磁気記録媒体の製造方法
【課題】複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。
【解決手段】（ｉ）中間層の上に設けたアルミニウム層を陽極酸化することによりアルミニウム層をアルミナ層に変換させると同時にホールを形成し、中間層を露出させること、および（ｉｉ）アルミナ層と中間層との性質の違いにより、超臨界流体に溶解した磁性体金属の有機金属化合物を選択的に還元し、ホール底面の中間層表面に選択的かつ均一に磁性体金属を堆積させること、により磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する方法を提供する。
【解決手段】（ｉ）中間層の上に設けたアルミニウム層を陽極酸化することによりアルミニウム層をアルミナ層に変換させると同時にホールを形成し、中間層を露出させること、および（ｉｉ）アルミナ層と中間層との性質の違いにより、超臨界流体に溶解した磁性体金属の有機金属化合物を選択的に還元し、ホール底面の中間層表面に選択的かつ均一に磁性体金属を堆積させること、により磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクドライブは、使用用途の拡大や小型化の流れにあり、ドライブに搭載される磁気記録媒体においてはますますの高記録密度化が求められている。そこで、近年の磁気ディスクの高記録密度化に伴い、磁気記録方式は従来の面内記録方式から垂直記録方式に移行している。
【０００３】
記録密度を上げるためにはビットサイズをより小さくしなくてはならないが、ビットサイズを小さくしていくと熱揺らぎによる記録された信号の劣化、つまり磁化のランダムな反転が生じやすくなるという問題が顕在化してきた。一方、熱揺らぎを防止するため、磁気記録媒体に結晶磁気異方性エネルギー定数の大きい材料を用いると、保磁力が大きくなり、このため磁化の反転に要する磁界も大きくなり、情報の書き込みが困難となる。
【０００４】
そこで、このような熱揺らぎによる記録された信号の劣化を回避するために熱アシスト記録方式が提案されている（特許文献１、特許文献２、および非特許文献１など参照）。熱アシスト記録方式は、レーザ光照射などにより記録媒体をキュリー温度付近まで加熱して、その保磁力を小さくしたところで記録を行い、その後急冷却して保磁力を大きくし、情報の保存を行うものである。このような方式を用いることで、低い磁場でも書き込みができ、かつ熱揺らぎによる長期安定性も確保することができる。
【０００５】
しかし、上記熱アシスト記録方式を用いた場合、従来の連続的な磁気記録媒体では、昇温時に隣接する磁性体記録要素も昇温してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、磁気記録媒体の高記録密度化に伴い、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象トラック以外（隣接トラック）への書き込み（クロスライト）、および／または対象トラック以外の信号の読み出し（クロスリード）などの問題が生じている。
【０００７】
このような課題は、磁性体記録要素を磁気的に分離するのと同時に、熱的にも磁性体記録要素毎に分離ができれば解決できる。そこで、全ての磁性体記録要素を磁気的、及び熱的に分離することを目的としたビット・パターンド・メディア(ＢＰＭ)と呼ばれる考えが提案されている（非特許文献２など参照）。
【０００８】
現在、ＢＰＭ方式についてはいくつかの方式が提案されているが、その中の一つにアルミニウムの陽極酸化により形成したアルミナナノホール（以下ＡＮＨと呼ぶ）を利用したＢＰＭがある。
【０００９】
ＡＮＨは、アルミニウム層に形成された微小くぼみが起点となって陽極酸化中に自己組織的に形成されるため、上述したくぼみの配列を三角配列や正方配列に形成しておくと、得られるＡＮＨを三角配列や正方配列に制御することができることが知られている（特許文献３、非特許文献３など）。また、ＡＮＨを形成しているアルミナは非磁性材料であり、熱伝導率も非常に小さな材料である。
【００１０】
そこで、配列制御されたＡＮＨに、電気メッキ法などで磁性体を埋め込むことにより、各磁性体記録要素が、磁気的にも、熱的にも分離され、ホール一つが１ビットに相当する磁気記録媒体が形成できる（特許文献４および非特許文献２、３など）。
【００１１】
しかし、上述したような優れた特徴を持つＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体においても、高記録密度化の検討が進むにつれていくつかの問題が出てきた。
【００１２】
その一つは、微細なＡＮＨに電気メッキ法で磁性体を重点する場合には、充填量が不均一になりやすい点である。この現象は、半径２５ｎｍ以下のＡＮＨにおいて、特に顕著である。これには下記の理由があると推測される。
【００１３】
ＡＮＨの半径をｒ、メッキ液とＡＮＨ間の表面張力をγ、ＡＮＨにメッキ液を浸入させるのに必要な力をΔＰとすると、これらの関係はラプラスの式と呼ばれる（１）式で与えられる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
すなわち、ＡＮＨ半径ｒが小さくなると、これに逆比例してメッキ液をＡＮＨに浸入させるのに必要な力は増大する。その結果、半径が２５ｎｍ以下になるとメッキ液がＡＮＨに浸入するのが困難となり、メッキによりＡＮＨ中に磁性体を均一に充填することが難しくなると考えられる。
【００１６】
【特許文献１】特開２００６-１２２４９号公報
【特許文献２】特開２００３-４５００４号公報
【特許文献３】特公昭５１-２１５６２号公報
【特許文献４】特開２００５-１２０４２１号公報
【非特許文献１】FUJITSU, Vol. 58, No.1,ｐ.85-89（2007）
【非特許文献２】FUJITSU, Vol. 58, No.1,ｐ.90-98（2007）
【非特許文献３】益田秀樹 他、表面化学、Vol.25, No.5, pp.260-264(2004)
【非特許文献４】近藤英一、表面技術、Vol.57,No.10, pp.13-18(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、ＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体の製造方法において、磁性体金属材料を、微細なＡＮＨに均一かつ選択的に充填する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＮＨ半径を２５ｎｍ以下にしても磁性体金属含有溶液がＡＮＨ内部に容易に浸入し、その結果ＡＮＨに磁性体金属を均一かつ選択的に重点することが可能なＡＮＨを用いた磁気記録媒体の作製方法を提供するものである。
【００１９】
詳細には、本発明は、（ｉ）中間層の上に設けたアルミニウム層に陽極酸化により前記アルミニウム層をアルミナ層に変換すると同時にホールを形成し、中間層を露出すること、および（ｉｉ）アルミナ層と中間層との性質の違いにより、超臨界流体に溶解した磁性体金属の有機金属化合物を選択的に還元し、ホール底面の中間層表面に選択的かつ均一に磁性体金属を堆積させること、により磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する方法を提供する。
【００２０】
さらに、本発明は上記製造方法における超臨界流体が水素ガスを溶解した超臨界ＣＯ２であることを含む。また、本発明は、上記製造方法における磁性体金属がコバルト、鉄、ニッケル、あるいは鉄／白金、コバルト／白金、鉄／パラジウム、コバルト／パラジウムからなる合金からなる群から選択されることを含む。本発明は、上記製造方法における有機金属化合物が、金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートであることを含む。
【００２１】
