(57)【要約】【課題】高密度記録のための記録媒体には、高温での熱処理が必要であり、記録媒体を製造時低コストの製造プロセスで、安定して形成することが難しいという課題を有していた。【解決手段】ディスク基板上に、少なくとも記録層を備え、前記記録層を形成した後にレーザ光スポットを照射することにより、記録層の結晶化と配向性を促進し、安定した結晶構造を有する構成の光磁気記録媒体とその製造方法を提供する。  記録層の垂直磁気異方性を大きく、安定した膜構造を形成できることより、マーク長を小さくした場合にも記録磁区を安定化させることができ、再生信号振幅を低下させることなく、記録密度を大幅に向上できる。また、繰り返し書き換えを行った場合にも安定した記録再生特性が得られ、信号特性に優れた磁気記録媒体、及び、その製造方法、媒体への情報の記録・再生方法が実現できる。【選択図】図１
2008071455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上方に形成された硬磁性ナノ粒子よりなる記録層とを有し、
前記硬磁性ナノ粒子は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅ及びＧｄＦｅの群のうち、いずれか１つの合金を主成分とし、
光照射により、前記硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸が前記基板に対して略垂直方向に配向されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
基板と、前記基板の上方に形成された微細構造を有する記録層を有し、
前記記録層は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅ及びＧｄＦｅの群のうち、いずれか１つの合金を主成分とし、
光照射により、前記記録層の磁化容易軸が前記基板に対して略垂直方向に配向されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
前記基板と記録層との間に裏打ちする軟磁性下地層をさらに有し、
前記下地層が非晶質材料または微結晶材料よりなることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記記録層が、下地層の表面形状によって分離され、相互に孤立した磁気グレイン構造を有することを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記下地層と記録層との間に中間層をさらに有し、
前記中間層が軟磁性ナノ粒子よりなることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記下地層と記録層との間の前記中間層が、
Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、およびＡｌ２Ｏ３のからなる群のうちいずれか１種の非磁性材料よりなることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
記録層は磁性ナノ粒子より形成され、相互に孤立した磁気グレインの集合体であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
前記ナノ粒子の大きさの平均値が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記記録層が微粒子形状、あるいは、コラム構造形状の微細な構造を有し、前記微粒子、あるいは、前記コラム構造の構造単位が互いに孤立した構成を有することを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記記録層のナノ粒子の境界、あるいは、微細な構造の境界に、気体分子が取込まれた構成であることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記取り込まれた気体分子としては、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅが含まれることを特徴とする請求項１０記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記記録層は、希土類金属、あるいは、貴金属を含有することを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記希土類金属としては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｒｕ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１２記載の磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記貴金属としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１１記載の磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記記録層は、さらに第３の元素が添加されていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項１６】
前記第３の元素としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｎｉの少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項１５記載の磁気記録媒体。
【請求項１７】
前記記録層の膜厚は、１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１、２記載の磁気記録媒体。
【請求項１８】
前記記録層に磁気的に結合した再生層を含む多層膜に構成された記録膜であることを特徴とする、請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項１９】
少なくとも、記録層、再生層を含む多層膜に構成された記録膜であって、前記記録膜を構成する各層の間で、磁壁エネルギー密度が異なることを特徴とする請求項１８記載の磁気記録媒体。
【請求項２０】
前記再生層は、磁壁抗磁力が小さいことを特徴とする請求項１８記載の磁気記録媒体。
【請求項２１】
前記ディスク基板表面に、エンボス加工したことを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項２２】
前記記録層形成前の下地層表面を、凹凸加工したことを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録媒体。
【請求項２３】
基板と、前記基板上に硬磁性ナノ粒子よりなる記録層とを有する磁気記録媒体の製造方法であって、
ナノ粒子を形成するナノ粒子形成工程と、
前記ナノ粒子を加熱して結晶規則化を行い硬磁性ナノ粒子に変換する規則化工程と、
前記基板上に硬磁性ナノ粒子を塗布し、基板面に略垂直方向の磁場の印加と、光照射による加熱により硬磁性ナノ粒子を配向させた記録層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２４】
前記規則化工程は、空孔を有するテンプレートを用い、前記空孔にナノ粒子を充填して、加熱する規則化加熱処理を行うことを特徴とする請求項２３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２５】
前記規則化工程は、
水溶性塩の表面に前記ナノ粒子を吸着させてナノ粒子担持体を形成する処理と、
前記ナノ粒子担持体を加熱して、ナノ粒子を結晶規則化された硬磁性ナノ粒子に変換する規則化加熱処理と、前記水溶性塩を溶解して硬磁性ナノ粒子を抽出する抽出処理と、
を備えることを特徴とする請求項２３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２６】
