(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続磁性膜中に配列された複数の非磁性ポアを備え、磁性膜中の磁化転移部が非磁性ポアを連結する磁壁からなり、非磁性ポアの平均粒径が磁壁の平均幅の０．５ないし３倍であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
最小磁気記録セル内の最近接ポア間の距離の分布の全半値幅が、最近接ポア間の平均距離の±４０％以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
（ａ）連続磁性膜上に感光層を配置する工程と、
（ｂ）自己組織化により配列された開口を有するマスクを感光層上に配置する工程と、
（ｃ）マスクの上から光もしくは電子を照射して感光層を露光したのち、この感光層を現像して、該開口部に対応する部分が残るマスクパターンを形成する工程と、
（ｄ）該マスクパターンに従って、連続磁性膜中に配列された複数の磁性粒子を形成する工程と、
（ｅ）磁性粒子間に非磁性体を充填する工程と
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４】
前記各工程により、連続非磁性膜中に配列された複数の磁性粒子を備え、最小磁気記録セル内に含まれる磁性粒子について、トラックの長さ方向に配列する粒子数が少なくとも４個であり、最近接粒子間の距離の分布の全半値幅が最近接粒子間の平均距離の±４０％以下であり、粒径分布の全半値幅が平均粒径の±２０％以下である磁気記録媒体を製造することを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
（ａ）自己組織化により配列された開口を有するマスクを連続磁性膜上に配置する工程と、
（ｂ）マスクの上からイオンビームを照射して連続磁性膜中に配列された複数の孔を形成する工程と、
（ｃ）該孔中に非磁性体を充填して非磁性ポアを形成する工程と
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６】
前記各工程により、連続磁性膜中に配列された複数の非磁性ポアを備え、磁性膜中の磁化転移部が非磁性ポアを連結する磁壁からなり、非磁性ポアの平均粒径が磁壁の平均幅の０．５ないし３倍である磁気記録媒体を製造することを特徴とする請求項５記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気的に情報の記録・再生を行う磁気記録媒体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体は、主に固定型磁気ディスク装置として、パーソナルデータファイル、通信サーバ、大型計算機用ファイル等に幅広く普及するとともに、主に磁気テープ装置として、個人向け、放送局向けの画像・音声ファイル等に幅広く普及している。これは、磁性結晶粒子の集合体である磁気記録媒体の磁化反転速度すなわち記録データ転送速度が数１００Ｍｂｐｓ以上と格段に速く、また、数１０Ｇｂ／ｉｎ2 程度もの高記録密度化が可能であるからである。高記録密度化は、磁性粒子間の交換相互作用の低減による粒子の孤立化と磁性粒子の微細化によって実現されている。磁気記録媒体は、今後もマルチメディア時代へ向けて情報量の飛躍的増加が続く中で、さらなる高速転送化および高密度化が期待されている。
【０００３】
磁気記録媒体のうち、特に高記録密度化が進んでいる固定型磁気ディスク装置（ＨＤＤ）の面記録密度は、過去５年以上にわたり平均年率で６０％以上の向上を示し、現在は数Ｇｂ／ｉｎ2 に達している。このような面密度の向上は、磁気抵抗効果型再生方式の採用、記録磁極材料の高飽和磁束密度化、狭トラックヘッド加工技術の向上、磁気ヘッドの狭ギャップ化、スライダーの小型化・高精度加工化、サーボの高精度化、ＰＲＭＬに代表される新変復調技術の導入等、様々な要素技術の改革と改善によるものである。また、磁気記録媒体自体については、表面平滑化・平坦化によるヘッド浮上量低下、磁性層の高保磁力化・薄膜化による磁化転移幅の短縮、磁性粒子間の交換相互作用低減と磁性粒子の微細化による媒体ノイズ低減等の要素技術の進展が進んでいる。
【０００４】
上述のような従来のいわゆる多粒子系磁気媒体においては、低ノイズ化のために、媒体磁性粒子の孤立化・微細化を進めていくと、熱擾乱のために記録密度限界を迎えることが分かっている。
【０００５】
以下、この熱擾乱について概説する。
記録密度を向上すれば、媒体に形成される記録セルサイズは縮小化し、媒体から発生する信号磁界強度は低下する。システムが要求するＳ／Ｎ比を満足するためには、低下した信号量の分だけノイズを低下させなければならない。媒体ノイズは、主に磁化転移部の揺らぎに起因し、この磁化転移部の揺らぎ量は磁性粒子の磁化反転単位のサイズに比例する。従って、媒体ノイズを低下させるためには、磁性粒子間の交換相互作用を断ち切って磁性粒子を孤立化させる（磁化転移部の揺らぎを１つの磁性粒子のサイズのオーダに低下させる）こと、および磁性粒子を微細化することが必要である。
【０００６】
孤立化した１つの磁性粒子が持つ磁気的なエネルギーは、粒子の磁気異方性エネルギー密度と粒子の体積の積で与えられる。磁化転移幅を短縮させるために媒体を薄膜化すること、および低ノイズ化の要求を満たすために磁性粒子を微細化することは、磁性粒子体積の著しい低下を招き、粒子の持つ磁気的なエネルギーを著しく低下させる。粒子の磁気的エネルギーが、磁気メモリーとしての動作温度（少なくとも室温）での熱的なエネルギーの数１００倍あれば、熱擾乱に対する耐性は十分であると考えられる。しかし、粒子の磁気エネルギーが熱的なエネルギーの１００倍を下回ると、熱擾乱によって磁性粒子の磁化の向きが変化し、記録した情報が失われる可能性が出る。これが熱擾乱問題であり、ＨＤＤの面密度が４０〜５０Ｇｂ／ｉｎ2 程度で限界を迎えるといわれる理由である。
【０００７】
熱擾乱問題を打破する方法はいくつか提案されている。
【０００８】
１つは磁性粒子材料に磁気異方性の高い材料を使うことである。しかし、磁気異方性を高くすると媒体が要求する記録飽和磁界が大きくなってしまい、記録ヘッド磁極材料をさらに高飽和磁束密度化する必要が出てくる。これは、研究レベルも含めて入手可能な軟磁性膜材料を考える限り、実用的な方法とはなり得ない。
【０００９】
他の１つは光熱アシスト記録である。この方法は、高磁気異方性の材料を用いて記録時に光照射で記録部分を加熱し、磁性粒子の異方性と記録飽和磁界を低下させて入手可能な記録ヘッドで記録するものである。しかし、この方法は、ディスク間を含めてドライブ内に余分なスペースがほとんどないＨＤＤに光照射系を設ける必要があるため、やはり実用的ではない。また、この方法は、消費電力の増加、それに伴う発熱量の増加を伴う。
【００１０】
熱擾乱問題を解決する他の方法として、ＳＩＬやエバネセント光を用いた近接光記録の方法が、ＨＤＤの記録密度限界を打破するための技術シーズとして提案されている。しかし、光記録は、ヒートモードプロセスを採用するかぎり、磁気記録並みの高転送速度を実現するのは不可能である。また、フォトンモードの超高速・超高密度材料を用いる方法も提案されているが、この方法はまだ探索研究の段階にあり、技術としては未完成である。
【００１１】
以上の方法は、磁気記録の高密度化を物理的に妨げている媒体の熱擾乱の問題については、適切な解を与え得るものではない。
【００１２】
熱擾乱問題を解決するための方法として最も効果的であると考えられるのは、非磁性体のマトリクス中に規則的に配列された磁性粒子を有する磁気記録媒体（以下、規則的磁性粒子媒体と呼ぶ）を用いること、および、連続磁性体の中に規則的に配列された非磁性体の粒子（ポア）を有する磁気記録媒体（以下、規則的非磁性ポア媒体と呼ぶ）を用いることである。
【００１３】
まず、規則性磁性粒子媒体について説明する。
従来のＣｏＣｒ系などの多粒子系磁気媒体においては、磁性粒子間の交換結合を低下させる上で、磁性粒子間に主にＣｒリッチな非磁性粒界を析出する構造を有している。しかしながら、粒径および粒子間距離のバラツキが大きく、また、粒子が不規則に配列しているために、粒子間の交換相互作用を分断して粒子を孤立化させても、媒体ノイズは十分には低下せず記録密度向上の阻害要因となっていた。
【００１４】
具体的には、粒径のバラツキは粒径の分布の全半値幅（ＦＷＨＭ）で表現すると、典型的な媒体で±５０％前後、低速スパッタリング等の工夫を施してバラツキを抑制した媒体でも±２５％以上の値を示している。例えば平均粒径が２０ｎｍの媒体は典型的な例では１０ｎｍ〜３０ｎｍの間に多数の粒子を有し、粒径が１０ｎｍ未満で熱擾乱の影響を強く受けている粒子も相当数存在する事を意味する。
【００１５】
粒子間バラツキはより顕著で、典型的な例ではＦＷＨＭで±７０％、良く調整された例でも±４５％以上である。すなわち、平均粒子間距離が２ｎｍの媒体は、典型例では０．６ｎｍ〜３．４ｎｍの粒子間距離の粒子を多数有し、粒子同士が連結して交換結合状態にあるものも相当数ある事を意味する。さらに、粒子配列には全く規則性が見られずランダムである。
【００１６】
規則的に配列する磁性粒子を具備する磁気記録媒体の例としては、例えばＪ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７６（１０）６６７３，１９９４に記載されているものを挙げる事ができる。これは、Ｓｉウェファー上にＡｕメッキシード層とレジストをコートした試料を電子ビーム（ＥＢ）直描で露光し、現像後ＥＢ直描で形成した複数の微小孔中にＮｉをメッキ成長させて、直径３５ｎｍのＮｉピラーアレーを１００ｎｍ間隔で規則的に形成したものである。
【００１７】
上述の文献に記載されている媒体は、磁気記録媒体への応用を念頭に置いて研究されてはいるが、具体的にどのように用いるのかは開示されていない。この文献においては、単に媒体が１００ｎｍ間隔のパターンを有するので、６５Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度が実現する可能性を示唆するに止まっている。つまり、この文献では、磁性粒子１つを最小記録単位と捉えて、最小記録セル内に１つの磁性粒子を存在させるとしているが、このような小さな記録単位を用いて記録再生を行うための磁気ヘッド、サーボ系等の装置については全く記載されていない。
【００１８】
ＥＢ直描法を用いて規則的に配列した磁性粒子を作製した例は上記の他に、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１３（６）２８５０，１９９５およびＪ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１２（６）３１９６，１９９４に記載されているものを挙げることができる。これらは規則的に配列する磁性粒子群のＥＢ直描プロセス以外の作製方法が微妙に異なるが、粒子１つを最小記録単位としている点で一致している。また、これらの文献においては、磁性粒子サイズ分布、粒間分布などについては記載されていない。
【００１９】
しかし、ＥＢ直描は、研究室レベルで１つの試料を作製するために用いる上では問題がないが、工業的に磁気媒体を製造するプロセスに用いる上ではコスト、生産性の観点から不適切であることは言うまでもない。
【００２０】
また、磁性粒子１つを最小記録単位とする方法は、記録・再生ヘッドの格段の狭トラック化、再生ヘッド感度の格段の向上、サーボ精度の格段の向上等、媒体以外の要素に著しい負担を強いる。また、例え高分解能のヘッドができたとしても、１つの粒子が１つの記録セルを構成するので媒体ノイズが高く十分なＳ／Ｎが得られない。
【００２１】
また、従来の磁気媒体ではアドレスパターンもしくはサーボパターンは、磁気ディスク装置の製造者が磁気記録して形成していた（サーボライト）。Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６９（８）４７２４，１９９１の文献に、アドレスパターン、サーボパターンを薄膜のパターニングで実施することが提案されている。しかし、この文献で用いられている媒体は、磁性粒子が規則的に配列されたものではない。
