JP2011138585A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高記録密度ハードディスク（ＨＤＤ）等に用いられる磁気記録媒体をイオン注入法において製造する方法において、注入イオンのにじみ現象（垂直注入時に水平方向へ注入イオンが散乱する現象）を抑制することを課題とし、高密度磁気記録の要求にあった磁気記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】注入イオンのにじみ現象が、深くなるほど広がることを利用し、イオンを浅く注入することで、にじみ量を抑制できることから、本発明は、前記非記録領域が、前記磁気記録層の深さ方向において、イオン照射によって注入されたイオンを含む部分と、当該イオンを含まない部分の両方を有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される磁気記録媒体であって、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向に配列された磁気記録層を有した磁気記録媒体に関する。

情報処理の大容量化と機器の小型化に伴い、ＨＤＤ ２０(図１（ａ）)に用いられる磁気記録媒体（磁気ディスク）２１にも高面記録密度と小型化の要求が高まっている。その一つの手段として、垂直磁気記録方式が提案され実用化されている。垂直磁気記録方式は、従来の面内記録方式に比べて、いわゆる熱揺らぎ現象（超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう現象）を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。

更なる面記録密度の向上を実現するためには、１ビット記録幅を狭める線記録密度の向上とトラック密度の向上が要求されている。その手段として、記録用の磁気記録領域と時磁気記録領域間を磁気的に分離する非記録領域を隣接させるようにパターニングして隣接磁性記録部同士の干渉を防ぐようにした磁気記録媒体（パターンドメディア）がある。パターンドメディアには、磁気記録領域と非記録領域をトラック状に並列配置しているディスクリートトラックメディアや、磁気記録領域と非記録領域を隣接しながら任意のパターンで人工的に規則正しく並べたビットパターンドメディア等がある。図１（ｂ）には、ディスクリートトラックメディアの概念図を例示している。基板１の上層に軟磁性層２を成膜し、その上に磁気記録領域４ａと非記録領域４ｂをトラック状に並列配置している。

こうした磁気記録媒体の製造技術として、非磁性基板の上に磁気記録層を形成した後、部分的にイオンを注入し、イオン注入した部分を磁気的性質が軟化（セミハード磁性化）し、非磁性化、もしくは非晶質化することにより、イオン注入していない部分と磁気的に分離した磁性パターンを形成する技術（例えば特許文献１、２、３）が提案されている。

特開２００８−２２６４２８号公報 特開２００８−７７７８８号公報 特開２００８−１３５０９２号公報 特開２００９−２０５７７７号公報 特開２００９−１９９６７４号公報

イオン注入は、通常、形成された磁気記録層の深さ方向の中心部をターゲットとして、照射エネルギー等のイオン照射条件を設定し、磁気記録層に対し垂直方向（つまり磁気記録層の深さ方向）にイオンを照射し注入する。こうすることで、磁気記録層の一部を適宜セミハード磁性化でき、非記録領域とすることができる。

しかし、通常磁気記録媒体へイオン注入を行うと、注入イオンが磁気記録層の原子と衝突・散乱することで、媒体に侵入した直下の位置から水平方向にずれた位置で停止する。その結果として、セミハード磁性化部が磁気記録層の水平方向へ拡大する現象（にじみ現象）が起きる（図３）。このにじみ現象により、磁気記録領域４ａが狭くなるだけでなく、磁気記録領域と非記録領域との境界部分に、磁気的に中間的な部分４ｍが生じ、磁気記録信号のノイズの原因となっている。

注入イオンの分布は、例えば、モンテカルロシミュレーションを採用したシミュレーションソフト（SRIMやTRIM）によって予測が可能である。これらによれば、一般的に、注入エネルギーが大きいほど、より深くまでイオンを注入できるが、水平方向への広がりが大きくなることが知られている。すなわち、目的とする注入深さが大きくなるほど、注入エネルギーを大きくする必要があり、したがって、広がりが大きくなる。広がりが大きくなることで、磁気記録層のにじみも拡大することになる。