前記規則化工程は、
前記ナノ粒子表面を還元する還元処理と、前記ナノ粒子を加熱して、ナノ粒子を結晶規則化された硬磁性ナノ粒子に変換する規則化加熱処理と、前記硬磁性ナノ粒子を抽出する抽出処理と、を備え、
前記還元処理は、ナノ粒子を、還元剤を含む有機溶媒中で５０℃〜２００℃の温度範囲で加熱を行い、
前記規則化加熱処理は、前記ナノ粒子を有機溶媒中で２５０℃〜４００℃の温度範囲で加熱を行うことを特徴とする請求項２３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２７】
前記記録層を形成する工程は、磁性ナノ粒子を配向させた記録層をさらに３００℃〜５５０℃の範囲で加熱して硬磁性ナノ粒子を固定化する固定化処理を行うことを特徴とする請求項２２〜２６のいずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２８】
ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を形成する磁気記録媒体の製造装置において、表面粗さを０．５ｎｍ以上である下地層の上に、前記記録層のグレインを相互に分離して膜成長させたことを特徴とする請求項２３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２９】
磁気記録媒体の加熱方法は、前記磁気記録媒体の記録面の全面を熱源ランプの輻射熱によって結晶化温度以上に加熱した後、前記輻射熱を前記磁気記録媒体から除却することにより前記記録面を徐冷することにより原子配列を結晶相とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３０】
磁気記録媒体の記録面の全面を照射する位置に配置された熱源ランプと、前記熱源ランプからの輻射熱を前記磁気記録媒体から除却するための除却手段とを含むことを特徴とする請求項２９記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３１】
基板上に磁気記録媒体の記録膜を形成し、前記記録膜の膜面側から、レーザ光を照射し、前記磁気記録媒体の記録膜を加熱処理することにより、前記記録膜を垂直方向に配向させた結晶構造の記録膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３２】
基板上に磁気記録媒体の記録膜を形成し、前記基板を透過して前記記録膜にレーザ光を照射し、前記磁気記録媒体の記録膜を加熱処理することにより、前記記録膜を垂直方向に配向させた結晶構造の記録膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３３】
前記レーザ光による加熱工程は、複数のトラックを同時に加熱処理することを特徴とする、請求項３１または３２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３４】
前記レーザ光による加熱工程は、フォーカス制御のみで、焦点位置をオフセットさせたことを特徴とする、請求項３１または３２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３５】
請求項１〜２２のいずれか一項記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対向して記録再生を行う垂直磁気記録ヘッドとを備えた記録再生装置。
【請求項３６】
請求項１〜２２のいずれか一項記載の前記磁気記録媒体に、レーザ光スポットを照射することにより、前記記録層を昇温させながら、ディスク上の情報信号の記録あるいは再生を行うことを特徴とする磁気記録媒体の記録再生方法。
【請求項３７】
請求項１〜２２のいずれか一項記載の前記磁気記録媒体上の情報信号を、磁気ヘッドを用いて記録再生することを特徴とする磁気記録媒体の記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は書き換えが可能な磁気記録媒体、あるいは、記録媒体に光を入射して温度上昇させながら信号を記録再生する磁気記録媒体において、特に高密度記録を実現できる磁気記録媒体とその製造方法、および、その記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部磁気記憶装置、民生用ビデオ記憶装置に用いられている磁気記録媒体に対して、記憶される情報量の急速な増加に伴って、大容量化、高速化、低コスト化のニーズが高まっている。
【０００３】
このようなニーズを満足するために、光磁気記録媒体や相変化記録媒体などの光記録媒体は大容量・高密度記録が可能な可搬型記録媒体であり、近年のマルチメディア化に伴うコンピュータの大容量ファイルや動画を記録する媒体として需要が急増しつつある。
【０００４】
光記録媒体は一般にプラスチック等の透明な円盤状の基板に記録層を含む多層膜を形成した構成を有する。この光記録媒体に、レーザを照射して、フォーカスサーボ、および、案内溝、あるいは、プリピットを用いて、トラッキングサーボをかけながら、情報の記録、消去を行い、レーザの反射光を用いて信号を再生する。
【０００５】
光磁気記録媒体は、従来、固定磁界を加えて消去した後、反対方向の固定磁界を加えて記録するいわゆる光変調記録が中心であったが、近年、レーザを照射しながら、磁界を記録パターンに従って変調させる磁界変調方式が、１回転で記録（ダイレクトオーバーライト）可能であり、しかも高記録密度であっても正確に記録できる方式として注目を浴びている。また、相変化記録媒体は、光変調記録によりダイレクトオーバーライト可能で、ＣＤやＤＶＤと同じ光学系で再生可能であるために注目を浴びており、急速に普及しつつある。
【０００６】
光記録媒体の記録密度の限界は光源のレーザ波長（λ）によって決まる回折限界（〜λ／２ＮＡ：ＮＡは対物レンズの開口数）に依存している。また最近は、対物レンズを２枚組にすることで０．８以上のＮＡをもったシステムが提案されて、開発が活発に行われている。記録再生のためのレーザは従来、基板を通して記録膜に照射されていたが、ＮＡが大きくなるほど光が基板を通過した時の基板の傾きなどによる収差が大きくなるため、基板厚みを薄くする必要がある。
【０００７】
また、光磁気記録媒体では、例えば、特許文献１には、磁壁移動によって、見かけ上の再生信号を増大させる技術が考案されているが、記録膜に高密度化に記録するという点では課題があった。
【０００８】
磁気記録媒体では、媒体の改良と、ＧＭＲヘッド等の実用化により、磁気ディスク装置においては、記録密度が年率１００％近いの伸びを示しており、光記録媒体よりも高記録密度を実現している。しかし、さらに高密度の磁気記録媒体を実現するためには、記録膜の高密度化技術、および、ディスク−ヘッドのインターフェース技術の改良が必須である。
【０００９】
しかし、これまで主流であるグラニュラータイプ等の磁性膜を用いた面内記録方式は、高密度記録になる程トランジッションノイズの増加により信号対雑音比が低下する問題が生じている。トランジッションノイズは、上記結晶粒間の交換相互作用や静磁気的相互作用により生じる。これらの相互作用は、結晶粒間の距離及び距離のばらつきに依存する。
【００１０】
さらに、磁気記録の場合には、記録ドメインの微細化、高密度化により、記録磁区の熱安定性の問題が重要な課題となっており、微細な記録磁区の安定性と、情報蓄積メディアとしての信頼性を確保することが必要であった。
【００１１】
磁気記録媒体では、単に結晶粒径の微小化を進めていくと熱揺らぎ耐性が劣化し、磁化として記録した情報が消失してしまうという問題が生じている。熱揺らぎ耐性を確保するためには、結晶粒径の微小化に伴う結晶粒の体積の減少分を補う異方性エネルギーの増加が必要となる。
【００１２】
