JP2002288813A

JP2002288813A - 磁気記録媒体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002288813A
Application number: JP2001088129A
Authority: JP
Inventors: Akira Saito; 明斎藤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の磁性部４と該磁性部４とは磁気特性が
異なる該分離部５とを有する磁性層３を具え、かつ該磁
性層表面が一様に平坦である、磁気記録媒体を提供する
こと。【解決手段】非磁性基板１上に、上記磁性部４に用い
られる磁性材料からなる磁性膜を形成し、次いで該磁性
膜上に上記分離部５に対応する露出部分を有するレジス
トマスク９を形成し、さらにこの露出部分に対応する磁
性膜にイオンを注入することにより磁気特性を変質させ
た上記分離部５を形成し、上記磁気記録媒体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大容量かつ高速な
外部記憶装置ハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと略
記）等に用いられる、磁気的に独立した複数の磁性部
と、該磁性部を取り囲む分離部とを具える磁気記録媒体
およびその磁気記録媒体の製造方法に関する。特に、分
離部の磁気特性は、イオン注入等により磁性部の磁気特
性と異なる磁気特性に変質されて製造されたものであ
り、かつ磁気記録媒体（または磁性層）の表面が一様に
平坦である、量産化に適した高信頼性の磁気記録媒体お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報化社会の進行により、日常的に扱う
情報量は増加の一途をたどっている。これに伴い、磁気
記録装置に用いられる磁気記録媒体の高密度化・高容量
化、記録再生特性の向上等、磁気記録媒体に対する種々
の要求が強くなっている。

【０００３】磁気記録媒体は一般に基板上に磁気記録層
を形成し、磁気ヘッドにより読み出しと記録精細が行わ
れる。磁気記録密度を高密度化するには、記録ビットあ
たりの媒体面積を小さくする必要があるが、記録ビット
あたりの媒体面積が小さくなると、再生出力が低下し、
再生が困難になる。高感度再生ヘッドを用いることによ
り再生出力を大きくすることもできるが、同時にノイズ
も増幅してしまうため、高密度記録とノイズ低減には磁
気記録媒体のノイズの低減化が必須である。磁気記録媒
体のノイズ低減化には、磁性層を構成する磁性金属多結
晶の結晶粒径を小さくすることが必要であるが、結晶粒
径を小さくしていくと、結晶粒は熱ゆらぎによる擾乱を
受け易くなり、書き込んだ情報（磁化の向き）を安定に
保持することが困難となる。

【０００４】このような問題を解決するために、フォト
リソグラフィー技術等を用いて、磁性部部分と、該磁性
部とは磁気特性が異なるシリコン酸化膜などの分離部を
有するパターン化磁気記録媒体が開発されている。より
具体的には、非磁性基板上に、磁性層を上下面に貫通す
る多数の磁性金属結晶粒柱からなる磁性部と、これらの
磁性金属結晶粒柱を互いに分離するシリコン酸化膜など
からなる分離部とからなる磁性層を設け、必要に応じ
て、下地層や保護層を形成した構造の磁気記録媒体が開
発されている。このような構造のパターン化磁気記録媒
体は、磁性部の磁性金属結晶柱部分がシリコン酸化膜な
どの分離部に側面を囲まれ、磁性金属結晶柱が１ｂｉｔ
に対応することになる。