イオン注入法による磁気記録媒体の製造方法においては、にじみ現象のため、磁気記録領域４ａと非記録領域４ｂとの境界部分が磁性的な中間的領域４ｍとなり、磁気記録信号のノイズの原因となっているだけでなく、非記録領域が実質的に大きくなるため、磁気記録媒体の高密度化を阻害するものであり、解決すべき重要課題の一つとなっている。

この課題を解決するために、特許文献４では、イオンの原子量が大きくなればなるほど、横方向への散乱が小さくなることをシミュレーションで確認し、原子量の大きい希ガスイオンを注入することを提案している。希ガスの種類としては、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅといった比較的高価はガスを使用することが提案されている。
しかし、この方法でも水平方向への散乱が皆無になるわけではなく、さらに重いイオンを注入するため、注入エネルギーの制御、装置的観点、ランニングコスト的観点から解決すべき課題が多い。

特許文献５では、注入イオンが磁気記録層の下層にまで注入されることを防止するため、磁気記録層の直下に注入イオンより重い元素を含むイオン制御層を成膜することが提案されている。つまり、イオン制御層は、バリア層としての機能を有している。
しかし、磁気記録領域と非記録領域との境界面は、磁気記録層の垂直方向になる。このため、磁気記録領域と非記録領域との境界面に、このイオン制御層を設けることはできない。

本発明は、既存の設備、入手容易で安価なガスを使用し、工業的に利用可能性の高い方法により、注入イオンのにじみ現象を抑制することを課題とし、高密度磁気記録の要求にあった磁気記録媒体とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、注入イオンのにじみ現象が、深くなるほど広がる、いわゆる末広がり形状となることに鑑み、イオンを浅く注入することで、にじみ量を抑制できることを見出した。さらに、イオン注入により磁気記録層の結晶を乱した部分の上に、磁気記録層をさらに成膜したとき、イオン注入した部分の上方部分は、同様に結晶性が乱れることを見出した。つまり、浅くイオン注入し、セミハード磁性化した磁気記録層上に、さらに磁性材料を成膜することで、イオン注入部とその上方部分とが一体として、磁気的性質が軟化（セミハード磁性化）した非記録領域として形成することができ、磁気記録層の面内での磁気的な分離を好適に行えることを見出した。本発明は、これら知見を基に成されたものであり、その要旨は以下のとおりである。
なお、セミハード磁性化したときの指標として、比透磁率が２〜１００程度であれば、隣接する磁気記録領域を磁気的に分離できることが知られている。

（１）基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有し、前記磁気記録層にイオン照射することにより前記非記録領域を形成する磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、
前記非記録領域が、前記磁気記録層の深さ方向において、イオン照射によって注入されたイオンを含む部分と、当該イオンを含まない部分の両方を有することを特徴とする磁気記録媒体。

（２）前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分が、セミハード磁性を有することを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体。

（３）前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分の比透磁率が、２〜１００であることを特徴とする（１）または（2）に記載の磁気記録媒体。
（４）前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分の上方に、当該イオンを含まない部分を有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

（５）前記非記録領域の前記イオンを含む部分に含まれるイオンは、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２から選択した１種または２種以上のイオンであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。

（６）基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板上に前記磁気記録層のうち一部を成膜後、その磁気記録層の表面の所定の部分をマスキングし、イオン照射することにより、照射されたイオンを含む領域とイオンを含まない領域からなるパターン形成工程と、
イオン照射を行わずに残りの磁気記録層を形成する非照射磁気記録層形成工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（７）前記非照射磁気記録層形成工程を、少なくとも前記パターン形成工程の後に有することを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（８）前記非照射磁気記録層形成工程を、前記パターン形成工程の前に有することを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（９）前記非照射磁気記録層形成工程を、前記パターン形成工程の前と後に有することを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（１０）前記パターン形成工程は、前記非照射磁気記録層形成工程の前と後に有することを特徴とする（６）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（１１）前記イオン照射は、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２から選択した１種または２種以上のイオンを照射することを特徴とする（６）〜（１０）のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（１２）前記磁気記録層の上に保護層を成膜することを特徴とする（６）〜（１１）のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（１３）前記保護層の上に潤滑層を成膜することを特徴とする（１２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