これらの問題点を解決するために、化学的な手法により形成され自己整列的に配列する硬磁性を有するＦｅＰｔナノ粒子が提案されている（参照：特許文献２及び３）。このＦｅＰｔナノ粒子は、異方性エネルギーが従来のＣｏＣｒＰｔ合金より高いため、粒径が小さくとも熱揺らぎ耐性を有し、平均粒径が４ｎｍであり粒経の分散が従来の連続金属膜媒体より遙かに小さく、自己整列的に均一に配列されるため、トランジッションノイズも低減されると期待されている。
【特許文献１】特開平６−２９０４９６号公報
【特許文献２】特開２０００−４８３４０号公報
【特許文献３】特開２０００−５４０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の磁気記録媒体では、高密度化した場合には、記録磁区の熱安定性の課題があるため、さらに磁気異方性エネルギーを増大させる必要があった。
【００１４】
また、ＦｅＰｔ系の磁性材料は、磁気異方性は大きい特性を有するが、結晶配勾性を揃えるために、高温でのアニール処理が必要であった。
【００１５】
特に、十分な再生出力を磁気ヘッドに誘起するためには、面内記録方式あるいは垂直記録方式の場合は、ＦｅＰｔナノ粒子の磁化容易軸をそれぞれ面内あるいは垂直に配向させなければならない。
【００１６】
しかし、ＦｅＰｔナノ粒子は化学的に形成された状態では、ＦｅＰｔの結晶はｆｃｃ（面心立方構造）の不規則層よりなり、結晶磁気異方性が著しく小さい。このままでは記録情報を保持することができない。結晶磁気異方性を高め、磁化容易軸を発現させるためには、結晶を規則化させなければならず、そのためには５００℃以上の真空中での高温の熱処理が必要とされている。
【００１７】
磁気ディスク基板上にＦｅＰｔナノ粒子を形成、あるいは、塗布後にこのような高温で熱処理を行うと、例えば垂直磁気ディスクを構成する裏打ちしている軟磁性の下地層に用いられる非晶質あるいは微結晶からなる軟磁性層は結晶化して結晶質層に変化し、特に高周波透磁率が低下し記録の際に高転送レートでの書込性が劣化してしまうという問題がある。また、磁気ディスク基板として用いられるガラス基板や、磁気テープのベースフィルムに用いられるポリイミドフィルムはかかる高温では熱変形を生じ、磁気ヘッドと磁気ディスク又は磁気テープとの界面の信頼性が著しく低下してしまうという問題がある。
【００１８】
そこで、熱処理温度を低減するために、窒素ガスやＡｒガス中において熱処理することが考えられるが、窒素ガス等の雰囲気において熱処理を行うとＦｅＰｔナノ粒子同士が融着するおそれがあり、融着により粒径が増加あるいは粒径分布が増加するとトランジッションノイズが増加するという問題が生じる。
【００１９】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、記録層、あるいは、硬磁性ナノ粒子からなる記録層を基板面に対して垂直方向への配向性を高めることにより高密度記録可能な磁気記録媒体及びその製造方法を提供することである。また本発明の他の目的は、記録層を基板上に形成した後に比較的高温の加熱処理を必要としない磁気記録媒体及びその製造方法を提供することである。また本発明のその他の目的は、かかる磁気記録媒体を備えた高密度記録可能な磁気記憶装置を提供することである。
【００２０】
このように、本発明の目的は、微小な記録マークの磁区が不安定になり消滅するという課題を解決し、記録マークの微細化による高密度記録による安定性と、情報蓄積メディアとしての、十分な長期信頼性を確保することである。
【００２１】
特に、高密度で記録した場合にも、記録情報の安定性を確保し、信号特性に優れた磁気記録媒体とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは上述のような現状に鑑み、鋭意検討を重ね、以下のような本発明を完成するに至った。
【００２３】
すなわち、本発明の一観点によれば、本発明の磁気記録媒体は、基板と、前記基板の上方に形成された硬磁性ナノ粒子よりなる記録層とを有し、前記硬磁性ナノ粒子は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅ及びＧｄＦｅの群のうち、いずれか１つの合金を主成分とし、光照射により、前記硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸が前記基板に対して略垂直方向に配向されてなることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２４】
したがって、再生出力が高く薄膜化が可能であるので書込性を向上することができる。一方、硬磁性ナノ粒子は、規則化合金であるＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、及びＣｏＰｔのいずれか１つの合金を主成分としているので磁気異方性エネルギーが高く、熱揺らぎ耐性が高い。したがって、高密度記録が可能な磁気記録媒体を実現することができる。
【００２５】
ここで、「略垂直方向」とは、この角度分布が垂直保磁力Ｈｃ１と面内保磁力Ｈｃ２との比Ｈｃ２／Ｈｃ１が４０％以下であることを意味する。
【００２６】
あるいは、基板と、前記基板の上方に形成された微細構造を有する記録層を有し、前記記録層は、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＴｂＦｅ、ＤｙＦｅ及びＧｄＦｅの群のうち、いずれか１つの合金を主成分とし、光照射により、前記記録層の磁化容易軸が前記基板に対して略垂直方向に配向されてなることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００２７】
さらに、前記基板と記録層との間に裏打ちする軟磁性下地層をさらに有し、前記下地層が非晶質材料または微結晶材料よりなることを特徴とする磁気記録媒体であってもよい。
【００２８】
あるいは、前記記録層が、下地層の表面形状によって分離され、相互に孤立した磁気グレイン構造を有することを特徴とする磁気記録媒体である。
【００２９】
上記磁気記録媒体の記録層を形成する際に強磁性を有する硬磁性ナノ粒子を用い、高温の加熱処理を必要としないので、非晶質材料または微結晶材料より構成される軟磁性裏打ち層は結晶化または微結晶が肥大化することを回避でき、軟磁性裏打ち層の高い高周波透磁率を保持することができる。したがって、高転送レートでの書込性が確保される。
【００３０】
また、前記下地層と記録層との間に中間層をさらに有し、前記中間層が軟磁性ナノ粒子よりなることを特徴とする磁気記録媒体、さらに、前記下地層と記録層との間の前記中間層が、Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、およびＡｌ２Ｏ３のからなる群のうちいずれか１種の非磁性材料よりなることを特徴とする請求項１、２記載の磁気記録媒体であってもよい。この構成により、磁気ヘッドにより書き込む際に、係る記録層を介して軟磁性裏打ち層に流れ込む磁束が軟磁性ナノ粒子により狭窄される。したがって、記録層と中間層との界面付近において磁束が面内方向に広がることを防止して高い磁束密度を保持することができる。その結果、書込性を向上することができる。
【００３１】
さらに、記録層は磁性ナノ粒子より形成され、相互に孤立した磁気グレインの集合体であることを特徴とする、あるいは、前記ナノ粒子の大きさの平均値が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３２】
また、前記記録層が微粒子形状、あるいは、コラム構造形状の微細な構造を有し、前記コラム構造の構造単位が互いに孤立した構成を有することを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３３】
また、前記記録層のナノ粒子の境界、あるいは、微細な構造の境界に、気体分子が取込まれた構成であり、さらに、前記取り込まれた気体分子としては、Ｈ、Ｎ、Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅが含まれることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３４】