【０００５】磁性層に存在する多数個の弱く磁気的に結
合した結晶粒塊からなる従前の磁気記録媒体とは異な
り、上記のパターン化磁気記録媒体は、１ｂｉｔに対応
する単位領域では結晶粒柱は他の領域からは磁気的に孤
立しているが、その単位となる領域にある多結晶粒は
（非磁性金属を含まない強磁性金属から構成され）強い
交換力によって結合しているため、大きな単一の磁性結
晶粒のように振る舞う。この結果、パターン化磁気記録
媒体の１ｂｉｔに相当する領域を反転させるのに要する
熱エネルギーは従来の非磁性金属を磁性金属結晶の間に
析出させた構造に比較して大きく、熱的な擾乱に対して
安定な磁気記録媒体を得ることが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、従来技術によ
り上記のようなパターン化磁気記録媒体を作製する場合
には、例えば図３に示したように、基板１に磁性層を埋
め込むホール２（典型的には、ホール２の深さは５０ｎ
ｍ〜１００ｎｍ、平面形状が円形であれば直径５０ｎ
ｍ、矩形であれば周囲長は数百ｎｍ）をフォトリソグラ
フィによってパターニングしたレジストをマスクとして
プラズマエッチング法により形成した後（図３
（ａ））、該ホール２の深さよりも厚い、クロム、白金
を含むコバルト合金などの磁性層３（例えば２００ｎ
ｍ）をスパッタリングなどにより成膜する（図３
（ｂ））。成膜された磁性層３は、凹凸のある基板１の
表面に成膜したために、基板１の凹凸を反映して５０ｎ
ｍ〜１００ｎｍ程度の凹凸を有する磁性膜が成膜され
る。この後、この表面の凹凸を、例えば酸化シリコン、
酸化アルミの微細粒を用いて化学機械研磨することによ
って平坦な表面を得る（図３（ｃ））。しかしながら、
上記研磨によって表面凹凸の平坦化を行った場合、その
磁性層表面を一様に平坦化することは困難である。例え
ば、基板１がシリコン基板、埋め込み磁性部がコバルト
合金である場合、図３（ｃ）の拡大図に示すように、コ
バルト合金はシリコン基板１に比較して柔らかいため
に、コバルト合金層の表面が研磨の工程でより深く研磨
されてしまう結果、埋め込み磁性層の表面の方が数ｎｍ
程度シリコン基板よりも窪んだ構造となる。このような
窪みは、磁性層上に保護層や潤滑層を形成した場合でも
媒体表面の窪みとして表面に残る。このような窪みの問
題は、例えば基板上に下地層を介してもよい非磁性膜を
形成し、該非磁性膜をエッチング等して埋め込み孔を形
成した後、スパッタ法等により該埋め込み孔に磁性膜を
成膜した後に表面研磨することにより磁性層を形成して
パターン化磁気記録媒体を製造したような場合でも同様
に起こる（不図示）。現在のＨＤＤにおいては、書き込
みおよび読み取りヘッドが磁気記録媒体の表面数ｎｍ上
をわずかに浮上した状態で情報信号の書き込みおよび読
み取りを行うため、こうした数ｎｍの窪みの存在は磁気
ヘッドの浮上（または飛行）状態の不安定によるヘッド
のクラッシュや潤滑層などの厚さの不均一などの問題を
引き起こし、高信頼性の磁気記録媒体を形成することが
できない。

【０００７】さらに、上記のような表面研磨法を用いて
平坦化を行う場合のもう１つの問題として、研磨量の精
度の問題がある。磁気記録媒体に用いられる磁性層の厚
さは、高密度化のために、今後さらに薄膜化される可能
性がある。したがって、数十ｎｍの磁性層を研磨し過ぎ
ることなく残すことは非常に難しい技術であり、量産化
していくことが難しいと考えられる。

【０００８】したがって、記録媒体表面（磁性層表面）
が上記のような窪みのない一様に平坦であるパターン化
磁気記録媒体を得るためには、上記のように、埋め込み
孔に磁性部を埋め込んだ後に表面研磨して磁性層を得る
ことによりパターン化磁気記録媒体を製造するような、
媒体表面に窪みを生ずる製造方法以外の方法が求められ
る。

【０００９】本発明の目的は、記録媒体表面（磁性層表
面）が一様に平坦であり、かつ量産化に適した、パター
ン化記録媒体およびその製造方法を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、第１の実施態様において、本発明に基づく磁気記
録媒体は、非磁性基板の上に形成された磁性層を含む磁
気記録媒体であって、前記磁性層は、複数の磁性部と該
磁性部を取り囲む分離部とを具え、前記分離部は、イオ
ン注入によって前記磁性部の磁気特性とは異なる磁気特
性に変質されており、前記磁性層の表面が一様に平坦で
あること、を特徴とする。

【００１１】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記磁性部は硬磁性層と軟磁性層とが交
互に積層された２層以上の複数層からなる。

【００１２】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記磁性部と分離部とは異なる磁気特性
を有する磁性材料からなる。

【００１３】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記分離部の磁性が非磁性、反強磁性、
または常磁性である。

【００１４】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、前記注入イオンが、酸素イオン、Ｃｒイ
オン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンである。

【００１５】上述の本発明磁気記録媒体の好ましい実施
態様において、さらに下地層、裏打ち磁性層、保護層、
潤滑層、シード層、および緩衝層からなる群から選択さ
れる少なくとも１つの層を備える。

【００１６】第２の実施態様において、本発明に基づく
製造方法は、上述の本発明磁気記録媒体の製造方法であ
って、（１）非磁性基板上に前記磁性部を構成する磁性
材料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記磁性膜上に
前記分離部に対応する露出部分を有するレジストマスク
を形成する工程と、（３）前記露出部分に対応する前記
磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することによ
り、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部
を形成する工程と、（４）前記レジストマスクを除去す
る工程と、を含むことを特徴とする。

【００１７】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（１）において、硬磁性層と軟磁性層
とを交互に成膜することにより２層以上の複数層を形成
する。

【００１８】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（３）において、前記分離部の磁性材
料が前記磁性部の磁性材料と異なる磁気特性を有する磁
性材料に変質される。