さらに、本発明は、上記いずれかの製造方法により製造された磁性体記録媒体も含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の作製方法を用いることにより、ＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体において、微細なＡＮＨに磁性体金属を選択的かつ均一に充填し、微細な磁性体記録要素を形成することができる。これにより、高記録密度を達成しながら、安価で、安定供給が可能なＢＰＭ方式の磁気記録媒体の製造ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。
【００２４】
図１は、本発明の製造方法により、磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する工程を示したものである。本発明により製造された磁気記録媒体５０００は、基板１０２上に、下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４、中間層１０４上に設けられたアルミナ層１１３、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６、およびホール１１６の底面に露出した中間層１０４上に堆積した磁性体金属層１１７を有する（図１Ｅ参照）。以下、工程ごとに説明する。
【００２５】
（中間層形成工程）
まず、下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４を基板１０２上に形成する（図示せず）。中間層１０４は、その後に設けられるアルミナ層１１３および磁性体金属層１１７の下地層となる。
【００２６】
本発明において用いる基板１０２は、非磁性体であり、かつ、後述するアルミニウム層１０３の形成およびその陽極酸化に用いられる条件（溶媒、温度など）に耐えるものが用いられる。さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。更に詳しくは、非磁性基板１０２はガラス、またはシリコン単結晶基板などが用いられる。
【００２７】
中間層１０４は導電性であればよい。しかし、中間層１０４は、陽極酸化処理による中間層１０４やＳＵＬ層１０５の酸化を抑制するために、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓなどの貴金属を用いることが好ましい。また、これらの貴金属を用いることにより、中間層１０４は、磁性体金属層１１７と中間層１０４の下に設けられるＳＵＬ層１０５との磁気交換相互作用を調整することもできる。
【００２８】
非磁性下地層１０６は、Ｔｉ、またはＣｒＴｉ合金のようなＣｒを含む非磁性材料を用いて形成することができる。
【００２９】
ＳＵＬ層１０５は、磁気記録層に垂直方向磁界を集中させるための層である。ＳＵＬ層１０５に用いることのできる軟磁性材料は、ＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金などの結晶性材料；ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶性材料；またはＣｏＺｒＮｄ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。ＳＵＬ層１０５の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であることが、生産性の観点から望ましい。
【００３０】
下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４は、通常０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚を有する。このような範囲内の膜厚とすることによって、磁気記録層の磁気特性や電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を磁気記録層に付与することが可能となる。
【００３１】
また、本発明では、任意選択的に中間層１０４とＳＵＬ層１０５との間にシード層（図示せず）を設けてもよい。シード層は磁気記録層の結晶構造を制御するための層である。シード層の形成に用いることのできる材料は、ＮｉＦｅＡｌ、ＮｉＦｅＳｉ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＮｂＢ、ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒなどのようなパーマロイ系材料；ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅＳｉ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＮｉＦｅＮｂなどのようなパーマロイ系材料にＣｏをさらに添加した材料；Ｃｏ；あるいはＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅなどのＣｏ基合金を含む。シード層は磁気記録層の結晶構造を制御するのに充分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。シード層の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
【００３２】
（アルミニウム層形成工程）
次いで、前記中間層１０４の上に、アルミニウム層１０３を形成する。アルミニウム層１０３は後述する方法により陽極酸化され、ホール１１６を有するアルミナ層１１３を形成する。アルミナ層１１３は、ＢＰＭにおいて磁性体記録要素を磁気的および熱的に分離する分離層となる。
【００３３】
アルミニウム層１０３の膜厚（すなわちアルミナ層１１３の膜厚）は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および記録密度向上の観点から、アルミニウム層１０３は、好ましくは５０ｎｍ以下の膜厚を有する。アルミニウム層１０３の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
【００３４】
（ホール形成工程）
次に、アルミニウム層１０３を陽極酸化することにより、アルミニウム層１０３にホール１１６を形成し、中間層１０４を露出させる。また、アルミニウム層１０３は当該工程中に酸化され、非導電性のアルミナ層１１３へと変換される。以下、図１Ｂ〜Ｄを参照にして、さらに具体的に述べる。
【００３５】
（１）第１に、アルミニウム層１０３の、陽極酸化によりホール１１６を形成させる起点となる位置に微小くぼみ１１５を形成させる（図１Ｂ）。微小くぼみ１１５を形成させる方法は、ドライエッチング法など、当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。また、微小くぼみ１１５を所定のパターンに沿って形成させることにより、後に形成されるホール１１６を所望のパターンに形成することができる。微小くぼみ１１５を所定のパターンに形成する方法は、例えば、上記アルミニウム層１０３の上に任意にマスク層（図示せず）を設け、該マスク層にフォトリソグラフ法および／またはナノインプリント法などの当該技術において知られている任意の方法により所望のパターンを転写後、ドライエッチング法によりアルミニウム層１０３の一部を除去することにより行ってもよい。例えば、本発明では、直径１〜５０ｎｍ、間隔３〜１００ｎｍのドットパターンで微小くぼみ１１５を形成することができる。
【００３６】
（２）次いで、陽極酸化処理を行い、アルミニウム層１０３にホール１１６を形成する（図１Ｃ）。当該処理によりアルミニウム層１０３はアルミナに変換され、非導電性のアルミナ層１１３が形成される。当該処理は、少なくともホール１１６の底面に中間層１０４が露出するまで行う。陽極酸化処理によりアルミナホールを形成する方法は、当該技術において知られている方法を用いることができる。
