ｍｓは、１０emu/ccまで減少した。この時のエッチング量は、約２ｎｍであった。このような磁化が約９５％消失した記録層１３’のＸ線回折を測定したところ、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金に基づく回折は観察されなかった。また、規則構造が崩れたことで、as-depo状態で観察された多結晶による＜１１１＞方向の配向は観察されなかった。最終的に所定量のイオンが照射された記録層１３’の部分では、Ｇａ+イオンによって結晶構造が不規則に乱されることにより、保磁力Ｈｃ≒０Oe、飽和磁化Ｍｓ＝１５emu/cc程度まで磁気特性が劣化する。すなわち、記録層１３’においてイオンが照射された部分が非磁性部１３Ｂとなる一方、マスクパターン層１５’によりイオン照射を免れた部分が記録磁性部１３Ａとなり、これら記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂを含む記録層１３が形成される。なお、イオン照射によるマスクパターン層１５’のエッチング量は２０ｎｍ程度で、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’のエッチング量は２ｎｍである。
【００４４】
その後、図６（ｃ）に示すように、たとえば酸素プラズマを利用して行うアッシングにより、マスクパターン層１５’を記録層１３上から除去し、さらにその後、スパッタリングにより記録層１３の表面に例えばダイヤモンドライクカーボンの保護膜１４を形成する。酸素プラズマによるアッシング時のＯ2ガス圧は、１Ｐａ程度であり、アッシング時の投入電力は約５００Ｗである。このようなアッシングを約３０秒行う。こうして概ね平坦に形成された記録層１３の表面には、ＤＬＣ保護膜などによる保護膜１４と潤滑剤が３ｎｍ程度に塗布される。保護膜１４および潤滑剤は、磁気ヘッドＨとの擦れによる摩耗を抑える役割を果たす。これにより、マスクパターン層１５’が完全に除去され、図３に示すような磁気ディスクＸの完成品が得られる。
【００４５】
図９は、記録層１３’を形成した直後の磁気特性を説明するための説明図である。同図に（ａ）示すように、as-depo状態の記録層１３’についてＸ線回折法により結晶構造を評価すると（θ−２θスキャン）、概ね結晶面｛１１１｝の方向に配向されていると考えられる。このような記録層１３’内において、Ｘ線回折を測定したところ（φ−２θｘスキャン）、規則合金に対応する回折を観察することはできなかった。一方、加熱処理を経た記録層１３では、φ−２θｘスキャンによるＸ線回折を測定すると、図９（ｂ）に示すような結晶の規則度を示す測定結果を得た。つまり、同図（ｂ）に示すように、結晶面｛１１０｝と｛２２０｝の方向で回折ピーク強度が観察されることから、これらの方向に配向されていると考えられる。これにより、記録層１３’は、ほぼ完全な規則合金になっていると考えられる。
【００４６】
図１０は、イオン照射による磁気特性を説明するための説明図である。イオン照射前の記録層の磁気特性は、Ｈｃ＝６kOe、Ｍｓ＝３００emu/cc程度であり、垂直磁気異方性定数は、略６×１０6erg/ccである。イオン照射時の加速電圧は、たとえば３０keVである。このような記録層にＧａ+イオンを照射することにより、同図に示すような測定結果を得た。これにより、イオンを照射することで記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｍｓをほとんど０とし、記録層をほぼ完全に非磁性化することができた。
【００４７】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、イオン照射によってほぼ完全に磁化をもたない非磁性部１３Ｂを記録層１３に形成することができるので、優れた磁気特性の記録層１３を機械的に加工せずとも容易に得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法によれば、記録層１３の表面全体にイオンを照射しても、マスクパターン層１５’によって記録層１３の一部にしかイオンが到達しないようになっており、照射するイオンをビーム状に絞る必要がない。そのため、従来のように微細なイオンビームを形成する必要もなく、スタンパ３０を用いてインプリントによりマスクパターン層１５’を形成することにより、量産性が大幅に向上するというメリットもある。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
記録層には、他にＮｉＡｓ型の規則合金を用いてもよい。ＮｉＡｓ型の規則合金は、ＭｎＢｉを代表的な材料とし、六方晶形でＣ軸配向することにより、膜面に対して垂直方向に磁化容易軸を有することが可能である。ＭｎＢｉからなる記録層は、概ねＭｎとＢｉが交互に積層した構造に対応する。垂直磁気異方性は、１１×１０6erg/ccといった大きな値を示す。このようなＭｎＢｉの層は、たとえばガラス基板上にＭｎとＢｉをほぼ同等の膜厚で交互に蒸着した後、約３５０℃で約８時間熱処理を行うことにより規則合金とすることができる。このような規則合金は、イオンを照射すると規則化が乱れ、磁気特性が大きく劣化する。これにより、たとえばＭｎＢｉからなるＮｉＡｓ型の規則合金を記録層に適用した場合でも、イオンの照射／非照射によって規則化と不規則化の部分を記録層に形成することができる。