本発明によれば、イオン注入法にて製造する磁気記録媒体の磁気記録領域と非記録領域の境界を、注入イオンのにじみ量を抑制して形成することができるため、磁気記録媒体の高記録密度化が可能となる。

ハードディスク装置（HDD）とディスクリートトラックメディアの概念図を示す図である。図１（ａ）は、HDD装置の概略図を示す。図１（ｂ）は、ディスクリートトラックメディアの概念図を示す。 磁気記録媒体の断面構造の概念を示す図である。 磁気記録層内のイオン注入した部分の断面を模式的に示した図である。 本発明に係る磁気記録媒体の製造フローを模式的に示す図である。 本発明の実施例１−１，１−２，１−３の態様を、それぞれ図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に模式的に示した図である。 本発明の実施例２−１，２−２，２−３の態様を、それぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に模式的に示した図である。 本発明の実施例３−１，３−２，３−３の態様を、それぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）に模式的に示した図である。 本発明の実施例のＭＦＭ評価結果を示す図である。

本発明は、磁気記録媒体の磁気記録層の一部をイオン注入法によりセミハード磁性化し、隣接する磁気記録領域を磁気的に分離する非記録領域を製造する際に、注入イオンの散乱によるセミハード磁性化部の磁気記録層水平方向への拡大現象（以下「にじみ現象」とよぶ。）を防止するため、非記録領域の磁気記録層の深さ方向の一部をイオン注入法でセミハード磁性化することにより、にじみ現象により拡大する量（以下「にじみ量」とよぶ。）を抑制し、非記録領域を製造することを特徴としている。以下、本発明について、詳細に説明する。

図２に、磁気記録媒体の断面構造１０の概念図を示す。概括的にみて、非磁性材料でできている円板状の基板１上に軟磁性層（SUL：Soft Under Layer）２、中間層３、磁気記録層４、保護層５、潤滑層８の順に各層が積み上げられて構成されている。磁気記録層４以下の各層は、また、いくつかの層に細分化されるが、本発明においては、その細分化された層構造は特に問わない。これら各層は、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、マグネトロンスパッタリング法等で、それぞれの層に必要な材料を成膜することで作られる。

非磁性体の基板材料１としては、通常ガラスやアルミニウムが使われる。ガラス基板の材料は、特に問わない。例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。これらガラスやアルミニウムを円板状に加工し、表面研磨等施し、ガラスにおいては化学強化等の処置をして非磁性の基板として用いる。

軟磁性層２は、垂直磁気記録方式において磁気記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一次的に磁気回路を形成するための層である。軟磁性層の材料としては、例えば、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoFeTaZr、CoCrFeBなどのCo-Fe系合金などが用いられる。

中間層３は、下層の軟磁性層２と上層の磁気記録層４の材料的な干渉作用を遮断する層である。また、上層の磁気記録層の粒径、粒径分散、結晶配向性を制御する言わば土台の機能を備えるものである。中間層をさらに上層と下層の２層に分けると磁気記録層の結晶配向性と粒径を同時に制御する上で好適である。例えば、中間層下層には、Ni、Cu、Pt、Pd、Zr、Hf、Nbなどの金属単体や、それらにW、Cr、V、Ta、Moなどを加えた合金を用いることができる。他方、中間層上層には、磁気記録層の結晶配向性制御のために、例えば、Ru、Re、Pd、Ptなどのｈｃｐまたはｆｃｃ結晶系材料や、RuCr、RuCoなどの合金を用いることができる。特にRuは、磁気記録層の磁性粒の主成分となるCoと格子定数が近く、結晶構造も同じhcp構造であるので、Coの結晶配向性の向上には有効である。