あるいは、前記記録層は、希土類金属、あるいは、貴金属を含有することを特徴とする磁気記録媒体である。ここで、前記希土類金属としては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｒｕ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙの少なくとも１つが含まれる構成、また、前記貴金属としては、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇの少なくとも１つが含まれることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３５】
また、前記記録層は、さらに第３の元素が添加されており、前記第３の元素としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｎｉの少なくとも１つが含まれることを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３６】
前記記録層の膜厚は、１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下であり、前記記録層に磁気的に結合した再生層を含む多層膜に構成された記録膜であることを特徴とする磁気記録媒体である。また、少なくとも、記録層、再生層を含む多層膜に構成された記録膜であって、前記記録膜を構成する各層の間で、磁壁エネルギー密度が異なることを特徴とする磁気記録媒体である。ここで、さらに前記再生層は、磁壁抗磁力が小さいことを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３７】
本発明によれば、上記磁気記録媒体は書込性及び耐熱揺らぎ性に優れているので高密度記録が可能である。
【００３８】
前記ディスク基板表面に、エンボス加工したことを特徴とする磁気記録媒体、あるいは、前記記録層形成前の下地層表面を、凹凸加工したことを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３９】
また、本発明のその他の観点によれば、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、基板と、前記基板上に硬磁性ナノ粒子よりなる記録層とを有する磁気記録媒体の製造方法であって、ナノ粒子を形成するナノ粒子形成工程と、前記ナノ粒子を加熱して結晶規則化を行い硬磁性ナノ粒子に変換する規則化工程と、前記基板上に硬磁性ナノ粒子を塗布し、基板面に略垂直方向の磁場の印加と、光照射による加熱により硬磁性ナノ粒子を配向させた記録層を形成する工程と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４０】
前記記録層を形成する工程は、硬磁性ナノ粒子を含む有機溶媒を基板に塗布する塗布処理を行い、基板面に対して略垂直方向磁場を印加して、光を照射しながら加熱し、硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸を配向させる配向処理を行う。基板に塗布された硬磁性ナノ粒子は有機溶媒に含まれているので、磁場を基板に対して垂直方向に印加することにより硬磁性ナノ粒子を磁化容易軸が基板に対して垂直方向になるように容易に配向することができる。したがって、比較的低磁場の印加により配向性の良好な記録層を形成することができる。その結果、再生出力が高く薄膜化が可能であるので書込性を向上することができ、高密度記録な可能な磁気記録媒体を実現することができる。
【００４１】
さらに、前記規則化工程は、空孔を有するテンプレートを用い、前記空孔にナノ粒子を充填して、加熱する規則化加熱処理を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法、あるいは、水溶性塩の表面に前記ナノ粒子を吸着させてナノ粒子担持体を形成する処理と、前記ナノ粒子担持体を加熱して、ナノ粒子を結晶規則化された硬磁性ナノ粒子に変換する規則化加熱処理と、前記水溶性塩を溶解して硬磁性ナノ粒子を抽出する抽出処理と、を備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４２】
あるいは、前記規則化工程は、前記ナノ粒子表面を還元する還元処理と、前記ナノ粒子を加熱して、ナノ粒子を結晶規則化された硬磁性ナノ粒子に変換する規則化加熱処理と、前記硬磁性ナノ粒子を抽出する抽出処理と、を備え、前記還元処理は、ナノ粒子を、還元剤を含む有機溶媒中で５０℃〜２００℃の温度範囲で加熱を行い、前記規則化加熱処理は、前記ナノ粒子を有機溶媒中で２５０℃〜４００℃の温度範囲で加熱を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４３】
さらに、前記記録層を形成する工程は、磁性ナノ粒子を配向させた記録層をさらに３００℃〜５５０℃の範囲で加熱して硬磁性ナノ粒子を固定化する固定化処理を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法でもよい。
【００４４】
この製造方法により、前記規則化工程は、空孔を有するテンプレートを用い前記空孔にナノ粒子を充填して加熱する規則化加熱処理を行ってもよい。ナノ粒子が空孔中に積み上げられた状態で規則化加熱処理されており、ナノ粒子同士の結合が弱く容易に結合を切ることができるので、結晶規則化した硬磁性ナノ粒子を容易に抽出できる。
【００４５】
また、結晶規則化前のナノ粒子を水溶性塩の表面に吸着させて、光照射により規則化加熱処理後、水溶性塩を溶解することにより、結晶規則化した硬磁性ナノ粒子を容易に抽出できる。
【００４６】
また、ディスク基板上に少なくとも膜面垂直方向に磁気異方性を有する記録層を形成する磁気記録媒体の製造装置において、表面粗さを０．５ｎｍ以上である下地層の上に、前記記録層のグレインを相互に分離して膜成長させたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４７】
あるいは、本願発明の、磁気記録媒体の加熱方法は、前記磁気記録媒体の記録面の全面を熱源ランプの輻射熱によって結晶化温度以上に加熱した後、前記輻射熱を前記磁気記録媒体から除却することにより前記記録面を徐冷することにより原子配列を結晶相とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４８】
さらに、磁気記録媒体の記録面の全面を照射する位置に配置された熱源ランプと、前記熱源ランプからの輻射熱を前記磁気記録媒体から除却するための除却手段とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００４９】
また、基板上に磁気記録媒体の記録膜を形成し、前記記録膜の膜面側から、レーザ光を照射し、前記磁気記録媒体の記録膜を加熱処理することにより、前記記録膜を垂直方向に配向させた結晶構造の記録膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法、あるいは、基板上に磁気記録媒体の記録膜を形成し、前記基板を透過して前記記録膜にレーザ光を照射し、前記磁気記録媒体の記録膜を加熱処理することにより、前記記録膜を垂直方向に配向させた結晶構造の記録膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００５０】
この時、前記レーザ光による加熱工程は、複数のトラックを同時に加熱処理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法、あるいは、フォーカス制御のみで、焦点位置をオフセットさせた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。