【００５１】
製造時において、記録層の表面とマスクパターン層との間（マスクパターンで覆われた記録層の表面部位）には、記録層を酸化やイオン照射から保護するための層を設けてもよい。
【００５２】
たとえば、記録層の膜厚や形成方法については、各請求項に記載した範囲で適当に設計変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る磁気記録再生装置の一実施形態を示す内部構造図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスクの部分斜視図である。
【図３】図２の磁気ディスクの部分拡大断面図である。
【図４】図２の磁気ディスクから得られる再生信号について説明するための説明図である。
【図５】図２に示す磁気ディスクの製造方法の工程図である。
【図６】図３の後に続く工程図である。
【図７】記録層の形成方法の説明図である。
【図８】記録層の結晶構造の模式図である。
【図９】記録層形成直後の磁気特性を説明するための説明図である。
【図１０】イオン照射による磁気特性を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 基板
１２ 軟磁性層
１３，１３’ 記録層
１３ｃ’ Ｃｒ層
１３ｐ’ Ｐｔ層
１４ 保護膜
１５’ マスクパターン層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるディスクリートトラックメディアあるいはパターンドメディアといった磁気記録媒体、それを備えた磁気記録再生装置、および磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクの技術分野においては、高記録密度化を図るのに好ましい媒体として、いわゆるディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やパターンドメディア（ＰＭ）といった、記録領域となる記録層に部分的な非磁性部を有する磁気ディスクが知られている。これらの磁気ディスクについては、たとえば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
このような磁気ディスクの製造方法としては、たとえば下記の特許文献４に示されるように、イオン注入により記録層の所々に非磁性部を形成する方法が知られている。この製造方法では、基板上にＦｅＰｔからなる記録層とイオンバッファ層を順次形成した後、イオンバッファ層の表面にステンシルマスクを形成し、そのステンシルマスクから露出した記録層の各部にイオンを注入している。これにより、イオン注入が施された記録層の所々が非磁性部として形成される。このような製造方法によれば、記録層を機械的に加工せずとも部分的に非磁性部を有する平坦な記録層を形成することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７１４６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１６６１１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２９３７３０号公報
【特許文献４】特開２００６−３０９８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の製造方法では、記録層を構成する材料がＦｅＰｔからなるため、イオン注入によっても非磁性部となる部分の保磁力が十分な所望とするレベルまで低減せず、ある程度の保磁力が残存するので、優れた磁気特性の記録媒体が得られないという難点があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ほとんど保磁力あるいは飽和磁化が無い非磁性部を記録媒体に形成することができ、優れた磁気特性の記録層を容易に得ることができる磁気記録媒体、それを備えた磁気記録再生装置、および磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明の第１の側面により提供される磁気記録媒体は、基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、上記記録磁性部は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴としている。
【０００９】
好ましくは、上記記録磁性部におけるＣｕ3Ａｕ型の規則合金としては、Ａｕに対応する主成分がＣｒからなり、Ｃｕに対応する主成分がＰｔからなる。
【００１０】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に＜１１１＞結晶軸を有する。