【００２２】
また、磁気媒体の製造方法については、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３０（２）２８２，１９９１，および、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１２２（１）３２，１９７５に、ポーラスアルマイト中に磁性体をメッキ成長した方法が開示されている。この方法では、媒体としては好ましくはＣｏ−Ｃｒ基合金が用いられ、結晶粒界にＣｒリッチな非磁性体を析出することで結晶粒間の交換相互作用を低減して低ノイズ化を図っている。しかし、マトリクスはＡｌ2 Ｏ3 に限定され、磁性材料もメッキ成長が可能なＣｏ，Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｆｅ−Ｐ等に限定されている。
【００２３】
次に、規則的非磁性ポア媒体について説明する。
磁性連続膜に記録を行うと磁壁の形状が大幅に乱れるために媒体ノイズが極めて大きい。そのため、磁気記録には磁性連続膜が使用されず、代わりに多粒子系磁気媒体が使われている。磁性連続膜に非磁性ポアを規則的に配列させることにより、磁壁の形状の乱れを防ぐことができる。
【００２４】
前述した熱擾乱は、高密度化に伴う磁性粒子の体積の低下に起因する。規則性非磁性ポア媒体のように磁性体自身が連続的な形態である場合は、磁性体の体積は無限大と捉えて差し支えない。従って、規則的非磁性ポア媒体においては、非磁性ポアを微細化して高密度化させても熱擾乱の問題は全くない。
【００２５】
磁性連続膜中に非磁性ポアを配列させた例は、ＩＥＥＥ−Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．３４（４），１６０９，１９９８  ６の文献にネットワーク媒体として開示されている。この文献は、多粒子系磁性膜に非磁性ポアを規則的に配列させた仮想の媒体のノイズシミュレーションに関する文献である。この文献では、非磁性ポアサイズ、ポア間距離の分布、アドレスパターン、サーボパターンについては全く触れられていない。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｓ／Ｎを向上し高密度化を実現することが可能な磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、連続磁性膜中に配列された複数の非磁性ポアを備え、磁性膜中の磁化転移部が非磁性ポアを連結する磁壁からなり、非磁性ポアの平均粒径が磁壁の平均幅の０．５ないし３倍であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２９】
本発明においては、最小磁気記録セル内の最近接ポア間の距離の分布の全半値幅が、最近接ポア間の平均距離の±４０％以下であることが好ましい。
【００３１】
また、本発明によれば、（ａ）連続磁性膜上に感光層を配置する工程と、（ｂ）自己組織化により配列された開口を有するマスクを感光層上に配置する工程と、（ｃ）マスクの上から光もしくは電子を照射して感光層を露光したのち、この感光層を現像して、該開口部に対応する部分が残るマスクパターンを形成する工程と、（ｄ）該マスクパターンに従って、連続磁性膜中に配列された複数の磁性粒子を形成する工程と、（ｅ）磁性粒子間に非磁性体を充填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が提供される。
【００３２】
本発明においては、前記各工程により、連続非磁性膜中に配列された複数の磁性粒子を備え、最小磁気記録セル内に含まれる磁性粒子について、トラックの長さ方向に配列する粒子数が少なくとも４個であり、最近接粒子間の距離の分布の全半値幅が最近接粒子間の平均距離の±４０％以下であり、粒径分布の全半値幅が平均粒径の±２０％以下である磁気記録媒体を製造することが好ましい。
【００３３】
さらに、本発明によれば、（ａ）自己組織化により配列された開口を有するマスクを連続磁性膜上に配置する工程と、（ｂ）マスクの上からイオンビームを照射して連続磁性膜中に配列された複数の孔を形成する工程と、（ｃ）該孔中に非磁性体を充填して非磁性ポア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が提供される。
【００３４】
本発明においては、前記各工程により、連続続磁性膜中に配列された複数の非磁性ポアを備え、磁性膜中の磁化転移部が非磁性ポアを連結する磁壁からなり、非磁性ポアの平均粒径が磁壁の平均幅の０．５ないし３倍である磁気記録媒体を製造することが好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明は、規則的磁性粒子媒体および規則的非磁性ポア媒体の磁気記録媒体、およびそれらの製造方法に係るものである。
【００３６】
規則的磁性粒子媒体、規則的非磁性ポア媒体とも、数１０ｎｍ以下のサイズの磁性粒子もしくは非磁性ポアが規則的に配列している形態である。
【００３７】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
＜本発明に係る磁気記録媒体の構成＞
（Ａ）規則的磁性粒子媒体
図１は、本発明に係る規則的磁性粒子媒体の一例を示す概略図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。
【００３８】
図１に示す規則的磁性粒子媒体においては、基板１の上にシード層２が形成され、シード層２の上に磁気記録層３が形成されている。磁気記録層３は、非磁性マトリックス４の中に規則的に配列された複数の磁性粒子５からなる。磁気記録層３の上に保護層６が形成されている。なお、規則的に配列されているとは、最近接磁性粒子間の距離の分布の全半値幅が最近接磁性粒子間の平均距離の±４０％以下であることである。
【００３９】
基板１を形成する材料としては、ガラス、Ｓｉ、またはこれらの上にＮｉＰコートされた材料など、通常の磁気媒体に用いられている材料と同様のものが挙げられる。
【００４０】
シード層２は磁性層３の結晶性を制御するための層であるが、なくても良い。シード層２としては、Ｃｒ、Ｃｒ合金系、Ｃｒ、ＮｉＦｅなどが挙げられる。
【００４１】
シード層２の膜厚は好ましくは０〜２００ｎｍ（０ｎｍはシード層２がない形態）、より好ましくは０〜１００ｎｍである。
【００４２】
シード層の意味は、長手記録の場合には主に、記録層の結晶性制御であり、記録層の主成分がＣｏである場合には、Ｃｏのｈｃｐ結晶と格子定数ミスマッチングの比較的少ないＣｒ系もしくはＶ系の合金をシード層として用いることができる。シード層は基板面上にコーン状もしくは柱状に成長するが、膜厚が薄すぎる場合にはシード層自身の結晶性が不十分でシード層としての効果が不十分である。シード層の薄膜領域での結晶性は成膜方法にも依存し、超高真空スパッタ法を適用した場合には、５０ｎｍ以下の膜厚例えば２０ｎｍでも十分に良好な結晶性を呈する。従って、記録層の結晶性制御の意味でのシード層の膜厚の下限は２０ｎｍ以下ということができるが、本発明の磁気媒体においては、マトリクス材料にシード層の機能を担わせることが可能であるので、シード層が無い形態（０ｎｍ）、および結晶性が未だ不十分だがマトリクスによる磁性粒子の結晶性制御効果を助長するには使える０〜２０ｎｍの膜厚のシード層も本発明には適用させることができる。また、磁性粒子材料としてＲＥ−ＴＭのような非晶質磁性体を用いる場合には、結晶性制御の意味でのシード層、結晶性制御の意味でのマトリクス材料の選定は不要である。シード層が無い形態では記録層は基板に直接形成されていても、シード層以外の何らかの下地層の上に形成されていても良い。シード層が厚すぎる場合には、シード層表面の結晶粒サイズが過大となり、その上に形成される記録層の粒径微細化を損ねる。従って、シード層の膜厚の上限は好ましくは２００ｎｍ、より好ましくは１００ｎｍ、さらに好ましくは５０ｎｍである。
【００４３】
磁気記録層３の膜厚は、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜２５ｎｍである。膜厚の下限は熱擾乱耐性で決まるので、用いる磁性材料によって変わる。例えばＣｏ−Ｃｒ系磁性材料では１０ｎｍ未満では十分な熱擾乱耐性を確保できないので膜厚の下限は１０ｎｍであり、Ｃｏ−Ｐｔ系、Ｆｅ−Ｐｔ系などの磁気異方性の高い磁性材料では、７ｎｍ程度の膜厚まで十分な熱擾乱耐性を示し、さらに異方性の高いＳｍ−Ｃｏ系磁性材料の場合は５ｎｍでも十分な熱擾乱耐性を示す。上限は分解能で決まる。分解能の指標は長手媒体ではＭｒｔ／Ｈｃであるので、Ｈｃが高い場合には記録層の膜厚ｔは厚くできる。記録層厚の上限は線記録密度（分解能の要求値）とＨｃに依存するが、厚くても５０ｎｍ、より好ましくは２５ｎｍとするのが良い。
【００４４】
非磁性マトリクス４としては、Ｃ（炭素），Ｓｉ−Ｏ，Ｓｉ−Ｎ，Ｓｉ−Ｃ，Ｔｉ−Ｎ，Ｔｉ−Ｃ，Ａｌ−Ｎ，Ｔａ−Ｏ，Ｔａ−Ｎ，Ａｌ−Ｏ，ＩＴＯ，Ｉｎ−Ｎ，Ｉｎ−Ｏ，Ｂ−Ｎ，Ｚｒ−Ｎ，Ｚｒ−Ｏ，ＰＴＦＥなどの酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、有機物から幅広く選択できる。
【００４５】
磁性粒子５を形成する材料は、Ｃｏ基合金、希土類・遷移金属合金（ＲＥ−ＴＭ）（ＲＥ：希土類、ＴＭ：遷移金属）、磁性酸化物などの材料の中から幅広く選択する事が可能である。Ｃｏ基合金としての例を挙げると、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、ＰｔＭｎＳｂ、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライト等である。
【００４６】
上述した磁性粒子材料のうち、本発明において特に好適な材料は、Ｃｏ−Ｐｔ基合金、Ｃｏ−Ｔｂ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ、希土類・遷移金属合金などの偏析の少ない磁性材料である。
【００４７】
本発明の磁気記録媒体の製造は、好ましくはイオンビームなどを用いたドライプロセスによって行なう。ドライプロセスであるため、磁性材料、マトリクス材料の選択範囲が広くかつ所望の磁気特性が得られやすい。
【００４８】
保護層６としては、Ｃなどが挙げられるが、保護層６はなくても良い。
【００４９】
保護層６の膜厚は好ましくは０〜２０ｎｍ（０ｎｍは保護層６がない形態）、より好ましくは０〜１０ｎｍである。下限は記録層の保護機能で規定される。従来の磁性粒子が粒界で囲まれた微細構造の多粒子ランダム・メタル媒体の場合には、それ自身は機械的・化学的安定性が不十分なため、Ｃ系を代表とする保護膜のコートは必須で、最低でも１０ｎｍ程度の保護膜を必要とした。本発明では磁性粒子の保護機能をマトリクス材料に担わせることができるので、保護膜は無くても良い（０ｎｍ）。また、マトリクスによる保護機能を助長するために０〜１０ｎｍの範囲の保護膜を設けるのもさらに効果的である。保護膜厚の上限はスぺーシングロスで規定される。保護膜厚が厚いほど、ヘッドからの記録磁界の急峻性を損ね、また、媒体から発生する信号磁界の空間的急峻性も損ねるので、線密度の向上を阻害する。保護膜厚の上限は、線密度、ヘッド構造、ヘッド浮上量などにも依存するが、厚くても２０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍである。
【００５０】
磁性層３の結晶磁気異方性および磁気特性は、上述のシード層２材料の結晶性、シード層２の膜厚、磁性層３の材料、磁性層３の膜厚を調整することにより、調整することができる。
【００５１】
例えば、シード層２に比較的厚膜のＣｒを用いて、磁性層３に比較的薄膜のＣｏ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｆｅを用いた場合には、磁性層３は面内に磁気異方性を示す。また、例えば、シード層２に比較的薄膜のＣｒを用いた場合には、磁性層３は三次元的にランダムな磁気的等方性を示す。さらに、例えば、シード層２にＮｉＦｅを用いて、磁性層３に比較的厚膜のＣｏ−Ｐｔ，Ｃｏ−Ｆｅを用いた場合には、磁性層３は膜面に垂直な方向に磁気異方性を示す。