【００５１】
本発明によれば、硬磁性ナノ粒子が基板上に塗布等されて記録層が形成される前に、ナノ粒子を加熱してナノ粒子の結晶を規則化して硬磁性ナノ粒子に変換、すなわち結晶の変態を生じさせる。さらに、基板に記録層を形成した後に光照射による加熱処理により、硬磁性ナノ粒子を固定化するための低温（例えば約４００℃）の加熱処理をすればよく、規則化のための高温（例えば約８００℃）の加熱処理を必要としない。したがって、基板や軟磁性裏打ち層に耐熱温度の低い材料を用いることができ、一方では高温での加熱処理の際に生じていた硬磁性ナノ粒子同士の融着による粒径の肥大化を防止することができる。
【００５２】
また、本発明の磁気記録媒体の記録再生装置は、上記記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対向して記録再生を行う垂直磁気記録ヘッドとを備えた磁気記録再生装置である。
【００５３】
さらに、本発明の他の観点によれば、磁気記録媒体の記録再生装置は、前記磁気記録媒体に、レーザ光スポットを照射することにより、前記記録層を昇温させながら、ディスク上の情報信号の記録あるいは再生を行うことを特徴とする磁気記録媒体の記録再生方法である。
【００５４】
また、前記磁気記録媒体上の情報信号を、磁気ヘッドを用いて記録再生することを特徴とする磁気記録媒体の記録再生方法である。
【００５５】
本発明によれば、上記磁気記録媒体は書込性及び耐熱揺らぎ性に優れているので高密度記録が可能である。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、磁気記録媒体において、少なくともディスク基板上に磁性薄膜、あるいは、磁性ナノ粒子よりなる記録層を形成する磁気記録媒体とその製造方法において、基板上に記録層を塗布、あるいは、スパッタリングにより形成させ、光照射により、前記磁性ナノ粒子の磁化容易磁区を基板面に対して略垂直方向に配向する、あるいはさらに、レーザ光を照射しながら、前記磁性薄膜の結晶配向性を揃えることにより、高密度記録可能な磁気記録媒体及びその製造方法を実現することができる。また記録層を基板上に形成した後に、レーザ光スポットの照射により、複数のトラックを同時に短時間でアニール処理できることから、比較的高温の加熱処理を必要とせず、簡易な方法で、しかも生産性にも優れた磁気記録媒体及びその製造方法を提供するができる。
【００５７】
また、磁気記録媒体の記録膜中に、微細な記録磁区を安定して記録することができ、再生信号振幅を劣化させることなく、記録密度の大幅な向上が可能となる。また、光を照射して記録膜の温度を上昇させながら磁気記録再生する記録媒体においても、サーボ特性が安定して、信頼性を高めることができ、ディスクの生産性、コストを大幅に向上できる。
【００５８】
さらに、高密度記録での、繰り返し書き換えを行った場合にも、安定した記録再生特性が得られ、信号特性の優れた信号特性の磁気記録媒体とその製造方法、および、記録再生方法を提供することが実現可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００６０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略断面図である。図１を参照するに、垂直磁気記録媒体（磁気ディスク）１０は、基板１上に、軟磁性裏打ちの下地層３、硬磁性ナノ粒子からなる記録層群４、５、６、保護層７および潤滑層８を順次積層した構成となっている。
【００６１】
基板１は、例えば、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、ポリイミドフィルムなどの耐熱性フィルムなどを用いることができる。
【００６２】
軟磁性裏打ちの下地層３は、例えば、厚さが５０ｎｍから１μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＣおよびＢよりなる群から選択されたうち少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の合金、またはこれらの合金の積層膜などの、飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性材料により構成される。例えば、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅＮｂ、ＣｏＣｒＮｂなどを用いることができる。軟磁性裏打ちの下地層３は、メッキ法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）などにより形成され、特にスパッタリング法が用いることが好ましい。軟磁性裏打ちの下地層３は、単磁極ヘッドにより記録する場合に、単磁極のヘッドからの全磁束を吸収するためのもので、飽和記録するためには、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きい方が好ましい。また、軟磁性裏打ちの下地層３は、高周波透磁率が高い方が好ましい。高転送レートでの書込性が向上する。なお、リング型ヘッドにより記録する場合は、軟磁性裏打ちの下地層３を設けなくて、誘電体材料、金属材料からなる下地層であってもよい。
【００６３】
さらに第２の下地層３を用いて、例えば、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＦｅ（パーマロイ）等の軟磁性材料よりなり、軟磁性ナノ粒子同士の間はアモルファスカーボン等により充填され、粒径は１ｎｍ以上２０ｎｍ以下（以下１ｎｍ〜２０ｎｍと記載）に設定され、好ましくは、第２の下地層３上に形成される記録層４の硬磁性ナノ粒子の粒径と略同等の粒径が設定される。下地層と記録層４との界面が均一となり、記録層４表面を平坦化することができる。
【００６４】
なお、下地層３の軟磁性ナノ粒子の平均粒径Ｄに対する標準偏差σの比率σ／Ｄは１０％以下に設定されることが好ましい。また、軟磁性ナノ粒子同士の間隙の大きさは１ｎｍから５ｎｍに設定されることが好ましく、記録層４の硬磁性ナノ粒子同士の間隙の大きさと略同等であることが好ましい。
【００６５】
軟磁性ナノ粒子は、１層〜５層の範囲に積層されて形成されている。情報を記録する際に印加された記録磁界に係る磁束が記録層４を垂直に流れ、軟磁性裏打ちの下地層に流れ込む前にカーボン相中に隔離されて配列された軟磁性ナノ粒子中を流れるため磁束が狭窄される。したがって、記録磁界に係る磁束が記録層４と第２に下地層である、中間下地層３との界面付近で面内方向に広がることを防止して磁束を集中させることができ、書込み性、例えばオーバーライト特性が向上される。特に狭窄効果の観点からは、中間下地層３は単層の軟磁性ナノ粒子よりなることが好ましい。
【００６６】
なお、中間下地層３は、軟磁性ナノ粒子の代わりに、厚さが１ｎｍから５０ｎｍであり、Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３などの非磁性材料により構成してもよい。また、中間下地層３は、これらの合金を用いた積層膜であってもよい。軟磁性裏打ちの下地層３と記録層４の静磁気的相互作用を遮断することができる。この場合の中間下地層３は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
【００６７】
記録層４は、配列された硬磁性ナノ粒子と、その硬磁性微粒子間を埋めるようにして配列を固定する、例えば、カーボン相とから構成されている。記録層４は、例えば、厚さが３ｎｍから５０ｎｍに設定される。また、記録層４は、硬磁性ナノ粒子の層が膜厚方向に数層で積層されていてもよく、単層であってもよい。
【００６８】