【００１１】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する。
【００１２】
好ましくは、上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、磁気歪み効果によって上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する。
【００１３】
本発明の第２の側面により提供される磁気記録媒体は、基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、上記記録磁性部は、ＮｉＡｓ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第３の側面により提供される磁気記録再生装置は、上記第１または第２の側面による磁気記録媒体と、上記磁気記録媒体に対して情報を記録および再生する磁気ヘッドと、上記磁気記録媒体を回転させるモータと、上記磁気記録媒体上において上記磁気ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第４の側面により提供される磁気記録媒体の製造方法は、基板上にＣｒＰｔ3からなる記録層を形成する工程と、上記記録層の表面にマスクパターン層を形成する工程と、上記マスクパターン層から露出した上記記録層の各部にイオンを照射する工程と、を備えていることを特徴としている。
【００１６】
好ましくは、上記基板上にＣｒおよびＰｔを堆積させた後、加熱する工程を含んでいる。
【００１７】
好ましくは、上記基板上にＣｒ層およびＰｔ層を交互に積層した後、加熱処理を施すことで上記記録層を形成する。
【００１８】
このような構成によれば、たとえばＣｒＰｔ3からなる記録層にイオンを照射するので、イオンが照射された記録層の部分をほとんど保磁力あるいは飽和磁化が無い非磁性部として形成することができ、優れた磁気特性の記録媒体を容易に得ることができる。
【００１９】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る磁気記録再生装置の一実施形態を示す内部構造図である。同図に示すように、磁気記録再生装置Ａは、スピンドルモータ（図示略）、このスピンドルモータによって回転させられる回転軸１、回転軸１に装着される磁気ディスクＸ、磁気ディスクＸに対向配置され、先端に磁気ヘッドＨを備えた浮上ヘッドスライダ２、アーム軸３、浮上ヘッドスライダ２を先端に固着してアーム軸５を中心に磁気ディスクＸ上を水平に移動するスイングアーム４、およびスイングアーム４を駆動して水平移動させるためのアクチュエータ５を備えている。浮上ヘッドスライダ２、アーム軸３、スイングアーム４、およびアクチュエータ５は、磁気ディスクＸ上において磁気ヘッドＨを移動させるヘッド移動機構として構成されている。
【００２２】
磁気ディスクＸに対して情報の記録または再生を行う場合には、磁気回路で構成されたアクチュエータ５によりスイングアーム４が駆動され、浮上ヘッドスライダ２の先端に設けられた磁気ヘッドＨが回転状態にある磁気ディスクＸ上の所望のトラックに位置決めされる。磁気ヘッドＨには、記録素子とリード素子が形成されている。記録素子の記録コア幅は約６０ｎｍであり、ディスク径方向の記録ギャップ長は約３０ｎｍである。リード素子のリードコア幅は約６０ｎｍであり、ディスク径方向のリードギャップ長は２７ｎｍである。
【００２３】
図２および図３は、図１の磁気記録再生装置Ａに備えられた磁気ディスクＸを表す。この磁気ディスクＸは、本発明に係る製造方法により得られるものである。図２は、磁気ディスクＸの斜視図であり、図３は、磁気ディスクＸの部分拡大断面図である。
【００２４】
磁気ディスクＸは、基板１１、軟磁性層１２、記録層１３、および保護膜１４（図２では図示略）を含む積層構造を有し、パターンドメディアとして構成されたものである。
【００２５】
基板１１は、主に、磁気ディスクＸの剛性を確保するための部位であり、たとえば、ＳｉＯ2、アルミニウム合金、ガラス、または樹脂よりなる。
【００２６】
軟磁性層１２は、記録時に作用する磁気ヘッドからの磁束を再び磁気ヘッドに還流させる磁路を効率よく形成するためのものである。このような軟磁性層１２は、高透磁率を有して大きな飽和磁化を有するとともに小さな保磁力を有する軟磁性材料よりなる。軟磁性層１２を構成する軟磁性材料としては、たとえば、ＦｅＣ、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＣ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＺｒＮｂ、およびＦｅＣｏ−ＡｌＯが挙げられる。軟磁性層１２の厚さは、たとえば１０〜２００ｎｍである。
【００２７】
