(57)【要約】 【課題】磁性粒子の粒径分散を抑制して、良好な記録再生特性を有し、高密度記録を可能とする垂直磁気記録媒体を提供する。【解決手段】実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、基板、基板上に形成された下地層、下地層の上に形成された膜面垂直方向を磁化容易軸とする磁気記録層を有する。下地層は、１ｎｍないし２０ｎｍの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ。磁気記録層は、下地層の凸部表面から先が広がるように各々形成された複数の磁気粒子を含み、少なくとも凸部側の磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、
該基板上に形成され、１ｎｍないし２０ｎｍの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ下地層、及び
該下地層の凸部表面から先が広がるように各々形成された複数の磁気粒子を含み、膜面垂直方向を磁化容易軸とし、少なくとも凸部側の磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記複数の磁気粒子の先端が互いに接触し、かつ凸部側の磁気粒子が膜厚方向に１／３以上分離されている請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記凸部のピッチの分散は２０％以下である請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記凸部は、半円状及び台形のうち１つの断面形状を有する請求項１ないし３のいずれ
か１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記アモルファス磁気記録層は、希土類元素−遷移金属合金を用いて形成され、前記希土類元素はサマリウム、ガドリニウム、テルビウム、及びジスプロシウムからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記遷移金属合金は、鉄及びコバルトのうち少なくとも一方である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記アモルファス磁気記録層は、テルビウム−コバルト合金からなる請求項５に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記アモルファス磁気記録層は、白金、金、銀、インジウム、クロム、チタン、ケイ素、及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種からなる添加元素をさらに含む請求項５または６に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記添加元素の添加量は３０ａｔ％以下である請求項７に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記凸部をもつ下地層は、炭素、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、及び鉄、その合金、及びその化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１ないし８のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記アモルファス磁気記録層は、３ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有する請求項１ないし９のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記凸部は、３ｎｍ〜２０ｎｍの高さを有する請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記凸部は、４ｎｍ〜２０ｎｍのピッチで配列されている請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記凸部をもつ下地層と前記アモルファス磁気記録層との間に、酸化防止層をさらに含む請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記酸化防止層は、アモルファス構造を有する請求項１３に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記酸化防止層は、チタン、タンタル、ハフニウム、ニオブ、及びジルコニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属と、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ロジウム、パラジウム、及びイリジウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属とを含む請求項１３または１４に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１６】
前記酸化防止層は、１ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有する請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１７】
下記式（１）で表される保磁力Ｈｃ付近における磁化曲線の傾きαは５未満である請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
α＝４πｄＭ／ｄＨ｜Ｈ＝Ｈｃ…（１）
なお、上記式中、Ｍは磁化、Ｈは磁界、Ｈｃは保磁力を各々表す。
【請求項１８】
基板上に加工用下地層を形成し、
該加工用下地上に微粒子分散液を塗布して単層の該微粒子層を形成し、
該微粒子を介して該加工用下地をエッチングすることにより、該凸部を有する下地層を形成し、
該凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１９】
基板上に、粒子と粒界からなる共晶構造を有する金属化合物をもちいて加工用下地層を形成し、
前記共晶構造の粒子を残すようにエッチングし、凸部を有する下地層を形成し、
該凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２０】
前記凸部のピッチの分散は２０％以下である請求項１８または１９に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２１】
前記凸部は、半円状及び台形のうち１つの断面形状を有する請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２２】
前記アモルファス磁気記録層は、希土類元素−遷移金属合金を用いて形成され、前記希土類元素はサマリウム、ガドリニウム、テルビウム、及びジスプロシウムからなる群から選択される少なくとも１種であり、前記遷移金属合金は、鉄及びコバルトのうち少なくとも一方である請求項１８ないし２１のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２３】
前記アモルファス磁気記録層は、テルビウム−コバルト合金からなる請求項２２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２４】
前記アモルファス磁気記録層は、白金、金、銀、インジウム、クロム、チタン、ケイ素、及びアルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種である添加元素をさらに含む請求項２２または２３に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２５】