磁気記録層４は、磁気記録媒体の主要な機能である情報を記録する部位になる。磁気記録層は少なくとも２層からなり、１層目（第一磁気記録層）は柱状構造を有した強磁性体の磁性粒を、非磁性物質からなる粒界が取り囲んだグラニュラ構造で構成されている。グラニュラ構造磁気記録層の材料としては、例えばCo系合金、Fe系合金、Ni系合金に、酸化物を添加したコンポジット材料が用いられている。この材料を中間層上に成膜してエピタキシャル成長させることにより、柱状グラニュラ構造を好適に得ることができる。さらに、２層目の磁気記録層（第二磁気記録層）として、柱状グラニュラ構造膜の上に、磁気的に連続な磁気記録層を有する。この連続磁気記録層は、例えばCo系合金からなる。磁気記録層４は、磁気信号を記録する磁気記録領域４ａと、磁気記録領域を磁気的に分離する非記録領域４ｂにて構成されている。

保護層５は、主にカーボンからなる薄膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。保護層は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を防護するとともに、磁気記録層の腐食を抑えて信頼性を高める役割を持つ。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて緻密で膜硬度が向上するので、より信頼性を高めることができる。

次に、図４を用いて、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。本発明においては、磁気記録層４内の構造が重要であるので、磁気記録層４を取出して、説明する。

図４（ａ）は、基板の少なくとも一方の表面上に磁気記録層４を成膜した状態を示す（図４は磁気記録層のみ図示している。）通常、磁気記録層４は、第一磁気記録層と第二磁気記録層を合わせた全体厚さで10nm〜30nm程度の厚さを有する。ここでは全体厚さを成膜せず、イオン注入深さに応じた厚さまで成膜する（イオン照射磁気記録層とよぶ）。従って、イオン照射磁気記録層は、第一磁気記録層の一部までの成膜であったり、第一磁気記録層を成膜し、さらにその後第二磁気記録層の一部までの成膜であったりする。なお、図４の各図では、第一磁気記録層と第二磁気記録層の境界は図示していない。
次に、イオン照射磁気記録層４上に、レジスト６を塗布する。磁気記録層４とレジスト６の間に剥離層（図示せず）を成膜してもよい。剥離層はたとえばダイヤモンドライクカーボンを用いることができ、１〜５ｎｍ程度の厚さが好適である。ダイヤモンドライクカーボンは例えばＣＶＤ法によって成膜することができる。

レジスト６は、この後のパターニング方法に適したレジストを選択することになる。ここでは、ナノインプリント法にてパターニングを施す場合を例に説明する。もちろん、パターニング方法は、ナノインプリント法に限定されるものでなく、半導体で用いられているリソグラフィー法等を用いることもできる。
ナノインプリントのためには、ナノインプリントレジストを使用する。ナノインプリントレジストには、熱ナノインプリントレジスト、ＵＶ硬化ナノインプリントレジスト、室温ナノインプリントレジストがあるが、どれを採用してもよい。ここでは、室温ナノインプリントレジストを用いて説明する。

室温ナノインプリントレジストは、ケイ素（Ｓｉ）化合物と添加剤（拡散用不純物、ガラス質形成剤、有機バインダー等）とを有機溶剤（アルコール、エステル、ケトン等）に溶解した液状質であり、例えば、シリカガラス、水素化シルセスキオキサンポリマー（ＨＳＱ）、水素化アルキルシロキサンポリマー（ＨＯＳＰ）、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー（ＭＳＱ）等があり、ＳＯＧ（Spin On Glass）と呼ばれている。レジストマスク層成膜工程では、剥離層の上にＳＯＧをスピンコート法により塗布し、成膜する。厚さは、パターニングにもよるが、５０〜６０ｎｍ程度とするのが好適である。

図４（ｂ）は、パターニングを示す。スタンパ１１を押し当てることによって、磁性トラックパターンを転写（インプリント）する。スタンパ１１には、転写しようとする磁気記録領域と非記録領域、すなわち、イオン遮蔽（マスク）して磁気記録層にイオンを注入しない領域（磁気記録領域）とイオン透過させて磁気記録層にイオンを注入する領域（非記録領域）のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。