記録層１３は、図３に示すように、複数の記録磁性部１３Ａおよび複数の非磁性部１３Ｂを有する。記録磁性部１３Ａは、垂直磁気異方性を有し、磁化方向が上向きあるいは下向きとなる情報記録部分に相当する。非磁性部１３Ｂは、保磁力（Ｈｃ）あるいは飽和磁化の値（Ｍｓ）が０となる非磁性の磁気特性を有し、この部分には磁気記録をすることができない。記録層１３は、連続膜体であり、記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂは共に同一の材料よりなる。ただし、非磁性部１３Ｂは、磁性をもたない材質に変質した部分となっている。本実施形態の記録層１３を構成する材料は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなり、Ａｕに対応する主成分がＣｒ、Ｃｕに対応する主成分がＰｔになっている。すなわち、記録層１３は、ＣｒＰｔ3からなる。記録層１３の厚さは、５〜２０ｎｍ程度である。
【００２８】
なお、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金としては、ＣｒＰｔ3、ＦｅＰｔ3、ＣｏＰｔ3、ＭｎＰｔ3、ＭｎＰｄ3、Ｍｎ3Ｐｔなどが知られている。これらのうち、ＦｅＰｔ3、ＭｎＰｄ3、Ｍｎ3Ｐｔは、反強磁性を示して実質的に磁化されないので、磁気記録材料としては適さない。ＣｒＰｔ3、ＣｏＰｔ3、ＭｎＰｔ3は、強磁性をもつため、磁気記録材料として好適である。たとえばＳｉＯ2基板上に形成されて熱処理が施されたＣｒＰｔ3の膜は、原子配列が規則化されて負の磁歪定数を示し、ＳｉＯ2基板から引っ張り応力を受ける。これにより、ＣｒＰｔ3の膜は、その膜面に対して垂直方向に磁化容易軸をもつ。このような規則合金は、規則・不規則領域を局所的に形成する材料として適している。なお、磁気異方性定数Ｋｕ、磁歪定数λおよび応力σの関係は、Ｋｕ＝−３／２×λ×σとなっている。ここで、ＣｒＰｔ3からなるＣｕ3Ａｕ型の規則合金の薄膜は、λ：負、σ：正となり、Ｋｕが正の値を示すため、垂直磁気異方性が発現する。そのため、本実施形態の記録層１３における記録磁性部１３Ａは、磁化方向が上向きあるいは下向きとなる垂直磁気異方性をもつ。
【００２９】
保護膜１４は、軟磁性層１２や記録層１３などを外界から物理的および化学的に保護するための部位であり、たとえば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、またはダイヤモンドライクカーボンよりなる。保護膜１４の露出面は、磁気ディスクＸの記録面をなし、この面には、潤滑剤が塗布される。
【００３０】
以上のような基板１１、軟磁性層１２、記録層１３、および保護膜１４で構成される磁気ディスクＸの積層構造中には、必要に応じて他の層が含まれてもよい。たとえば、基板１１と記録層１３との間には、軟磁性層１２に加えて非磁性の中間層などを設けてもよい。
【００３１】
このような磁気ディスクＸに情報を記録する際には、保護膜１４に対して記録用の磁気ヘッド（図示略）が浮上配置され、この磁気ヘッドによる記録磁界の印加により、記録層１３の記録磁性部１３Ａに所定の磁化方向を示す記録マーク（磁区）が形成される。このとき、情報記録進行中であって磁界が印加される記録磁性部１３Ａと、その両隣りにある記録磁性部１３Ａとは、非磁性部１３Ｂにより分断されているため、記録磁性部１３Ａの記録マークが消失ないし劣化するというクロスライト現象が抑制される。クロスライト現象が抑制される磁気ディスクは、トラックの狭ピッチ化ないし高記録密度化を図る上で好ましい。なお、トラッキングサーボなどに用いられるサーボ領域の磁化は、たとえば製造時に外部の永久磁石などによって所定の決まった一方向に揃えられている。両面に記録層が形成されている場合は、表面と裏面の磁化方向が互いに逆方向となるように磁化される。
【００３２】
このような磁気ディスクＸに対し、記録再生試験機によって磁気的に記録および再生を行った。記録再生試験においては、磁気ディスクＸに対して垂直方向の磁界を印加した。これにより、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金として磁性をもつ部分（記録磁性部１３Ａ）の磁化は、垂直方向上向きあるいは下向きに向くことになる。こうして記録された磁気ディスクＸにつき、図４に示すように再生信号を調べた。ここでは、信号確認のために用意したドット長が５０ｎｍ〜２００ｎｍのものを示している。同図に示すように、イオンが照射されていない記録磁性部１３Ａからは、磁気信号を検出することができ、イオンが照射された非磁性部１３Ｂからは、磁気信号を検出することができない。これは、イオンが照射されなかった部分は、もとのＣｕ3Ａｕ型の規則合金が維持された状態で磁化を発現するのに対し、イオンが照射された部分は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金が乱され、不規則合金になっていることを意味している。同図に示すように、記録層１３に対して上向きに磁化した場合は、再生信号の信号波形がプラス側に振れるのに対し、下向きに磁化した場合は、再生信号の信号波形がマイナス側に振れる。実際の記録再生時においても同様の信号波形となる。Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金の構造をもたない非磁性部１３Ｂが連続的に続く領域は、信号出力が０となる。