【００５２】
磁性層３の結晶磁気異方性および磁気特性は、シード層２、磁性層３の成膜条件を調整することによっても、調整することが可能である。本発明においては、磁性材料からなる連続膜の有する磁気異方性よりも、磁性材料から規則的磁性粒子５を形成した後の異方性並びに磁気特性が重要である。
【００５３】
発明者らは、本発明の実施に先立って磁気記録媒体ノイズのシミュレーションを行った。シミュレーションの結果、磁性粒子５が規則的に配列した場合には媒体ノイズに大幅な低減が見られＳ／Ｎが向上することが判明した。さらにその低減効果は、粒子間距離のバラツキが４０％以下の場合に顕著であり、さらに粒径バラツキがＦＷＨＭで２０％以下の場合により顕著である事を見出した。
【００５４】
本発明の規則的磁性粒子媒体においては、１つの磁性粒子５が最小記録単位ではない。すなわち、図１に示す最小記録セル７は、１つの磁性粒子５から構成されておらず、少なくともトラックの長さ方向に４個の複数の磁性粒子５から構成されている。なお、最小記録セルとは、最短セル長に対応する記録セルのことである。
【００５５】
本発明に従って複数の磁性粒子５で最小記録セル７を構成すれば、ヘッドのトラック幅、ギャップ長、サーボ精度などに合わせた磁気記録媒体の設計が可能となる上、媒体ノイズを十分に低くしＳ／Ｎを向上させることができる。最小記録セル７中の磁性粒子５の数は記録密度、記録セルのアスペクト比に依存する。
【００５６】
本発明は基本的に粒子５の間には非磁性体４が用いられるのでＣｒなどを偏析させる必要がない。
【００５７】
（Ｂ）規則的非磁性ポア媒体
図２は、本発明に係る規則的非磁性ポア媒体の一例を示す概略図であり、図２（ａ）は最小記録セルの平面図、図２（ｂ）断面図である。図２に示す規則的非磁性ポア媒体においては、基板１の上にシード層２が形成され、シード層２の上に磁気記録層３が形成されている。磁気記録層３は、連続磁性膜８の中に規則的に配列された複数の非磁性ポア９からなる。磁気記録層３の上に保護層６が形成されている。なお、規則的に配列されているとは、最近接非磁性ポア間の距離の分布の全半値幅が最近接非磁性ポア間の平均距離の±４０％以下であることである。
【００５８】
基板１、シード層２、および保護層６を形成する材料は、図１に示した規則的磁性粒子媒体の基板１、シード層２、および保護層６を形成する材料と同様の材料を用いることができる。
【００５９】
また、図２の磁気記録層３の膜厚は、図１の規則的磁性粒子媒体の磁気記録層３の膜厚と同様である。
連続磁性膜８を形成する磁性材料は、規則的磁性粒子媒体における磁性粒子材料と同様のものから選択可能であり、多結晶磁性体、非晶質磁性体の中から幅広く選択が可能である。特に好適な材料は、連続磁性体を形成しやすくそれ自身には磁壁のピンニングサイトが少ない、Ｃｏ−Ｐｔ基合金、Ｃｏ−Ｔｂ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ、希土類・遷移金属合金（ＲＥ−ＴＭ）（ＲＥ：希土類、ＴＭ：遷移金属）などの磁性体である。
【００６０】
Ｃｏ−ＴｂはＲＥ−ＴＭ系に属する材料で、磁気記録用というよりは光磁気記録用の材料であるが、非晶質の連続磁性膜なので粒界フリーで加工性が良い。また、Ｃｏ−ＴｂはＲＥ−ＴＭ系の中では比較的飽和磁化（Ｍｓ）が大きく信号出力が高くとれること、キューリー点が高いので動作温度特性に優れること、耐食性が良好でＣＳＳ耐性も持たせやすいことなどの利点を有する。
【００６１】
非磁性ポア９を形成する非磁性材料は、規則的磁性粒子媒体における非磁性マトリクス４を形成する材料と同様のものから選択可能である。
【００６２】
非磁性ポア９は、磁壁１０によって連結されている。磁壁１０は連続磁性膜８の一部である。磁壁１０は、例えば相隣る２つの記録セルの有する磁化が互いに反対の方向を有しているときには、両セルの間に位置する磁壁１０は２つの方向の中間の方向の磁化を有する。本発明における磁壁１０には、磁性膜８の種類によって様々なタイプのものが適用可能であり、特に限定されない。例えば、磁壁１０のタイプとしては、ブロッホ磁壁またはネール磁壁などが挙げられる。
【００６３】
本発明の規則的非磁性ポア媒体では、規則的に配列する非磁性ポア９が磁壁１０のピンニングサイトとして作用するため、磁壁１０の形状はポア９の規則性に従う。そのため、磁性膜８は連続状だが、媒体としては極めて低ノイズでありＳ／Ｎが向上する。ポア９が磁壁１０のピンニングサイトとして有効に作用するためには、ポアサイズは磁壁１０の幅の０．５以上であることが好ましく、低ノイズ特性を得る上ではポアサイズは磁壁１０の幅の３倍以下であることが好ましい。
【００６４】
通常、規則的非磁性ポア媒体を形成したときには、磁場中成膜などの方法を行わない場合は、形成直後の状態では連続磁性膜部８は磁壁１０を有する磁化状態を示す。そして、一般的に、成膜直後の連続磁性膜８に現れる磁壁１０のパターンはランダムなメイズパターンである。しかし、本発明のように非磁性ポア径が磁壁幅の０．５〜３倍の間にある場合には、磁壁１０はメイズ状ではなく、例えば図１３に示すような非磁性ポア９を連結する規則的な配列を示す。
【００６５】
磁壁１０が非磁性ポア９を連結するかどうかは、磁壁エネルギーと反磁界エネルギーとの間の比較による。すなわち、磁壁エネルギーが反磁界エネルギーよりも大きい場合には、磁壁１０は非磁性ポア９を連続した方がエネルギー的に安定であるため、磁壁１０は非磁性ポア９を連結する。しかし、逆の場合には、むしろ磁壁１０は非磁性ポア９を連結せずに非磁性ポア９以外の部分にも形成された方がエネルギー的に安定であるため、磁壁１０は非磁性ポア９を連結しない。
【００６６】
本発明者らは、磁壁エネルギーが反磁界エネルギーよりも高くなる様に、磁性材料、非磁性ポア配列を選択することが媒体ノイズを低減しＳ／Ｎを向上させる上で好ましい事を見出した。
【００６７】
すなわち、最小記録セルを構成する非磁性ポアの最近接ポア間の距離の分布のＦＷＨＭが、最近接ポア間の平均距離の±４０％以下に調整されていることが、磁化転移ノイズを低減する上で好ましい。
【００６８】
下表１は、本発明の適用を想定している記録密度と本発明を適用した場合に必要な磁性粒子の粒径、磁性粒子間隔、およびポア径、ポア間隔である。
【００６９】
【表１】
0003657793.tif 000002
【００７０】
上表１は、記録セルのアスペクト比は従来の磁気媒体では２０程度であるが、今後アスペクト比は小さくなる方向、つまり狭トラック化の方が狭ビットピッチ化よりも急速に進展する方向と予測されるので、アスペクトが１０の場合と１の場合（いわゆるスクエアビットとして提案されている）について示してある。ビット密度と最短セル長の関係は信号処理方法に依存するが、表１では、１／７変調方式を採用した場合の換算値を用いた。
【００７１】
前述したように、規則的磁性粒子媒体の場合には、最小記録セルは少なくとも４個の磁性粒子からなるため、低ノイズ性能を発現する上で最も好ましい粒径は最小記録セル長の１／４以下である。このため、表１では粒径はセル長の１／４としてある。
【００７２】
また、磁性粒子の密度は十分に大きな媒体信号出力を得る上で５０％以上と設定し、粒子間隔は粒子間の交換相互作用を完全に分断できるように粒子サイズ＋１ｎｍとした。また、表１において、最小記録セル中に含まれる磁性粒子数は、トラック幅と最短記録セル長の積を粒子間隔で除した値で表わされる。
【００７３】
また、規則的非磁性ポア媒体においては、ポア密度は十分に大きな媒体信号出力を得る上で５０％以下と設定した。また、ポア間隔はトラック幅以下であれば実質的に使用可能だが、表１ではポアを連結する磁壁（磁化転移）が十分な安定性を有する値として、トラック幅の０．２とした。
【００７４】
表１から、本発明の規則的磁性粒子媒体、規則的非磁性ポア媒体はともに、超高密度磁気記録媒体の候補として有用なことが明らかである。
【００７５】
＜本発明に係るマスクの製造方法＞
本発明に係る規則的磁性粒子媒体および規則的非磁性ポア媒体は、どちらも規則的に配列する開口を有するマスクを用いて製造することができる。従って、最初に、規則的に配列する開口を有するプロセスマスクの製造方法について説明する。
【００７６】
磁性層から規則的に配列する複数の磁性粒子を作製する、または非磁性マトリクス層から規則的に配列する複数の非磁性ポアを作製するためのマスクは、例えば自己組織化プロセスを利用して製造することができる。
【００７７】
自己組織化プロセスとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
（ａ）Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１００，４１１，１９５３に開示されている、高純度Ａｌの陽極酸化法。
（ｂ）酸化物微小球の分散沈殿法。
（ｃ）酸化物微小球のガス中蒸着法。
（ｄ）応用物理第５２巻第８号、７１２，１９８３に開示されている、ステアリン酸上へのＧｅもしくはＢｉ蒸着。
（ｅ）グラファイト上へのＣｕフタロシアニンのヘテロエピタキシャル成長。
（ｆ）Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６４（２）１９６，１９９４に開示されている、ＧａＡｓ上へのＩｎＡｓドット形成。
（ｇ）Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６４（４）４２２，１９９４に開示されている、複合有機物上へのＡｕドット形成。
本発明においては、上述の自己組織化プロセスのどの手法も適用することが可能であり、また、自己組織化プロセスを用いない他の方法も適用可能である。
【００７８】
自己組織化プロセスを用いてマスクを製造する方法の例として、上述の（ａ）高純度Ａｌの陽極酸化法、および（ｃ）の酸化物微小球のガス中蒸着法を用いてマスクを製造する方法について説明する。
【００７９】
（Ａ）高純度Ａｌの陽極酸化法によるマスクの製造方法
Ａｌの陽極酸化による自己組織化マスクの製造は、（１）ポーラスアルマイトを形成する段階、（２）ポーラスアルマイトからマスクを作製する段階からなる。
【００８０】
以下、各段階について順次説明する。
（１）ポーラスアルマイトを形成する段階
この段階は、次の（ａ）〜（ｃ）の工程を含んでいる。
（ａ）４Ｎもしくは５Ｎグレードの高純度Ａｌ板を鏡面研磨する。
（ｂ）鏡面研磨したＡｌ板を過塩素酸化学研磨もしくは水酸化ナトリウム溶液中アルカリ研磨したのち中和する。
（ｃ）中和ののち、Ａｌ板を数％〜１０数％の陽極酸化溶液中に浸漬して、Ｐｔ、Ｃ等を負極にしてＡｌ板に正の電圧を印加して所定の時間陽極酸化する。
【００８１】
陽極酸化溶液としては、蓚酸、燐酸、硫酸、クロム酸およびこれらの混酸の水溶液を用いる。陽極酸化により、Ａｌ板の表面に連続したＡｌ2 Ｏ3 バリア層が形成され、さらにバリア層の上にポーラスアルマイト（Ａｌ2 Ｏ3 ）が形成される。ポーラスアルマイトは、規則的に配列された複数の未貫通の微小孔を有する。このような形状のポーラスアルマイトが形成されることを自己組織化という。
【００８２】
図３は、陽極酸化により形成されたバリア層、およびポーラスアルマイトを示す概略断面図である。図３に示すように、陽極酸化処理によって、高純度Ａｌ板１１の上に陽極酸化Ａｌの初期成長バリア層部１２が形成され、その上に複数の微小孔１３を有する陽極酸化Ａｌのポーラスアルマイト部１４が形成される。図３において、Ｃはポーラスアルマイトの単位セルサイズ（微小孔間隔に相当する）、Ｐは微小孔サイズ、Ｗは微小孔の周囲を囲むアルマイト壁の厚さを示す。
【００８３】
この様な自己組織化ポーラスアルマイト１４の形成機構は、陽極酸化溶液にＡｌと酸化Ａｌ（Ａｌ2 Ｏ3 ）の両方が溶解することに起因する。すなわち、原材料のＡｌを酸化液に浸漬して電圧を印加すると、Ａｌ表面が溶解しながら陽極酸化Ａｌ層が形成されるとともに、形成された酸化Ａｌの一部が溶液中へと溶解する。酸化Ａｌが溶解して溶液中へと流れ出た後の酸化Ａｌ表面では、電界が集中して電流密度が増加する。電流密度が増加すると、酸化Ａｌの溶解が促進されるために微小孔１３が形成される。同時に、微小孔１３の周囲には、溶解した余剰のＡｌもしく酸化Ａｌが供給されて、酸化Ａｌ壁の成長が促される。