【００１９】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
として、前記工程（３）において、前記露出部分に対応
する前記磁性膜の磁気特性を非磁性、反強磁性、または
常磁性に変質させる。

【００２０】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
において、前記注入イオンは、酸素イオン、Ｃｒイオ
ン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオン、
およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる群か
ら選択されるイオンである。

【００２１】上述の本発明製造方法の好ましい実施態様
において、下地層、裏打ち磁性層、保護層、潤滑層、シ
ード層、または緩衝層からなる群から選択される少なく
とも１つの層を形成する工程をさらに含む。

【００２２】

【実施の形態】（Ａ）以下に、本発明の第１の実施形態
である磁気記録媒体について説明する。

【００２３】図１は、本発明の１つの実施形態である磁
気記録媒体の断面概略図である。この図１に例示される
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板１、下地層２、磁
性層３（磁性層３は磁性部４および分離部５からな
る）、酸化保護膜６、保護層７、および潤滑層８の複数
の層を含んでいるが、記録媒体の用途に応じて上記以外
の任意の層を任意の方法により設けることができる。

【００２４】非磁性基板１は、アルミ合金、シリコンガ
ラス、ポリカーボネートやポリオレフィンなどの樹脂な
どの非磁性材料を用いるいことができ、スパッタ法など
による成膜または射出成形などの慣用の方法により作製
することができる。非磁性基板１は、典型的には直径が
５．２５インチ、３．５インチ、２．５インチなどのサ
イズを有する円形である。また、基板１の厚さは、０．
８ｍｍ〜２ｍｍの厚さとするのがよい。非磁性基板は研
磨等を行って基板形成工程でできるだけ平坦化してある
ことが好ましい。

【００２５】下地層２は、該下地層の上に成長させる磁
性層３の結晶性または結晶軸方位の制御を目的として、
任意選択で形成される。下地層成分として、例えば、Ｃ
ｒ、ＣｒＷ、ＣｒＭｏ、ＮｉＰ、ＮｉＡｌ、ＴｉＣｒな
どの非磁性材料を用いることができる。該下地層は１つ
または複数の下地膜で形成することができ、典型的には
５〜２０ｎｍの厚さに成膜する。複数の下地膜からなる
下地層の場合、下層に５０ｎｍのＮｉＰを設け、上層に
５０ｎｍのＣｒＷ層を形成するのが好ましい。

【００２６】磁性層３は、磁気的な情報を記録する磁性
部４と、磁性部４を取り囲む分離部５を具えており、磁
性部分４と分離部５の磁気特性は互いに異なる。分離部
５は、後述するように、該部分に対応する部分が露出し
たレジストマスクを作製し、この部分にイオン注入を行
うことにより、磁性膜の磁気特性を変質して形成された
ものである。上述の通り、非磁性基板への埋め込み孔に
柔らかい磁性層を埋め込んだ後に表面研磨する方法等で
は磁性層に数ｎｍのくぼみができてしまうという欠点を
有するが、このようなイオン注入を用いた製造方法によ
り製造された本発明の磁気記録媒体は、磁性部分４およ
び分離部５の表面、すなわち磁性層３の表面は一様に平
坦である。また、後述する保護層８および潤滑層９等を
任意選択で磁性層３上に形成しても、上記磁性層３の表
面の平坦性は反映されるため、媒体表面が一様に平坦で
ある本発明磁気記録媒体を提供することができる。

【００２７】磁性部４は、磁性層３を上下面に貫通する
多数の磁性金属結晶粒柱から成り、分離部５に取り囲ま
れて独立した島状構造であり、各磁性部４は分離部５の
間に周期的に均一な配列を有する構成であることが好ま
しく、帯状やスパイラル状などの周期的な配列が挙げら
れる。各磁性部４の表面形状は、直径１００ｎｍ以下の
円形、または一辺が２００ｎｍ以内の方形が好ましい
が、これに限定されない。

【００２８】磁性部４を構成する磁性材料は、例えばＣ
ｏＣｒ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＰｔＢ、Ｃｏ
ＣｒＴａＰｔ−ＳｉＯ_２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｂ、ＣｏＣｒ
ＴａＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３などの公知の硬磁性材料の他、Ｃ
ｏ、Ｐａｒｍａｌｌｏｙ、センダスト、ＣｏＨｆＴａな
どの軟磁性材料も使用することができる。熱可塑性樹脂
の基板１を用いた場合には、ガラス転移温度以上の温度
（通常１００〜３００℃）での成膜ができないため、常
温付近の成膜温度でも高い保磁力を得るために強磁性金
属粒子に絶縁体を混合した磁性膜であるＣｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ｃｒ
_２Ｏ_３などを成分とする磁性膜であるグラニュラー膜を
使用することが好ましい。