イオン照射時に、イオンを透過させる部分はレジストマスク層６を薄くするためレジストマスク層の凹部になり、イオンを遮蔽（マスク）する部分がレジストマスク層の凸部になる。スタンパ１１の凹凸はこの逆となる。

例えば、レジストがＳＯＧで、注入するイオンがＢ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２の各イオンまたは２種以上の複合イオンで、イオン照射エネルギーが１〜５０KeV、ドーズ量が１Ｅ１５〜１Ｅ１７ atoms/cm2であれば、レジストマスク層の凹部の厚さは３０ｎｍ以下が望ましい。また、そのときレジストマスク層の凸部の厚さｔｓ、凹部の厚さをｔｃとしたとき、その厚さの比は、２≦ｔｓ／ｔｃ≦１０ を満足することが望ましい。レジストマスク層の凸部の厚さは、イオン照射エネルギーにもよるが、５０ｎｍ以上であれば、イオンの透過がなく、十分なマスク効果が得られる。

スタンパ１１により、磁気記録領域のパターンを転写した後、スタンパ１１をレジストマスク層６から離す（離型する）ことにより、レジストマスク層６に所望の凹凸パターンが形成される。この時、スタンパ表面に剥離剤を塗布しておくと、スタンパの離型が容易となる。

図４（ｃ）は、イオン照射しているところを示す。レジストマスク層の凹部は、レジストマスク層が薄いため、イオン７は、レジストマスク層６を透過し、その直下にある磁気記録層４にイオンが注入される。

イオン７が磁気記録層４に注入されることにより、磁気記録層４のイオン注入部分４ｃの結晶構造が乱れ、磁性がセミハード磁性化もしくは非磁性化する。そのため、イオンが注入されない磁気記録層に比べ、はるかに弱い磁性となるため、隣接する磁気記録層を磁気的に分離することができる非記録領域を形成する。これにより、磁気記録領域４ａ間に分離領域として非記録領域４ｃが形成される。この幅を狭くするほど、磁気記録密度が向上することになる。

注入するイオンは特に限定されないが、通常、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ，Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２からなる群から選択されたいずれか１つまたは複数のイオンを注入する。なお、上記のイオンの価数は全て＋１価である。上記イオンの中でも、扱い易さの観点から、Ａｒ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２を用いることが好ましい。さらにコストの観点から、Ａｒ、Ｎ_２、Ｏ_２を用いることがより好ましい。このとき、例えばイオン照射エネルギーが１〜５０KeV、ドーズ量が１Ｅ１５〜１Ｅ１７ atoms/cm2であればＳＯＧレジストマスク層の凹部を通して、磁気記録層にイオンを注入することができる。

図4（ｄ）は、レジストマスク層を除去するところ示す。レジストマスク層は、例えば、アルカリ溶剤によるウェットエッチング処理で除去することができる。ウェットエッチング処理に用いるアルカリ溶剤には、通常含ＫＯＨ溶液、含ＮａＯＨ溶液等が用いられるが、特にこれら溶液に限定されることなく、ＳＯＧの種類により適宜選択すればよい。ウェットエッチング以外にも、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）やアッシングといった、ドライエッチングプロセスによってレジストを除去することもできる。以上がパターン形成工程となる。

図4（ｅ）は、イオン照射磁気記録層（イオン注入部を有する磁気記録層）の上に、さらにイオン照射を行わない（つまりイオン注入部を有さない）磁気記録層（非照射磁気記録層）を成膜する非照射磁気記録層形成工程を示す。このとき、下層のセミハード磁性化した部分４ｃの結晶の乱れを、そのまま上層に伝播するように成膜することが重要である。これにより、イオン注入部とその上方部分とが一体として、磁気的性質が軟化（セミハード磁性化）した非記録領域４ｄを得ることができる。
成膜方法は、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、マグネトロンスパッタリング法等で成膜することが望ましい。下層となるイオン照射磁気記録層の結晶の乱れをその上方に伝播するように成膜できる方法であれば、特に限定されるものではない。また、成膜する材料の成分は、特に限定されない。もちろん、既に成膜した磁気記録層と同じ材料成分を含んで成膜しても構わない。