【００８４】
以上のような酸化Ａｌの一部の溶解、すなわち局部的な溶解は、Ａｌ自体もしくはＡｌ表面に残存する自然酸化Ａｌの欠陥部において選択的に発生する。上述したように、局部溶解が発生したのち、微小孔１３が形成されて酸化Ａｌの壁が成長すると電界は弱まる。電界が弱まると、酸化Ａｌ表面上の全電界強度を保持するために、酸化Ａｌ壁の隣において電界の強い部分が再び形成されて微小孔１３が形成される。
【００８５】
陽極酸化の初期の段階では、ランダムに分布する欠陥部から微小孔１３の形成が開始される。しかし、上述したように、形成された微小孔１３の周囲に周期的かつ規則的な電界の空間分布が生ずるために、自己組織的に微小孔１３が規則的な配列をなすものと考えられる。
【００８６】
図３に示すように、Ａｌ板１１と酸化Ａｌバリア層１２との界面においては、単位セルごとに凹面が形成されている。ポーラスアルマイト１４が成長した部材を、比較的高濃度の燐酸、またはクロム酸溶液中に浸漬してポーラスアルマイト１４を除去すると、規則的に配列した凹面を有するＡｌ板１１が得られる。このＡｌ板１１に上述の陽極酸化を再び施すと、Ａｌ板１１上の凹面と凹面との間に位置する突起部が前述した欠陥部の役割を果たして、最初の陽極酸化よりもさらに規則性の良い自己組織パターンを有するポーラスアルマイト１４を得ることができる。
【００８７】
ポーラスアルマイト１４の成長速度は陽極酸化条件、主に陽極酸化電圧に依存するが、典型的には数〜１００ｎｍ／分である。また、微小孔１３の深さは陽極酸化時間で調整することができる。
【００８８】
後述する磁気媒体の試作においては、上述のようにして形成した微小孔１３のサイズが磁性粒子サイズまたは非磁性ポアサイズに対応し、微小孔１３の間隔が磁性粒子間隔または非磁性ポア間隔に対応する。また、微小孔１３の深さは磁性膜加工の特性に関連する。微小孔１３のサイズと微小孔１３間の間隔は、陽極酸化に使用する酸の種類、陽極酸化電圧、陽極酸化バス温度に依存する。
【００８９】
前述のようにポア間隔をＣ、ポア径をＰ、孔の周りに形成される酸化Ａｌ壁の厚みをＷとおき、Ａｌに印加する電圧をＥと置くと、実験的に以下の関係がある。
Ｃ＝２ＷＥ＋Ｐ                          ………………………（１）
ポア径Ｐ、酸化Ａｌ壁の厚みＷは、陽極酸化液の種類、濃度、バス温度に依存する。微小孔１３の径は、酸の種類、濃度、バス温度によって調整可能であり、微小孔１３の間隔は、酸の種類、濃度、バス温度、および印加電圧によって幅広く調整可能である。微小孔１３の配列の規則性、すなわち孔径分布と孔間隔分布は、Ａｌの純度、Ａｌ中へのＭｇ等の添加物の量、陽極酸化前の処理方法、陽極酸化速度、陽極酸化の回数に依存する。
【００９０】
（２）ポーラスアルマイトからマスクを作製する段階
Ａｌ上に形成したポーラスアルマイト１４からマスクを形成する方法は、例えばＪｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３５−２（１Ｂ）Ｌ１２６，１９９６に開示されている。
【００９１】
この方法においては、次の（ａ）〜（ｅ）の工程が含まれている。
（ａ）図３に示すポーラスアルマイト１４の微小孔１３を含む表面へレジストなどの有機樹脂モールドを形成する。
（ｂ）Ａｌ板１１をエッチング除去する。
（ｃ）酸化Ａｌバリア層１２を除去する。
（ｄ）樹脂モールドへ白金などの金属を充填する。
（ｅ）樹脂モールドを除去する。
以上の一連の工程によって、貫通孔を有する白金などの金属のマスクが作製される。
【００９２】
また、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３１−２（１２Ｂ）Ｌ１７７５，１９９２、および、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８，１４６６，１９９５には、ポーラスアルマイトにレジストを埋め込みネガパターンを形成した後、酸化物、白金（Ｐｔ）などのレプリカを形成して、このレプリカからマスクを形成する方法が開示されている。
【００９３】
Ｓｃｉｅｎｃｅ，２６８，１４６６，１９９５に開示されている方法においては、レプリカの材料として、酸化物、白金以外にさらにＳｉＣ、ＳｉＯ2 、ａ−Ｃ：ＨなどのＣＶＤ成長材料を用いることができる。そのため、前述のポーラスアルマイト自体をマスク化する場合に比べて、マスクの耐エッチング性、機械強度を向上させることができる。
【００９４】
なお、このようにレプリカからマスクを作製するときには、ポーラスアルマイトのパターンからそのままマスクを作製しても良いが、機械的保持のためにＣuなどの金属からなるメタルリングを用意し、メタルリングの開口部にポーラスアルマイトのハニカムパターンを配置したのちに、ポーラスアルマイトのパターンからマスクを作製しても良い。メタルリングを用いて作製すると、作製されたマスクの機械強度、ハンドリング性を著しく向上させることができる。
【００９５】
図４は、メタルリングの一例を示す概略平面図および概略断面図である。マスクはメタルリング１５の開口部１６に形成される。メタルリング１５を用いたマスクの作製は、例えばＳｃｉｅｎｃｅ，２６８，１４６６，９５に開示されているレプリカ法を修正した方法によって行うことができる。
【００９６】
（Ｂ）酸化物微小球のガス中蒸着法を用いてマスクを製造する方法
本方法は、以下の工程を含んでいる。
【００９７】
（ａ）１０ｎｍオーダの微小球を形成するＴｉＯ2 等の酸化物を、例えば電子ビーム蒸着装置の原料ボートに入れて真空排気後、電子ビームをボートに照射してＴｉＯ2 を蒸発させる。
【００９８】
（ｂ）蒸発物質を、蒸着室内に設けた隔壁の通過孔からガス圧力の高い別室に導く。この別室においては、蒸発物質の過冷却により、気相中で１０ｎｍオーダのＴｉＯ2 の微小球が形成される。
【００９９】
（ｃ）形成された微小球をプラズマ中に通過させる、または微小球にオゾナイザーを吹きかけるなどして帯電させてから、帯電した微小球をマスク基板に堆積させる。堆積した微小球は、基板上で互いにクーロン力によって反発しながら規則的に配列する。配列の結果、粒径１０ｎｍオーダのＴｉＯ2 球の規則的な自己組織化パターンが形成される。
【０１００】
（ｄ）形成されたパターンからマスクを作製する。マスクの作製は、例えば以下のようにして行う。形成されたパターンに、例えばレジストを埋め込み、規則的に配列した凹部を有するレジストのネガパターンを作製する。ネガパターンを転写プロセスに供することによって、自己組織化パターンと同じパターンを有するマスクを形成することができる。
【０１０１】
次に、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。
まず、上述のようにして作製したマスクを用いて製造する方法について説明する。次に、マスクを用いずに磁気記録媒体を製造する方法について説明する。
【０１０２】
＜マスクを用いて本発明に係る磁気記録媒体を製造する方法＞
上述のようにして作製したマスクのうち、特にポーラスアルマイトから作製したマスクを用いて本発明に係る規則的磁性粒子媒体、および規則的非磁性ポア媒体を製造する方法について説明する。
【０１０３】
（Ａ）規則的磁性粒子媒体の製造方法
まず、通常のパターンを有する規則的磁性粒子媒体の製造方法について説明する。そして、次に、サーボパターンを有する規則的磁性粒子媒体の製造方法について説明する。
【０１０４】
（Ａ−１）通常のパターンの規則的磁性粒子媒体の製造方法
図１の構成の規則的磁性粒子媒体は、例えば、多室マグネトロンスパッタリング装置などの成膜装置内に装着した基板上に、スパッタリングによって、シード層、磁性層、保護層を順次成膜することによって、作製することができる。
【０１０５】
本方法には、基本的に２通りのプロセス、第１のプロセスおよび第２のプロセスが適用できる。両方のプロセス共に、図１に示した規則的磁性粒子媒体の作製に用いる事ができる。第１のプロセスは、第２のプロセスに比較してプロセス数が多くＰＥＰ工程も必要となるが、自己組織化マスクがプロセス中に何ら変質を受けないために繰り返して何回でも使用できるという利点がある。
【０１０６】
図５に、これらのプロセスフローを示す。
【０１０７】
（１）第１のプロセス
（ａ）基板上に磁性層を形成する。前述したように、シード層、保護層は形成してもしなくても良い。
（ｂ）磁性層の上にレジストをコートする。
（ｃ）前述のようにして作製した自己組織化マスクの直下に、基板を配置する。
【０１０８】
（ｄ）マスクの上から光照射、もしくは電子ビーム一括照射を行って、レジストを露光する。露光したのちレジストを現像する。ポジ型レジストを用いれば、現像処理によって露光部のみが磁性層の上にパターンとして残る。このレジストパターンは、前記の自己組織化マスクの開口部のハニカム状パターンと一致する。
【０１０９】
（ｅ）イオンミリング法もしくはＲＩＥ法などにより、レジストパターンを磁性層に転写する。イオンミリング法は、磁性層の形成された基板（ＨＤＤ応用の場合にはディスク基板）よりも大口径のイオン源を用いて一括ミリングするか、小口径のイオン源の下部で基板を回転するなどして行う。レジスト、磁性層、シード層、保護層のミリングレートをあらかじめ調査しておく。調査したレートを参照してミリング時間を設定すれば、レジストがミリングオフされる前に磁性層のみを規則的な柱状磁性粒子にパターニングできる。シード層は磁性粒子の下部にそのまま残るので良好な磁気特性が保持される。磁性粒子間のシード層は、ミリングされても構わない。
【０１１０】
（ｆ）磁性層をパターニングしたのち、必要に応じてレジスト残渣を除去（アッシング、ディッピング等を利用）する。
【０１１１】
以上の（ａ）〜（ｆ）の工程によって、本発明に係る規則的磁性粒子媒体が製造される。
【０１１２】
（ｇ）媒体の機械強度、耐食性を向上する上で、上述のようにして製造された磁性粒子の間に、さらにマトリクス材料を埋め込む。
【０１１３】
埋め込みは、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の成膜方法によって行うことができる。磁性粒子間へのマトリクス材料の埋め込み性の点からは、コリメーションスパッタ等の異方性成膜法が好ましいが、埋め込み深さ（磁性粒子の厚みと同等程度の深さ）が１０ｎｍ程度と非常に小さいので、どのような手法を用いても比較的良好な埋め込みを行うことができる。
【０１１４】
（ｈ）マトリクスの埋め込み後は媒体の表面は凹凸面をなしているので、必要に応じて、媒体表面に表面平坦プロセスを施す。表面平坦プロセスの方法としては、例えば、ワッフルバニッシュ、テープバニッシュ、ＣＭＰ、イオンポリッシング、またはこれらの組合せなどが挙げられる。
【０１１５】
例えば、マトリクスとしてＣＶＤ−Ｃ、表面平坦化にテープバニッシュとイオンポリッシングを組合せたときには、表面粗さとしてＲａ＜１ｎｍを実現することが可能である。
【０１１６】
（ｉ）平坦化プロセス後、マトリクス材料が磁性粒子の上部を覆っている状態であれば、そのまま規則的磁性粒子媒体として使用可能である。マトリクス材料が磁性粒子の上部を覆わず磁性粒子の上部が露出しているときには、平坦化プロセスの後に媒体の表面に保護膜をコートするのが好ましい。
【０１１７】
（ｊ）図５には図示していないが、最後に、通常の磁気媒体と同様に、潤滑層を媒体の表面にコートする。潤滑層は保護膜の代わりに用いることができるので、上述のように磁性粒子が露出しているときに、潤滑層を媒体の表面にコートしても良い。
【０１１８】
（２）第２のプロセス
（ａ）基板上にマトリクスとなる材料を連続膜として形成する。前述したように、シード層、保護層は形成してもしなくても良い。
（ｂ）基板を、自己組織化マスクの直下に配置する。
（ｃ）イオンミリング法もしくはＲＩＥ法などにより、自己組織化マスクに対応して、マトリクス材料をパターニングする。パターニングにより、マトリクス材料に規則的に配列された複数の孔が形成される。