【００３３】
図５〜７は、上記磁気ディスクＸの製造方法を表す。本方法は、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一実施家形態に相当する。
【００３４】
本方法においては、まず、図５（ａ）に示すように、基板１１上に軟磁性層１２および記録層１３’を順次形成する。基板１１としては、ＳｉＯ2の基板を用いた。基板１１の厚みは０．６３５ｍｍ、外径はφ６５ｍｍ、内径はφ２０ｍｍであり、基板１１の形状をドーナツ状としている。軟磁性層１２は、たとえばスパッタリング法により形成される。記録層１３’は、上述した記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂが形成される前の中間生成状態であり、次のようにして形成される。
【００３５】
図７に示すように、軟磁性層１２が形成された基板１１は、その軟磁性層１２を上側にした状態で回転テーブル２０上に配置され、この基板１１に対してＣｒターゲット２１とＰｔターゲット２２を用いてスパッタリングを行う。このとき、到達真空度は、たとえば５×１０-6Ｐａであり、製膜時においては、Ａｒ導入により真空度を０．５Ｐａ程度とする。回転テーブル２０は、回転数１０ｒｐｍ程度で回転させられ、Ｃｒターゲット２１およびＰｔターゲット２２に投入する電力は、それぞれ１００Ｗ、３００Ｗとする。回転テーブル２０とともに基板１１が低速回転する間、Ｃｒターゲット２１とＰｔターゲット２２でスパッタリングが行われる。これにより、軟磁性層１２の表面には、Ｃｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が交互に積層される。Ｃｒ層１３ｃ’は、１回転当たり膜厚０．４ｎｍ程度に形成され、Ｐｔ層１３ｐ’は、１回転当たり膜厚１．６ｎｍ程度に形成される。
【００３６】
たとえば基板１１が所定回数にわたって回転している間にスパッタリングが行われ、その結果、基板１１上には、Ｃｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が幾重にも交互に積層される。このＣｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が交互に積層した状態は、いわゆるas-depo状態と称される。たとえば、スパッタレートが約２０ｎｍ／分でスパッタリングを約１分間行う。これにより、厚みが２０ｎｍ程度でＣｒとＰｔの組成比が１：３となるＣｒＰｔ3の記録層１３’が形成される。こうして形成された記録層１３’の磁気特性をＶＳＭ（Vibrating Sample MAgnetomer：振動試料型磁力計）で測定したところ、まったく磁性を示さず、飽和磁化Ｍｓはゼロであった。ただし、記録層１３’には、Ｐｔが７５at％程度含まれていることから、ｆｃｃ構造の稠密構造に対する＜１１１＞軸方向が成長していた。この＜１１１＞軸方向は、磁化容易軸の方向となる。
【００３７】
その後、基板１１は、真空中において加熱処理される。加熱温度は、たとえば４００〜９００℃であり、加熱時間は、１５分程度である。このような加熱処理を経ることにより、基板１１における軟磁性層１２の表面には、所定の厚みで所望とする磁気特性の記録層１３’が形成される。
【００３８】
具体的には、真空のアニール炉を用い、８５０℃で１５分の熱処理を施した。この熱処理により、ＣｒＰｔ3合金からなる記録層１３’は、Ｘ線回折の結晶同定の結果、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなることが判明した。また、この規則合金の磁気特性をＶＳＭで測定したところ、飽和磁化Ｍｓの値は、約３００emu/cc、保磁力Ｈｃは、約６kOeで垂直磁気異方性を示した。トルク計で磁気異方性定数を測定したところ、６×１０6erg/ccという大きな垂直磁気異方性を示した。このように加熱処理を経て形成された記録層１３’は、図８に示すような面心立方格子の結晶構造をもつことになる。このような面心立方格子においては、Ｃｒ原子が単位格子の各頂点に位置するとともに、Ｐｔ原子が単位格子の各面中心に位置し、単位格子中の原子数としてＣｒ原子が１個でＰｔ原子が３個となる。つまり、記録層１３’の構成材料は、ＣｒＰｔ3となる。このように原子が規則的に配列された結晶構造をもつものは、規則合金と称される。記録層１３’は、as-depo状態では単にＣｒ層１３ｃ’とＰｔ層１３ｐ’が積層した状態であるため磁化をもたない。一方、規則合金となった記録層１３’は、Ｃｒ単体の磁気モーメントが２．３３±０．１０μＢ程度、Ｐｔ単体の磁気モーメントが−０．２７±０．０５μＢ程度となる。このような面心立方格子の結晶構造では、稠密面となる｛１１１｝面が成長面となる。この結晶軸＜１１１＞の方向は、記録層１３’の厚み方向となり、この方向が磁化容易軸の方向となる。これにより、記録層１３’は、全体にわたって垂直磁気異方性を有する。垂直磁気異方性を示す主な要因は、ＣｒＰｔ3からなる記録層１３’と基板１１との熱膨張係数の相違によって生じる磁気歪みの逆効果であると考えられる。