この後、保護層５や潤滑層８等を成膜する。保護層はたとえばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を用いることができ、１〜５ｎｍ程度の厚さが好適である。ダイヤモンドライクカーボンは例えばプラズマＣＶＤ法によって成膜することができる。潤滑層は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。
以上の工程を経ることにより、イオン注入法により、にじみ量を抑制し、磁気記録層をほぼ垂直に分割する非記録領域を得ることができる。このとき、言うまでもなく、非記録領域はイオン照射によって注入したイオンを含む部分と、当該イオンを含まない部分の両方を有することになる。

これにより、磁気記録層の深さ方向において、イオン照射によって注入されたイオンを含む部分と、当該イオンを含まない部分の両方を有する非記録領域を有する磁気記録媒体を得ることができる。上記説明は、イオン照射磁気記録層の上方に非照射磁気記録層を成膜したため、注入イオンを含む部分の上方に当該イオンを含まない部分を有する非記録領域を形成したが、本発明は、この形態に限定されることない。例えば、イオン照射磁気記録層の下方と上方に非照射磁気記録層を形成することもでき、その結果、注入イオンを含む部分の下方および上方に当該イオンを含まない部分を有する非記録領域を形成することができる（例えば、図７（ａ）〜（ｃ））。また、例えば、イオン照射磁気記録層に浅くイオン注入することにより、にじみ量を抑え、注入イオンを含む部分の下方に当該イオンを含まない部分を有する非記録領域を形成することもできる（例えば、図６（ａ）〜（ｃ））。

（実施例１−１）
実施例１−１では、イオン照射磁気記録層の成膜で、前述した磁気記録層中の第一磁気記録層を成膜し、非照射磁気記録層の成膜で、第二磁気記録層を成膜した。つまり、第一磁気記録層と第二磁気記録層の境界と、イオン照射磁気記録層の成膜と非照射磁気記録層の成膜の境界が同じになる。なお、図５、図６、図７中の線４ｘは、前述した磁気記録層中の１層目と２層目の境界を示す。
直径２．５インチのガラス基板上に、スパッタ法にて、ＦｅＣｏＴａＺｒからなる軟磁性層、ＮｉＷからなる中間層下層、Ｒｕからなる中間層上層を成膜後、90(70Co-14Cr-16Pt)-10(SiO2)からなるイオン照射磁気記録層を１４ｎｍ形成し、さらにＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボンからなるカーボン膜を3nm成膜したものに、室温ナノインプリントレジスト（ＳＯＧ）を塗布し、レジストマスク層を成膜した。レジストマスク層厚は、８０ｎｍとした。
パターニングは、ナノインプリント法にて行い、磁気記録領域幅65nm、非記録領域幅55nmのトラックピッチ120nm、イオンが注入されるパターン凹部のレジスト残膜厚は10nmとした。
次に、パターニングを終えた磁気ディスク上にイオンビームを照射し、イオン注入を行った。イオン注入は、磁気記録層の中心深さで注入イオン密度が最大となるように注入エネルギーを選択し、窒素（N₂）イオンを注入した。
イオン注入時のレジスト厚、カーボン膜厚、磁気記録層厚、注入エネルギーについては、表１に示す。
その後、イオン注入を終えた磁気ディスクを、含ＫＯＨ溶液に３０分浸漬し、レジストマスク層を除去した。その後、カーボン層をアッシングで除去し、露出した磁気記録層の上に、Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂからなる２段目の磁気記録層を７ｎｍ追加成膜した。
さらに保護層を成膜し、潤滑剤塗布、ベーキングという通常の磁気記録媒体と同様の製造工程により製造した。
得られた磁気記録層の断面を図５（ａ）に示す。

