(57)【要約】【課題】  高密度で信頼性の高い垂直記録方式の磁気記録媒体（パターンドメディア）を歩留りよく製造すること。【解決手段】  基板１０上にアルミニウムを主成分とする金属層１２を形成する工程と、金属層１２を陽極酸化することにより、ポア１４ａ及びそれより径が大きなピット１４ｂが内部に立設された金属酸化層１４を形成する工程と、ポア１４ａの中に磁性体１６を形成すると共に、ピット１４ｂに内部から上側に突出する突起状磁性体１６ａを形成する工程と、ポア１４ａを封止する封孔層１８を形成する工程と、封孔層１８をブロック層として利用して突起状磁性体１６ａを研磨する工程と、封孔層１８を除去してポア１４ａ内の磁性体１６を露出させる工程とを含む。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に陽極酸化が可能な金属層を形成する工程と、
前記金属層を前記陽極酸化することにより、ポア及び該ポアより径が大きなピットが内部に立設された金属酸化層を形成する工程と、
前記ポアの中に磁性体を形成すると共に、前記ピットに内部から上側に突出する突起状磁性体を形成する工程と、
前記ポアを封止する封孔層を形成する工程と、
前記封孔層をブロック層として利用して前記ピット内の前記突起状磁性体を研磨する工程と、
前記封孔層を除去して前記ポア内の磁性体を露出させる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。
【請求項２】
前記ポアの中に磁性体を形成すると共に、前記ピットに内部から上側に突出する突起状磁性体を形成する工程において、前記磁性体を前記ポアの高さ方向の途中まで充填す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】
前記ポア内の磁性体を露出させる工程の後に、
前記ピット内の磁性体を被覆する保護層を形成する工程と、
前記保護層の上に潤滑層を形成する工程とをさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記封孔層を形成する工程において、前記ポアが設けられた金属酸化層の表面に、水蒸気を吹きかけるか、あるいは煮沸処理することにより前記封孔層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の製造方法で製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録情報を書き込み又は読み込みするための磁気ヘッドとを有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置に係り、さらに詳しくは、高密度垂直磁気記録が可能なパターンドメディアに適用できる磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディアの発展に伴って、画像、映像、音声などの情報は益々増大する傾向にある。このため、磁気ディスク装置では、磁気ディスクの記録容量を増大すべく、その面記録密度の向上が求められている。従来の磁気ディスクは、磁化の向きが媒体平面内にある長手記録方式がほとんどである。磁気ディスクの面記録密度を向上させるためには、記録磁区をいかに微細化できるかがポイントとなる。
【０００３】
そのような要求から、長手記録方式が限界に達した際の代替技術として、磁化の向きが媒体平面と垂直方向になる垂直記録方式が検討されている。その中で、いわゆるパターンドメディアは非常に高い記録密度（１テラビット／平方インチのレベル）を達成できる技術として注目されている。
【０００４】
従来のパターンドメディアの製造方法としては、特許文献１及び２に記載されているように、基板上に形成されたアルミニウム層を陽極酸化することにより複数のポアが内部に立設されたアルマイト層を形成した後に、電気化学的な手法によりポア内に磁性体を充填する方法がある。
【特許文献１】特開２００３−３１７２２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２０００９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、図１（ａ）に示すように、基板１００上のアルミニウム層１０２を陽極酸化してポア１０４ａが設けられたアルマイト層１０４を形成する際に、ポア１０４ａの形成と同時にそれよりも径がかなり大きなピット１０４ｂ（欠陥）が発生することが多い。このため、電解めっきによりポア１０４ａ内に磁性体を充填する際に、ピット１０４ｂはポア１０４ａよりも径が大きいので、ピット１０４ｂ部では電解めっき時の電気抵抗が小さくなり、ピット１０４ｂ内の方がめっきレートがはやくなる。その結果、図１（ｂ）に示すように、ポア１０４ａ内に磁性体１０６が十分に充填されるまでめっきを施すと、ピット１０４ｂでは磁性材料が溢れて充填され、アルマイト層１０４の表面から上側に突出する突起状磁性体１０６ａが必然的に形成されてしまう。