【００３７】
（３）また、上記陽極酸化処理により形成されたホール１１６に対し、リン酸などによりさらにエッチング処理を行い、ホール１１６の径を拡大する工程を任意選択的に設けてもよい（図１Ｄ）。
【００３８】
以上の工程により、底面に中間層１０４が露出したホール１１６が所望のパターンで形成されたアルミナ層１１３を有する加工媒体４０００を形成することができる。
【００３９】
（磁性体金属の充填工程）
次いで、前記アルミナ層１１３に形成されたホール１１６の底面に露出する中間層１０４の上で超臨界流体に溶解した有機金属化合物を選択的に還元させて、磁性体金属層１１７を形成する（図１Ｅ）。
【００４０】
還元されて磁性体金属層１１７を形成する有機金属化合物は、鉄、コバルト、ニッケルなどを中心金属とする有機金属化合物を含む。好ましくは、該有機金属化合物は、前述の金属を含む金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートを含む。また、鉄、コバルト、ニッケルと合金を作り高い磁性を示す白金、パラジウムなどの貴金属を中心金属とする有機金属化合物も同時に添加してもよい。
【００４１】
本発明に用いることができる超臨界流体は、前記有機金属化合物を溶解し、かつその中で該有機金属化合物の還元反応が進行するものであれば特に限定されるものではなく、二酸化炭素（ＣＯ２）、水、エタン、プロパン、ブタン、ヘプタン、ジメチルエーテル、エタノールなどの既知の超臨界流体を用いることができる。操作性、超臨界流体としての溶媒能、および／または経済性などの観点から、ＣＯ２が好ましい。
【００４２】
さらに、有機金属化合物の還元反応を促進させるため、水素などの還元剤を前記超臨界流体に添加してもよい。還元剤は水素が好ましい。添加する還元剤の量は超臨界流体に対して１０ｐｐｍ〜２，０００ｐｐｍが好ましい。
【００４３】
図２は、本実施形態に用いられる超臨界流体による磁性体金属の充填装置の概要である。以下、超臨界流体を用いた磁性体金属の選択的堆積工程の好ましい実施形態を、図２を参照に、さらに具体的に述べる。
【００４４】
（１）サイホン式の高圧容器２０１に入れられた液体ＣＯ２を高圧容器２０１から取り出し、高圧ポンプ２０４で反応チャンバー２０７に供給する。ここで、取り出したＣＯ２の一部が取り出しの際に減圧されて気化している場合には、取り出したＣＯ２を冷却ユニット２０３で完全に液化させてもよい。有機金属化合物の還元反応を促進させるために、超臨界流体に少量の水素（還元剤）を添加する場合には、混合装置２０５を通して、水素（還元剤）を液体ＣＯ２に混合してもよい。
【００４５】
（２）反応チャンバー２０７に、上記工程により形成した、底面に中間層１０４が露出したホール１１６が所望のパターンで形成されたアルミナ層１１３を有する加工媒体４０００および適量の有機金属化合物を設置する。
【００４６】
（３）前記反応チャンバー２０７を液体ＣＯ２で満たし、バルブ２０６ａと２０６ｂを閉じた後、ヒータ２０８にて加熱し、超臨界ＣＯ２流体を生成する。加熱温度は１５０〜３００℃、反応チャンバー内の圧力は１０〜１５ＭＰａが好ましい。圧力は、反応チャンバーに設けられた圧力計（図示せず）の値を基準に、ＣＯ２の加熱により内部の圧力が目的の圧力より高くなった場合には、バルブ２０６ｂを開け、圧力調整器２０９にて所望の圧力に調整してもよい。
【００４７】
（４）反応チャンバー２０７内の有機金属化合物は、超臨界ＣＯ２流体に徐々に溶解し、加工媒体４０００と接触する。超臨界流体は表面張力がゼロであるため（非特許文献４）、加工媒体４０００表面に微細なパターンで形成されたホール１１６であっても均一に浸入することができる。そして、超臨界ＣＯ２流体に溶解している有機金属化合物が導電性の中間層１０４と接触し、有機金属化合物の還元反応が中間層１０４上で優先的に開始される。一方、非導電性のアルミナ層１１３上では、有機金属化合物の還元反応が進行しないため、磁性体金属は堆積しない。その結果、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６の底面に露出する中間層１０４上のみに、選択的に磁性体金属層１１７を形成させることができる。ホール１１６に堆積した磁性体金属層１１７は、結晶性の改善、配向性の改善のために真空中あるいは中性雰囲気中で熱処理を施してもよい。
【００４８】
また、超臨界ＣＯ２流体を利用した金属充填装置は、図２に示すバッチ式の構成に限らず、例えば超臨界ＣＯ２流体をフローするタイプ（図示せず）でも良い。
【００４９】
さらに、任意選択的に、このようにして得られた磁気記録媒体５０００の表面を、ポリッシュして、基板表面形状を整えてもよい。
【００５０】
最後に、任意選択的に、アルミナ層１１３および磁性体金属層１１７を覆うように、保護層、および／または潤滑剤層を形成してもよい。保護層は、その下にある磁気記録層以下の各構成層を保護するための層である。保護層は、カーボン（アモルファスカーボンなど）、あるいは磁気記録媒体保護膜用の材料として知られている種々の薄膜材料を用いて形成することができる。保護層は、一般的にスパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００５１】
また、潤滑剤層は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体に接触している際の潤滑を付与するための層であり、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。液体潤滑剤層は、ディップコート法、スピンコート法などの当該技術において知られている任意の塗布方法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において当業者により種々変更可能である。
【００５３】
（実施例１）
φ６５ｍｍで、厚さ０．６３５ｍｍの公称寸法２．５インチのシリコン基板１０２を、洗浄・乾燥後、主平面上に、スパッタ法を用いて、膜厚２ｎｍのＣｒＴｉからなる下地層１０６、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｄからなるＳＵＬ層１０５、膜厚１６ｎｍのＣｏＮｉＦｅＳｉからなるシード層、膜厚１２ｎｍのＲｕからなる中間層１０４を形成した。その後、膜厚２５ｎｍのアルミニウム層１０３を形成して被加工出発媒体１０００とした。
【００５４】
この被加工出発媒体１０００表面に、ナノプリント法を用いてパターン状のレジスト層を形成した。最初に、被加工出発媒体１０００表面に、スピンオングラス（ＳＯＧ）と呼ばれるレジストを約５０ｎｍの膜厚でスピンコートした。次いで、ピッチ間隔２５ｎｍで高さ２５ｎｍの正方配列を設けたナノインプリント用金型を用い、得られた塗膜に対して、１２０秒間にわたって、該金型を圧力１５ｋＮ／ｃｍ２（１５０ＭＰａ）で押圧し、凹凸パターンを有するレジスト層を形成した。続いて、レジスト層のパターン凹部に残存するＳＯＧ残膜を、ＲＩＥ装置を用いた酸素アッシングにより除去して、アルミニウム層１１３を露出させた。その後、同じくＲＩＥ装置を用い、ＣＦ４ガスを使ってエッチングを行い、アルミニウム層１０３表面に深さ約３０ｎｍの微小くぼみ１１５を形成した。その後、残ったＳＯＧレジストを全面除去するために、再度、酸素アッシング処理を行った。
【００５５】
このようにして得られた微小くぼみ１１５が形成されたアルミニウム層１０３を有する加工媒体２０００に対し陽極酸化処理を行うことで、微小くぼみ１１５の位置から主平面に垂直にホール１１６が形成できた。陽極酸化処理の処理条件は、３℃に冷却した３．５％シュウ酸水溶液中、印加電圧は９．５Ｖで、印加時間は３００秒であった。得られたホール１１６の直径は６ｎｍであった。ホール１１６が形成され、中間層１０４が露出すると流れる電流量が急激に増加するため、電流値を測定して、陽極酸化の終点を決定した。