【００２９】さらに、本発明の磁気記録媒体では、磁性
部４は、１種の磁性膜からなる単層構造だけではなく、
複数種の磁性膜からなる多層からなっていてもよいこと
も特徴である。磁性部４が多層からなる場合、例えば下
層を保磁力の小さな軟磁性層とし、上層に保磁力の大き
な硬磁性層の２層構造としてもよいし、下層を保磁力の
大きな硬磁性層とし、上層を保磁力の小さな軟磁性層と
する２層構造としてもよい。さらに、磁性部４が２層で
はなく、軟磁性層と硬磁性層を交互に積層して少なくと
も３層を有する積層構造にしてもよい。

【００３０】このような磁性部４が上記のような多層構
造を有する磁気記録媒体では、特に磁性部４が単層であ
り分離部５が非磁性である磁気記録媒体と比較して以下
の利点を有する。すなわち、磁性部４が単層であり分離
部５が非磁性である磁気記録媒体においては、磁界が非
磁性の分離層に漏れているため分離部を設けても隣の磁
性部との干渉が生じるのに対し、磁性部４が軟磁性層お
よび硬磁性層を交互に含む構造では、磁化された硬磁性
層の極から漏れる磁界によって軟磁性層は硬磁性層とは
反対向きに磁化される。よって、本発明の上記のような
構造では軟磁性層の効果によって閉磁路が構成されるた
めに、隣合う磁性部が相互に打ち消しあうことなく、硬
磁性層の磁化は安定に保持される。また、軟磁性層と硬
磁性層を組み合わせていれば、磁性部を構成する材料に
よる影響は小さくなる。したがって、磁性部において上
記多層構造とする場合には、表面磁気異方性が磁性層の
磁気記録磁性材料に大きく依存しない熱的に安定な、し
かも本発明では磁性体表面が一様に平坦でもある磁気記
録媒体を提供することができる。

【００３１】分離部５の磁気特性は、イオン注入等によ
り所望の磁気特質に変質することができ、硬磁性材料の
磁性を変質することにより、非磁性、反強磁性、または
常磁性にすることもできる。磁性部４を磁気的に分離す
るという目的では分離部５が非磁性であることが好まし
いが、反強磁性または非磁性であっても磁性部４を十分
に磁気的に分離することができる。

【００３２】本発明の磁気記録媒体では、磁性部４と分
離部５とが異なる磁気特性を有する磁性材料からなって
いてもよい。例えば、磁性部４の磁性材料が硬磁性材料
である場合、所望であれば注入するイオンおよびイオン
量等をコントロールすることにより、分離部５の磁性材
料を軟磁性材料に変質させることができる。所望であれ
ばイオン注入を適宜行って、磁性部４が軟磁性材料であ
り、分離部５が異なる磁気特性を有する軟磁性材料とし
てもよい。このような磁性部４と分離部５とが異なる磁
気特性を有する磁性材料からなる構成を有することによ
り、表面磁気異方性が磁性層の磁気記録磁性材料に大き
く依存しない熱的に安定な、しかも本発明では磁性体表
面が一様に平坦である磁気記録媒体を提供することがで
きる。

【００３３】磁性層３の上には、磁性膜の酸化防止膜６
が形成されていることが好ましい。磁性膜が酸化される
と磁性部４の磁性が変化してしまうためにこれを防止す
るためである。製造工程では、磁性層上にレジストマス
ク膜を形成する前の工程において成膜される。該酸化防
止膜６は、ＣｒまたはＴｉなどの金属を用いることがで
き、該保護層の典型的な厚さは３ｎｍ〜５ｎｍである。

【００３４】磁性層３上または酸化防止膜６がある場合
には酸化防止膜６の上に、保護層８および潤滑層９を任
意選択で有していてもよい。

【００３５】保護層８は、磁気記録層を形成する磁性膜
をヘッドの衝撃、外界の腐蝕性物質などの腐蝕から保護
するために形成することが好ましい。保護層８は、この
ような機能を提供できる慣用のいかなる成分から形成す
ることができ、例えば、炭素、窒素含有炭素、水素含有
炭素などを用いることができるが、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｍ
ｏｎｄ１ｉｋｅｃａｒｂｏｎ膜）が好ましい。膜厚
は典型的には５〜１０ｎｍであり、１層でも多層でもよ
い。

【００３６】潤滑層とは、ヘッドのクラッシュ防止のた
めに形成される。潤滑膜材料は、例えば、HO−ＣＨ_２−
ＣＦ_２−（ＣＦ_２−Ｏ）_ｍ−（Ｃ_２Ｆ_４−Ｏ）_ｎ−ＣＦ
_２−ＣＨ_２−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）で表される有機物
などを用いることができ、膜厚は典型的には１ｎｍであ
る。