（実施例１−２）
実施例１−２は、イオン照射磁気記録層の成膜として、第一磁気記録層の成膜に続けて第二磁気記録層を２ｎｍだけ成膜した後、前述のカーボン膜の成膜からそのアッシング除去に至るパターニング及びイオン注入工程を実施し、非照射磁気記録層の成膜として、その後再び第二磁気記録層を５ｎｍ成膜した。それ以外は実施例１−１同様に磁気記録媒体を製造した（図５（ｂ））。

（実施例１−３）
実施礼１−３は、イオン照射磁気記録層の成膜として第一磁気記録層を１２ｎｍ成膜した後、前述のカーボン膜の成膜からそのアッシング除去に至るパターニング及びイオン注入工程を実施し、非照射磁気記録層の成膜として、その後再び第一磁気記録層を２ｎｍ成膜してから第二磁気記録層を７ｎｍ成膜した。それ以外は実施例１−１同様に磁気記録媒体を製造した（図５（ｃ））。

次に、注入イオンのにじみ量を測定するため、製造した磁気記録媒体のデータトラック部（磁気記録領域）を磁気力顕微鏡（MFM）で観察し（図８）、もともとの磁気記録領域幅（65nm）と非記録領域幅(55nm)からにじみ量を測定して求めた。
MFMの観察範囲は、１μmとし、その際の分解能は512x256ピクセルとした。図８は、観察イメージを白黒ニ値化処理したものを示している。磁気記録領域（図８の白い部分）の任意の10点の幅の測定値を測定し、にじみ量を算出した。
実施例１−１、１−２，１−３は、上記製造工程にそって製造したものであり、イオン照射磁気記録層の膜厚に応じて、イオン注入エネルギー条件を適宜変え、それに伴って、イオン注入深さをそれぞれ中、大、小とし、それぞれ実施例１−１、１−２，１−３として表１にその結果を示している。

実施例２-１，２−２，２−３は、最初に磁気記録層を全厚み（前述の第一磁気記録層１４ｎｍ、第二磁気記録層７ｎｍ）成膜し、イオン注入深さを浅くして、非記録領域の一部にのみイオン注入されるようにしたものである。イオン注入深さを制御するための注入エネルギー以外は、実施例１−１と同様の条件にて製造している。実施例２-１〜３も、実施例１―１〜３と同様、イオン注入深さの中、大、小をそれぞれ実施例２−１、２−２、２−３として表１にその結果を示している。図６（ａ）（ｂ）（ｃ）には、実施例２−１，２−２，２−３それぞれの断面の模式図を示す。

実施例３-１，３−２，３−３は、実施例１−１、１−２、１−３と同様に製造している。しかし、実施例１−１〜３とは異なり、浅くイオン注入しているため、非記録領域の下部にはイオン注入されない部分が残っている。実施例３−１〜３も、実施例１―１〜３と同様、イオン注入深さの中、大、小をそれぞれ実施例３−１、３−２、３−３として表１にその結果を示している。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）には、実施例３−１，３−２，３−３それぞれの断面の模式図を示す。

比較例は、従来の製造方法により製造したパターンドメディアとした。つまり、上記同様に直径２．５インチのガラス基板上に、通常の磁気ディスク同様磁気記録層（２１nm厚さ）を形成し、その上に剥離層としてＣＶＤ法によりカーボン膜を４ｎｍ成膜したものに、上記同様のレジストマスク層のパターニングとイオン照射を施し、その後、含ＫＯＨ溶液に３０分浸漬して、レジストマスク層のみを除去したものとした。このときのイオン注入は、磁気記録層の中心深さで注入イオン密度が最大となるように注入エネルギーを選択し、窒素（N₂）イオンを注入した。

表１のにじみ量の測定結果からもわかるように、浅くイオン注入することにより、磁気記録層のすべてにイオン注入する必要がないため、注入エネルギーを低く抑えることが可能となり、ゆえに、従来品（比較例）に比べ、にじみ量を小さく抑えることが可能となることが確認できた。