【００５６】
さらに、５％リン酸水溶液に、ホール１１６が形成された加工媒体３０００を３００秒浸漬し、ホール１１６の直径を２０〜２２ｎｍに拡げた。
【００５７】
次いで、図２に示した超臨界流体による非磁性体金属の充填装置を用いて、上記で得られた加工媒体４０００の露出した中間層１０４上に磁性体金属を堆積させた。詳細には、２．５Ｌの容積を持つ反応チャンバー２０７中のテフロン(登録商標）製の支持冶具に加工媒体４０００を１０枚設置し、同時に、コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナート１０ｇを含むテフロン(登録商標）製ビーカーも反応チャンバー２０７内に設置した。コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの量は１０ｇに限らず、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６を還元された金属コバルトが十分に充填できる量であれば良い。反応チャンバー２０７を密閉後、バルブ２０６ａを開き、４０℃、７．４ＭＰａの水素ガスを溶解させた液体ＣＯ２で反応チャンバー２０７を満たした。その後、加熱用ヒータ２０８によりチャンバー内温度を２３０℃まで上昇させて、超臨界ＣＯ２流体を生成した。このときの圧力は１２ＭＰａであった。当該温度および圧力を６０秒間にわたって保持し、加工媒体４０００のホール１１６に金属コバルトを充填した。
【００５８】
その後、反応チャンバー２０７を１５０℃まで降温し、バルブ２０６ｂおよび圧力調整器２０９を通してＣＯ２を排気した。さらに、取り出されたコバルト充填加工媒体５０００のコバルトの磁性特性を改善するために、３００℃で３０分間真空アニール処理を行った。
【００５９】
次いで、表面を平坦化するためにＣＭＰを行い、表面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）を０．２ｎｍ以下にするように調整した。さらに、この上にアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）からなる膜厚３ｎｍの保護層を形成した。最後に、ディップ法を用いて、潤滑剤からなる膜厚２ｎｍの潤滑剤層を形成し、磁気記録媒体を得た。
【００６０】
現時点では、直径２５ｎｍの単独ビットサイズを読み書き可能な磁気ヘッドが存在しないため、真空対応磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いて、得られた磁気記録媒体に形成された直径２５ｎｍの磁性体記録要素が均一で、しかもそれぞれ単独で磁気分離がされているかを調べた。その結果、各磁性体記録要素は均一な磁性を示しており、また磁気分離も十分になされ、当初の目的であるＢＰＭ構造になっていることを確認できた。
【００６１】
（実施例２）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物として鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトナートを用い、ホール１１６に金属鉄や金属ニッケルを充填した。他の条件は実施例１と同じである。この場合にも、ＭＦＭで調べた結果、各磁性体記録要素とも均一な磁気特性を示した。
【００６２】
（実施例３）
実施例１で用いたＲｕの代わりにＯｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕを中間層１０４として設け、また有機金属化合物として、コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナート、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトナートを用いて、ホール１１６に金属コバルト、金属鉄、金属ニッケルを充填した。この場合も、他の条件は実施例１と同じである。これらにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６３】
（実施例４）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物として鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナートと白金（ＩＩ）アセチルアセトナートの混合物を用い、ホール１１６にＦｅＰｔ合金を充填した。また真空アニールは５００℃で行った。他の条件は実施例１と同じである。これにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６４】
（実施例５）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物としてコバルト（ＩＩＩ）アセチルアセトナートと白金（ＩＩ）アセチルアセトナートの混合物を用い、ホール１１６にＣｏＰｔ合金を充填した。また真空アニールは５００℃で行った。他の条件は実施例１と同じである。これにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６５】
（実施例６）
中間層１０４として、Ｒｕの代わりにＯｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕを用い、実施例４および５と同様に、ホール１１６にＦｅＰｔ合金およびＣｏＰｔ合金をそれぞれ充填した。得られた磁性体記録媒体をＭＦＭで磁気特性を評価したところ、いずれも、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法を示した図である。
【図２】本実施形態に用いられる超臨界流体による磁性体金属の充填装置の概要を示した図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０２ 基板
１０３ アルミニウム層
１０４ 中間層
１０５ ＳＵＬ層
１０６ 下地層
１１３ アルミナ層
１１５ 微小くぼみ
１１６ ホール
１１７ 磁性体金属層
１０００ 被加工出発媒体
２０００ 加工媒体
３０００ 加工媒体
４０００ 加工媒体
５０００ 磁気記録媒体
２０１ 高圧容器
２０３ 冷却ユニット
２０４ 高圧ポンプ
２０５ 混合装置
２０６ａ バルブ
２０６ｂ バルブ
２０７ 反応チャンバー
２０８ ヒータ
２０９ 圧力調整器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクドライブは、使用用途の拡大や小型化の流れにあり、ドライブに搭載される磁気記録媒体においてはますますの高記録密度化が求められている。そこで、近年の磁気ディスクの高記録密度化に伴い、磁気記録方式は従来の面内記録方式から垂直記録方式に移行している。
【０００３】
記録密度を上げるためにはビットサイズをより小さくしなくてはならないが、ビットサイズを小さくしていくと熱揺らぎによる記録された信号の劣化、つまり磁化のランダムな反転が生じやすくなるという問題が顕在化してきた。一方、熱揺らぎを防止するため、磁気記録媒体に結晶磁気異方性エネルギー定数の大きい材料を用いると、保磁力が大きくなり、このため磁化の反転に要する磁界も大きくなり、情報の書き込みが困難となる。
【０００４】
そこで、このような熱揺らぎによる記録された信号の劣化を回避するために熱アシスト記録方式が提案されている（特許文献１、特許文献２、および非特許文献１など参照）。熱アシスト記録方式は、レーザ光照射などにより記録媒体をキュリー温度付近まで加熱して、その保磁力を小さくしたところで記録を行い、その後急冷却して保磁力を大きくし、情報の保存を行うものである。このような方式を用いることで、低い磁場でも書き込みができ、かつ熱揺らぎによる長期安定性も確保することができる。
【０００５】