硬磁性ナノ粒子は、例えば、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔの合金よりなり、後述する方法により形成される。これらの合金は磁気異方性エネルギーが高く、より高い垂直保磁力を得ることができる。例えば、Ｆｅ１００−ＸＰｔＸ、Ｆｅ１００−ＸＰｄＸ、Ｃｏ１００−ＸＰｔＸ、およびＣｏ１００−ＸＰｄＸは、好ましくは、Ｘ＝２０ａｔ％〜６０ａｔ％、さらに好ましくはＸ＝３５ａｔ％〜５５ａｔ％の範囲から選択される。このような範囲の組成では、より磁気異方性エネルギーが高く、より高い垂直保磁力を得ることができる。また、硬磁性ナノ粒子は、Ｆｅ３Ｐｔ、ＦｅＰｔ３、Ｆｅ３Ｐｄ、ＦｅＰｄ３、Ｃｏ３Ｐｔ、ＣｏＰｔ３から形成されてもよい。
【００６９】
さらに、これらの合金に第３の元素として、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｎｉが添加されていてもよい。上記２元合金のみでは磁気異方性エネルギーが高すぎる場合に、磁気ヘッドの記録磁界の大きさに対応して磁気異方性エネルギーを低減して調整することにより、書込み性を高めることができる。
【００７０】
硬磁性ナノ粒子の平均粒径は、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲に設定される。平均粒径が１０ｎｍを越えると、硬磁性ナノ粒子間の非磁性である間隙部分の体積が大きくなり、媒体ノイズが増加する。平均粒径が２ｎｍ未満になると、硬磁性ナノ粒子は室温において超常磁性になり易く、強磁性を保つことが困難になる。
【００７１】
また、硬磁性ナノ粒子の粒径の標準偏差は、平均粒径の１０％以下の範囲に設定される。平均粒径の１０％を越えると、硬磁性ナノ粒子の静磁気的相互作用の分布が大きくなり、媒体ノイズが増加する。
【００７２】
硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸は、基板１面に対して略垂直方向に向いている。すなわち、個々の硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸が、この垂直方向を中心として角度分布している。この角度分布は、垂直保磁力Ｈｃ１と面内保磁力Ｈｃ２との比Ｈｃ２／Ｈｃ１により表される。Ｈｃ２／Ｈｃ１は、４０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。このような範囲では、記録後の残留磁化状態の磁化遷移領域の幅が狭小となり、高密度記録に適した垂直磁気記録媒体が得られる。
【００７３】
後述する本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法では、硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸を硬磁性ナノ粒子を含むヘキサンを基板上に塗布する際に、磁場を印加して室温下で配向させる。
【００７４】
保護層７は、例えば、厚さが０．５ｎｍから１５ｎｍであり、カーボン、水素化カーボン、窒化カーボンなどにより構成される。
【００７５】
さらにこの上に、潤滑層８が、厚さが０．５ｎｍから５ｎｍであり、例えば、パーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などのより構成される。潤滑剤としては、例えば、ＺＤｏｌ（Ｍｏｎｔｅ  Ｆｌｕｏｓ社製  末端基：−ＯＨ）、ＡＭ３００１（アウジモント社製、末端基：ベンゼン環）、あるいは末端基を有さないＺ２５（Ｍｏｎｔｅ  Ｆｌｕｏｓ社製）等を用いることができる。
【００７６】
図１、及び、図２は本発明の実施の形態１における磁気ディスク１０の構造を示す断面図である。図１において、１はガラスからなる透明なディスク基板、２は表面形状の凹凸ピットを形成したフォトポリマー層、その上の、３は下地層、４、５、６はそれぞれ、記録層、中間層、再生層の磁性記録膜である。さらに、７は記録膜を保護し磁気ヘッドを摺動させるための保護層、８は潤滑保護層である。
【００７７】
ここで、下地層３形成前のディスク基板１は、ピットを形成したスタンパを用いて、ガラスのディスク基板１に塗布したフォトポリマー２に転写させて、硬化させた構成である。この構成により、トラッキングサーボとアドレス検出のための、ピットが形成され、記録トラックは、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とが検出できる構成となる。
【００７８】
図１で示した本発明の実施の形態１の磁気記録媒体は、ディスク基板側からレーザ光ビームを照射し、記録膜４、５、６が形成された潤滑保護層８側から、磁気ヘッド１０２により信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。この磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出する構成によって、再生時のレーザ光スポット１９の検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
【００７９】
ここで、本実施の形態の記録層は温度Ｔの上昇と共に、保磁力Ｈｃは減少し、また、再生層は、温度Ｔの上昇と共に飽和磁化Ｍｓが増加する特性を有している。このことにより、磁気ヘッドでの記録が容易で、ＧＭＲヘッドで再生した場合にも、再生信号の検出感度を向上させることができる。
【００８０】
図１で示した構成の本発明の実施の形態１の磁気記録媒体は、光ビームによる温度勾配により、差し掛かった磁壁を次々と移動させ、この磁壁の移動を光学ヘッドにより検出することによって、再生時に信号検出感度を向上させて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を磁気記録媒体に適用できる構成である。
【００８１】
上述した構成に積層した記録膜は磁壁の移動を利用して、再生信号の振幅、および信号量を大きくする方法であるＤＷＤＤ方式（Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）の一例であり、例えば特開平６−２９０４９６号公報に記載される如く、大きな界面飽和保磁力を有する磁性膜を記録層とし、小さな界面飽和保磁力を有する磁性膜を磁壁移動する再生層とし、比較的低いキュリー温度を有する磁性膜を切り換えのための中間層として用いている。したがって、ＤＷＤＤ方式を可能にする磁性膜を用いていれば良く、この膜構成に限るものではない。
【００８２】
上記したＤＷＤＤ方式の再生原理について、図８を参照しながら説明する。
【００８３】
図８（ａ）は、回転している磁気ディスクの記録膜の断面を示す図であり、ディスク基板、誘電体層（図示していない）に、再生層２０１、中間層２０２、（制御層は省略）、記録層２０３の３層構成の記録膜により構成され、さらに図示していないが、誘電体保護層、オーバーコート層あるいは潤滑摺動層が形成されている。
【００８４】
再生層２０１としては、磁壁抗磁力の小さい磁性膜材料を用いており、中間層２０２はキュリー温度の小さい磁性膜、記録層２０３は小さなドメイン径でも記録磁区を保持できる磁性膜を用いている。ここで、磁気記録媒体は再生層は、記録トラック間をガードバンド等を形成することにより、閉じていない磁壁を含む磁区構造を形成している。
【００８５】
図に示すように、情報信号は、記録層に熱アシストして磁気記録された記録磁区として形成されている。レーザ光スポットの照射されていない室温での記録膜は記録層、中間層、再生層がそれぞれ強く交換結合しているため、記録層の記録磁区は、そのまま再生層に転写形成される。
【００８６】
図８（ｂ）は、（ａ）の断面図に対応した位置χと記録膜の温度Ｔとの関係を表す。図示されているように、記録信号の再生時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光による再生ビームスポットが照射される。この時、記録膜は、図８（ｂ）に示すような温度分布を示し、中間層（あるいは中間遮断層、スイッチング層）がキュリー温度Ｔｃ以上となる温度領域Ｔｓが存在し、再生層と記録層との交換結合が遮断される。
【００８７】