【００３７】また、上記の通り、本発明の磁気記録媒体
は、記録媒体の用途に応じて上記以外の任意の層を任意
の方法により設けることができる。例えば、熱安定性向
上の目的で基板と下地層の間に軟磁性層からなる裏打ち
磁性層を設けてもよく、また非磁性基板、緩衝層、シー
ド層、下地層、および磁性層の順で積層されていてもよ
い。

【００３８】なお、緩衝層とは、シード層の成膜にあた
り成膜粒子が衝突して基板表面に及ぼすダメージを緩和
することができるか、または、昇温降温にともなう基板
とシード層との膨張収縮の差を緩和することができる層
である。両方の機能を有する緩衝層が一層好ましい。

【００３９】シード層とは、磁気記録媒体の表面の平坦
性を向上させ、且つ記録磁性層の磁化容易軸の方向を制
御することによって保磁力も向上せしめることができる
層である。このような機能を有する層は、具体的には、
Ｔｉを主成分として含有する金属膜から成る。シード層
の厚さは、５〜５０ｎｍであり、１層でも多層でもよ
い。

【００４０】（Ｂ）次に、本発明に基づく上記磁気記録
媒体の製造方法について説明する。

【００４１】本発明に基づく磁気記録媒体の製造方法
は、（１）非磁性基板上に前記磁性部を構成する磁性材
料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記磁性膜上に前
記分離部に対応する露出部分を有するレジストマスクを
形成する工程と、（３）前記露出部分に対応する前記磁
性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することにより、
該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部を形
成する工程と、（４）前記レジストマスクを除去する工
程と、を含む。

【００４２】図２は、本発明の製造方法の１つの実施形
態において、本発明の磁気記録媒体の一実施形態として
示した上述の磁気記録媒体を製造する方法を示した図で
ある。すなわち、上述の通り、この例示される本発明の
磁気記録媒体は、非磁性基板１、下地層２、磁性層３
（磁性層３は磁性部４および分離部５からなる）、酸化
保護膜６、保護層７、および潤滑層８の複数の層を含ん
でいるが、記録媒体の用途に応じて上記以外の任意の層
を任意の方法により設けることができる。

【００４３】（１）まず、非磁性基板上に、前記磁性部
を構成する磁性材料の磁性膜を形成する。本実施形態で
は、図２（ａ）に示すように、非磁性基板１上に、適当
な成膜条件下で、下地層２、磁性層（磁性膜）３、さら
に酸化防止用保護層６を順次積層する。

【００４４】非磁性基板１の形成においては慣用の形成
方法が用いられ、非磁性基板１に樹脂材料が用いられる
場合には射出成形などの方法により成形される。非磁性
基板の表面は研磨するなどしてできるだけ平坦にしてお
くことが好ましい。

【００４５】非磁性基板１の上に形成する該下地層２の
成膜および磁性膜３は、マグネトロンスパッタ法、電子
ビーム蒸着法などにより成膜することができる。このと
きの成膜圧力は数ｍＴｏｒｒである。

【００４６】磁性層３に成膜される磁性材料は、上記磁
性部４を構成する磁性材料となるが、上述のように一般
には硬磁性材料を用いるが、軟磁性材料も用いることが
できる。熱可塑性樹脂基板を用いた場合には、ガラス転
移温度以上の温度（通常１００〜３００℃）での成膜が
できないため、常温付近の成膜温度でも高い保磁力を得
るために強磁性金属粒子に絶縁体を混合した磁性膜であ
るグラニュラー膜を使用することが好ましい。

【００４７】また、適当な成膜条件下でスパッタ法等を
用いて、硬磁性材料と軟磁性材料とを交互に成膜するこ
とにより、硬磁性層と軟磁性層とを交互に積層して２層
以上の複数層を形成することができる。２層構造の場
合、軟磁性層を下層とし、硬磁性層を上層としてもよい
し、その逆であってもよい。３層以上の多層構造の場
合、最下層を硬磁性層としてもよいし、軟磁性層として
もよい。

【００４８】さらに、レジストマスクを磁性膜上に形成
する前に、磁性膜の酸化を防止するための酸化防止用保
護層６を形成することが好ましい。酸化防止用保護層６
は、適当な成膜条件下でスパッタ法などを用いて形成す
る。

【００４９】さらに、任意選択により、非磁性基板と下
地層の間に軟磁性層からなる裏打ち磁性層を設けてもよ
く、また非磁性基板、緩衝層、シード層、下地層、およ
び磁性層の順で積層されていてもよい。

【００５０】（２）次に、前記磁性膜上に前記分離部に
対応する露出部分を有するレジストマスクを形成する。
本実施態様では、図２（ｂ）に示すように、前記磁性膜
３上に前記分離部５に対応する露出部分を有するレジス
トマスク８を形成する。