しかし、上記熱アシスト記録方式を用いた場合、従来の連続的な磁気記録媒体では、昇温時に隣接する磁性体記録要素も昇温してしまうという問題がある。
【０００６】
さらに、磁気記録媒体の高記録密度化に伴い、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象トラック以外（隣接トラック）への書き込み（クロスライト）、および／または対象トラック以外の信号の読み出し（クロスリード）などの問題が生じている。
【０００７】
このような課題は、磁性体記録要素を磁気的に分離するのと同時に、熱的にも磁性体記録要素毎に分離ができれば解決できる。そこで、全ての磁性体記録要素を磁気的、及び熱的に分離することを目的としたビット・パターンド・メディア(ＢＰＭ)と呼ばれる考えが提案されている（非特許文献２など参照）。
【０００８】
現在、ＢＰＭ方式についてはいくつかの方式が提案されているが、その中の一つにアルミニウムの陽極酸化により形成したアルミナナノホール（以下ＡＮＨと呼ぶ）を利用したＢＰＭがある。
【０００９】
ＡＮＨは、アルミニウム層に形成された微小くぼみが起点となって陽極酸化中に自己組織的に形成されるため、上述したくぼみの配列を三角配列や正方配列に形成しておくと、得られるＡＮＨを三角配列や正方配列に制御することができることが知られている（特許文献３、非特許文献３など）。また、ＡＮＨを形成しているアルミナは非磁性材料であり、熱伝導率も非常に小さな材料である。
【００１０】
そこで、配列制御されたＡＮＨに、電気メッキ法などで磁性体を埋め込むことにより、各磁性体記録要素が、磁気的にも、熱的にも分離され、ホール一つが１ビットに相当する磁気記録媒体が形成できる（特許文献４および非特許文献２、３など）。
【００１１】
しかし、上述したような優れた特徴を持つＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体においても、高記録密度化の検討が進むにつれていくつかの問題が出てきた。
【００１２】
その一つは、微細なＡＮＨに電気メッキ法で磁性体を重点する場合には、充填量が不均一になりやすい点である。この現象は、半径２５ｎｍ以下のＡＮＨにおいて、特に顕著である。これには下記の理由があると推測される。
【００１３】
ＡＮＨの半径をｒ、メッキ液とＡＮＨ間の表面張力をγ、ＡＮＨにメッキ液を浸入させるのに必要な力をΔＰとすると、これらの関係はラプラスの式と呼ばれる（１）式で与えられる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
すなわち、ＡＮＨ半径ｒが小さくなると、これに逆比例してメッキ液をＡＮＨに浸入させるのに必要な力は増大する。その結果、半径が２５ｎｍ以下になるとメッキ液がＡＮＨに浸入するのが困難となり、メッキによりＡＮＨ中に磁性体を均一に充填することが難しくなると考えられる。
【００１６】
【特許文献１】特開２００６-１２２４９号公報
【特許文献２】特開２００３-４５００４号公報
【特許文献３】特公昭５１-２１５６２号公報
【特許文献４】特開２００５-１２０４２１号公報
【非特許文献１】FUJITSU, Vol. 58, No.1,ｐ.85-89（2007）
【非特許文献２】FUJITSU, Vol. 58, No.1,ｐ.90-98（2007）
【非特許文献３】益田秀樹 他、表面化学、Vol.25, No.5, pp.260-264(2004)
【非特許文献４】近藤英一、表面技術、Vol.57,No.10, pp.13-18(2006)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、ＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体の製造方法において、磁性体金属材料を、微細なＡＮＨに均一かつ選択的に充填する方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＮＨ半径を２５ｎｍ以下にしても磁性体金属含有溶液がＡＮＨ内部に容易に浸入し、その結果ＡＮＨに磁性体金属を均一かつ選択的に重点することが可能なＡＮＨを用いた磁気記録媒体の作製方法を提供するものである。
【００１９】
詳細には、本発明は、（ｉ）中間層の上に設けたアルミニウム層に陽極酸化により前記アルミニウム層をアルミナ層に変換すると同時にホールを形成し、中間層を露出すること、および（ｉｉ）アルミナ層と中間層との性質の違いにより、超臨界流体に溶解した磁性体金属の有機金属化合物を選択的に還元し、ホール底面の中間層表面に選択的かつ均一に磁性体金属を堆積させること、により磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する方法を提供する。
【００２０】
さらに、本発明は上記製造方法における超臨界流体が水素ガスを溶解した超臨界ＣＯ２であることを含む。また、本発明は、上記製造方法における磁性体金属がコバルト、鉄、ニッケル、あるいは鉄／白金、コバルト／白金、鉄／パラジウム、コバルト／パラジウムからなる合金からなる群から選択されることを含む。本発明は、上記製造方法における有機金属化合物が、金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートであることを含む。
【００２１】
さらに、本発明は、上記いずれかの製造方法により製造された磁性体記録媒体も含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の作製方法を用いることにより、ＡＮＨを用いたＢＰＭ方式の磁気記録媒体において、微細なＡＮＨに磁性体金属を選択的かつ均一に充填し、微細な磁性体記録要素を形成することができる。これにより、高記録密度を達成しながら、安価で、安定供給が可能なＢＰＭ方式の磁気記録媒体の製造ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の単なる一例であって、当業者であれば、適宜設計変更可能である。
【００２４】
図１は、本発明の製造方法により、磁気的かつ熱的に分離された複数の磁性体記録要素を有する磁気記録媒体を製造する工程を示したものである。本発明により製造された磁気記録媒体５０００は、基板１０２上に、下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４、中間層１０４上に設けられたアルミナ層１１３、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６、およびホール１１６の底面に露出した中間層１０４上に堆積した磁性体金属層１１７を有する（図１Ｅ参照）。以下、工程ごとに説明する。
【００２５】
（中間層形成工程）
まず、下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４を基板１０２上に形成する（図示せず）。中間層１０４は、その後に設けられるアルミナ層１１３および磁性体金属層１１７の下地層となる。
【００２６】
本発明において用いる基板１０２は、非磁性体であり、かつ、後述するアルミニウム層１０３の形成およびその陽極酸化に用いられる条件（溶媒、温度など）に耐えるものが用いられる。さらに寸法安定性に優れていることが好ましい。更に詳しくは、非磁性基板１０２はガラス、またはシリコン単結晶基板などが用いられる。
【００２７】
中間層１０４は導電性であればよい。しかし、中間層１０４は、陽極酸化処理による中間層１０４やＳＵＬ層１０５の酸化を抑制するために、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏｓなどの貴金属を用いることが好ましい。また、これらの貴金属を用いることにより、中間層１０４は、磁性体金属層１１７と中間層１０４の下に設けられるＳＵＬ層１０５との磁気交換相互作用を調整することもできる。
【００２８】