前記添加元素の添加量は３０ａｔ％以下である請求項２４に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２６】
前記凸部をもつ下地層は、炭素、ケイ素、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、インジウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、及び鉄、その合金、及びその化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１８ないし２５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２７】
前記アモルファス磁気記録層は、３ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有する請求項１８ないし２６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２８】
前記凸部は、３ｎｍ〜２０ｎｍの高さを有する請求項１８ないし２７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２９】
前記凸部は、４ｎｍ〜２０ｎｍのピッチで配列されている請求項１８ないし２８のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３０】
前記凸部表面に前記アモルファス磁気記録層を堆積させる前に、前記凸部をもつ下地層上に酸化防止層を形成する工程をさらに含む請求項１８ないし２９のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３１】
前記酸化防止層は、アモルファス構造を有する請求項３０に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３２】
前記酸化防止層は、チタン、タンタル、ハフニウム、ニオブ、及びジルコニウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属と、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、モリブデン、ロジウム、パラジウム、及びイリジウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属とを含む請求項３０または３１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３３】
酸化防止層は、１ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有する請求項３０ないし３２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３４】
下記式（１）で表される保磁力Ｈｃ付近における磁化曲線の傾きαは５未満である請求項１８ないし３３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
α＝４πｄＭ／ｄＨ｜Ｈ＝Ｈｃ…（１）
なお、上記式中、Ｍは磁化、Ｈは磁界、Ｈｃは保磁力を各々表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録方式が使われている現在の磁気記録媒体において、記録層の垂直配向性と、磁性体粒子の孤立の両立は必須である。従来技術においては、酸化物（ＳｉＯｘ、ＴｉＯｘ、ＡｌＯｘ等）のマトリックス中に垂直配向した強磁性体（ＣｏＰｔ合金、ＦｅＰｔ合金、ＣｏＰｄ合金等）粒子を配置するグラニュラ構造が採用されている。しかし、高密度化に伴う１ビット当たりの粒子数の減少のため、磁性体粒子の粒径分散が問題になっている。この粒径分散は主に下地層の凹凸、結晶粒サイズからきており、様々な試みがされているにも関わらず、分散を減らすことができないのが現状である。その理由は、ＲｕやＭｇＯ等の特定の材料でしかグラニュラ構造と結晶的な異方性を同時に満足させることができないのと、記録層自体も結晶性であり、独自の粒成長が起こるためである。それに対し、アモルファス磁気記録層は、下地層によらず垂直配向が可能であり、独自の粒成長をしないがゆえの下地層形状のトレースが容易である。アモルファス材料を磁気記録層に用いれば、下地層材料にとらわれず、粒径分散の少ない構造を作ることが期待できる。
【０００３】
例えば、アモルファス材料をＴｂＦｅＣｏとした場合、ＡｌやＴｉＮ等の微細凹凸構造を持つような材料を下地層に持ってくることで、記録層であるＴｂＦｅＣｏの磁壁をピンする構造を持つ磁気記録媒体が作製可能である。
【０００４】
また、炭素クラスタを持つマトリクスをプラズマエッチングすることにより凹凸（０．５ｎｍ〜３ｎｍ）を形成し、その上にアモルファス記録層を形成し、下地層の凹凸により磁壁をピンする磁気記録媒体や、ＦｅＰｔグラニュラ層上にＴｂＦｅＣｏアモルファス記録層を形成し、アモルファス記録層の磁壁移動をグラニュラ層が抑制する磁気記録媒体などがある。
【０００５】
しかし、一般的にそれらの微細な凹凸及びグラニュラ層では、高密度の記録を行った際に磁区を固定することが困難であることから、磁気記録媒体への適用は難しいとされてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７９４９９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９１７７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊ．Ｓａｔｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ４７  （２００８）  １５２
【非特許文献２】Ｍ．  Ｔ．  Ｒａｈｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｍａｇｎ．  Ｍａｇｎ．  Ｍａｔｅｒ．  ３０３  （２００６）  ｅ１１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁性粒子の粒径分散を抑
制して、良好な記録再生特性を有し、高密度記録を可能とする垂直磁気記録媒体を提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、基板、該基板上に形成され、１ｎｍないし２０ｎｍの距離をおいて
配列された複数の凸部をもつ下地層、及び該下地層の凸部表面から先が広がるように各々
形成された複数の磁気粒子を含み、膜面垂直方向を磁化容易軸とし、少なくとも凸部側の
磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層を具備することを特徴とする垂直磁気
記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図である。
【図２】下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。
【図３】下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。
【図４】下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図である。
【図５】下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。
【図６】下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。