【０１１９】
（ｄ）マトリクス材料に形成された孔に磁性粒子材料を埋め込む。埋め込みはコリメーションスパッタ等の異方性成膜法を適用するのが、孔側壁近傍の磁気特性を良好に維持する上で好ましいが、埋め込み厚さは厚くても５０ｎｍ程度なので、通常の等方性成膜を用いても磁気特性の劣化は微々たるものであり実用上は問題がない。
【０１２０】
（ｅ）磁性粒子埋め込み後は、バニッシュ、ＣＭＰ、イオンポリッシングなどの第１のプロセスと同様の方法で表面の平坦化を行う。
【０１２１】
第１のプロセスでは下側に磁性体、上側に通常は磁性体よりも硬質のマトリクス材料が配されるので平坦化プロセスのエンドポイントの管理は厳密に行う必要があるが、このプロセス（Ｂ）では下側に硬質のマトリクス材料、上側に磁性材料が配されるので、いずれの平坦化プロセスにおいてもエンドポイントの管理は比較的平易である。平坦化後のプロセスは第１のプロセスに準じて実施可能である。
【０１２２】
上述した第１のプロセス、第２のプロセスの両方において、媒体の磁気特性の調整は、磁性体形成温度の調整、磁性粒子形成後のアニールの実施などによっても行うことが可能である。
【０１２３】
そして、上述の第１のプロセス、第２のプロセスの両方において、本発明に係る、連続非磁性膜中に規則的に配列する複数の磁性粒子を備え、最小磁気記録セル内に含まれる磁性粒子について、トラックの長さ方向に配列する粒子数が少なくとも４個であり、最近接粒子間の距離の分布の全半値幅が最近接粒子間の平均距離の±４０％以下であり、粒径分布の全半値幅が平均粒径の±２０％以下である磁気記録媒体を製造することが可能である。
【０１２４】
（Ａ−２）サーボパターンを有する規則的磁性粒子媒体の製造方法
次に、サーボパターンを有する規則的磁性粒子媒体の製造方法について述べる。
図６は磁気ディスクのサーボパターンの一例を示す概略図であり、図６（ａ）は配置例、図６（ｂ）はサーボパターンの形態である。本発明をサーボパターンを有する磁性媒体に適用する場合、以下の３つの態様が考えられる。すなわち、（ｉ）サーボパターンを形成したのちに磁性粒子部を形成する態様、（ｉｉ）サーボパターンと磁性粒子部とを同時に形成する態様、（ｉｉｉ）磁性粒子部を形成したのちにサーボパターンを形成する態様、である。
【０１２５】
以下、各態様について、説明する。
（ｉ）サーボパターンを形成したのちに磁性粒子部を形成する態様は、例えば日本応用磁気学会第１０３回研究会資料ｐ．７５に開示されているように、以下の一連の工程を適用することが可能である。
【０１２６】
（ａ）基板上にレジストでサーボパターンを形成する
（ｂ）レジストをマスクとして基板表面にパターンを転写する
（ｃ）基板にサーボ用の磁性膜を埋め込む
（ｄ）レジストをリフトオフする
（ｅ）表面を平坦化する
埋め込みサーボを形成した後は、前述のようにして規則的磁性粒子媒体を形成すれば良い。
【０１２７】
（ｉｉ）サーボパターンと規則的磁性粒子部とを同時に形成する態様は、あらかじめ自己組織化マスクの一部にサーボパターンを設けることによって、行うことができる。
【０１２８】
具体的には、例えばポーラスアルマイトからマスクを形成する転写プロセスにおいて、レジストのネガの一部をサーボパターンに従って露光・現像すれば良い。
【０１２９】
（ｉｉｉ）規則的磁性粒子部を作製したのちにサーボパターンを形成する態様においては、規則的に配列する磁性粒子上にレジストをパターニングし、複数の磁性粒子を含むデータ部はそのまま保存して、サーボ部のみを必要に応じてエッチングし、サーボ用磁性膜を埋め込む等すれば良い。
【０１３０】
（Ｂ）規則的非磁性ポア媒体の製造方法
まず、通常のパターンを有する規則的非磁性ポア媒体の製造方法について説明する。そして、次に、サーボパターンを有する規則的非磁性ポア媒体の製造方法について説明する。
【０１３１】
（Ｂ−１）通常のパターンの規則的非磁性ポア媒体の製造方法
図２に示した規則的非磁性ポア媒体は、例えば、図５に示した規則的磁性粒子媒体の製造方法に準じて行うことができる。すなわち、図５の規則的磁性粒子媒体のプロセスフローにおいて、磁性層とマトリクス層、磁性粒子とマトリクスを逆にすれば良い。本方法においても、図５に図示したような第１のプロセスおよび第２のプロセスが適用できる。
【０１３２】
（１）第１のプロセス
（ａ）基板上に非磁性マトリクス層を形成する。シード層、保護層は形成してもしなくても良い。
（ｂ）非磁性マトリクス層の上にレジストをコートする。
（ｃ）前述のようにして作製した自己組織化マスクの直下に、基板を配置する。
【０１３３】
（ｄ）マスクの上から光照射、もしくは電子ビーム一括照射を行って、レジストを露光する。露光したのちレジストを現像する。ポジ型レジストを用いれば、現像処理によって露光部のみが磁性層の上にパターンとして残る。このレジストのパターンは、前記の自己組織化マスクの開口部のハニカム状パターンと一致する。
【０１３４】
（ｅ）イオンミリング法もしくはＲＩＥ法などにより、レジストパターンを非磁性マトリクスに転写する。イオンミリング法は、マトリクス層の形成された基板（ＨＤＤ応用の場合にはディスク基板）よりも大口径のイオン源を用いて一括ミリングするか、小口径のイオン源の下部で基板を回転するなどして行う。レジスト、非磁性層、シード層、保護層のミリングレートをあらかじめ調査しておく。調査したレートを参照してミリング時間を設定すれば、レジストがミリングオフされる前にマトリクス層のみを規則的な柱状非磁性粒子にパターニングできる。シード層は非磁性粒子の下部にそのまま残る。非磁性粒子間のシード層は、ミリングされても構わない。
【０１３５】
（ｆ）このようにして非磁性層をパターニングしたのち、必要に応じてレジスト酸渣を除去（アッシング、ディッピング等を利用）する。
【０１３６】
（ｇ）非磁性粒子の間に、磁性材料を埋め込む。埋め込みは、ＣＶＤ、スパッタ、蒸着等の成膜方法によって行うことができる。非磁性粒子間への磁性材料の埋め込み性の点からは、コリメーションスパッタ等の異方性成膜法が好ましいが、埋め込み深さ（非磁性粒子の厚みと同等程度の深さ）が１０ｎｍ程度と非常に小さいので、どのような手法を用いても比較的良好な埋め込みを行うことができる。
【０１３７】
（ｈ）磁性材料の埋め込み後は媒体の表面は凹凸面をなしているので、必要に応じて、媒体表面に表面平坦プロセスを施す。表面平坦プロセスの方法としては、例えば、ワッフルバニッシュ、テープバニッシュ、ＣＭＰ、イオンポリッシング、、またはこれらの組合せなどが挙げられる。
【０１３８】
（ｉ）平坦化プロセス後、媒体の表面に保護膜をコートする。
（ｊ）図５には図示していないが、最後に、通常の磁気媒体と同様に、ルブのような潤滑層を媒体の表面にコートする。潤滑層を保護膜の代わりに媒体の表面にコートしても良い。
【０１３９】
（２）第２のプロセス
（ａ）基板上に磁性層となる材料を連続膜として形成する。前述したように、シード層、保護層は形成してもしなくても良い。
（ｂ）基板を、自己組織化マスクの直下に配置する。
（ｃ）イオンミリング法もしくはＲＩＥ法などにより、自己組織化マスクに対応して、磁性材料をパターニングする。パターニングにより、磁性材料に規則的に配列された複数の孔が形成される。
【０１４０】
（ｄ）磁性材料に形成された孔に非磁性粒子材料を埋め込む。埋め込みはコリメーションスパッタ等の異方性成膜法を適用するのが好ましいが、埋め込み厚さは厚くても５０ｎｍ程度なので、通常の等方性成膜を用いても実用上は問題がない。
【０１４１】
（ｅ）非磁性粒子の埋め込み後は、バニッシュ、ＣＭＰ、イオンポリッシングなどの第１のプロセスと同様の方法で表面の平坦化を行う。
【０１４２】
第２のプロセスでは下側に軟質の磁性材料、上側に通常は磁性材料よりも硬質な非磁性マトリクス材料が配されるので、平坦化エンドポイントの管理は厳密に行う必要があるが、第１のプロセスでは下側に非磁性マトリクス材料、上側に磁性材料が配されるので、いづれの平坦化プロセスにおいてもエンドポイントの管理は比較的平易である。平坦化後のプロセスは第１のプロセスに準じて実施可能である。
【０１４３】
上述した第１のプロセス、第２のプロセスの両方において、本発明に係る、続磁性膜中に規則的に配列する複数の非磁性ポアを備え、磁性膜中の磁化転移部が非磁性ポアを連結する磁壁からなり、非磁性ポアの平均粒径が磁壁の平均幅の０．５ないし３倍である磁気記録媒体、およびこれらの特性に加えて最小磁気記録セル内の最近接ポア間の距離の分布の全半値幅が、最近接ポア間の平均距離の±４０％以下である磁気記録媒体を製造することが可能である。
【０１４４】
また、上述した第１のプロセス、第２のプロセスの両方において、媒体の磁気特性の調整は、磁性体形成温度の調整、磁性粒子形成後のアニールの実施などによっても行うことが可能である。
【０１４５】
（Ｂ−２）サーボパターンを有する規則的非磁性ポア媒体の作製
次に、サーボパターンを有する規則的非磁性ポア媒体の製造方法について述べる。サーボパターンとしては、規則的磁性粒子媒体と同様に、例えば図６のパターンを用いる事ができる。
【０１４６】
本発明をサーボパターンを有する媒体に適用する場合に、以下の３つの態様が考えられる。すなわち、（ｉ）サーボパターンを形成したのちに非磁性ポア部を形成する態様、（ｉｉ）サーボパターンと非磁性ポア部とを同時に形成する態様、（ｉｉｉ）非磁性ポア部を形成したのちにサーボパターンを形成する態様、である。
【０１４７】
以下、各態様について、説明する。
（ｉ）サーボパターンを形成したのちに非磁性ポア部を形成する態様は、例えば日本応用磁気学会第１０３回研究会資料ｐ．７５に開示されているように、以下の一連の工程を適用することが可能である。
【０１４８】
（ａ）基板上にレジストでサーボパターンを形成する
（ｂ）レジストをマスクとして基板表面にパターンを転写する
（ｃ）基板にサーボ用の磁性膜を埋め込む
（ｄ）レジストをリフトオフする
（ｅ）表面を平坦化する
埋め込みサーボを形成した後は、前述のようにして規則的非磁性ポア媒体を形成すれば良い。
【０１４９】
（ｉｉ）サーボパターンと非磁性ポア部とを同時に形成する態様は、あらかじめ自己組織化マスクの一部にサーボパターンを設けることによって、行うことができる。
【０１５０】
具体的には、例えばポーラスアルマイトからマスクを形成する転写プロセスにおいて、レジストのネガの一部をサーボパターンに従って露光・現像すれば良い。
【０１５１】
（ｉｉｉ）非磁性ポア部を形成したのちにサーボパターンを形成する態様においては、規則的に配列するポア上にレジストをパターニングし、複数の非磁性ポアを含むデータ部はそのまま保持して、サーボ部のみを必要に応じてエッチングし、サーボ用磁性膜を埋め込む等すれば良い。
【０１５２】
＜マスクを用いないで本発明に係る磁気記録媒体を製造する方法＞
次に、上述した自己組織化マスクのようなマスクを用いないで本発明に係る磁気記録媒体を製造する方法について説明する。一例として、マスクを用いないで本発明に係る規則的磁性粒子媒体を製造する方法について説明する。
【０１５３】
図７は、マスクを用いないで規則的磁性粒子媒体を製造するための装置の一例を示す概略図である。
【０１５４】
図７に示す装置は、ガス導入系を排気系を連通する真空容器２０を備えている。
【０１５５】
真空容器２０の床部には、誘導加熱型蒸発源２１が配置されている。蒸発源２１は、ヒーター２２が周囲に巻かれたルツボ２３、ルツボ２３の上部に配置されたシャッター２４からなる。ヒーター２２は、容器２０の外部に配置されたＲＦ電源２５と接続されている。ルツボ２３の中に、蒸発させるための蒸発試料２６が充填される。
【０１５６】
真空容器２０の天井部には、超伝導体部２７が配置されている。超伝導体部２７は、天井から吊下げられたコールドヘッド２８、コールドヘッド２８の下面に取付けられた超伝導体２９、超伝導体２９の下面に取付けられた磁気ディスク基板３０、これらの部材の側方部に配置された磁界印加用コイル３１からなる。コイル３１も天井から吊下げられている。
【０１５７】
図７の装置を用いて、以下の手順により、規則的磁性粒子媒体を製造することができる。
（ａ）真空容器２０内容を１０−４Ｐａ以下に排気したのち、コールドヘッド２８を動作して超伝導体２９を超伝導状態が発現する温度まで冷却する。