非磁性下地層１０６は、Ｔｉ、またはＣｒＴｉ合金のようなＣｒを含む非磁性材料を用いて形成することができる。
【００２９】
ＳＵＬ層１０５は、磁気記録層に垂直方向磁界を集中させるための層である。ＳＵＬ層１０５に用いることのできる軟磁性材料は、ＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金などの結晶性材料；ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶性材料；またはＣｏＺｒＮｄ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。ＳＵＬ層１０５の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であることが、生産性の観点から望ましい。
【００３０】
下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。下地層１０６、ＳＵＬ層１０５、中間層１０４は、通常０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚を有する。このような範囲内の膜厚とすることによって、磁気記録層の磁気特性や電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を磁気記録層に付与することが可能となる。
【００３１】
また、本発明では、任意選択的に中間層１０４とＳＵＬ層１０５との間にシード層（図示せず）を設けてもよい。シード層は磁気記録層の結晶構造を制御するための層である。シード層の形成に用いることのできる材料は、ＮｉＦｅＡｌ、ＮｉＦｅＳｉ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＮｂＢ、ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒなどのようなパーマロイ系材料；ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅＳｉ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＮｉＦｅＮｂなどのようなパーマロイ系材料にＣｏをさらに添加した材料；Ｃｏ；あるいはＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅなどのＣｏ基合金を含む。シード層は磁気記録層の結晶構造を制御するのに充分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。シード層の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
【００３２】
（アルミニウム層形成工程）
次いで、前記中間層１０４の上に、アルミニウム層１０３を形成する。アルミニウム層１０３は後述する方法により陽極酸化され、ホール１１６を有するアルミナ層１１３を形成する。アルミナ層１１３は、ＢＰＭにおいて磁性体記録要素を磁気的および熱的に分離する分離層となる。
【００３３】
アルミニウム層１０３の膜厚（すなわちアルミナ層１１３の膜厚）は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および記録密度向上の観点から、アルミニウム層１０３は、好ましくは５０ｎｍ以下の膜厚を有する。アルミニウム層１０３の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
【００３４】
（ホール形成工程）
次に、アルミニウム層１０３を陽極酸化することにより、アルミニウム層１０３にホール１１６を形成し、中間層１０４を露出させる。また、アルミニウム層１０３は当該工程中に酸化され、非導電性のアルミナ層１１３へと変換される。以下、図１Ｂ〜Ｄを参照にして、さらに具体的に述べる。
【００３５】
（１）第１に、アルミニウム層１０３の、陽極酸化によりホール１１６を形成させる起点となる位置に微小くぼみ１１５を形成させる（図１Ｂ）。微小くぼみ１１５を形成させる方法は、ドライエッチング法など、当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。また、微小くぼみ１１５を所定のパターンに沿って形成させることにより、後に形成されるホール１１６を所望のパターンに形成することができる。微小くぼみ１１５を所定のパターンに形成する方法は、例えば、上記アルミニウム層１０３の上に任意にマスク層（図示せず）を設け、該マスク層にフォトリソグラフ法および／またはナノインプリント法などの当該技術において知られている任意の方法により所望のパターンを転写後、ドライエッチング法によりアルミニウム層１０３の一部を除去することにより行ってもよい。例えば、本発明では、直径１〜５０ｎｍ、間隔３〜１００ｎｍのドットパターンで微小くぼみ１１５を形成することができる。
【００３６】
（２）次いで、陽極酸化処理を行い、アルミニウム層１０３にホール１１６を形成する（図１Ｃ）。当該処理によりアルミニウム層１０３はアルミナに変換され、非導電性のアルミナ層１１３が形成される。当該処理は、少なくともホール１１６の底面に中間層１０４が露出するまで行う。陽極酸化処理によりアルミナホールを形成する方法は、当該技術において知られている方法を用いることができる。
【００３７】
（３）また、上記陽極酸化処理により形成されたホール１１６に対し、リン酸などによりさらにエッチング処理を行い、ホール１１６の径を拡大する工程を任意選択的に設けてもよい（図１Ｄ）。
【００３８】
以上の工程により、底面に中間層１０４が露出したホール１１６が所望のパターンで形成されたアルミナ層１１３を有する加工媒体４０００を形成することができる。
【００３９】
（磁性体金属の充填工程）
次いで、前記アルミナ層１１３に形成されたホール１１６の底面に露出する中間層１０４の上で超臨界流体に溶解した有機金属化合物を選択的に還元させて、磁性体金属層１１７を形成する（図１Ｅ）。
【００４０】
還元されて磁性体金属層１１７を形成する有機金属化合物は、鉄、コバルト、ニッケルなどを中心金属とする有機金属化合物を含む。好ましくは、該有機金属化合物は、前述の金属を含む金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートを含む。また、鉄、コバルト、ニッケルと合金を作り高い磁性を示す白金、パラジウムなどの貴金属を中心金属とする有機金属化合物も同時に添加してもよい。
【００４１】
本発明に用いることができる超臨界流体は、前記有機金属化合物を溶解し、かつその中で該有機金属化合物の還元反応が進行するものであれば特に限定されるものではなく、二酸化炭素（ＣＯ２）、水、エタン、プロパン、ブタン、ヘプタン、ジメチルエーテル、エタノールなどの既知の超臨界流体を用いることができる。操作性、超臨界流体としての溶媒能、および／または経済性などの観点から、ＣＯ２が好ましい。
【００４２】
さらに、有機金属化合物の還元反応を促進させるため、水素などの還元剤を前記超臨界流体に添加してもよい。還元剤は水素が好ましい。添加する還元剤の量は超臨界流体に対して１０ｐｐｍ〜２，０００ｐｐｍが好ましい。
【００４３】
図２は、本実施形態に用いられる超臨界流体による磁性体金属の充填装置の概要である。以下、超臨界流体を用いた磁性体金属の選択的堆積工程の好ましい実施形態を、図２を参照に、さらに具体的に述べる。
【００４４】
（１）サイホン式の高圧容器２０１に入れられた液体ＣＯ２を高圧容器２０１から取り出し、高圧ポンプ２０４で反応チャンバー２０７に供給する。ここで、取り出したＣＯ２の一部が取り出しの際に減圧されて気化している場合には、取り出したＣＯ２を冷却ユニット２０３で完全に液化させてもよい。有機金属化合物の還元反応を促進させるために、超臨界流体に少量の水素（還元剤）を添加する場合には、混合装置２０５を通して、水素（還元剤）を液体ＣＯ２に混合してもよい。