また、再生ビームが照射されると、図８（ｃ）の磁壁エネルギー密度σに対する依存性に示すように、図８（ａ）、（ｂ）の位置に対応するディスク回転方向のχ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配が存在するために、図８（ｄ）に示すように、位置χでの各層の磁壁に対して磁壁を駆動させる力Ｆが作用する。
【００８８】
この記録膜に作用する力Ｆは、図に示すように磁壁エネルギー密度σの低い方に磁壁を移動させるように作用する。再生層は、磁壁抗磁力が小さく磁壁の移動度が大きいので、閉じていない磁壁を有する場合の再生層単独では、この力Ｆによって容易に磁壁が移動する。従って、再生層の磁壁は、矢印で示したように、より温度が高く磁壁エネルギー密度の小さい領域へと瞬時に移動する。そして、光ビームスポット内を磁壁が通過すると、スポット内での再生層の磁化は光スポットの広い領域で同じ方向に揃う。
【００８９】
この結果、記録磁区の大きさに依らず、再生磁区の大きさは、常に一定の最大振幅になる。このため、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッド、あるいは、光学ヘッドを用いて信号再生する場合にも、光ビーム等による熱アシストの温度勾配により、再生層での転写磁区を拡大することにより、常に一定の最大振幅の信号量になる。
【００９０】
次に、本願発明の実施の形態１の磁気ディスク１０の構成と作製方法について詳細に説明する。
【００９１】
図２に示すように、ディスク基板１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。ディスク基板１は、記録トラックにピット領域と、データ領域が形成されている。また、本実施の形態の磁気ディスク１０のトラックピッチは０．３μｍである。
【００９２】
まず、図示すように、スタンパを用いて、グルーブとランドからなる記録トラック１４とフォーマット信号を、フォトポリマー層２に転写形成することにより、ディスク基板１上に形成する。
【００９３】
次に、直流マグネトロンスパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、７×１０−６Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガスとＮ２ガスを導入し、基板を回転させながら、ＳｉＮからなる誘電体の下地層３を５０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。
【００９４】
さらに、Ａｒガスを、０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれのターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏの記録膜４を１００ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。そして、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒそれぞれのターゲットを用いて、ＴｂＦｅＣｏＣｒの中間層５を２０ｎｍ、さらに、Ｇｄ、Ｆｅ、Ｃｏそれぞれのターゲットを用いて、ＧｄＦｅＣｏの再生層６を３５ｎｍ、それぞれＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。
【００９５】
ここで、膜組成は、ターゲットの投入パワー比を調整することにより、所望の膜組成に合せることができる。
【００９６】
そして、さらに保護層７の上には、ポリウレタン系材料からなる、紫外線硬化型の樹脂をスピンコータで塗布し、紫外線を照射して硬化させて、オーバーコート層７を形成する。さらに、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）からなる潤滑層８を、５ｎｍの膜厚にスピンオートにより塗布する。
【００９７】
さらに、ディスク基板を１２００ｒｐｍで回転させながら、レーザ光スポット１９を照射しながら、記録層をアニール処理する。記録トラック間は、記録層４のキュリー温度３１０℃の２倍の６２０℃以上に昇温させることにより、膜面垂直方向の磁気異方性が低下し、ガードバンドを形成する。また、トラック上もアニール処理により、膜構造を安定化させることができる。
【００９８】
本願発明の実施の形態の製造方法では、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層４は補償組成温度が８０℃であり、キュリー温度は３１０℃になるように各ターゲットの投入パワーを設定して組成を調整して製膜した。この組成により、室温での保磁力が１８ｋｏｅと大きく、また、アニール処理により、膜構造が安定化し膜面垂直方向の磁気異方性も大きいため、情報信号の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成できる。
【００９９】
本願発明の実施の形態の製造方法では、記録層製膜時に、記録膜をアニール処理することにより、トラック間を遮断し、安定してＤＷＤＤ動作させることが可能となり、微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成し、再生信号を検出できる。また、信号の繰り返し記録再生した場合にも、信号特性の劣化の少ない、優れた記録再生が可能となる。
【０１００】
また、本実施の形態の磁気記録媒体１０は、熱アシストを用いた磁気記録再生に用いることもできるものであり、ガラス等の透明支持基板上に、フェリ磁性体からなる磁性記録膜が形成されている。ここで、本実施の形態では、磁性記録膜としては、記録層４が１００ｎｍ、中間層５が２５ｎｍ、再生層６が４０ｎｍという膜厚の構成であるが、特にこの膜厚に限定されるものではない。
【０１０１】
また、このような磁気記録媒体１０の記録層４は、磁気的補償温度は室温近傍の温度である、−１００℃〜１８０℃、より好ましくは−６０℃〜１００℃、さらに好ましくは−２０℃〜８０℃に設定されている。また、記録層４のキュリー温度は、２００℃〜４００℃、より好ましくは２５０℃〜３６０℃の範囲内となるように設定されている。
【０１０２】
このような記録層４の材料としては、例えばＴｂ、Ｆｅ、Ｃｏの３つの金属からなる合金が挙げられる。このような合金からなる磁性膜では、Ｔｂの含有量により磁気的補償温度が変化することが、一般的に知られている。
【０１０３】
本実施の形態１にて作製した磁性膜は、その組成が例えばＴｂ２７Ｆｅ５４Ｃｏ１９（数字はそれぞれ原子ａｔ％を示す）であり、磁気的補償温度が約８０℃付近に、キュリー点が３１０℃以上とそれぞれなっている。したがって、この記録磁性膜の温度特性を調べると、保磁力が温度上昇に伴って低下するため、熱アシストした場合には、磁気ヘッドを用いて、小さい磁界での記録可能となる。
【０１０４】
また、中間層５は、磁気的補償温度が室温以下で、キュリー温度が、１８０℃のＴｂＦｅＣｏＣｒ、中間層と再生層の間に制御層を設けた場合には、磁気的補償温度が４０℃で、キュリー温度が、２３０℃のＴｂＦｅＣｏＣｒである。
【０１０５】
さらに、上記磁気記録媒体１０における再生層６は、磁気的補償温度が５０℃、キュリー温度が２９０℃の、ＧｄＦｅＣｏ磁性薄膜を用いている。
【０１０６】
なお、再生層の磁気的補償温度を室温近傍にすることにより、再生層の飽和磁化は温度上昇と共に増加し、１００℃から２２０℃の再生温度付近で最大となった後、減少する特性にすることも可能である。その場合、ＤＷＤＤ方式による、磁壁移動による再生磁区の拡大と合わせて、飽和磁化が増大するため、再生信号出力はさらに大きくすることが可能となる。
【０１０７】
本実施の形態では、レーザ光ビームを、記録トラック間にトラッキングさせて照射することにより、トラック間の記録層４を熱処理し、膜面垂直方向の磁気異方性が低下させることにより、ガードバンドを形成する。また、トラック上もアニール処理により、膜構造を安定化させることができる。ここで、レーザ光ビーム照射時に、記録層のキュリー温度３１０℃の２倍の６２０℃以上に昇温させる構成であったが、特にこの条件に限定されるものではない。また、記録トラックの記録層４のアニール温度も、微細構造の安定化させる温度であれば、同様の効果が得られる。