【図７】下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。
【図８】下地層の凸部の形状の例を表す断面図である。
【図９Ａ】実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。
【図９Ｂ】実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。
【図９Ｃ】実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。
【図９Ｄ】実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。
【図９Ｅ】実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図である。
【図１０】実施形態にかかる垂直磁気記録媒体のされた磁化曲線を表すグラフ図である。
【図１１Ａ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。
【図１１Ｂ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。
【図１１Ｃ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。
【図１１Ｄ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図である。
【図１２Ａ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【図１２Ｂ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【図１２Ｃ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【図１２Ｄ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【図１２Ｅ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【図１２Ｆ】実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
第１の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体は、基板、基板上に形成された下地層、下地層の上に形成された膜面垂直方向を磁化容易軸とする磁気記録層を有する。
【００１３】
下地層は、１ｎｍないし２０ｎｍの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ。
【００１４】
磁気記録層は、下地層の凸部表面から先が広がるように各々形成された複数の磁気粒子を含み、少なくとも凸部側の磁気粒子が分離されているアモルファス磁気記録層である。  実施形態によれば、基板上に所定の距離をおいて配列された凸部を形成し、その上にアモルファス記録層を堆積させた構造を持つ磁気記録媒体が得られる。アモルファス記録層は、凸部に従った柱状構造をとり、その形状は凸部表面から先が広がるように堆積され、さらに、最表層では連続し得る。このような構造を持つ磁気記録媒体は、通常のアモルファス記録層のような磁壁移動型の磁化反転モードではなく、グラニュラ構造のような一斉回転型の磁化反転モードを持つ。磁壁は空隙によってピンされ安定化するため、高密度記録用の磁気記録媒体としての使用が可能になる。
【００１５】
また、第２の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法は、第１の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造工程の一例であって、基板上に加工用下地層を形成し、
加工用下地上に微粒子分散液を塗布して単層の該微粒子層を形成し、微粒子を介して加工用下地をエッチングすることにより、凸部を有する下地層を形成し、凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む。
【００１６】
さらに、第３の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法は、第１の実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の製造工程の他の一例であって、基板上に、粒子と粒界からなる共晶構造を有する金属化合物をもちいて加工用下地層を形成し、共晶構造の粒子を残すようにエッチングし、凸部を有する下地層を形成し、凸部表面にアモルファス磁気記録層を堆積させることを含む。
【００１７】
また、他の実施形態にかかる磁気記録媒体によれば、第１の実施形態に係る磁気記録媒体において、凸部を有する下地層とアモルファス磁気記録層との間に酸化防止層を設けることができる。
【００１８】
さらにまた、他の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法よれば、第２及び第３の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法において、アモルファス磁気記録層を堆積させる前に、酸化防止層形成する工程をさらに含むことができる。
【００１９】
アモルファス材料はスパッタリングの際に凹凸のトレースがしやすいという利点がある。しかし、多くのアモルファス磁性材料は希土類を含むため、酸化する傾向がある。例えば、凸部を有する下地層ＳｉＯ２上にＴｂＦｅＣｏのようなアモルファス磁性材料を積層させると、ＴｂがＳｉＯ２から酸素原子を奪って酸化しやすく、静磁気特性が変化する場合がある。これは、ＳｉＯ２をＳｉＮｘのような非酸化物に変えることで防ぐことができる。
【００２０】
また、凸部を有する下地層が加工プロセス中に酸化物や水酸基を持つ場合、同様の磁気特性の変化が起こる恐れがある。このような場合にも凸部を有する下地層とアモルファス磁気記録層の間に酸化防止層を挟むことができる。酸化防止層には種々の材料が使用できるが、例えば結晶性のＰｄを用いた場合、結晶粒が生じ、凹凸下地の形を記録層にトレースすることが困難となる傾向がある。このため、酸化防止層として、アモルファス材料を用いることができる。酸化防止層も磁気記録層と同様のアモルファス材料とすることで、酸化を防ぎつつ下地形状をトレースすることができる。このような酸化防止層と磁気記録層をもつ媒体は、粒子径分散が低いことによるジッタノイズ低減が可能であり、環境安定性も兼ね備えることができる。
【００２１】
＜アモルファス記録層材料＞
アモルファス磁気記録層は、アモルファス希土類元素・遷移金属（Ｒ−ＴＭ）合金と添加元素を用いて形成することができる。
【００２２】
希土類元素としては、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙのいずれかをもちいることができる。
【００２３】
遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等を使用することができる。
【００２４】
添加元素としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌを含有すること
ができる。
【００２５】
具体的にはＧｄ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｃｏ等の合金がある。
【００２６】
希土類が軽希土類（Ｎｄ等）の場合、遷移金属と平行な磁化を持つため強磁性体になる。希土類が重希土類（Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ）の場合、遷移金属と反対向きの磁化を持つためフェリ磁性体となる。フェリ磁性体を用いる方が、飽和磁化Ｍｓが低下するため、保磁力Ｈｃを高くすることができる。また、遷移金属にはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉが挙げられるが、Ｎｉの場合はキュリー温度Ｔｃが室温以下になる傾向がある。