（ｂ）磁界印加用コイル３１を通電して、超伝導体２９に垂直な方向の磁界を印加する。
【０１５８】
超伝導状態にある超伝導体２９に磁界が印加されると、超伝導体２９内部に規則的に配列する三角格子状の渦電流が流れる。それぞれの渦電流の中心部から超伝導体２９の表面と垂直な磁界３２が発生し、渦電流中心部以外では磁界３２は発生しない。すなわち、超伝導体２９表面には、三角格子状に規則的に配列する表面に垂直な磁束を有する磁界３２のパターンが形成される。
【０１５９】
磁界３２のパターンの間隔は、超伝導体２９の種類との印加する磁界強度に依存する。例えば超伝導体２９に酸化物高温超伝導体であるＹＢＣＯを用いて、印加磁界を１Ｔとした場合には、磁界３２のパターンの間隔は５０ｎｍ弱となり、本発明の実施の好適な値を示す。磁界３２のパターンの間隔は印加磁界強度の平方根に逆比例するので、磁界強度を高めればパターン間隔は狭くする事ができる。例えば、超伝導体２９としてＹＢＣＯを用いたときには、磁界３２のパターン間隔は２５〜５０ｎｍである。
【０１６０】
（ｃ）超伝導体２９表面に自己組織的に形成された磁界３２のパターン上に磁性体微粒子（図示せず）を蒸着する。
磁性体微粒子の蒸着には、ガス中蒸着法などを適用する事ができる。例えば、ＣｏＰｔなどの磁性体を原料として蒸発試料２６に混合しておき、誘導加熱により磁性体を蒸発させる。具体的にはシャッター２４を閉じた状態でＲＦ電源２５を動作して誘導加熱コイル２２を通電すると、磁性体の加熱と蒸発が起こる。
【０１６１】
（ｄ）真空容器２０中に不活性ガスを数１０〜数１００Ｐａ程度導入する。導入により、蒸発した磁性体が気相中で過冷却状態になり、例えば直径サブｎｍ〜１０数ｎｍ程度の磁性クラスターが形成される。
【０１６２】
（ｅ）磁性クラスターが形成された状態でシャッター２４を開き、クラスターを規則的磁界パターンを形成している基板３０上に導く。
【０１６３】
磁性クラスターはほとんど運動エネルギーを持たないので、基板３０付近まではランダムに基板３０に向かって飛来するが、基板３０の近傍では規則的に配列する磁界３２のパターンに従って基板上に規則的に配列する。こうして、基板３０上に規則的磁性粒子を作製することができる。
（ｆ）規則的磁性粒子を得たのちの媒体の形成プロセスは、前述の規則的磁性粒子媒体の形成プロセスと同様にして実施可能である。また、この様な手法で得られた規則的磁性粒子媒体の特性も、前述の自己組成化マスクを用いて形成した規則的磁性粒子媒体の特性と同様である。
【０１６４】
以上、詳述したように、本発明を用いれば、特にヘッド、サーボ、信号処理装置などの磁気記録媒体以外の要素技術に特に負担をかけることなく、大幅な記録密度の向上が図れる。
【０１６５】
なお、本発明に係る媒体は、高記録密度化への他の手法と組合せることが容易なので、組合わせの例をいくつか例示しておく。
【０１６６】
＜本発明と他の技術との組み合わせの例示＞
本発明に係る媒体と垂直記録方式との組合せは、すでに本明細書中に記載済みである。本発明の媒体を垂直記録に適した単磁極ヘッドと組合せて実施すれば、さらに高記録密度化できる可能性がある。
【０１６７】
本発明に係る媒体と熱アシスト記録方式との組合せも容易である。熱アシスト記録方式は、室温において磁気異方性が非常に大きい媒体を採用して熱擾乱耐性を向上させ、さらなる微粒子化を可能にするものである。しかし、磁気異方性の高い記録媒体を使用すると磁気記録を行うためには大きな磁界を必要とするので、ヘッドにかかる負担が大きくなりすぎて実用的ではない。そこで熱アシスト記録方式では、記録する部分のみをレーザビーム等を用いて加熱し、記録する瞬間のみ異方性すなわち記録磁界を低下させる。この様な手法を適用すれば多粒子ランダム媒体でも粒径をさらに微細化できるので高密度化可能となる。本発明の規則的磁性粒子媒体においても、高磁気異方性の磁性粒子材料を採用すること、および磁気記録時に光熱アシストを行うことが可能である。従って、本発明に係る媒体と熱アシスト記録方式とを組合せることによって、やはり格段の高記録密度化が期待できる。
【０１６８】
上記の他に、ＩＥＥＥ−Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．３４（４）１５５２および１５５５，１９９８に開示されているキーパー層を用いた媒体、軟磁性下引きの代りに半硬磁性下引きを用いてバーストノイズを低減しようとする垂直媒体との組合せ等、本発明の主旨を逸脱しない範囲で他の技術との組合せが可能である。
【０１６９】
【実施例】
＜ポーラスアルマイトの形成＞
（実施例１）
前述した高純度Ａｌの陽極酸化によるマスクの製造方法に従って、ポーラスアルマイトを作製した。下表２に陽極酸化条件と、作製したポーラスアルマイトのポア径Ｐ、酸化Ａｌ壁の厚みＷの測定結果を示す。
【０１７０】
【表２】
0003657793.tif 000003
【０１７１】
Ｐ、Ｗは、図３に示すポーラスアルマイトの表面をＳＥＭ観察して画像処理を行ったのち、処理した画像から各ポアについて測定したＰ、Ｗの値を平均したものである。なお、陽極酸化速度は、印加電圧を調整して１０±１ｎｍ／分に調整した。
【０１７２】
上表２から、数〜数１０ｎｍの径の孔と、単位印加電圧当りサブｎｍ〜１ｎｍの厚さの壁が形成できていることが判る。
【０１７３】
次に、Ａｌの純度、陽極酸化前の処理方法、陽極酸化の回数を変えて、微小孔の孔径分布と孔間隔分布を変える実験を行った。下表３に実験結果を示す。
【０１７４】
【表３】
0003657793.tif 000004
【０１７５】
孔径分布のＦＷＨＭ（Ｐσ）および孔間隔分布のＦＷＨＭ（Ｃσ）は、作製したポーラスアルマイトをＳＥＭ観察した像を画像処理することによって導出した。なお、Ｐσ、Ｃσは表２に示した平均孔径、平均孔間隔に対する分散量であり、例えばＰσ：２０％は±１０％に相当する。陽極酸化前の処理条件は、バフ研磨した高純度Ａｌの化学研磨条件を変えることによって変えた。陽極酸化速度は、印加電圧を調整して１０±１ｎｍ／分に調整した。
【０１７６】
上表中、最も孔径、孔間隔の分散の少ないｂ８の試料は、孔のイグナイターとしての欠陥部をあらかじめ規則的に配列したものである。
【０１７７】
欠陥の配列は以下のようにして行った。
まず、平坦・平滑な表面を有するＳｉＣ基板をＥＢ描画装置に設置した。そして、ＳｉＣ基板表面に電子ビームをラスタースキャンさせて、ＳｉＣ表面に格子状に配列した高さサブｎｍの複数の突起を形成した。次に、突起が形成されたＳｉＣ基板をＥＢ描画装置から取り出し、このＳｉＣ基板を高純度Ａｌ板に押し当ててＡｌ表面に格子状に配列した複数の凹部を形成した。次に、凹部が形成されたＡｌ板を、表３に示した条件の陽極酸化処理に供した。
【０１７８】
ｂ８の試料においては、陽極酸化処理の前にＥＢ描画パターンに従って形成したＳｉＣ基板上の凹部が、Ａｌ板の孔のイグナイターとして作用している。そのため、孔の配列はＥＢ描画パターン従っており、孔径、孔間隔共、分散は極めて少ない。
【０１７９】
表２、３の条件の組合せと陽極酸化電圧制御により、平均孔径：８〜４０ｎｍ、孔径分布のＦＷＨＭ：８〜１２０％（１２０％は±６０％を意味する）、平均孔間隔：１２〜６０ｎｍ、孔間隔分布ＦＷＨＭ：１５〜２００％の範囲でポーラスアルマイトを作製した。
【０１８０】
なお、陽極酸化速度を数〜３０ｎｍ／分程度までの範囲で変化させても、Ｐσ、Ｃσはほぼ表２に示した値を示した。陽極酸化速度が３０ｎｍ／分以上では、表２中のｂ８の試料以外の試料については、酸化速度を１０ｎｍ／分だけ増加させるとＰσ，Ｃσはほぼ５％の割合で増加した。ｂ８の試料については、成長速度を３０ｎｍ／分以上に増加させてもＰσ，Ｃσの増加は特に見られなかった。
【０１８１】
＜メタルリングを用いたマスクの形成＞
（実施例２）
前述したＳｃｉｅｎｃｅ，２６８，１４６６，１９９５に開示されているレプリカ法を修正した方法を用いて、メタルリングを用いてマスクを形成した。
【０１８２】
まず、Ｃｕリングを用意した。次に、ポーラスアルマイトのパターンが写し取られたレジストをＣｕリングの開口部に配置した。次に、Ｃｕリング上には連続的にＰｔを成長させ、リングの開口部にはレジストパターン通りにＰｔを成長させた。こうして、ポーラスアルマイトのハニカム状のパターンを有するＰｔからなるレプリカを形成した。形成したレプリカからマスクを形成した。
【０１８３】
以上の様にして形成したマスクの開口形状は、ポーラスアルマイトの有するパターンと１ｎｍ以内の誤差で一致した。
【０１８４】
図８に試作したマスクを上部から見込んだＳＥＭ像を示す。図８において、黒い円が貫通孔部、白がＰｔ壁部に相当する。図８に示したマスクは、平均孔径が２０ｎｍ、平均孔間隔が３０ｎｍ、孔径分布ＦＷＨＭが３０％、孔間隔分布ＦＷＨＭが４０％に、それぞれ調整されている。
【０１８５】
孔の深さは転写前のポーラスアルマイトの厚み以外にレプリカ形成時のＰｔ成長時間で調整可能であり、本例では磁気媒体プロセスへの適用性を考慮して５００ｎｍとした。メタルリングの開口部の面積にもよるが、メタルリングの内径が数ｃｍあれば、メタルリングによる機械的保持の効果のために、Ｐｔの厚さが５００ｎｍ程度に薄くても、レプリカの取り扱いに注意すれば破壊を防止できる。
【０１８６】
＜規則的磁性粒子媒体の作製＞
（実施例３）
前述した規則的磁性粒子媒体の製造方法に従って、実施例２で作製したマスクを用いて本発明に係る規則的磁性粒子媒体を作製した。
【０１８７】
磁性粒子上の保護膜厚は、従来媒体との比較のために、従来媒体に用いた膜厚と同じ１０ｎｍとした。保護膜材料は第１のプロセスではマトリクス材料もしくはＣ膜、第２のプロセスではＣ膜とした。また、全ての試料の最表面にはフルオロカーボン系の潤滑層を２〜３ｎｍ程度塗布した。
【０１８８】
図９は実際に試作した規則的磁性粒子媒体を上部からＳＥＭ観察した像である。図９において、白い部分が非磁性マトリクス４に、黒い円が磁性粒子５に相当する。
【０１８９】
実施例２で作製した各種の自己組織化マスクを使用して、平均粒径：７〜４２ｎｍ、粒径分布ＦＷＨＭ：８〜１５０％（１５０％は±７５％を意味する）、平均粒間隔：１２〜６０ｎｍ、粒間隔分布ＦＷＨＭ：１５〜２５０％の範囲で規則的磁性粒子媒体を作製した。
【０１９０】
＜規則的磁性粒子媒体の評価＞
実施例３で作製した規則的磁性粒子媒体を、以下のようにして評価した。
ＶＳＭを用いて、容易軸の向き、容易軸方向の残留磁化（Ｍｒ）と磁性粒子厚さ（ｔ）の積、保磁力（Ｈｃ）、保磁力角形比（Ｓ* ）を求めた。揺らぎ場測定により活性化磁気モーメントを求めた。磁性粒子体積比および飽和磁化の測定値から、磁性粒子の活性化サイズ（Ｄａ）を求めた。Ｄａは磁性粒子の最小反転サイズに反応し、粒子間の交換相互作用がない場合には物理的な粒子１つのサイズと一致する。
【０１９１】
また、ＴＥＭおよびＳＥＭ観察と観察像の画像処理から、磁性粒子の平均粒径（Ｄ）、磁性粒子間の平均距離（Ｃ）、粒径の分布のＦＷＨＭ（Ｄσ）、磁性粒子間距離の分布のＦＷＨＭ（Ｃσ）を求めた。
【０１９２】
磁性粒子の平均粒径（Ｄ）は自己組織化マスクの平均孔径Ｐに対応するが、マスクからの転写プロセスによりＤとＰは若干異なる値を示した。粒径分布のＦＷＨＭ（Ｄσ）は自己組織化マスクの孔径分散Ｐσに対応するが、Ｄσは転写プロセスでの分散がＰσに重畳されて若干大きな値を示した。磁性粒子間の平均距離（Ｃ）は観察の結果、自己組織化マスクの孔間平均距離（Ｃ）と有意差が無かったので同じ符号Ｃで示す。粒子間距離の分布（Ｃ’σ）と自己組織化マスクの孔間隔の分散（Ｃσ）は、粒径分散Ｄσと孔径分散Ｐσの違いを反映して完全には一致せず若干の差異を示した。
【０１９３】
以上の平均値と分布を調べた媒体上の対象領域は２μｍ角であり、これは本発明を適用する最小記録セルサイズよりも十分に大きい範囲である。従って、対象領域の２μｍ角内での分布が例えば２０％以下であれば、当然のことながら最小記録セル中の分布も２０％以下である。
【０１９４】
また、最終的な評価として、ディスク状に形成した媒体試料をスピンスタンド上に装着したのち、ＭＲヘッドを用いて、媒体ノイズ特性を中心とした録音再生特性を調べた。以下に評価結果を順次述べていく事にする。