【００３９】
なお、基板１１と記録層１３’の間には、軟磁性層１２に加えて中間層を形成してもよい。軟磁性層１２と記録層１３’の間に形成される中間層としては、たとえばＳｉＯ2やＳｉＮ、アルミナからなり、非磁性の磁気特性をもつものが好ましい。記録層１３’がＣｒＰｔ3の場合、基板１１と記録層１３’の間に生じる応力により、垂直磁気異方性を示す。たとえば、軟磁性層１２の厚みを２０ｎｍ程度とし、ＳｉＯ2からなる中間層の厚みを１０ｎｍ以下とした場合、ＣｒＰｔ3からなる記録層１３’は、基板１１との応力によって垂直磁気異方性をもつようになる。
【００４０】
次に、図５（ｂ）に示すように、記録層１３’の表面全体にレジスト膜１５を形成する。レジスト膜１５は、たとえばメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）よりなり、膜厚４０ｎｍ程度に塗布することで形成される。このレジスト膜１５は、次の工程を経てマスクパターン層１５’（図６（ａ）参照）となる。
【００４１】
レジスト膜１５の形成後、図５（ｃ）に示すように、スタンパ３０の凹凸面３０Ａをレジスト膜１５に当接させる。このとき、スタンパ３０は、たとえば１２０℃に加熱され、このスタンパ３０には、４０ｋＮ程度の圧力が加えられる。加熱・加圧時間は、５分程度である。スタンパ３０は、スタンパ本体３０ａと凹凸面３０Ａをなす凸部３０ｂとからなる。凸部３０ｂは、上述の非磁性部１３Ｂに対応したパターン形状を有し、凸部３０ｂの先端は、記録層１３’に接した状態とされる。
【００４２】
その後、図６（ａ）に示すように、室温まで冷却することでレジスト膜１５を硬化させた後、スタンパ３０の凸部３０ｂをレジスト膜１５から離脱させる。これにより、スタンパ３０の凸部３０ｂに応じて所々に記録層１３’を露出させた状態のマスクパターン層１５’が形成される。このマスクパターン層１５’は、スタンパ３０とは逆の凹凸パターンが転写された状態となり、スタンパ３０の凸部３０ｂがマスクパターン層１５’の凹部になる。つまり、マスクパターン層１５’は、上述の記録磁性部１３Ａに対応したパターン形状を有する。スタンパ３０の凸凹パターンは、データ領域となる記録磁性部１３Ａに対応する部分が凹部となり、サーボ領域に対応する部分も凹部となる。この凹部をマスクパターン層１５’に転写することにより、マスクパターン層１５’には、凸部が残る。ここで、記録ドットに対応する寸法は、６０ｎｍ（ディスク径方向）×４０ｎｍ（ディスク周方向）で、実際のドットパターンは、その面積の略１／４となり、ドット寸法は、３０ｎｍ×２０ｎｍ程度である。このようなパターンがサーボパターン領域を除いてマスクパターン層１５’の全面に形成される。
【００４３】
次に、図６（ｂ）に示すように、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’の所々にイオンを照射する。照射されるイオンは、たとえばＧａ+イオンであり、そのイオンドース量を２×１０15ion/cm2程度とする。イオン照射時の加速電圧は、たとえば２２keVである。垂直磁気異方性定数は、略６×１０6erg/ccである。イオン照射前における記録層１３’の磁気特性は、たとえば保磁力Ｈｃ＝６kOe、Ｍｓ＝３００emu/cc程度であったが、５×１０4ion/cm2のイオンドース量では、飽和磁化Ｍｓが１５０emu/ccまで減少した。さらに多量に２×１０5ion/cm2の照射を行うと、飽和磁化Ｍｓは、１０emu/ccまで減少した。この時のエッチング量は、約２ｎｍであった。このような磁化が約９５％消失した記録層１３’のＸ線回折を測定したところ、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金に基づく回折は観察されなかった。また、規則構造が崩れたことで、as-depo状態で観察された多結晶による＜１１１＞方向の配向は観察されなかった。最終的に所定量のイオンが照射された記録層１３’の部分では、Ｇａ+イオンによって結晶構造が不規則に乱されることにより、保磁力Ｈｃ≒０Oe、飽和磁化Ｍｓ＝１５emu/cc程度まで磁気特性が劣化する。すなわち、記録層１３’においてイオンが照射された部分が非磁性部１３Ｂとなる一方、マスクパターン層１５’によりイオン照射を免れた部分が記録磁性部１３Ａとなり、これら記録磁性部１３Ａおよび非磁性部１３Ｂを含む記録層１３が形成される。なお、イオン照射によるマスクパターン層１５’のエッチング量は２０ｎｍ程度で、マスクパターン層１５’から露出した記録層１３’のエッチング量は２ｎｍである。
【００４４】
その後、図６（ｃ）に示すように、たとえば酸素プラズマを利用して行うアッシングにより、マスクパターン層１５’を記録層１３上から除去し、さらにその後、スパッタリングにより記録層１３の表面に例えばダイヤモンドライクカーボンの保護膜１４を形成する。酸素プラズマによるアッシング時のＯ2ガス圧は、１Ｐａ程度であり、アッシング時の投入電力は約５００Ｗである。このようなアッシングを約３０秒行う。こうして概ね平坦に形成された記録層１３の表面には、ＤＬＣ保護膜などによる保護膜１４と潤滑剤が３ｎｍ程度に塗布される。保護膜１４および潤滑剤は、磁気ヘッドＨとの擦れによる摩耗を抑える役割を果たす。これにより、マスクパターン層１５’が完全に除去され、図３に示すような磁気ディスクＸの完成品が得られる。