【００４５】
（２）反応チャンバー２０７に、上記工程により形成した、底面に中間層１０４が露出したホール１１６が所望のパターンで形成されたアルミナ層１１３を有する加工媒体４０００および適量の有機金属化合物を設置する。
【００４６】
（３）前記反応チャンバー２０７を液体ＣＯ２で満たし、バルブ２０６ａと２０６ｂを閉じた後、ヒータ２０８にて加熱し、超臨界ＣＯ２流体を生成する。加熱温度は１５０〜３００℃、反応チャンバー内の圧力は１０〜１５ＭＰａが好ましい。圧力は、反応チャンバーに設けられた圧力計（図示せず）の値を基準に、ＣＯ２の加熱により内部の圧力が目的の圧力より高くなった場合には、バルブ２０６ｂを開け、圧力調整器２０９にて所望の圧力に調整してもよい。
【００４７】
（４）反応チャンバー２０７内の有機金属化合物は、超臨界ＣＯ２流体に徐々に溶解し、加工媒体４０００と接触する。超臨界流体は表面張力がゼロであるため（非特許文献４）、加工媒体４０００表面に微細なパターンで形成されたホール１１６であっても均一に浸入することができる。そして、超臨界ＣＯ２流体に溶解している有機金属化合物が導電性の中間層１０４と接触し、有機金属化合物の還元反応が中間層１０４上で優先的に開始される。一方、非導電性のアルミナ層１１３上では、有機金属化合物の還元反応が進行しないため、磁性体金属は堆積しない。その結果、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６の底面に露出する中間層１０４上のみに、選択的に磁性体金属層１１７を形成させることができる。ホール１１６に堆積した磁性体金属層１１７は、結晶性の改善、配向性の改善のために真空中あるいは中性雰囲気中で熱処理を施してもよい。
【００４８】
また、超臨界ＣＯ２流体を利用した金属充填装置は、図２に示すバッチ式の構成に限らず、例えば超臨界ＣＯ２流体をフローするタイプ（図示せず）でも良い。
【００４９】
さらに、任意選択的に、このようにして得られた磁気記録媒体５０００の表面を、ポリッシュして、基板表面形状を整えてもよい。
【００５０】
最後に、任意選択的に、アルミナ層１１３および磁性体金属層１１７を覆うように、保護層、および／または潤滑剤層を形成してもよい。保護層は、その下にある磁気記録層以下の各構成層を保護するための層である。保護層は、カーボン（アモルファスカーボンなど）、あるいは磁気記録媒体保護膜用の材料として知られている種々の薄膜材料を用いて形成することができる。保護層は、一般的にスパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００５１】
また、潤滑剤層は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体に接触している際の潤滑を付与するための層であり、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。液体潤滑剤層は、ディップコート法、スピンコート法などの当該技術において知られている任意の塗布方法を用いて形成することができる。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において当業者により種々変更可能である。
【００５３】
（実施例１）
φ６５ｍｍで、厚さ０．６３５ｍｍの公称寸法２．５インチのシリコン基板１０２を、洗浄・乾燥後、主平面上に、スパッタ法を用いて、膜厚２ｎｍのＣｒＴｉからなる下地層１０６、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｄからなるＳＵＬ層１０５、膜厚１６ｎｍのＣｏＮｉＦｅＳｉからなるシード層、膜厚１２ｎｍのＲｕからなる中間層１０４を形成した。その後、膜厚２５ｎｍのアルミニウム層１０３を形成して被加工出発媒体１０００とした。
【００５４】
この被加工出発媒体１０００表面に、ナノプリント法を用いてパターン状のレジスト層を形成した。最初に、被加工出発媒体１０００表面に、スピンオングラス（ＳＯＧ）と呼ばれるレジストを約５０ｎｍの膜厚でスピンコートした。次いで、ピッチ間隔２５ｎｍで高さ２５ｎｍの正方配列を設けたナノインプリント用金型を用い、得られた塗膜に対して、１２０秒間にわたって、該金型を圧力１５ｋＮ／ｃｍ２（１５０ＭＰａ）で押圧し、凹凸パターンを有するレジスト層を形成した。続いて、レジスト層のパターン凹部に残存するＳＯＧ残膜を、ＲＩＥ装置を用いた酸素アッシングにより除去して、アルミニウム層１１３を露出させた。その後、同じくＲＩＥ装置を用い、ＣＦ４ガスを使ってエッチングを行い、アルミニウム層１０３表面に深さ約３０ｎｍの微小くぼみ１１５を形成した。その後、残ったＳＯＧレジストを全面除去するために、再度、酸素アッシング処理を行った。
【００５５】
このようにして得られた微小くぼみ１１５が形成されたアルミニウム層１０３を有する加工媒体２０００に対し陽極酸化処理を行うことで、微小くぼみ１１５の位置から主平面に垂直にホール１１６が形成できた。陽極酸化処理の処理条件は、３℃に冷却した３．５％シュウ酸水溶液中、印加電圧は９．５Ｖで、印加時間は３００秒であった。得られたホール１１６の直径は６ｎｍであった。ホール１１６が形成され、中間層１０４が露出すると流れる電流量が急激に増加するため、電流値を測定して、陽極酸化の終点を決定した。
【００５６】
さらに、５％リン酸水溶液に、ホール１１６が形成された加工媒体３０００を３００秒浸漬し、ホール１１６の直径を２０〜２２ｎｍに拡げた。
【００５７】
次いで、図２に示した超臨界流体による非磁性体金属の充填装置を用いて、上記で得られた加工媒体４０００の露出した中間層１０４上に磁性体金属を堆積させた。詳細には、２．５Ｌの容積を持つ反応チャンバー２０７中のテフロン(登録商標）製の支持冶具に加工媒体４０００を１０枚設置し、同時に、コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナート１０ｇを含むテフロン(登録商標）製ビーカーも反応チャンバー２０７内に設置した。コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの量は１０ｇに限らず、アルミナ層１１３に形成されたホール１１６を還元された金属コバルトが十分に充填できる量であれば良い。反応チャンバー２０７を密閉後、バルブ２０６ａを開き、４０℃、７．４ＭＰａの水素ガスを溶解させた液体ＣＯ２で反応チャンバー２０７を満たした。その後、加熱用ヒータ２０８によりチャンバー内温度を２３０℃まで上昇させて、超臨界ＣＯ２流体を生成した。このときの圧力は１２ＭＰａであった。当該温度および圧力を６０秒間にわたって保持し、加工媒体４０００のホール１１６に金属コバルトを充填した。
【００５８】
その後、反応チャンバー２０７を１５０℃まで降温し、バルブ２０６ｂおよび圧力調整器２０９を通してＣＯ２を排気した。さらに、取り出されたコバルト充填加工媒体５０００のコバルトの磁性特性を改善するために、３００℃で３０分間真空アニール処理を行った。
【００５９】
次いで、表面を平坦化するためにＣＭＰを行い、表面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）を０．２ｎｍ以下にするように調整した。さらに、この上にアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）からなる膜厚３ｎｍの保護層を形成した。最後に、ディップ法を用いて、潤滑剤からなる膜厚２ｎｍの潤滑剤層を形成し、磁気記録媒体を得た。
【００６０】
現時点では、直径２５ｎｍの単独ビットサイズを読み書き可能な磁気ヘッドが存在しないため、真空対応磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を用いて、得られた磁気記録媒体に形成された直径２５ｎｍの磁性体記録要素が均一で、しかもそれぞれ単独で磁気分離がされているかを調べた。その結果、各磁性体記録要素は均一な磁性を示しており、また磁気分離も十分になされ、当初の目的であるＢＰＭ構造になっていることを確認できた。