【０１９５】
（実施例４）
図１０は、磁性粒子間の平均距離（Ｃ）と、残留磁化と膜厚の積（Ｍｒｔ）との間の関係を測定した結果を示す図である。
【０１９６】
面内に磁化容易軸を有する試料（長手記録媒体）は、面内方向のメジャーループ測定でＭｒｔを求めた。また、垂直方向に磁化容易軸を有する試料は、垂直方向のメジャーループ測定でＭｒｔを求めた。また、図１０は、複数の試料の中から、平均粒径Ｄが９〜１１ｎｍ、粒径分散Ｄσが３０％（±１５％）以下、粒間分散Ｃσが６０％（±３０％）以下の規則的磁性粒子媒体を選んで調べた結果である。また、測定は、磁性粒子の厚みが１０ｎｍの媒体について行った。
【０１９７】
図１０において、Ａは磁性粒子材料がＣｏ−Ｆｅの本発明の媒体についての測定結果、Ｂは磁性粒子がＣｏ−Ｐｔの本発明の媒体の測定結果、Ｃは比較のための従来媒体の測定結果である。従来媒体Ｃは、基板上にＣｒ（１００ｎｍ）／ＣｏＣｒＴａＰｔ（１０ｎｍ）／Ｃ（１０ｎｍ）／潤滑剤（３ｎｍ）を形成した多粒子系のランダム配列の構造をなしている。従来媒体は、磁性層をスパッタリング成膜する時の温度を変えて磁性粒子径を異ならせた２つの試料を用意した。
【０１９８】
膜厚と粒径が一定の場合、磁性体が特に劣化していない場合には、ＭｒｔはＣ-2に比例する。図１０のＡ、Ｂの測定結果においては、この理論通りにＭｒｔがＣ-2に比例している。しかし、従来媒体の測定結果においては、理論通りになっていない。
【０１９９】
また、同じＣに対するＭｒｔの値は磁性粒子に占める磁性元素の量で決まる。本発明のＣｏ−Ｐｔの媒体と従来のＣｏＣｒＴａＰｔの媒体とでは、磁性元素濃度がほぼ同じであるにも拘わらず、従来媒体のＭｒｔの方が本発明の媒体のそれよりも低い。この結果は、従来媒体では粒径分布の幅が広いために熱擾乱によって超常磁性化している粒子が存在しＭｒｔを低めているが、本発明の規則的磁性粒子媒体では粒径分散が小さいために超常磁性化している粒子が殆どないことを示している。
【０２００】
Ｍｒｔは、磁気記録特性上は信号出力と磁化転移幅に関係する量であり、Ｍｒｔが大きいほど信号出力は大きいが、保磁力が同じ場合にはＭｒｔが大きいほど磁化転移幅が広くなり高密度記録が難しくなる。従って、Ｍｒｔは、媒体の他の磁気特性、ノイズ特性、ヘッドなどの記録再生系の特性に合わせて適切に調整すべき量である。本実施例によって示されるように、本発明の媒体においては、磁性粒子間の平均距離Ｃの調整によってＭｒｔを適切に調整できることが分かる。
【０２０１】
（実施例５）
図１１は、磁性粒子の平均粒径Ｄと保磁力Ｈｃとの間の関係を測定した結果を示す図である。Ｈｃは各試料の磁化容易軸方向での測定値である。図１１のＢは、Ｃｏ−Ｐｔ磁性粒子を用いた本発明の媒体の測定結果、Ｃは実施例４で用いた従来媒体についての測定結果である。Ｂの測定結果は、粒径分散Ｄσが３０％（±１５％）以下、粒子間距離の平均値が平均粒径Ｄ＋（１〜２ｎｍ）、粒子間距離の分散が６０％（±３０％）以下である本発明の規則的磁性粒子媒体についての測定結果である。
【０２０２】
保磁力Ｈｃの測定は、室温で１０数分の時間をかけたＶＳＭメジャーループの測定により行った。磁性粒子の粒径が小さいほど、室温熱擾乱の影響でＨｃは低くなる。熱擾乱の影響は粒子の磁気異方性と粒子体積から見積もることができる。
【０２０３】
図１１中の実線は、本発明の媒体のＣｏ−Ｐｔ磁性粒子の理論的なＨｃの曲線であり、磁性粒子の粒径が十分に大きいとしたときのＨｃでフィッティングしたものである。また、図１１中の破線は、従来媒体のＣｏＣｒＴａＰｔ磁性粒子の理論的なＨｃの曲である。測定結果の曲線と理論的な曲線とを比較すると、粒径分散の少ない本発明の媒体では両曲線が一致しているが、分散の大きい従来媒体では測定結果が理論曲線を下回っている。このように下回るのは、実施例３でのＭｒｔの測定結果について説明した内容と同様に、従来媒体は超常磁性的な粒子を含んでいるためと考えられる。
【０２０４】
Ｈｃは、磁気記録特性上は磁化転移幅と記録感度に関係する量である。Ｍｒｔが同じ場合には、Ｈｃが大きいほど磁化転移幅は狭くなり高密度記録に適する。しかし、保磁力角形比Ｓ* が同じ場合には、Ｈｃが増加すると記録感度は低下する。従って、Ｈｃも記録再生系に合わせて適切に調整すべき量である。本実施例によって示されるように、本発明の媒体においては、磁性粒子の平均粒径の調整によってＨｃを適切に調整できることが分かる。
【０２０５】
（実施例６）
図１２は、粒子間距離の分散Ｃσ’（ＦＷＨＭの１／２で記載してある）と、磁性粒子の活性化サイズＤａと磁性粒子の平均粒径Ｄとの比であるＤａ／Ｄとの間の関係を測定した結果を示す図である。
【０２０６】
図１２において、Ａは磁性粒子材料がＣｏ−Ｆｅの本発明の媒体についての測定結果、Ｂは磁性粒子がＣｏ−Ｐｔである本発明の媒体の測定結果、Ｃは実施例４で用いた従来媒体についての測定結果である。本発明の媒体についての測定は、粒径分散ＤσがＦＷＨＭで３０％以内に調整されている媒体試料について行った。
【０２０７】
本発明の媒体についての測定結果より、粒子間距離の分散が±４０％（ＦＷＨＭ：８０％）以下に調整されている媒体においては、Ｄａ／Ｄが１となることが分かる。Ｄａは最小磁化反転単位であり、磁性粒子間の交換相互作用が分離されている場合には物理的な粒系Ｄと一致する。また、分散が８０％以上の領域において分散とともにＤａ／Ｄが増加しているのは、以下のように解釈できる。すなわち、自己組織化マスクの完成度が低いか規則的磁気媒体の作製プロセスに不備があるために粒子間距離の分散Ｃ’σが大きいときには、粒子と粒子とが局所的に接触して大きな粒子となりＤａ／Ｄが大きくなっていると考えられる。
【０２０８】
従来媒体においては、粒子間距離の分散が±５０％（ＦＷＨＭ：１００％）以上の値を示し、また粒子と粒子が局所的に接触していることを反映してＤａ／Ｄが１よりも大きい値を示すとともに、同じ粒子間距離の分散量において本発明の媒体と比べてＤａ／Ｄが大きい。これは、従来媒体においては粒子間距離の分散Ｃ’σだけではなく粒径分散Ｄσも大きいために、粒子と粒子との間の局所的な接触が本発明の媒体よりも多いためであると考えられる。
【０２０９】
Ｄａ／Ｄは、磁気記録特性的には磁性粒子間の交換相互作用に起因するノイズに関連する量であり、２以下とするのが良い。本実施例より、本発明の規則的磁性粒子媒体においても、Ｄａ／Ｄを２以下とするために粒子間距離の分散を±６５％（ＦＷＨＭ：１３０％）以下に抑えるのが好ましく、最も好ましくはＤａ／Ｄがほぼ１を示す様に分散±４０％（ＦＷＨＭ：８０％）以下とするのが良いことが分かる。
【０２１０】
（実施例７）
図１３は、粒径分散Ｄσ（ＦＷＨＭの１／２で記載してある）と、保磁力角形比Ｓ* との関係を測定した結果を示す図である。Ｓ* は、長手媒体に対してはＶＳＭメジャーループ測定結果から導き出し、垂直媒体に対しては飽和磁化の測定値に反磁界補正を行って導出した。図１３中、Ａ、Ｂ、Ｃの符号は、実施例５で用いた符号と同様である。
【０２１１】
本発明の媒体についての測定は、平均粒径Ｄが１２〜１３ｎｍ、粒子間距離の分散Ｃσが±３０％（ＦＷＨＭ：６０％）以下である媒体試料について行った。
【０２１２】
保磁力角形比Ｓ* は、磁性粒子のＨｃの分散に対応する量である。保磁力角形比Ｓ* は、粒径が十分大きい範囲では粒子の磁気特性の分散（例えば結晶磁気異方性の分散）を反映するが、粒径自体には依存しない。また、粒径が小さくなって室温熱擾乱によるＨｃ低下が発生する場合には、Ｓ* は粒径依存性を示す。
【０２１３】
図１３に示されているように、本発明の媒体においては、平均粒径Ｄが１２〜１３ｎｍと小さくても、粒径分散が±２０％（ＦＷＨＭ：４０％）に調整されている場合にはＳ* は大きな値を示す。このことより、逆に粒径分散が±２０％よりも大きくなると本発明においてもＨｃの小さい磁性粒子成分が発生して、Ｓ* を低下させることがわかる。
【０２１４】
従来媒体においては、粒径分散は±２５％以上あり、熱擾乱でＨｃが低下している粒子がかなり含まれるていることが分かる。また、従来媒体においては、同じ粒径分散においてＳ* が本発明の媒体のそれよりも小さい値を示している。これは、従来媒体では粒径分散だけではなく粒子間距離の分散も大きく、粒子と粒子とが接触してＨｃが見掛け上大きくなっている成分も含むために、Ｈｃの分散がより大きくなったことによると考えられる。
【０２１５】
Ｓ* は、磁気記録特性上は記録感度に関連する量である。Ｈｃが同じ場合にはＳ* が大きいほど記録感度とオーバライト消去比が向上するため、ヘッドの記録能力にもよるが、Ｓ* は０．５以上であるのが良い。従って、図８の結果より、本発明の規則的粒子媒体においても粒径分散は±３５％以下（ＦＷＨＭで７０％以下）とすることが好ましく、さらに好ましくはＳ* が高い一定値を示す±２０％以下（ＦＷＨＭで４０％以下）とするのが良いことが分かる。
【０２１６】
（実施例８）
ＭＲヘッドを用いて、本発明に係る媒体の記録再生特性を評価した。
用いたＭＲヘッドは、記録トラック幅：１．３μｍ、再生トラック幅：１．０μｍ、再生ギャップ：０．１μｍのＡＭＲ再生部を有する試作品である。このヘッドは、トラック間のガードバンド幅を０．１５μｍとしたときに、４．３Ｇｂ／ｉｎ2 の面密度まで記録再生能力を有する。また、このヘッドは基本的には長手記録用に設計されたヘッドだが、垂直媒体の記録再生にも使用可能であることは言うまでもない。垂直媒体、特に磁性体の下側にＮｉＦｅ軟磁性膜、ＮｉＦｅＣｏ半硬磁性膜を有する構造の本発明の垂直媒体に対しては、単磁極ヘッドで記録するのが好ましい。しかし、本発明の媒体ノイズ特性の評価においては長手用のリングタイプヘッドを使用することもできるので、本発明の垂直媒体に対してもこのヘッドを用いることとした。
【０２１７】
このヘッドで記録可能な最小記録セルサイズは１．３μｍ×０．１μｍであり、すなわち、最小記録セルは１．３×１０Ｅ５（ｎｍ２ ）の面積を有する。本発明の規則的磁性粒子媒体においては、磁性粒子間隔が１２〜６０ｎｍであるため、最小記録セル中に含まれる磁性粒子数は３６〜９０２となる。
【０２１８】
記録再生特性の測定条件は、ディスク回転数：１８００ｒｐｍ、記録半径位置：２２ｍｍ、ヘッド浮上量２５ｎｍである。記録は記録周波数を変えて行い、各周波数における規格化媒体ノイズを調べた。記録電流は、カーバライト消去比が−４０ｄＢ以上（マイナス側に）になる飽和記録電流とした。規格化媒体ノイズは、全周波数帯域に渡って積分した媒体ノイズ（Ｎｍ）の値を低域の信号出力（Ｓ０）で除した値であり、再生トラック幅単位長（１μｍ）当りに規格化した値である。
【０２１９】
図１４は、媒体の空間記録周波数ＬＤと規格化媒体ノイズとの関係を測定した結果の一例を示す図である。図１４中、Ａ、Ｂ、Ｃの符号は、図１０で用いた符号と同様である。
【０２２０】
本実施例において測定された発明の媒体は、磁性粒子の平均粒径が１５ｎｍ、粒径分散がＦＷＨＭ：２５％、粒子間の平均距離が１８ｎｍ、粒子間距離の分布の分散がＦＷＨＭ：５０％に調整されているものである。
【０２２１】
図１４より、従来媒体に比べて本発明の媒体は格段に低ノイズであることが分かる。これは、本発明の媒体は、従来媒体に比べて、粒径分散、粒子間距離の分散が抑制され、磁性粒子が規則的に配列しているためである。
【０２２２】
図１４に示されているように、本発明の媒体においては、ＣｏＦｅ粒子を用いた媒体（曲線Ａ）およびＣｏＰｔ粒子を用いた媒体（曲線Ｂ）の両方についてノイズが極めて低いが、ＣｏＰｔ粒子を用いた媒体（曲線Ｂ）の方がＣｏＦｅ粒子を用いた媒体（曲線Ａ）よりもより低ノイズである。これは、図１０に示されているように、ＣｏＰｔ粒子媒体（図１０の曲線Ｂ）の方がＣｏＦｅ粒子媒体（図１０の曲線Ａ）よりもＭｒｔが小さく、従って、ＣｏＰｔ粒子媒体においてより磁化転移幅が狭く、またよりシャープな磁化転移が形成されているためと考えられる。
【０２２３】
（実施例９）
図１５は、本発明に係る磁気媒体を２５０ｋｆｃｉの空間記録周波数で記録したときの、規格化媒体ノイズと平均粒径Ｄとの関係を調べた結果を示す図である。
【０２２４】