【０００６】
この突起状磁性体１０６ａを除去して平坦化するために、ＣＭＰ法によって突起状磁性体１０６ａを研磨すると、図１（ｃ）に示すように、ポア１０４ａ内の磁性体１０６が剥がれたり、メディア表面にダメージを与えたりして、パターンドメディアの製造歩留りを低下させる要因になる。
【０００７】
本発明は以上の課題を鑑みて創作されたものであり、何ら不具合が発生することなく、高密度で信頼性の高い垂直記録方式の磁気記録媒体（パターンドメディア）を歩留りよく製造できる磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は磁気記録媒体の製造方法に係り、基板上に陽極酸化が可能な金属層を形成する工程と、前記金属層を前記陽極酸化することにより、ポア及び該ポアより径が大きなピットが内部に立設された金属酸化層を形成する工程と、前記ポアの中に磁性体を形成すると共に、前記ピットに内部から上側に突出する突起状磁性体を形成する工程と、前記ポアを封止する封孔層を形成する工程と、前記封孔層をブロック層として利用して前記ピット内の前記突起状磁性体を研磨して除去する工程と、前記封孔層を除去して前記ポア内の磁性体を露出させる工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、まず、基板上に陽極酸化が可能な金属層（アルミニウム層）が形成された後に、金属層が陽極酸化されて内部に複数のポア（細孔）が設けられた金属酸化層（アルマイト層）が形成される。このとき、金属酸化層にはポアの形成と同時にそれより径の大きなピット（欠陥）が形成される。
【００１０】
次いで、ポア及びピットの中に磁性体が形成される。磁性体を電解めっきで形成する場合、ピットの径がポアの径よりかなり大きいのでピット部ではめっきレートがはやくなって突起状磁性体が形成される。続いて、磁性体を被覆する封孔層が形成されてポアが封孔処理される。好ましい態様では、封孔層は、ポアが設けられた金属酸化層に水蒸気を吹きかけるか、あるいは煮沸処理することにより形成される。これにより、封孔層は、突起状磁性体が形成された部分以外の領域に自己整合的に形成されてポア内の磁性体を被覆する。その後に、ピット内の突起状磁性体が電解研磨によって除去される。このとき、ポア内の磁性体を被覆する封孔層が研磨時のブロック膜として機能するので、突起状磁性体が研磨される際に、ポア内の磁性体が剥がれたり、メディア表面が傷ついたりする不具合は発生しなくなる。
【００１１】
このようにして、金属酸化層に規則配列された複数のポアに磁性体がそれぞれ充填された構造の高密度な垂直記録方式の磁気記録媒体（パターンドメディア）を高歩留りで信頼性よく製造することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明では、高密度で信頼性の高い垂直記録方式の磁気記録媒体を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１４】
図２〜図４は本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法を示す断面図である。
【００１５】
本実施形態の磁気記録媒体の製造方法は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、まず、ガラスやシリコンなどからなる基板１０上に膜厚が例えば４００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）層１２をスパッタ法によって形成する。
【００１６】
その後に、図２（ｃ）に示すように、Ａｌ層１２を陽極酸化することによりＡｌ層１２の表層側にアルマイト層１４（金属酸化層）を形成する。アルマイト層１４は角柱の集合体から構成され、各角柱の中央部に垂直方向に立設するポア（細孔）１４ａがそれぞれ設けられた状態で形成される。このとき、アルマイト層１４にはポア１４ａの他にポア１４ａよりも径が大きいピット（欠陥）１４ｂが形成されてしまう。
【００１７】
各ポア１４ａの径は数ｎｍ〜数百ｎｍであり、ピット１４ｂの径は数μｍ〜数百μｍで形成される。また、ポア１４ａの深さは陽極酸化の処理時間で制御可能であり、例えば３００ｎｍに設定される。さらに、複数のポア１４ａのピッチは所要の記録密度になるように設定され、ポア１４ａの径より若干大きい値から５００ｍｎ程度まで制御可能である。ポア１４ａのピッチは以下の（式１）によって求められる。
【００１８】
ポアのピッチ（ｎｍ）＝陽極酸化時の直流電圧（Ｖ）×    ２．５・・・（式１）
続いて、ポア１４ａが設けられたアルマイト層１４を希釈燐酸などに浸漬させてアルマイト層１４をライトエッチングすることにより、ポア１４ａの径を拡大化して所要の大きさになるように調整する。
【００１９】
なお、上記したように陽極酸化によってポアが設けられるのであれば、Ａｌ層に他の元素が混在する合金層（Ａｌを主成分とする金属層）を使用してもよいし、あるいはＡｌ層１２の代わりに他の金属層を使用してもよい。