【００５１】この工程において、レジストマスク８の露
出部分のパターンが分離部５のパターンと一致し、逆に
レジストマスクの残し部分が磁性部４のパターンと一致
したパターンになるように形成されることとなる。この
パターンは、各磁性部４は分離部５の間に周期的に均一
な配列を有する構成となるように形成されることが好ま
しく、帯状やスパイラル状などの周期的な配列が挙げら
れる。パターンの形状は、直径１００ｎｍ以下の円形、
または一辺が２００ｎｍ以内の方形の各磁性部４の表面
形状となるように形成することが好ましいが、これに限
定されない。

【００５２】磁性層３上に該露出部分を有するレジスト
マスクを形成する方法としては、磁性層３上に例えばＰ
ＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌ
ａｔｅ）などのフォトレジストを塗布し、電子ビームを
用いた描画法により上記パターンを形成するように選択
的に露光し、現像処理によって露光または非露光部分を
除去することにより磁性膜の一部が露出し、上記のパタ
ーンを有するレジストマスク８を形成する。選択的な露
光には、露光部が露出するポジ型と、非露光部が露出す
るネガ型がある。レジストマスクが除去された露出部分
が分離部５に対応し、レジストマスクが除去されない非
露出部分８は磁性部４に対応することとなる。

【００５３】（３）次に、前記露出部分に対応する前記
磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理することによ
り、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前記分離部
を形成する。本実施態様では、図２（ｃ）に示すよう
に、前記露出部分に対応する前記磁性膜３にイオンを注
入し、続いて熱処理することにより、該部分の磁性膜の
磁気特性を変質させて前記分離部５を形成する。本工程
により、例えば磁性膜３の硬磁性材料の磁性を用いてい
る場合に、反強磁性、非磁性、または常磁性に変化させ
ることができるし、あるいは軟磁性材料へと変質させる
こともできる。

【００５４】イオン注入は、イオン注入装置を用い、上
記レジストマスクを有する媒体上から行なう。注入され
るイオン種は、一種または複数種であってもよく、複数
種のイオンを注入する場合、各イオン種を順次注入す
る。注入するイオン種としては、酸素イオン、Ｃｒイオ
ン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオンな
どが用いられるが、磁性を変質する目的で使用できるも
のであれば特に限定されない。酸素イオンにより磁性が
変化するのは、磁性材料が酸化されるためである。酸素
イオン以外のイオン注入により磁性が変質するのは、イ
オン注入により該注入されたイオン種が合金中に占める
割合が高くなるためである。例えば、ＣｏＣｒの２元合
金では、室温付近でＣｏ_７５Ｃｒ_２５の組成付近に磁性
と非磁性との遷移組成が存在するが、硬磁性材料として
ＣｏＣｒ合金を磁性膜として用いた場合、所定量のＣｒ
イオンを注入することによりＣｏＣｒ合金中に占めるＣ
ｒの割合が増加することにより、非磁性体へと磁性が変
質されることとなる。

【００５５】注入するイオン量は、変質させる磁性材
料、変質後の磁気特性、および各種イオン種等に基づい
て決定される。例えば、強磁性膜を反強磁性または非磁
性に変質させるのに、酸素イオンを用いた場合、典型的
には１×１０^１９／ｃｍ^２のイオン量が注入され、酸素
以外のイオン種では、各イオン種等の条件によって異な
るが、１×１０^１６〜１×１０^１９／ｃｍ^２のイオン量
を注入するのが典型である。

【００５６】イオン注入はイオン注入装置を用いて以下
の通りに行われる。典型的には、背景真空度１０^−９〜
１０^−１０Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行い、マイクロ波
イオン源等により目的イオンを発生させて、マグネット
とイオン伝盤系による加速・減速を行うことにより所望
のエネルギー（加速度）を有するイオンを分離部５に対
応する露出部分に撃ちこむことによりイオン注入する。
このときの注入深さは、注入イオンの有する加速度・エ
ネルギーなどによって決定され、磁性膜の膜厚を考慮し
て、所望の注入深さとなるように制御してイオン注入す
ることができる。

【００５７】イオン注入後に、熱処理を行うことによ
り、イオン注入された磁性膜の磁性を変質させる。熱処
理を行う理由は、イオン注入のみでも磁性の変質が見ら
れる場合もあるが、イオン注入だけでは磁性膜中にイオ
ンが安定な状態で存在しておらず磁性膜を構成する結晶
の格子点と格子点の間の不安定なサイトに位置している
が、熱処理工程を行うことによりイオン原子との再配置
が起こり、注入された原子が結晶格子の安定なサイトを
占めることになるためである。したがって、熱処理条件
は、イオンが打ち込まれる磁性材料と打ち込むイオン種
によって異なり、一般に、３００〜４００℃において、
アルゴンまたは乾燥雰囲気下で行う。