本発明の媒体についての測定は、粒径分散がＦＷＨＭで２５％以下、粒子間距離の平均値が平均粒径Ｄ＋（１〜３ｎｍ）、粒子間距離の分散がＦＷＨＭで５０％以下に調整されている媒体について行った。
【０２２５】
図１５より、空間周波数が２５０ｋｆｃｉである場合、すなわち記録セル長がほぼ０．１μｍの場合には、平均粒径が２５ｎｍ程度以下においてノイズレベルは極めて低いが、２５ｎｍ以上ではノイズレベルは急激に高くなることが分かる。
【０２２６】
規格化媒体ノイズと空間記録周波数との関係を測定したところ（測定結果は図示せず）、本発明の規則的磁性粒子媒体においても、磁性粒子径が記録セル長の１／４よりも大きくなるとノイズレベルが増加した。この結果より、本発明の媒体において低ノイズ効果が顕著に現れるためには、磁性粒子の粒径が記録セル長の１／４以下であることが良いことが分かる。トラック幅方向に並ぶ磁性粒子の粒子数は、記録するときのトラック幅が最短記録セル長よりも短くならない限り、なんら制限は受けない。従って、最小記録セル中のトラック幅方向の磁性粒子数の下限は４個であることが分かる。実際には、数１０個以上の磁性粒子が最小記録セルのトラック幅方向に並ぶ。
【０２２７】
（実施例１０）
図１６は、磁性粒子の粒径分散Ｄσ、粒子間距離の分散Ｃ’σ、および媒体ノイズの間の関係を測定した結果を示す図である。測定は、粒径が記録セル長の１／４以下、粒子間距離が粒径＋（１〜３ｎｍ）に調整された本発明の媒体と空間記録周波数を選んで行った。
【０２２８】
図１６において、実線は本発明の規則的磁性粒子媒体についての測定結果を規格化媒体ノイズの等高線としてまとめたものである。また、図１６プロットは、従来媒体のうち低ノイズだった媒体についての測定結果である。
【０２２９】
図１６の結果より、本発明の媒体において低ノイズ効果が明確に現れるためには、粒径の分散が±２０％以下（ＦＷＨＭで４０％以下）、粒子間距離の分散が±４０％以下（ＦＷＨＭで８０％以下）であることが好ましいことが分かる。なお、より好ましくは、粒径の分散が±１０％以下（ＦＷＨＭで２０％以下）、粒子間距離の分散が±２０％以下（ＦＷＨＭで４０％以下）であり、最も好ましくは、粒径の分散が±５％以下（ＦＷＨＭで１０％以下）、粒子間距離の分散が±１０％以下（ＦＷＨＭで２０％以下）であることも分かる。
【０２３０】
また、図１６において、従来媒体についてのノイズは、同程度の分散量を有する本発明の媒体よりも高い。これは、本発明が磁性粒子の規則的配列を基本とし、分散は規則的配列位置からのズレ量を示しているのに対して、従来媒体は基本的に不規則配列を有するためであると考えられる。
【０２３１】
なお、図１６に示す結果は、現時点で試作可能な磁気ヘッドを用いて測定した結果である。従って、将来、より狭いヘッドギャップを有し再生分解能がより向上している磁気ヘッドを用いて測定した場合には、図１６の規格化媒体ノイズの等高線はより大きな値にシフトすると考えられる。従って、このようなヘッドを用いて記録する場合には、粒径と粒子間距離の分布がより狭く設定された磁気媒体を用いるべきである。
【０２３２】
＜規則的非磁性ポアの作製＞
（実施例１１）
前述の規則的非磁性ポア媒体の製造方法に従って、規則的非磁性ポアを作製した。磁性材料としてはＣｏＰｔとＴｂＣｏを用いた。ＣｏＰｔの場合には、規則的磁性粒子媒体の場合と同様に、シード層材料、シード層の膜厚、磁性層の厚さ、磁性層の成膜条件で磁化容易軸を設定した。ＴｂＣｏを用いた場合は特にシード層は設けずに垂直磁化膜を形成した。
【０２３３】
＜規則的非磁性ポアの評価＞
作製した規則的非磁性ポア媒体の試料の評価を、規則的磁性粒子媒体の評価に準じて行った。規則的非磁性ポア媒体の微細構造の評価は、平均ポア径（Ｐ’）、ポア径分布のＦＷＨＭ（Ｐ′σ）、平均ポア間隔（Ｃ）、ポア間隔分布のＦＷＨＭ（Ｃ’σ）を用いて行った。これらのパラメーターの値は、実施例１で求めた自己組織化マスクの有する各パラメーター、すなわち、平均孔径、孔径分布のＦＷＨＭ、平均孔間隔、孔間隔分布のＦＷＨＭに、プロセス変動による値を加味した値となる。本実施例におけるＰ′、Ｐ′σ、Ｃ、Ｃ′σの範囲は、実施例３で求めた規則的磁性粒子媒体の平均粒径Ｄ、粒径分布のＦＷＨＭＤσ、磁性粒子間の平均距離Ｃ、磁性粒子間距離の分布のＦＷＨＭＣ′σの範囲とほぼ同等であった。
【０２３４】
（実施例１２）
まず、磁壁の評価のためにＭＦＭ観察を行った。ＭＦＭ観察の結果、ＴｂＣｏを磁性体に用いた場合には、磁壁の幅は、組成比、膜厚に依存するが、補償組成となる組成比の極く近傍を除いて、１０〜２０ｎｍであった。また、ＣｏＰｔを磁性体に用いた場合には、磁壁の幅は７〜１３ｎｍであった。磁壁の幅は異方性エネルギーが大きいほど狭く、例えばＣｏＰｔでもＣｏ：５０ａｔ％の組成の場合には磁壁幅は５〜１０ｎｍとなり、また磁気異方性の大きいＳｍＣｏを用いた場合には、磁壁の幅は３〜６ｎｍとなると推定される。このように、本発明における非磁性ポア径は、用いる磁性体の種類によって様々に調整できることが分かる。
【０２３５】
（実施例１３）
非磁性ポア間の平均間隔Ｃ’と、残留磁化と膜厚の積（Ｍｒｔ）との間の関係を測定した。測定結果は、図１０に示した規則的磁性粒子媒体についてのＣとＭｒｔとの間の相関と逆の相関を示した。すなわち、Ｃ’が大きいほど磁性体の占有比率が増加するため、Ｍｒｔは増加した。ＭｒｔとＣ’との関係は、計算から予測される通りとなり、規則的非磁性ポア媒体においてもＭｒｔの適切な調整が容易であることが分かった。
【０２３６】
（実施例１４）
非磁性ポアの平均ポア径Ｐ’と保磁力Ｈｃとの間の関係を測定した。測定結果は、図１１で示した規則的磁性粒子媒体についての平均粒径Ｄと保磁力Ｈｃとの間の関係と同様の関係を示した。すなわちＰ’が磁壁幅の１／２以下において、Ｈｃは低下した。これは、非磁性ポア径が磁壁幅の１／２以上のときには、非磁性ポアが磁壁のピンニングサイトとして作用するため大きなＨｃを発現するが、ポア径が磁壁幅の１／２未満では、磁壁がポアでピンニングされずに自由に動いてしまうために、Ｈｃは低下することによるものである。
【０２３７】
（実施例１５）
非磁性ポア間隔の分散Ｃ’σと、非磁性ポアの活性化サイズＤａと平均ポア径Ｐ’との比Ｄａ／Ｐ’との間の関係を測定した。測定結果は、図１２に示すＤａと比べて極めて大きな値のＤａを示した。これは、磁性母材が膜面全域においで連結しているためにＤａの値が非常に大きいからである。測定結果より、本発明の規則的非磁性ポア媒体においては、多粒子系もしくは規則的磁性粒子媒体とは異なり、熱擾乱の影響が全くないことが明らかとなった。
【０２３８】
（実施例１６）
非磁性ポア間隔の分散Ｃ’σと、保磁力角形比Ｓ*との間の関係を測定した。測定結果は、平均ポア径Ｐ’が小さいときには、図１３で示した規則的磁性粒子媒体についての結果と同様に、ポア径分散Ｐ’σが大きくなるにつれてＳ*が低下した。これは、ポア径分散Ｐ’σが大きくなるにつれて、磁壁幅の１／２未満のポア径が出現することに起因するものである。しかし、平均ポア径Ｐ’が比較的大きい場合、またはポア径分散Ｐ’σが十分小さい場合には、Ｓ* は１に近い値を示した。
【０２３９】
（実施例１７）
規則的磁性粒子媒体の評価に使用したＭＲヘッドを用いて、非磁性ポア媒体の空間記録周波数ＬＤと規格化媒体ノイズとの関係を測定した。測定結果は、ポア径が磁壁幅の１／２〜３倍の間に調整され、かつポア間間隔の分散がＣ’σが±４０％（ＦＷＨＭで８０％）以下に調整されている場合には、図１４の規則的磁性粒子媒体についての測定結果と同様に、低ノイズ性能を示した。
【０２４０】
（実施例１８）
図１７は、非磁性ポア媒体について、２５０ｋｆｃｉでの規格化媒体ノイズと、平均ポア径Ｐ’と磁壁幅δとの間の比Ｐ’／δとの関係を示す測定結果である。測定は、ポア間隔分布のＦＷＨＭ（Ｃ’σ）が８０％以下に調整されている媒体について行った。
【０２４１】
図１７から、Ｐ’／δが１／２〜３の範囲においては、本発明に係る非磁性ポア媒体は良好な低ノイズ性能を示すことが分かる。Ｐ’／δが１／２未満においてノイズが上昇するのは、磁壁がポアによってピンニングされずに動いてしまうため、磁壁の位置が定まらずに磁化転移部が乱れるためである。また、Ｐ’／δが３よりも大きい場合にノイズが上昇するのは、磁壁はポアにピンニングされていて磁壁部の磁化転移部の形状は良好であるが、ポア径が大きすぎるために非磁性ポア自体がノイズ源となるからである。
【０２４２】
（実施例１９）
図１８は、非磁性ポア媒体について、２５０ｋｆｃｉにおける規格化媒体ノイズとのポア間隔分布のＦＷＨＭ（Ｃ’σ）との間の関係を示す測定結果である。測定は、Ｐ’／δが１／２〜３の範囲に調整されている非磁性媒体について行った。
【０２４３】
図１８に示されているように、Ｃ’σが８０％以下においてはＣ’σの増加に伴ってノイズは緩やかに増加し、Ｃ’σが８０％を上回るとノイズは急激に増加する。
【０２４４】
ＳＥＭ観察とＭＦＭ観察の結果、Ｃ’σが８０％を上回ると、ポア径にも依存するが、ポアが互いに連結するために実質的なポア径が過大となってポア自体がノイズ源となること、および磁化転移に沿って配列するポア以外のポア間において磁壁が互いに連結するために磁化転移の形状が乱れることが分かった。
【０２４５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、Ｓ／Ｎを向上し高密度化を実現することが可能な磁気記録媒体およびその製造方法が提供される。その結果、磁性粒子を過度に微細化することなく、磁性粒子の異方性エネルギーを過度に増加させることなく、メモリ動作温度内での実用的な熱擾乱耐性とシステムの要求する媒体Ｓ／Ｎを両立することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る規則的磁性粒子媒体の一例を示す概略図。
【図２】本発明に係る規則的非磁性ポア媒体の一例を示す概略図。
【図３】本発明に係る陽極酸化バリア層およびポーラスアルマイトの一例を示す概略断面図。
【図４】本発明に係るメタルリングを示す概略図。
【図５】本発明に係る製造方法の一例を示すプロセスフロー図。
【図６】本発明に係る磁気ディスクのサーボパターンの一例を示す概略図。
【図７】本発明に係る規則的磁性粒子媒体を製造するための装置の一例を示す概略図。
【図８】本発明の実施例において試作したマスクのＳＥＭ像を示す図。
【図９】本発明の実施例において試作した規則的磁性粒子媒体のＳＥＭ像を示す図。
【図１０】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１１】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１２】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１３】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１４】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１５】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１６】本発明の実施例において規則的磁性粒子媒体を評価した結果を示す図。
【図１７】本発明の実施例において規則的非磁性ポア媒体を評価した結果を示す図。
【図１８】本発明の実施例において規則的非磁性ポア媒体を評価した結果を示す図。
【符号の説明】
１…基板
２…シード層
３…磁気記録層
４…非磁性マトリックス
５…磁性粒子
６…保護層
７…最小記録セル
８…連続状磁性膜
９…非磁性ポア
１０…磁壁
１１…Ａｌ板
１２…バリア層部
１３…微小孔
１４…ポーラスアルマイト部
１５…メタルリング
１６…開口部
２０…真空容器
２１…誘導加熱型蒸発源
２２…ヒーター
２３…ルツボ
２４…シャッター
２５…ＲＦ電源
２６…蒸発試料
２７…超伝導体部
２８…コールドヘッド
２９…超伝導体
３０…磁気ディスク基板
３１…磁界印加用コイル
３２…磁界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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