【００２７】
これらの合金に対し、ＣｒやＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｉｎ等の酸化しやすい材料を少量混合することで、磁性材料の酸化を抑制することが可能である。また、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ等の貴金属を少量混合しても、酸化抑制効果が得られる。上記のような添加物は、好ましくは組成比で全元素の３０％まで、さらに好ましくは１０％まで混合することができる。添加物が多すぎる場合、飽和磁化Ｍｓの低下や、垂直磁気異方性Ｋｕの低下をまねく傾向がある。
【００２８】
実施形態では、ＴｂＣｏ合金を使用することができる。
【００２９】
ＴｂＣｏ合金の中でも、比較的酸化しやすいＦｅは用いず、Ｔｂを補償組成より少なくして遷移金属の組成比を多くしたＴｂＣｏＣｒを使用することができる。
【００３０】
アモルファス記録層は、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下の膜厚で堆積させることができる。３ｎｍ以下では初期層の影響により有効な垂直磁化膜が得られなくなり、磁気的な記録体積が不足する傾向がある。３０ｎｍを越えると、磁化反転に必要なヘッド磁界が不足する傾向がある。
【００３１】
＜アモルファス記録層の形状＞
図１に、実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を模式的に表す断面図を示す。
【００３２】
アモルファス記録層５は、基板１上に設けられた下地層２上に堆積され、図１のような柱状の構造を持つ。下地層２の凸部３によって記録層５は互いに分断された状態で堆積され始めるが、膜厚が増すにつれて磁性粒子のサイズが肥大し、空隙４の領域が狭くなり、最終的には磁性粒子同士は結合する傾向がある。磁性粒子同士は、最表層の領域で結合していてもよいし、結合しないまま柱状成長してもよい。しかし、例えば膜厚２０ｎｍのうち最下層２ｎｍのみが分断されており、それ以降の部分では一様なアモルファス膜であるような場合、実施形態の効果が得にくくなる。互いに分離された領域は、少なくとも膜厚の１／３以上にすることが好ましい。この分離の状態は、断面ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）のような方法で観察することができる。
【００３３】
例えば、ＴｂＣｏＣｒを下地層上に成長させたときは、膜厚３０ｎｍ程度の部分までは下地層の構造が保たれるが、それ以上では互いに結合した複数の粒子からなる柱状構造となる。そのため、３０ｎｍ以下の膜厚で記録層を構成することが好ましい。
【００３４】
なお、図１の実施形態のアモルファス記録層５のように、下地層２の上にあってその全てあるいは一部が孤立されたような状態の磁性層を「磁性粒子」と表現することがある。磁性粒子は、グラニュラ構造の粒部分を指すときにも使われる。テンプレートに使われる微粒子とは異なるものである。
【００３５】
＜アモルファス記録層の磁気特性＞
実施形態の磁気記録媒体は、磁化回転型の磁気特性を示すことができる。磁気特性は振動試料型磁力計（ＶＳＭ）やＫｅｒｒ効果測定装置にて測定することができる。
【００３６】
垂直磁気記録層の保磁力Ｈｃは、２ｋＯｅ以上にすることができる。保磁力Ｈｃが２ｋＯｅ未満であると、高い面記録密度を得にくい傾向がある。
【００３７】
垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．９以上にすることができる。ここで言う垂直角型比とは、飽和磁化Ｍｓで残留磁化Ｍｒを割ったものである。垂直角型比が０．９未満であると、結晶配向が悪化している可能性があるか，部分的に熱安定性が低下した構造が形成されている可能性がある。
【００３８】
Ｈｃ付近における磁化曲線の接線と負の飽和値との交点の磁界を核生成磁界Ｈｎとすると，ＨｎはＨｃより小さくなるが，再生出力，熱揺らぎ耐性，隣接トラック記録時の情
消去耐性などの観点からはなるべく大きい方が好ましい。しかしながら，Ｈｎを大きくすると言うことは，Ｈｃ付近における磁化曲線の傾きαを大きくするということになり、Ｓ／Ｎ比が低下する傾向があり好ましくない。
【００３９】
一般に、保磁力Ｈｃ付近における磁化曲線の傾きαは，次の式（１）のように表記され
る。
【００４０】
α＝４πｄＭ／ｄＨ｜Ｈ＝Ｈｃ…（１）
ここで，Ｍは磁化、Ｈは外部磁界を示す。現在実用化されているグラニュラ型の垂直磁気記録媒体では，多少粒子間結合を強めた方が総合的に良好な記録再生特性が得られるため，αは２前後となっている。しかしながら，基本的には粒子間結合が弱い方が高い線記
録密度で高いＳ／Ｎ比が得られる傾向があり，グラニュラ型の垂直磁気記録媒体では，αが３よりも大きくなるような強い粒子間結合は好ましくない。αが５以上ともなると，磁性粒子はそれぞれ独立した磁化反転ではなく，隣接する粒子の反転に引っ張られて反転する傾向が強くなる。
【００４１】
＜酸化防止層＞
凹凸下地とアモルファス記録層の間に、さらに酸化防止層を設けることができる。酸化防止層とは、凹凸下地作製の際の表面の汚れが反応しやすいアモルファス記録層へと移動するのを防ぐ役割を果たす。このような表面の汚れとしては、例えば酸素や酸化物、水酸化物等、まれに窒化物、塩化物、フッ化物等があげられる。そのため、単体では記録層と反応しない材料を使用することが好ましい。具体的には、ＰｄやＲｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ等の貴金属、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗ等の遷移金属が挙げられる。さらに、形状のトレース性を高めるため、酸化防止層の材料は結晶粒を持たないことが好ましい。上記に挙げた材料は、数ｎｍのオーダーの厚みで堆積した時にはそれほど大きな結晶粒を持つことはないが、１０ｎｍ程度の厚みでは既に５〜６ｎｍ径の結晶粒を持つものもあらわれる。膜の結晶粒は凹凸下地の形と１対１ではないため、酸化防止層の結晶粒に沿ってアモルファス記録層が成長してしまう傾向がある。この問題を解決するため、酸化防止層を厚くする場合、材料をアモルファスにするのが好ましい。例えば、Ｎｉ−Ｔａ、Ｃｒ−Ｔｉ、Ｚｒ−Ｆｅ等は代表的なアモルファス材料である。Ｔｉ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒからなる第１の金属群から選択される少なくとも１種の金属と、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒからなる第２の金属群から選択される少なくとも１種の金属との組み合わせをスパッタリングすることにより、アモルファス膜を得ることができる。凹凸下地との形状の対比は平面／断面のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＴＥＭによる観察で確認することができる。
【００４２】
アモルファス材料は磁性を持たないものが好ましい。もし磁性があると、酸化によりアモルファス材料の磁気特性が変化する傾向があり、ひいては連続的に成長される記録層の磁気特性につながるためである。
【００４３】
酸化防止層の膜厚は、酸化防止の観点から厚い方が好ましい。例えば、酸化防止層が１ｎｍ未満であれば、膜が連続的に堆積せず、酸化を防ぐ効果が低下する傾向がある。しかし、厚すぎる場合、凹凸形状が平坦化される傾向がある。例えば、酸化防止層が３０ｎｍを超える場合、膜は連続的になり、アモルファス記録層は磁壁移動型の磁気特性になる。以上の理由より、酸化防止層は１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の範囲が好ましい。