【００５８】磁性部４が多層構造を有するように製造さ
れる場合には、本工程（３）処理前では分離部も同様に
多層構造になっているが、工程（３）のイオン注入と熱
処理とによって、非磁性、反強磁性、または常磁性等、
所望の磁気特性を有するように変質させることができ
る。

【００５９】さらに、前記分離部５が前記磁性部４とは
異なる磁気特性を有する磁性材料となるようにイオン注
入を行うこともできる。例えば、磁性部４の磁性が硬磁
性材料であり、分離部５の磁性が軟磁性材料へと変質さ
れた本発明の磁気記録媒体を作製することができる。こ
のような作製方法として、該分離部５へ注入されるイオ
ン種やイオン注入量等を制御して得る。このとき、磁性
部４が上記の通り、多層構造を有するものであってもよ
い。

【００６０】（４）次に、前記レジストマスクを除去す
る。本実施態様では、図２（ｄ）に示すように、レジス
トマスク８を除去する。レジストマスク８は、例えば酵
素プラズマ中に数分間置くアッシング法により除去する
ことができる。

【００６１】次に、本実施態様では、図２（ｅ）に示す
ように、適当な成膜条件下で、スパッタ法、電子ビーム
蒸着法などの方法を用いて、保護層８および潤滑層９を
任意選択により成膜する。

【００６２】

【実施例】（実施例１）本実施例は、図１に示す磁気記
録媒体の製造を行った。製造方法は上記図２を参照す
る。非磁性基板１としてのガラス基板上に下地層２とし
てスパッタリング法を用いてＣｒＴｉを５ｎｍに成膜し
た。このときの成膜圧力は数ｍＴｏｒｒとした。次に下
地層２の上に、硬磁性材料であるＣｏＣｒ、およびＣｏ
ＣｒＴａＰｔの磁性膜３を、スパッタリング法により、
膜厚５０ｎｍに形成した。成膜条件はＡｒガス圧数ｍＴ
ｏｒｒで、投入電力は約２〜４Ｗ／ｃｍ^２とした。さら
に磁性膜３上に酸化防止用保護膜４をＴｉから成る成分
で、スパッタリング法を用いて膜厚５ｎｍに形成した。

【００６３】次に、磁性膜３上にＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ
ｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）を塗布し電
子ビームを用いた描画法により、２０ｎｍ×２０ｎｍの
孔部を描画した。電子ビームの光源には熱陰極を用い
た。次いで、ｃｅｌｌｓｏｌｖｅとメタノールを用いて
現像を行った。

【００６４】次に、イオン注入装置を用いて、上記媒体
上から酸素イオンを注入することにより、上記露出部分
に対応する磁性膜にイオン注入した。１０^−９〜１０
^−１０Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で行い、マイクロ波イオ
ン源により酸素イオンを発生させて、マグネットとイオ
ン伝盤系による加速・減速を行うことにより１０ＫｅＶ
〜４００ＫｅＶまでの酸素イオンを到達させた。注入量
は、１×１０^１９／ｃｍ ^２であり、注入深さは１００ｎ
ｍであった。注入深さは、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒ
ｙｉｏｎｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｙ）
で測定した。

【００６５】次に、熱処理を行うことにより、磁性膜の
磁性を変化させた。熱処理工程は、３００〜４００℃
で、アルゴンまたは乾燥雰囲気下、２０分間かけて行っ
た。分離部５の磁性は非磁性に変質された。

【００６６】次に、酸素プラズマ中でアッシングするこ
とにより、前記レジストマスクを除去した。

【００６７】次いで、適当な成膜条件下で、グラファイ
トをターゲットとしたマグネトロン・スパッタリング法
を用いて、ＤＬＣ膜（Ｄｉａｍｏｎｄ１ｉｋｅｃａ
ｒｂｏｎ膜からなる保護層８を１０ｎｍに成膜し、次い
で、HO−ＣＨ_２−ＣＦ_２−（ＣＦ_２−Ｏ）_ｍ−（Ｃ_２Ｆ
_４−Ｏ）_ｎ−ＣＦ_２−ＣＨ_２−ＯＨ（ｎ＋ｍは約４０）
で表される有機物から成る潤滑層９をスピンコート法を
用いて１ｎｍに塗布して、本発明の磁気記録媒体を得
た。

【００６８】（実施例２）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびクロムイオンの組み合わせを用い、まずＣｒ
イオンを注入し、次に酸素イオンを注入し、各イオンの
注入量を１×１０^１９／ｃｍ^２とした。分離部５の磁性
は非磁性に変質された。