【００２０】
次いで、図３（ａ）に示すように、アルマイト層１４の下側に残ったＡｌ膜１２をめっき給電層に利用する電解めっき法により、アルマイト層１４の複数のポア１４ａ内に記録用の磁性体１６を充填する。磁性体１６としては、コバルト（Ｃｏ）が好適に使用され、その膜厚（高さ）は２００ｎｍ程度（ポア１４ａの深さ：３００ｎｍの場合）に設定される。このように、本実施形態では、磁性体１６をポア１４ａの上部まで充填せずに、ポア１４ａの上側部が空洞になるようにポア１４ａの途中の高さまで充填する。また、このとき同時に、ピット１４ｂにも同じ磁性体が充填されるが、ピット１４ｂはポア１４ａよりも径がかなり大きいことから電解めっき時の電気抵抗が小さくなるので、ピット１４ｂ部分への磁性体のめっきレートがはやくなる。このため、ピット１４ｂでは、その上面から記録材料が溢れてアルマイト層１４の表面から数μｍ程度で上側に突出する突起状磁性体１６ａが必然的に形成される。
【００２１】
磁性体１６（Ｃｏ）を形成するための電解めっき条件の好適な一例としては、めっき液組成（５％ＣｏＳＯ4・７Ｈ2Ｏ＋２％Ｈ3ＢＯ3）、ｐＨ：６．０、電圧：１５Ｖ（５０Ｈｚ）、処理温度：２３℃の条件が採用される。
【００２２】
続いて、図３（ｂ）に示すように、ポア１４ａ内に磁性体１６が形成されたアルマイト層１４の表面に水蒸気を吹きかけるか、あるいは湯で煮沸処理することにより、アルマイト層１４の表層部に封孔処理を施す。これにより、アルマイト層１４の表面にアルミナからなる封孔層１８が形成されてポア１４ａが封孔される。ピット１４ｂ部では突起状磁性体１６ａが上側に突出しているので、ピット１４ｂ部では封孔されずに突起状磁性体１６ａが露出したままとなり、ポア１４ａが設けられた領域のみに自己整合的に封孔層１８が形成される。
【００２３】
次いで、図３（ｃ）に示すように、電解研磨によりピット１４ｂ内の突起状磁性体１６ａを研磨する。電解研磨の好適の条件の一例としては、電解液（燐酸：５０％、硫酸：５０％）、処理温度：６５℃、電流密度：０．１Ａ／ｃｍ2の条件が採用される。これにより、ピット１４ｂ内の突起状磁性体１６ａが除去されてピット１４ｂ内が空洞になる。このとき、ポア１４ａに充填された磁性体１６は、電解研磨のブロック膜となる絶縁性の封孔層１８（アルミナ）によって保護されるので、突起状磁性体１６ａを電解研磨する際にポア１４ａ内の磁性体１６が剥がれたり、メディア表面に傷がついたりする不具合は発生しなくなる。
【００２４】
続いて、図４（ａ）に示すように、ＣＭＰ法により封止層１８をポア１４ａ内の磁性体１６の上面が露出するまで研磨する。これにより、ポア１４ａ内の磁性体１６の上面とアルマイト層１４の上面とが同一面となって平坦化される。
【００２５】
その後に、図４（ｂ）に示すように、磁性体１６及びアルマイト層１４を被覆するＤＬＣ（Diamond Like Carbon）などからなる膜厚が例えば５ｎｍの保護層２０を形成した後に、その保護層２０上に膜厚が例えば４ｎｍの潤滑層２０を形成する。
【００２６】
以上により、本実施形態の磁気記録媒体１が得られる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、まず、基板１０上にＡｌ層１２が形成された後に、Ａｌ層１２が陽極酸化されて内部に複数のポア１４ａが設けられたアルマイト層１４が形成される。このとき、アルマイト層１４にはポア１４ａの形成と同時にピット（欠陥）１４ｂが形成される。次いで、電解めっきにより、ポア１４ａ及びピット１４ｂに磁性体１６が形成される。このとき、ピット１４ｂの径がポア１４ｂの径よりかなり大きいので、ピット１４ｂには突起状磁性体１６ａが形成される。
【００２８】
続いて、ポア１４ａ内の磁性体１６の上に封孔層１８が自己整合的に形成されてポア１４ａが封孔処理される。
【００２９】
次いで、ピット１４ｂ内の突起状磁性体１６ａが電解研磨によって除去される。このとき、絶縁性の封孔層１８が電解研磨時のブロック膜として機能するので、電解研磨によって突起状磁性体１６ａが除去される際に、ポア１４ａ内の磁性体１６が剥がれたり、メディア表面が傷ついたりする不具合は発生しなくなる。
【００３０】
さらに、封孔層１８がＣＭＰによって除去された後に、磁性体１６を被覆する保護層２０と潤滑層２２が順次形成される。
【００３１】
このように、本実施形態の磁気記録媒体の製造方法では、ポア１４ａが設けられたアルマイト層１４を形成する際にピット１４ｂ（欠陥）が同時に発生するとしても不具合が発生しないように工夫されている。すなわち、アルマイト層１４のピット１４ｂに形成される突起状磁性体１６ａを電解研磨する際に、アルマイト層１４のポア１４ａ内の磁性体１６は自己整合的に形成された封孔層１８によって電解研磨からブロックされるようにしたので、アルマイト層１４内に規則的に配置される所要の磁性体１６を容易に得ることができる。これにより、高密度で信頼性（耐環境性）に優れたナノ構造垂直パターンドメディアを高歩留りで製造することができる。