【００４４】
＜下地層の形状＞
図２ないし図４に、下地層の凸部の配列パターンを上から見た様子を模式的に表す図を示す。
【００４５】
下地層の凸部３の配列パターンは、規則的であることが好ましい。例えば、下地層の凸部３の配列パターンを上から見た場合、図２のように、４〜２０ｎｍのピッチで最密配列された円形（あるいは多角形）パターンや、図３のように、同様のピッチで正方配列したパターンが好ましい。
【００４６】
配列ピッチが２０ｎｍよりも広いと、磁気記録媒体の記録密度が下がる傾向がある。また、４ｎｍ未満であると、熱揺らぎの効果で記録が消失する傾向がある。
【００４７】
なお、ここで配列パターンにおける凸部のピッチは、凸部の中心間の距離で表される。これらのパターンは、図４のように例えば境界線１０１，１０２で囲まれた領域のような数１００ｎｍ以上のドメインすなわち規則配列したパターンの集合体をもっていてもよく、配列も完全に最密配列である必要はない。
【００４８】
凸部配列の溝の深さは、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましい。溝の深さが３ｎｍ未満の場合、スパッタリングされた原子が溝部分にも入り込み、成長した磁性粒子の孤立性を妨げる。３０ｎｍを越えると、軟磁性裏打ち層との距離が開きすぎてしまい、記録密度の低下を招く傾向がある。
【００４９】
また、下地層は１ｎｍないし２０ｎｍの距離をおいて配列された複数の凸部をもつ。これは、凸部間の溝の距離が１ｎｍないし２０ｎｍであることを意味する。
【００５０】
凸部間の溝の距離が１ｎｍ未満の場合、堆積された磁性膜は溝で分断されることなく左右に支えられ、連続的に成膜される傾向がある。このため、３ｎｍ未満の深さ、１ｎｍ未満の幅の溝を持つパターンでは、実質的に平坦な基板と同じとなる傾向がある。
【００５１】
図５ないし図８に、下地層の凸部の形状の例を表す断面図を各々示す。
【００５２】
凹凸の形状として、例えば図５に示すような半円状２１、図６に示すような台形２２、図７に示すような筒型２３、及び図８に示すようなＶ字溝２４などがあげられる。ただし、台形の場合、下地層の溝底部に平行な方向に対する台形の側面の角度θいわゆるテーパーが３０度未満になる場合、側面に垂直配向してしまい基板に対して垂直磁化膜ではなくなる傾向がある。
【００５３】
＜下地層の材料＞
下地層には、腐食性、耐久性を考慮した種々の材料を用いることができる。
【００５４】
下地層に使用される材料として、例えばＣ、Ｓｉ等の無機材料、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属材料、あるいはそれらの合金（ＣｒＴｉ、ＮｉＷ等）、酸化物・窒化物等があげられる。特に、Ｃ、Ａｌ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｐｔ、Ａｕ等の材料を用いると、凹凸の形成しやすさとアモルファス材料との親和性が良好となる傾向がある。
【００５５】
下地層とアモルファス磁性材料の間に、バッファ層を挟んでも良い。例えばＡｇなどの材料の上に直接ＴｂＦｅＣｏなどのアモルファス記録層を堆積させた場合、Ａｇが拡散し垂直磁化を消してしまうことがある。これに対し、バッファ層を設けると、下地層とアモルファス磁性層の反応を抑制することができる。また、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥプロセスにて加工したＡｕの上に直接ＴｂＦｅＣｏなどのアモルファス記録層を堆積させた場合、Ａｕ下地の表面がフッ素により汚染されるため、同様の反応が発生する。アモルファス磁性層を厚く積層すればこの問題は解決する可能性があるが、軟磁性裏打ち層との距離が延びると軟磁性裏打ち層との距離が開きすぎてしまい、記録密度の低下を招く傾向がある。
【００５６】
そのような場合、ＴａやＡｌ、ＮｉＴａ等のバッファ層材料を数ｎｍの厚さで形成することで、拡散を抑制し垂直磁化膜を得ることができる。
【００５７】
＜下地層の加工方法＞
下地層は様々な方法で加工することができる。
【００５８】
例えば、直径数ｎｍ〜数１０ｎｍの微粒子を基板に一様に配列させることで、凹凸のついた下地層とすることができる。粒径分散の少ない微粒子を用いることで、下地層の粒径分散も下げることができる。ジブロックコポリマー等の自己組織化材料、アルミナナノホールやメソポーラス材料等を使っても、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
陽極酸化アルミナをテンプレートに用いる場合、基板上に予めＡｌの薄膜を堆積させ、電極を作製した後、酸性溶液中で電界をかけることで規則的なナノホールを得ることができる。
【００６０】
メソポーラス材料については、メソポーラスシリカの例で説明する。ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）とトリブロックコポリマー、ＨＣｌ、エタノール、水を混合し、単層配列する濃度に希釈し、スピンコート法により基板上へ単層塗布する。ベークによりブロックコポリマーを除去することで、数ｎｍサイズの孔のあいた規則的なパターンを得ることができる。どちらも平面像は微粒子やジブロックコポリマー等と同様、凹凸は逆で参照符号３の部分が凹となる以外は図２と同様のパターンとなる。この凹部に電鋳やスパッタにより金属材料を埋め込み、エッチングプロセスにより凹凸を逆転させることが可能である。
【００６１】
また、ＡｌＳｉやＡｇＧｅ等の共晶構造を適用することもできる。共晶構造のままでは凹凸がないため、エッチングプロセスにより凹凸をつけてやる必要がある。
【００６２】
列挙した材料をＣ（カーボン）等の下地層材料を堆積させた基板に塗布し、ＲＩＥ等のエッチングプロセスで表面に凹凸をつけ、下地層とすることができる。基板に転写する場合、微粒子や有機材料を直接下地層に用いるよりも、硬度や密着性に優れる。
【００６３】
下地層のパターニングには、必要に応じて種々のドライエッチングプロセスを使うことができる。例えば、Ｃを使う場合、Ｏ２プラズマによるエッチングが好ましい。ＳｉやＧｅ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ等の場合、ハロゲンガス例えばＣＦ４、ＣＦ４／Ｏ２、ＣＨＦ３、ＳＦ６、Ｃｌ２等を使ったエッチングを用いることができる。また、Ｏ２やハロゲンでエッチングが難しい貴金属類については、希ガスを用いたイオンミリング等の手法が使われる。ハロゲンガスプロセスを用いた場合には、プロセス後に水で十分に洗浄する必要がある。
【００６４】
下地層のパターニングには、ドライエッチだけでなくウェットエッチも用いることができる。ウェットエッチを使うことで、一度に大量の基板の処理が可能となり、生産性が向上する。例えば、共晶構造のＳｉやＧｅの粒界を除去するには、フッ酸、あるいはアルカリエッチング液を用いることができる。
【００６５】
＜微粒子＞
下地層の加工に使用される微粒子の大きさは、粒径１ｎｍ〜数１０μｍ程度にすることができる。形状は多くが球形であるが、球形以外に、例えば四面体、直方体、八面体、三角柱、六角柱、円筒形等の形があげられる。規則的に配列させることを考えた場合、形の対称性を高くすることができる。微粒子は、塗布時の配列性を上げるため、粒径分散が小さいことが好ましい。例えば、ＨＤＤ媒体に用いる場合、粒径分散は好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。粒径分散が小さいと、ＨＤＤ媒体のジッタノイズを下げることができる。分散が２０％を超えると、ジッタノイズが増えるため媒体Ｓ／Ｎが低下する傾向がある。
【００６６】