【００４５】
図９は、記録層１３’を形成した直後の磁気特性を説明するための説明図である。同図に（ａ）示すように、as-depo状態の記録層１３’についてＸ線回折法により結晶構造を評価すると（θ−２θスキャン）、概ね結晶面｛１１１｝の方向に配向されていると考えられる。このような記録層１３’内において、Ｘ線回折を測定したところ（φ−２θｘスキャン）、規則合金に対応する回折を観察することはできなかった。一方、加熱処理を経た記録層１３では、φ−２θｘスキャンによるＸ線回折を測定すると、図９（ｂ）に示すような結晶の規則度を示す測定結果を得た。つまり、同図（ｂ）に示すように、結晶面｛１１０｝と｛２２０｝の方向で回折ピーク強度が観察されることから、これらの方向に配向されていると考えられる。これにより、記録層１３’は、ほぼ完全な規則合金になっていると考えられる。
【００４６】
図１０は、イオン照射による磁気特性を説明するための説明図である。イオン照射前の記録層の磁気特性は、Ｈｃ＝６kOe、Ｍｓ＝３００emu/cc程度であり、垂直磁気異方性定数は、略６×１０6erg/ccである。イオン照射時の加速電圧は、たとえば３０keVである。このような記録層にＧａ+イオンを照射することにより、同図に示すような測定結果を得た。これにより、イオンを照射することで記録層の保磁力Ｈｃおよび飽和磁化Ｍｓをほとんど０とし、記録層をほぼ完全に非磁性化することができた。
【００４７】
したがって、本実施形態の製造方法によれば、イオン照射によってほぼ完全に磁化をもたない非磁性部１３Ｂを記録層１３に形成することができるので、優れた磁気特性の記録層１３を機械的に加工せずとも容易に得ることができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法によれば、記録層１３の表面全体にイオンを照射しても、マスクパターン層１５’によって記録層１３の一部にしかイオンが到達しないようになっており、照射するイオンをビーム状に絞る必要がない。そのため、従来のように微細なイオンビームを形成する必要もなく、スタンパ３０を用いてインプリントによりマスクパターン層１５’を形成することにより、量産性が大幅に向上するというメリットもある。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００５０】
記録層には、他にＮｉＡｓ型の規則合金を用いてもよい。ＮｉＡｓ型の規則合金は、ＭｎＢｉを代表的な材料とし、六方晶形でＣ軸配向することにより、膜面に対して垂直方向に磁化容易軸を有することが可能である。ＭｎＢｉからなる記録層は、概ねＭｎとＢｉが交互に積層した構造に対応する。垂直磁気異方性は、１１×１０6erg/ccといった大きな値を示す。このようなＭｎＢｉの層は、たとえばガラス基板上にＭｎとＢｉをほぼ同等の膜厚で交互に蒸着した後、約３５０℃で約８時間熱処理を行うことにより規則合金とすることができる。このような規則合金は、イオンを照射すると規則化が乱れ、磁気特性が大きく劣化する。これにより、たとえばＭｎＢｉからなるＮｉＡｓ型の規則合金を記録層に適用した場合でも、イオンの照射／非照射によって規則化と不規則化の部分を記録層に形成することができる。
【００５１】
製造時において、記録層の表面とマスクパターン層との間（マスクパターンで覆われた記録層の表面部位）には、記録層を酸化やイオン照射から保護するための層を設けてもよい。
【００５２】
たとえば、記録層の膜厚や形成方法については、各請求項に記載した範囲で適当に設計変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る磁気記録再生装置の一実施形態を示す内部構造図である。
【図２】図１の磁気記録再生装置に備えられた磁気ディスクの部分斜視図である。
【図３】図２の磁気ディスクの部分拡大断面図である。
【図４】図２の磁気ディスクから得られる再生信号について説明するための説明図である。
【図５】図２に示す磁気ディスクの製造方法の工程図である。
【図６】図３の後に続く工程図である。
【図７】記録層の形成方法の説明図である。
【図８】記録層の結晶構造の模式図である。
【図９】記録層形成直後の磁気特性を説明するための説明図である。
【図１０】イオン照射による磁気特性を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 基板
１２ 軟磁性層
１３，１３’ 記録層
１３ｃ’ Ｃｒ層
１３ｐ’ Ｐｔ層
１４ 保護膜
１５’ マスクパターン層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、
上記記録磁性部は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴とする、磁気記録媒体。