【００６１】
（実施例２）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物として鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトナートを用い、ホール１１６に金属鉄や金属ニッケルを充填した。他の条件は実施例１と同じである。この場合にも、ＭＦＭで調べた結果、各磁性体記録要素とも均一な磁気特性を示した。
【００６２】
（実施例３）
実施例１で用いたＲｕの代わりにＯｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕを中間層１０４として設け、また有機金属化合物として、コバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナート、鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、ニッケル（ＩＩ）アセチルアセトナートを用いて、ホール１１６に金属コバルト、金属鉄、金属ニッケルを充填した。この場合も、他の条件は実施例１と同じである。これらにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６３】
（実施例４）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物として鉄（ＩＩＩ）アセチルアセトナートと白金（ＩＩ）アセチルアセトナートの混合物を用い、ホール１１６にＦｅＰｔ合金を充填した。また真空アニールは５００℃で行った。他の条件は実施例１と同じである。これにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６４】
（実施例５）
実施例１で用いたコバルト(ＩＩＩ）アセチルアセトナートの代わりに、有機金属化合物としてコバルト（ＩＩＩ）アセチルアセトナートと白金（ＩＩ）アセチルアセトナートの混合物を用い、ホール１１６にＣｏＰｔ合金を充填した。また真空アニールは５００℃で行った。他の条件は実施例１と同じである。これにより得られた磁気記録媒体も、ＭＦＭで磁気特性を評価したところ、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【００６５】
（実施例６）
中間層１０４として、Ｒｕの代わりにＯｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕを用い、実施例４および５と同様に、ホール１１６にＦｅＰｔ合金およびＣｏＰｔ合金をそれぞれ充填した。得られた磁性体記録媒体をＭＦＭで磁気特性を評価したところ、いずれも、各磁性体記録要素が均一な磁気特性を示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法を示した図である。
【図２】本実施形態に用いられる超臨界流体による磁性体金属の充填装置の概要を示した図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０２ 基板
１０３ アルミニウム層
１０４ 中間層
１０５ ＳＵＬ層
１０６ 下地層
１１３ アルミナ層
１１５ 微小くぼみ
１１６ ホール
１１７ 磁性体金属層
１０００ 被加工出発媒体
２０００ 加工媒体
３０００ 加工媒体
４０００ 加工媒体
５０００ 磁気記録媒体
２０１ 高圧容器
２０３ 冷却ユニット
２０４ 高圧ポンプ
２０５ 混合装置
２０６ａ バルブ
２０６ｂ バルブ
２０７ 反応チャンバー
２０８ ヒータ
２０９ 圧力調整器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体基板上に中間層を形成する工程と、
中間層の上にアルミニウム層を形成する工程と、
前記アルミニウム層を陽極酸化することによりアルミニウム層をアルミナ層に変換させると同時にホールを形成し、中間層を露出させる工程と、
磁性体金属の有機金属化合物を溶解した超臨界流体を用い、前記有機金属化合物を金属に還元することで、露出した中間層の上に磁性体金属を選択的に堆積し、複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を形成する工程と
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記超臨界流体が水素ガスを溶解した超臨界ＣＯ２流体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記磁性体金属がコバルト、鉄、ニッケル、あるいは鉄／白金、コバルト／白金、鉄／パラジウム、コバルト／パラジウムからなる合金からなる群から選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記有機金属化合物が金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートのいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記中間層がＲｕ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕおよびこれらの合金からなる群から選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法で製造された磁気記録媒体。
【請求項１】
非磁性体基板上に中間層を形成する工程と、
中間層の上にアルミニウム層を形成する工程と、
前記アルミニウム層を陽極酸化することによりアルミニウム層をアルミナ層に変換させると同時にホールを形成し、中間層を露出させる工程と、
磁性体金属の有機金属化合物を溶解した超臨界流体を用い、前記有機金属化合物を金属に還元することで、露出した中間層の上に磁性体金属を選択的に堆積し、複数の磁性体記録要素を有する磁気記録層を形成する工程と
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記超臨界流体が水素ガスを溶解した超臨界ＣＯ２流体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記磁性体金属がコバルト、鉄、ニッケル、あるいは鉄／白金、コバルト／白金、鉄／パラジウム、コバルト／パラジウムからなる合金からなる群から選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記有機金属化合物が金属アセチルアセトナート、金属アセテート、金属アセチルアセテート、シクロオクタジエンジメチル金属、金属ヘキサフルオロアセチルアセトナート、金属ジイソブチリルメタナートのいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記中間層がＲｕ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕおよびこれらの合金からなる群から選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法で製造された磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２８９３５７（Ｐ２００９−２８９３５７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２６３８（Ｐ２００８−１４２６３８）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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