微粒子の材料は、金属あるいは無機物、またはそれらの化合物が好ましい。具体的には、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等が挙げられる。また、これらの酸化物、窒化物、硼化物、炭化物、硫化物等も用いることができる。微粒子は結晶性、あるいはアモルファスのいずれを用いることもできる。例えば、Ｆｅの周囲にＦｅＯｘ（ｘ＝１〜１．５）で覆われた構造のように、コアシェル型の粒子でも良い。コアシェル型の場合、Ｆｅ３Ｏ４の周囲をＳｉＯ２が覆うような、組成の異なる材料でも良い。さらに、Ｃｏ／Ｆｅのような金属コアシェル型の表面が酸化され、Ｃｏ／Ｆｅ／ＦｅＯｘのような３層以上の構造となっても良い。主成分が上記に挙げたものであれば、例えばＦｅ５０Ｐｔ５０のように、ＰｔやＡｇ等の貴金属との化合物を使用することができる。
【００６７】
微粒子の配列は溶液系で行われるため、微粒子は保護基をつけた状態で、溶液に安定に分散した状態で用いられる。基板への塗布のため、溶媒沸点は好ましくは２００℃以下、さらに好ましくは１６０℃以下である。芳香族炭化水素、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、グリコールエーテル、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素などが挙げられる。沸点と塗布性の観点から、具体的には、ヘキサン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ジグライム、乳酸エチル、乳酸メチル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などが用いられる。微粒子はこれらの溶媒に分散された状態で、スピンコート法、ディップコート法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法等により、基板に単層で塗布される。
【００６８】
＜共晶＞
共晶構造は２種類以上の元素の蒸着やスパッタリングによって作製される。代表的なものは、Ａｌ−ＧｅやＡｇ−Ｇｅの共晶構造である。例えばＡｇがシリンダ状に配置されるＡｇ−Ｇｅを使えば、目的の凹凸構造が得られる。この時、ターゲットの組成比はＡｇ２０Ｇｅ８０〜Ａｇ５０Ｇｅ５０程度が好ましい。Ａｇ−Ｇｅを濃度１０％のフッ酸に数分間浸漬することで、Ｇｅを溶かしてＡｇのみを選択的に残すことができる。
【００６９】
＜埋め込み工程＞
実施形態の媒体は、埋め込みにより平坦化するプロセスを加えることができる。埋め込みには、埋め込み材料をターゲットとしたスパッタリング法が簡便なため使用されるが、他にもめっき、イオンビーム蒸着、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）等の方法を使用することもできる。ＣＶＤやＡＬＤを用いれば、高テーパーの磁気記録層の側壁に対し、高レートで成膜可能である。また、埋め込み成膜時に基板にバイアスをかけることで、高アスペクトのパターンでも隙間なく埋め込むことができる。ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）やＳＯＣ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｃａｒｂｏｎ）等の所謂レジストをスピンコートし、熱処理で硬化させる方法を用いることもできる。
【００７０】
埋め込み材料にはＳｉＯ２を用いることができるが、埋め込み材料はこれに限らず、硬度と平坦性の許す限りの材料を使用できる。例えば、ＮｉＴａやＮｉＮｂＴｉ等のアモルファス金属は平坦化し易く埋め込み材料として使用できる。Ｃを主成分とする材料例えばＣＮｘ、ＣＨｘ等を使用すると、硬度が高くなり、ＤＬＣとの密着性を良くすることができる。ＳｉＯ２やＳｉＮｘ、ＴｉＯｘ、ＴａＯｘ等の酸化物、窒化物も埋め込み材料として使用できる。上記化合物中、０＜ｘ≦３の範囲である。ただし、磁気記録層と接する際に磁気記録層と反応生成物を作る場合、埋め込み層と磁気記録層の間に保護層を１層挟むことができる。このような保護層としてＳｉ、Ｔｉ、Ｔａ等の保護層の非酸化物があげられる。
【００７１】
＜保護膜形成および後処理＞
カーボン保護膜は、凹凸へのカバレッジをよくするためにＣＶＤ法で成膜することができる。あるいは、スパッタ法または真空蒸着法により成膜することができる。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ３結合炭素を多く含むＤＬＣ膜が形成される。膜厚は２ｎｍ以下だとカバレッジが悪くなり、１０ｎｍ以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってＳＮＲが低下するので好ましくない。保護膜上に潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
【００７２】
＜軟磁性裏打ち層＞
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）は、垂直磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。
【００７３】
軟磁性裏打ち層には、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料を用いることができる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラ構造を有する材料を用いることもできる。
【００７４】
軟磁性裏打ち層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏ合金には８０ａｔ％以上のＣｏが含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により成膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。アモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。
【００７５】
軟磁性裏打ち層の下に、軟磁性裏打ち層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けることができる。このような下地層の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物があげられる。
【００７６】
スパイクノイズ防止のために軟磁性裏打ち層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挿入することで反強磁性結合させることができる。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させることができる。交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に磁性膜（たとえばＣｏ）または非磁性膜（たとえばＰｔ）を積層することができる。
【００７７】
実施例１
図９Ａないし図９Ｅに、実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法の一例を表す図を示す。
【００７８】
まず、図９Ａに示すように、ガラス基板１上にＣｏＺｒＮｂからなる厚さ５０ｎｍの軟磁性裏打ち層７、Ｃからなる厚さ２０ｎｍの加工用下地層２を成膜した。その上にアクリルモノマーと共にＰＧＭＥＡ溶媒中に分散された直径７ｎｍのＦｅＯｘ微粒子８をＦｅＯｘ微粒子８が単層になるように塗布し、ＦｅＯｘ微粒子８とその周囲に設けられたアクリル樹脂層９とを含むＦｅＯｘ微粒子塗布層１１を得た。微粒子８にはさらに保護基として分子量１０００のポリスチレンが付着しており、１０ｎｍピッチで基板１上へ配列した。配列後は図２のような六方最密パターンとなった。