ＭＦＭによる機能確認
さらに、図８に実施例１−１と比較例のＭＦＭ（Magnet Force Microscopy）の測定結果を示す。どちらも、磁気記録領域（白い部分）３１と非記録領域（黒い部分）３２とが磁気的に明確に分離されていることを確認できるが、比較例はにじみの影響により非記録領域が大きくなってしまっている（図８（ａ）と（ｂ）は、実施例１−１と比較例のＭＦＭ測定結果を示す同倍率の写真である。）また、図示はしていないが、実施例全てにおいて、実施例１−１と同様、磁気記録領域と非記録領域が磁気的に明確に分離されていることを確認した。

以上のように、本発明に係る方法にて製造した磁気記録媒体は、注入したイオンのにじみ現象が抑制されるため、非記録領域の余分な広がりを抑えて、磁気記録領域を広く確保することができる。すなわち、今後さらに高トラック密度化した場合においても、磁気記録性能を維持したままトラック間を磁気的に分離することが可能となり、高記録密度化に好適な磁気記録媒体を提供することができる。
本発明による磁気記録媒体の態様は、上記態様に限定されないことは言うまでもない。また、これを応用することにより、非記録領域を磁気記録層の深さ方向に見たとき、注入イオンを含む部分と含まない部分を交互に積層することも可能であり、非記録領域の磁気分離帯としての設計自由度を広めることもできる。

本発明は、イオン注入法にて製造する高密度磁気記録媒体に利用することができる。特に、高精度に磁気記録領域と非記録領域を作り込むことができることから、今後需要が高まる、高密度小型磁気ディスク等へ適用することができる。

１ 基板
２ 軟磁性層
３ 中間層
４ 磁気記録層
４ａ 磁気記録領域
４ｂ 非記録領域
４ｃ 非記録領域（セミハード磁性化域で注入イオンを含む部分）
４ｄ 非記録領域（セミハード磁性化域で注入イオンを含まない部分）
４ｅ 非記録領域（セミハード磁性化していないで注入イオンを含まない部分）
４ｍ 磁性的に中間的領域
４ｘ 第一磁気記録層と第二磁気記録層の境界
５ 保護層
６ レジストマスク層
７ 照射イオン
８ 潤滑層
１０ パターンドメディア断面構造
２０ ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)
２１ 磁気ディスク
２２ ジンバルバネ
２３ 駆動系（ロータリー型アクチュエーター）
２４ 磁気ヘッド
３１ 磁気記録領域（ＭＦＭ測定結果）
３２ 非記録領域（ＭＦＭ測定結果）

Claims (10)

1. 基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有し、前記磁気記録層にイオン照射することにより前記非記録領域を形成する磁気記録層を有する磁気記録媒体であって、
   前記非記録領域が、前記磁気記録層の深さ方向において、イオン照射によって注入されたイオンを含む部分と、当該イオンを含まない部分の両方を有することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分が、セミハード磁性を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分の比透磁率が、２〜１００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。
4. 前記非記録領域の前記注入されたイオンを含む部分の上方に、当該イオンを含まない部分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
5. 前記非記録領域の前記イオンを含む部分に含まれるイオンは、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２から選択した１種または２種以上のイオンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
6. 基板の少なくとも一方の表面上に、磁気情報の記録再生を行うための磁気記録領域と、前記磁気記録領域を磁気的に分離するための非記録領域とが、基板の面内方向において規則的に配置された磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記基板上に前記磁気記録層のうち一部を成膜後、その磁気記録層の表面の所定の部分をマスキングし、イオン照射することにより、照射されたイオンを含む領域とイオンを含まない領域からなるパターンを形成するパターン形成工程と、
   イオン照射を行わずに残りの磁気記録層を形成する非照射磁気記録層形成工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
7. 前記非照射磁気記録層形成工程を、少なくとも前記パターン形成工程の後に有することを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記イオン照射は、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆ、Ｃ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｗ、Ａｓ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｎｅ、Ｈｅ、Ｈ_２から選択した１種または２種以上のイオンを照射することを特徴とする請求項６または７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 前記磁気記録層の上に保護層を成膜することを特徴とする請求項６〜８のいずれか1項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
10. 前記保護層の上に潤滑層を成膜することを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。

Images