【００３２】
本実施形態に係る磁気記録媒体１では、非磁性材料であるアルマイト層１４が隔壁となり、そのアルマイト層１４に規則配列された複数のピット１４ａの中に柱状の磁性体１６が設けられて記録層が構成される。複数のピット１４ａ内のそれぞれの磁性体１６（磁性ドット）の磁化の向きで０／１デジタル信号を記録することができる。このように、各ビットが物理的に独立しているため、長手記録方式において問題になる磁化転移に基づくノイズの発生が防止されると共に、１ドットの微小化が容易であるので超高密度な磁気記録を行うことができる。
【００３３】
図５には、本実施形態に係る磁気記録媒体を磁気ディスクに利用した磁気記録装置が示されている。図５に示すように、磁気記録装置４５は、本実施形態の製造方法で得られる磁気ディスク４６と、ＭＲヘッド（磁気ヘッド）を備えたスライダー４７と、スライダー４７を支持するスプリングアーム４８とを備えている。
【００３４】
（付記１）  基板上に陽極酸化が可能な金属層を形成する工程と、
前記金属層を前記陽極酸化することにより、ポア及び該ポアより径が大きなピットが内部に立設された金属酸化層を形成する工程と、
前記ポアの中に磁性体を形成すると共に、前記ピットに内部から上側に突出する突起状磁性体を形成する工程と、
前記ポアを封孔する封孔層を形成する工程と、
前記封孔層をブロック層として利用して前記突起状磁性体を研磨する工程と、
前記封孔層を除去して、前記ポア内の磁性体を露出させる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。
【００３５】
（付記２）  前記ポアの中に磁性体を形成すると共に、前記ピットに内部から上側に突出する突起状磁性体を形成する工程において、前記磁性体を前記ポアの高さ方向の途中まで充填することを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００３６】
（付記３）  前記ポア内の磁性体を露出させる工程の後に、
前記ピット内の磁性体を被覆する保護層を形成する工程と、
前記保護層の上に潤滑層を形成する工程とをさらに有することを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００３７】
（付記４）  前記封孔層を形成する工程において、前記ポアが設けられた金属酸化層の表面に、水蒸気を吹きかけるか、あるいは煮沸処理することにより前記封孔層を形成することを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００３８】
（付記５）  前記金属層はアルミニウムを主成分とする金属層であり、前記金属酸化層はアルマイト層であることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００３９】
（付記６）  前記突起状磁性体を研磨する工程において電解研磨が使用され、かつ、前記封孔層は絶縁層からなることを特徴とする付記１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００４０】
（付記７）  前記磁性体はコバルトからなることを特徴とする付記１又２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【００４１】
（付記８）  付記１乃至７のいずれか一項に記載の製造方法で製造された磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に書き込まれた磁気記録情報を書き込み又は読み込みするための磁気ヘッドとを有することを特徴とする磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）はパターンドメディアの製造方法における問題点を説明する断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法を示す断面図（一部平面図）（その１）である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態の磁気記録媒体の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図５】図５は本発明の実施形態の磁気記録媒体を磁気ディスクに利用した磁気記録装置の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…磁気記録媒体、１０…基板、１２…アルミニウム層、１４…アルマイト層、１４ａ…ポア（細孔）、１４ｂ…ピット（欠陥）、１６…磁性体、１６ａ…突起状磁性体、１８…封孔層、２０…保護層、２２…潤滑層。
【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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