【００７９】
図９Ｂに示すように、ドライエッチングにより、ＦｅＯｘ微粒子８をマスクとして微粒子８の周りのアクリル樹脂層９ごとＣ下地層２をエッチングし、基板１上に凸部からなるＣ下地層２を得た。この工程は、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ２ガスを使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ４０Ｗおよび４０Ｗとし、エッチング時間を４０秒として行われた。この工程により、Ｃ下地層２はエッチングされ、基板１と軟磁性層７の上に高さ１５ｎｍの凸部からなるＣ下地層２が形成された。
【００８０】
図９Ｃに示すように、ＦｅＯｘ微粒子８を基板１上から除去した。基板１を濃度１ｗｔ％の塩酸に１０分間浸漬することで、ＦｅＯｘ微粒子８は塩酸に溶解され、基板１上から除去された。基板１は純水により洗浄し、塩酸の残留による腐食を防いだ。
【００８１】
図９Ｄに示すように、アモルファス記録層を基板１上のＣ下地層２へ堆積させた。まず、図示しないバッファ層であるＴａを膜厚２ｎｍで堆積させ、その後、Ｔｂ１５Ｃｏ８１Ｃｒ４アモルファス記録層５を膜厚２０ｎｍで堆積させた。
【００８２】
図９Ｅに示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）によりＣ保護膜６を膜厚４ｎｍで記録層５上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで目的の磁気記録媒体２０が得られた。
【００８３】
このようにして得られた磁気記録媒体は、Ｋｅｒｒ効果測定装置により評価した。
【００８４】
図１０に、Ｋｅｒｒ効果測定装置により測定された磁化曲線を表すグラフ図を示す。
【００８５】
図中、実施例１の磁化曲線を１０３に示す。
【００８６】
図示するように、角型比１、Ｈｃが４ｋＯｅ，Ｈｎ＝２ｋＯｅ，Ｈｓ＝８ｋＯｅであることを確認した。また、保磁力Ｈｃ付近におけるループの傾きαは１．９となった。磁化曲線からは，磁壁移動型ではなく，磁気的に孤立した磁性粒子が磁化回転する反転モードと推定される。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。
【００８７】
比較例１
ＦｅＯｘ微粒子８を塗布する代わりにＡｌ層を２ｎｍの厚さで成膜する以外は、実施例１と同様の方法にて、磁気記録媒体を作製した。Ａｌ層のラフネスはＲｍａｘで３ｎｍ、Ｒａで０．３６ｎｍであった。ここで、Ｒｍａｘとは、１０μｍ角で原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使い、表面凹凸を測定した際の、凹凸の最大値である。Ｒａは、凹凸の絶対値の平均である。
【００８８】
Ａｌ上にＴｂ１５Ｃｏ８１Ｃｒ４を膜厚２０ｎｍで堆積させ、実施例１と同様にＣ保護膜を堆積した。このようにして得られた磁気記録媒体を、実施例１と同様にＫｅｒｒ効果測定装置により評価した。Ｋｅｒｒ効果測定装置により測定された磁化曲線を表すグラフ図を同様に図１０に示す。
【００８９】
図中、比較例１の磁化曲線を１０４に示す。
【００９０】
図示するように、実施例１と同様に角型比１、Ｈｃが４ｋＯｅであることを確認した。しかし、ＨｃにおけるＫｅｒｒループの傾きは非常に大きく磁壁移動による磁化反転であることが分かった。
【００９１】
この磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行ったところ、再生波形は確認されなかった。その理由は、Ａｌにより形成された表面凹凸では磁壁をピンする力に乏しく、記録が行えなかったためであると考えられる。
【００９２】
以上の結果より、実施形態の製法により作製された媒体は、磁気記録媒体として十分な性能を持つことがわかった。
【００９３】
実施例２
図１１Ａないし図１１Ｄに、実施形態にかかる磁気記録媒体の作製方法の他の一例を表す図を各々示す。
【００９４】
図１１Ａに示すように、ガラス基板１上にＣｏＺｒＮｂからなる厚さ５０ｎｍの軟磁性裏打ち層７、Ａｇ３０Ｇｅ７０からなる厚さ１０ｎｍの加工用下地層１４を成膜した。ＡｇＧｅ加工用下地層１４は共晶構造を持ち、８ｎｍのピッチでＡｇ粒子１２がＧｅ粒界１３中に配列した。
【００９５】
図１１Ｂに示すように、フッ酸によるウェットエッチングによりＧｅ粒界１３を除去し、基板にＡｇ粒子１２からなる凸部を形成した。濃度１％のフッ酸に１分間浸漬されることでＧｅは除去され、基板に１０ｎｍの高さの凸部が形成される。
【００９６】
図１１Ｃに示すように、アモルファス記録層を基板上へ堆積させる。まず、図示しないバッファ層であるＡｌを膜厚２ｎｍで堆積させ、その後、Ｔｂ２４Ｆｅ５２Ｃｏ２４層５を膜厚１５ｎｍで堆積させた。
【００９７】
図１１Ｄに示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）によりＣ保護膜６を膜厚４ｎｍで記録層上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで、磁気記録媒体３０が得られた。
【００９８】
このようにして得られた磁気記録媒体は、Ｋｅｒｒ効果測定装置により評価したところ、角型比１、Ｈｃが３ｋＯｅであることを確認した。また、ループの傾きαは２．５であった。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。
【００９９】
実施例３−１，３−２，３−３
下地層のＲＩＥ加工プロセスの条件を変え、凸部間の距離となる溝幅が５ｎｍ、２ｎｍ、１ｎｍ、０．５ｎｍのものを作製すること以外は、実施例１と同様の方法でアモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。
【０１００】
ここでは、媒体をＡＣ消磁した後マイナーループを測定し、磁気ドメインサイズを求めた。
【０１０１】
なお、磁気ドメインサイズとは、マイナーループから磁化反転体積を概算する手法である。粒子径９ｎｍのグラニュラ媒体で２０〜３０ｎｍ程度である。実際の磁性体粒子１個のサイズにはならないことが多いため、この数値がグラニュラと同じであることが重要である。その結果、溝幅が１ｎｍまではＭ−Ｈループが傾きをもったが、溝幅０．５ｎｍのものではドメインサイズを測定できなかった。０．５ｎｍのものでは磁壁移動型の磁気特性になったためである。
【０１０２】
さらに断面ＴＥＭを測定し、全膜厚に対しどの程度の割合で粒子が分断されているかを調べた。溝幅１ｎｍ以上のものは、下地層に沿って粒子が分断する様子がみられたが、溝
幅０．５ｎｍのものでは粒子は平坦な膜として成長した。
【表１】
2015130220.tif 000003
【０１０３】
以上の結果より、溝幅１ｎｍ以上、分断膜厚が全膜厚の３０％以上のもので、ドメインサイズが適当な値を持つ磁気記録媒体を得られることが判った。
【０１０４】
実施例４−１，４−２，４−３，４−４
下地層のＲＩＥ加工プロセスの条件を変え、下記表２の実施例４−１〜４−４のように、半円形、台形、筒形、及びＶ字溝のものを作製すること以外は、実施例１と同様の方法でアモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。断面ＴＥＭにより測定した溝幅と溝深さは以下の表２のとおりである。粒子の分断が十分に進んでいるかどうかはＶＳＭで磁化曲線の傾きαを測定することで判断した。α≧５は×、５＞α＞３は△、３≧αは○とした。全ての下地層で粒子の分断が確認できた。
【表２】
2015130220.tif 000004
【０１０５】
この結果より、実施例４の下地層を用いることで、目的のアモルファス記録層が得られることが判った。
【０１０６】