【請求項２】
上記記録磁性部におけるＣｕ3Ａｕ型の規則合金としては、Ａｕに対応する主成分がＣｒからなり、Ｃｕに対応する主成分がＰｔからなる、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に＜１１１＞結晶軸あるいは＜１００＞結晶軸を有する、請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、磁気歪み効果によって上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する、請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、
上記記録磁性部は、ＮｉＡｓ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴とする、磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気記録媒体と、
上記磁気記録媒体に対して情報を記録および再生する磁気ヘッドと、
上記磁気記録媒体を回転させるモータと、
上記磁気記録媒体上において上記磁気ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
を備えていることを特徴とする、磁気記録再生装置。
【請求項８】
基板上にＣｒＰｔ3からなる記録層を形成する工程と、
上記記録層の表面にマスクパターン層を形成する工程と、
上記マスクパターン層から露出した上記記録層の各部にイオンを照射する工程と、
を備えていることを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
上記基板上にＣｒおよびＰｔを堆積させた後、加熱する工程を含んでいる、請求項８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
上記基板上にＣｒ層およびＰｔ層を交互に積層した後、加熱処理を施すことで上記記録層を形成する、請求項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】
基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、
上記記録磁性部は、Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴とする、磁気記録媒体。
【請求項２】
上記記録磁性部におけるＣｕ3Ａｕ型の規則合金としては、Ａｕに対応する主成分がＣｒからなり、Ｃｕに対応する主成分がＰｔからなる、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に＜１１１＞結晶軸あるいは＜１００＞結晶軸を有する、請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
上記Ｃｕ3Ａｕ型の規則合金は、磁気歪み効果によって上記記録層の厚み方向に磁化容易軸を有する、請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
基板上に形成された記録層内において、情報を磁気記録可能な記録磁性部と磁気記録不可の非磁性部とを有し、
上記記録磁性部は、ＮｉＡｓ型の規則合金からなるとともに、上記非磁性部は、不規則合金からなることを特徴とする、磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気記録媒体と、
上記磁気記録媒体に対して情報を記録および再生する磁気ヘッドと、
上記磁気記録媒体を回転させるモータと、
上記磁気記録媒体上において上記磁気ヘッドを移動させるヘッド移動機構と、
を備えていることを特徴とする、磁気記録再生装置。
【請求項８】
基板上にＣｒＰｔ3からなる記録層を形成する工程と、
上記記録層の表面にマスクパターン層を形成する工程と、
上記マスクパターン層から露出した上記記録層の各部にイオンを照射する工程と、
を備えていることを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
上記基板上にＣｒおよびＰｔを堆積させた後、加熱する工程を含んでいる、請求項８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
上記基板上にＣｒ層およびＰｔ層を交互に積層した後、加熱処理を施すことで上記記録層を形成する、請求項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−９９１８２（Ｐ２００９−９９１８２Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８５３３（Ｐ２００７−２６８５３３）
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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