【００６９】（実施例３）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびクロムイオンの組み合わせを用い、まずＣｒ
イオンを１×１０^１６／ｃｍ^２注入し、次に酸素イオン
を１×１０^１９／ｃｍ^２注入した。分離部５の磁性は反
強磁性に変質された。

【００７０】（実施例４）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとしてクロム
イオンを用い、イオンの注入量を１×１０^１９／ｃｍ^２
とした。分離部５の磁性は非磁性に変質された。

【００７１】（実施例５）本実施例で製造される本発明
の磁気記録媒体は、以下の点を除き、上記実施例１と同
様の方法を用いた。すなわち、注入イオンとして酸素イ
オンおよびＣｒイオンの組み合わせを用い、まずＣｒイ
オンを注入し、次に酸素イオンを注入し、各イオンの注
入量を各１×１０^１９／ｃｍ^２とした。分離部５の磁性
は非磁性に変質された。

【００７２】上記の結果をまとめたものを以下の表１に
記載する。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【発明の効果】本発明により、磁性部層と、該磁性部層
を取り囲み、磁性部層とは磁気特性の異なる分離部とを
有する磁性層を具え、かつ、その媒体表面が一様に平坦
である磁気記録媒体が提供される。従来技術のように表
面研磨により生ずる磁性層の表面研磨により生ずる磁性
部および分離部間の数ｎｍ程度のくぼみを生ずることも
なく、媒体表面（磁性層表面）が磁性部および分離部と
も一様に平坦であるために、磁気ヘッドによる記録情報
の書き込みと読み取りが良好で高信頼性の記録媒体を提
供することができる。さらに、従来技術のように表面研
磨工程を省くことにより、本発明の磁気記録媒体は量産
化にも適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の一例を示す磁気記録媒
体の断面図である。

【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す
図である。

【図３】従来の磁気記録媒体の製造方法の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１非磁性基板２下地層３磁性層４磁性部５分離部６酸化防止用保護層７保護層８潤滑層９レジストマスク１０イオン注入

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 5/851 Ｇ１１Ｂ 5/851

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板の上に形成された磁性層を含
む磁気記録媒体であって、前記磁性層は、複数の磁性部と該磁性部を取り囲む分離
部とを具え、前記分離部は、イオン注入によって前記磁性部の磁気特
性とは異なる磁気特性に変質されており、前記磁性層の表面が一様に平坦であること、を特徴とす
る磁気記録媒体。
【請求項２】前記磁性部は硬磁性層と軟磁性層とが交
互に積層された２層以上の複数層からなることを特徴と
する請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記磁性部と分離部とが異なる磁気特性
を有する磁性材料からな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。
【請求項４】前記分離部の磁性が非磁性、反強磁性、
または常磁性であることを特徴とする請求項１または２
に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記注入イオンが、酸素イオン、Ｃｒイ
オン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンであることを特徴とする請求項
１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】下地層、裏打ち磁性層、保護層、潤滑
層、シード層、および緩衝層からなる群から選択される
少なくとも１つの層を備えることを特徴とする請求項１
から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方
法であって、（１）前記非磁性基板上に前記磁性部を構
成する磁性材料の磁性膜を形成する工程と、（２）前記
磁性膜上に前記分離部に対応する露出部分を有するレジ
ストマスクを形成する工程と、（３）前記露出部分に対
応する前記磁性膜にイオンを注入し、続いて熱処理する
ことにより、該部分の磁性膜の磁気特性を変質させて前
記分離部を形成する工程と、（４）前記レジストマスク
を除去する工程と、を含むことを特徴とする前記磁気記
録媒体の製造方法。
【請求項８】前記工程（１）において、硬磁性層と軟
磁性層とを交互に成膜することにより２層以上の複数層
を形成することを特徴とする請求項７に記載の磁気記録
媒体の製造方法。
【請求項９】前記工程（３）において、前記分離部の
磁性材料が前記磁性部の磁性材料と異なる磁気特性を有
する磁性材料に変質されることを特徴とする請求項７ま
たは８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】前記工程（３）において、前記分離部
の磁気特性を非磁性、反強磁性、または常磁性に変質さ
せることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか
１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】前記注入イオンが、酸素イオン、Ｃｒ
イオン、Ｗイオン、Ｔｉイオン、Ｐｔイオン、Ａｒイオ
ン、およびこれらの組み合わせからなるイオンからなる
群から選択されるイオンであることを特徴とする請求項
７から請求項１０のいずれか１項に記載の磁気記録媒体
の製造方法。
【請求項１２】下地層、裏打ち磁性層、保護層、潤滑
層、シード層、または緩衝層からなる群から選択される
少なくとも１つの層を形成する工程を含むことを特徴と
する請求項７から請求項１１のいずれか１項に記載の磁
気記録媒体の製造方法。