実施例５−１，５−２，５−３，５−４，５−５，５−６，５−７，５−８，５−９  実施例１と同様の方法で、アモルファス記録層を持つパターンド媒体を作製した。ただし、アモルファス記録層の材料を変え、表３に示すような組成のものとした。粒子の分断が十分に進んでいるかどうかはＶＳＭでループの傾きαを測定することで判断した。α≧５は×、５＞α＞３は△、３≧αは○とした。
【表３】
2015130220.tif 000005
【０１０７】
以上の結果より、アモルファス記録層に種々の材料を添加したものについても、所望の粒子分断された媒体を得ることができた。
【０１０８】
実施例６−１，６−２，６−３，６−４
実施形態のアモルファス記録層を種々の下地層の上に堆積させ、αを調べたものを表１に示す。アモルファス記録層は膜厚２０ｎｍのＴｂ１５Ｃｏ８１Ｃｒ４とし、膜厚２ｎｍのＴａバッファ層の上に堆積させた。保護層は６ｎｍのＣＮとした。
【０１０９】
実施例６−１、実施例６−２は、直径８ｎｍのＦｅ粒子をテンプレートとしてＣ下地層をエッチングし、粒子を剥離したものである。凹凸はそれぞれ５ｎｍと１０ｎｍである。実施例６−３はＡｌＳｉ共晶をスパッタリングにより１０ｎｍ堆積させ、Ａｌを残してＳｉのみをウェットエッチングにより除去したものである。実施例６−４は、Ａｕ微粒子を基板上に単層で塗布し、その上にアモルファス記録層を堆積させたものである。比較例として、下地層に加工を入れず、ＴａとＡｕをそれぞれ２ｎｍ堆積させたものを用意した。凹凸は、Ｒｍａｘでそれぞれ１．５ｎｍ、２ｎｍである。
【０１１０】
全てＫｅｒｒ効果測定装置によりＭ−Ｈループを測定し、傾きαを算出した。加工下地層を用いたものはαが小さく、全て５未満である。これは、磁化回転型の特性を示している。それに対し、非加工下地層の場合、αは全て５以上となり、磁壁移動型の特性を示した。
【表４】
2015130220.tif 000006
【０１１１】
実施例７
図１２Ａないし図１２Ｆに、実施形態に係る磁気記録媒体の作製方法のさらに他の一例を表す図を示す。
【０１１２】
まず、図１２Ａに示すように、ガラス基板１上にＣｏＺｒＮｂからなる厚さ５０ｎｍの軟磁性裏打ち層７、Ｃからなる厚さ２０ｎｍの加工用下地層２を成膜した。その上にアクリルモノマーと共にＰＧＭＥＡ溶媒中に分散された直径７ｎｍのＦｅＯｘ微粒子８をＦｅＯｘ微粒子８が単層になるように塗布し、ＦｅＯｘ微粒子８とその周囲に設けられたアクリル樹脂層９とを含むＦｅＯｘ微粒子塗布層１１を得た。微粒子８にはさらに保護基として分子量１０００のポリスチレンが付着しており、１０ｎｍピッチで基板１上へ配列した。配列後は図２のような六方最密パターンとなった。
【０１１３】
図１２Ｂに示すように、ドライエッチングにより、ＦｅＯｘ微粒子８をマスクとして微粒子８の周りのポリスチレンごとＣ下地層２をエッチングし、基板１上に凸部からなるＣ下地層２を得た。この工程は、例えば、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ２ガスを使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ４０Ｗおよび４０Ｗとし、エッチング時間を４０秒として行われた。この工程により、Ｃ下地層２はエッチングされ、基板１と軟磁性層７の上に高さ１５ｎｍの凸部からなるＣ下地層２が形成された。
【０１１４】
図１２Ｃに示すように、ＦｅＯｘ微粒子８を基板１上から除去した。基板１を濃度１ｗｔ％の塩酸に１０分間浸漬することで、ＦｅＯｘ微粒子８は塩酸に溶解され、基板１上から除去された。基板１は純水により洗浄し、塩酸の残留による腐食を防いだ。
【０１１５】
図１２Ｄに示すように、凹凸下地の酸化防止層１５として、アモルファスのＮｉ５０Ｔａ５０（以下、ＮｉＴａ）を１０ｎｍ、Ｃ下地層２の上に堆積させた。酸化防止層１５はＣ下地層２の凹凸形状をトレースしつつ、凹凸の隙間を埋めることなく堆積された。
【０１１６】
図１２Ｅに示すように、アモルファス記録層をＣ下地層２の上の酸化防止層１５上へ堆積させた。その後、Ｔｂ１５Ｃｏ８１Ｃｒ４アモルファス記録層５を膜厚２０ｎｍで堆積させた。
【０１１７】
図１２Ｆに示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）によりＣ保護膜６を膜厚４ｎｍで記録層５上へ堆積させ、図示しない潤滑剤を塗布することで目的の磁気記録媒体４０が得られた。
【０１１８】
このようにして得られた磁気記録媒体を、Ｋｅｒｒ効果測定装置により評価したところ、角型比１、Ｈｃが９ｋＯｅ、保磁力Ｈｃ付近におけるループの傾きαは２．５となった。磁化曲線からは，磁壁移動型ではなく，磁気的に孤立した磁性粒子が磁化回転する反転モードと推定される。磁気記録媒体をスピンスタンドへ組み込み、５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行ったところ、明確な再生波形を確認した。
【０１１９】
実施例８−１，８−２，８−３，８−４，８−５，８−６，８−７，８−８，８−９
実施例７と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、酸化防止層として、ＮｉＴａ（実施例７）、の他にＺｒ５０Ｍｏ５０（実施例８−１）、Ｔｉ７５Ｃｕ２５（実施例８−２）、Ｈｆ６０Ｎｉ４０（実施例８−３）、Ｎｂ４０Ｉｒ６０（実施例８−４）、Ｚｒ２５Ｒｈ７５（実施例８−５）、Ｐｄ２５Ｚｒ７５（実施例８−６）、Ｆｅ３０Ｚｒ７０（実施例８−７）、Ｃｏ３０Ｚｒ７０（実施例８−８）、Ｃｒ５０Ｔｉ５０（実施例８−９）を使用した。それぞれ５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行い、同一の記録再生ヘッドを用いて波形のＳＮＲを測定した。結果を表５に示す。評価結果は、１７ｄＢ以上を◎、１０ｄＢ以上を○、５ｄＢ以上を△、０ｄＢ未満を×とした。凹凸下地の上に成長させたアモルファス記録層は良好なＳｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ比を示し、特にアモルファス材料の酸化防止層を設けたもので良好な特性を示した。
【表５】
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【０１２０】
実施例９−１，９−２，９−３，９−４，９−５，９−６，９−７，９−８
実施例７と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、ＮｉＴａ膜厚を０．５ｎｍ（実施例９−１）、１ｎｍ（実施例９−２）、２ｎｍ（実施例９−３）、５ｎｍ（実施例９−４）、１０ｎｍ（実施例９−５）、２０ｎｍ（実施例９−６）、３０ｎｍ（実施例９−７）、５０ｎｍ（実施例９−８）へと変更した。それぞれ５００ｋＦＣＩの記録密度で書き込みを行い、同一の記録再生ヘッドを用いて波形のＳＮＲを測定した。結果を下記表６に示す。評価結果は、１７ｄＢ以上を◎、１０ｄＢ以上を○、５ｄＢ以上を△、０ｄＢ未満を×とした。アモルファス材料からなる酸化防止層を設けた媒体は良好なＳｉｇｎａｌ／Ｎｏｉｓｅ比を示し、特に酸化防止層の膜厚が１〜３０ｎｍのもので良好な特性を示した。
【表６】
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【０１２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…基板、２…下地層、３…凸部３…空隙、５…アモルファス記録層、６…保護層、７…軟磁性裏打ち層、８…微粒子、９…樹脂、１１…微粒子層、１２…粒子、１３…粒界、１４…共晶膜、１０，２０，３０，４０…垂直磁気記録媒体、
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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