【０１０８】
再生層は、レーザ光を照射して昇温した状態での温度、１５０℃で、飽和磁化Ｍｓが極大となる。また、記録層の保磁力Ｈｃは、温度上昇と共に減少するという膜特性を有しており、微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、磁気ヘッドにより繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。このような、本実施の形態の磁気記録媒体は、情報の記録時には、ディスクが回転し、トラックに沿ってレーザ光ビームスポットを照射しながら磁気ヘッドで記録磁界を変調することにより記録される。この時、記録層は、高温では保磁力が低下することから、磁気ヘッドの磁界で記録が可能となる。また、信号再生時には、レーザ光ビームを照射して、温度上昇させながら、上記したＤＷＤＤ方式を用いて、磁壁移動により、転写磁区を拡大させながら、ＧＭＲヘッドにより、再生磁区を検出する。この時、再生層の飽和磁化Ｍｓも温度と共に上昇する構成であれば、昇温時に再生信号が極大となるため、ＧＭＲヘッドでの検出感度が向上し、再生信号が増大する。
【０１０９】
この磁気記録媒体１０に、熱アシスト用の記録再生装置を用いて記録再生を行なった、磁気記録媒体１０の記録トラックへの情報信号の記録再生実験について説明する。使用した磁気ヘッド１０２はトラックに対して垂直な方向に０．５μｍ幅を有し、光スポットサイズは約１．２μｍで、光パワーは記録時４ｍＷ、再生時３ｍＷで実施した。ディスク回転数は４０００ｒｐｍで記録時の基準周波数は２００ＭＨｚである。
【０１１０】
このように、本発明の実施の形態１の磁気記録媒体の記録再生方法では、記録時には、光源のレーザパワーを４ｍＷと大きくし、フォーカスをオフセットさせて、記録用磁気ヘッド近傍の磁気記録媒体１０に熱アシストを行なった。この時、磁気記録媒体１０の記録領域では、温度分布がゆるやかとなり、また、磁気記録媒体１０の記録領域の温度は、１５０℃以上であるために、保磁力が６ｋｏｅ以下となる。このため、磁気ヘッド１０２は小さい磁界で記録できるために、高い周波数での磁界を変調が容易となり、記録時の、温度勾配による磁壁の移動の影響が少なく、記録マークの形状が変化しないため、安定化する。
【０１１１】
また、信号再生時には、磁気記録媒体の記録膜にフォーカスしたレーザ光源により熱アシストしており、温度分布のピークが再生用ＧＭＲヘッドの位置より後方にある構成により、磁気記録媒体からの信号再生検出されるＧＭＲヘッド近傍の領域では、磁気記録媒体の温度勾配が急峻になり、上記したＤＷＤＤ方式での磁区拡大した信号の再生が可能となる。
【０１１２】
したがって、熱アシストした記録再生方式において、微細な磁区を高密度に記録した場合にも安定した記録ドメインを形成し、また、信号再生時にも、良好なＳ／Ｎを有する信号の記録再生方法が得られるという効果を十分に得ることが可能となった。
【０１１３】
また、信号再生時には、熱アシストによる磁気記録媒体１０の温度分布が急峻であるために、読み出し領域以外の温度は１２０℃以下と低くなっている。このため、上記磁気記録媒体１０における記録層の光ビームが照射されない読み出し領域外の温度は、磁気記録媒体１０における磁性膜の読み出し領域が達する温度である、１５０℃から２５０℃までの温度範囲と十分に離れているので、再生時のクロストークが発生するという問題も防止できる。
【０１１４】
またさらに、磁気記録媒体１０の室温近傍での飽和磁化を小さくしておくことで、上記光ビームを照射しない領域、つまり読み出し領域外の磁性膜からの残留磁化による磁束の影響が小さくなるため、さらにクロストーク、クロスライトの低減効果は大きい。
【０１１５】
本発明の磁気記録媒体１０は、磁気記録再生装置が一般的なハードディスクのように磁気記録媒体とヘッドが密閉された状況下においても特に有効である。それは、磁気記録媒体とヘッドが固定されたクローズの状態であるため、熱アシストの安定した制御により記録再生の効果が安定して得られるものである。
【０１１６】
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した記録磁区が形成でき、優れた再生信号が検出でき、しかも、信頼性の高い、磁気記録媒体、および、記録再生方法を実現できるものである。
【０１１７】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る垂直磁気記録媒体の製造方法について説明する。
【０１１８】
図３は、本発明の本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の概略の斜視図である。図３を参照するに、垂直磁気記録媒体２０は、基板２１上に、軟磁性裏打ちの下地層２６、硬磁性ナノ粒子からなる記録層群２７、保護層および潤滑層２８を順次積層した構成となっている。
【０１１９】
基板２１は、例えば、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、ポリイミドフィルムなどの耐熱性フィルムなどを用いることができる。
【０１２０】
軟磁性裏打ちの下地層２６は、例えば、厚さが５０ｎｍから１μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＣおよびＢよりなる群から選択されたうち少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の合金、またはこれらの合金の積層膜などの、飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性材料により構成される。例えば、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅＮｂ、ＣｏＣｒＮｂなどを用いることができる。軟磁性裏打ちの下地層２６は、メッキ法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）などにより形成され、特にスパッタリング法が用いることが好ましい。軟磁性裏打ちの下地層２６は、単磁極ヘッドにより記録する場合に、単磁極のヘッドからの全磁束を吸収するためのもので、飽和記録するためには、飽和磁束密度Ｂｓと膜厚の積の値が大きい方が好ましい。また、軟磁性裏打ちの下地層２６は、高周波透磁率が高い方が好ましい。高転送レートでの書込性が向上する。なお、リング型ヘッドにより記録する場合は、軟磁性裏打ちの下地層２６を設けなくて、誘電体材料、金属材料からなる下地層であってもよい。
【０１２１】
さらに第２の下地層２６は、自己組織的に配列された軟磁性ナノ粒子がカーボン相に隔離されて配列された構成となっている。軟磁性ナノ粒子は、例えば、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＦｅ（パーマロイ）等の軟磁性材料よりなり、軟磁性ナノ粒子同士の間はアモルファスカーボン等により充填されている。軟磁性ナノ粒子は、後述する化学的方法により得られるものである。粒径は１ｎｍ以上２０ｎｍ以下（以下１ｎｍ〜２０ｎｍと記載）に設定され、好ましくは、第２の下地層２６上に形成される記録層２７の硬磁性ナノ粒子の粒径と略同等の粒径が設定される。下地層と記録層２７との界面が均一となり、記録層２７表面を平坦化することができる。
【０１２２】
なお、下地層２６の軟磁性ナノ粒子の平均粒径Ｄに対する標準偏差σの比率σ／Ｄは１０％以下に設定されることが好ましい。また、軟磁性ナノ粒子同士の間隙の大きさは１ｎｍから５ｎｍに設定されることが好ましく、記録層２７の硬磁性ナノ粒子同士の間隙の大きさと略同等であることが好ましい。
【０１２３】
軟磁性ナノ粒子は、１層〜５層の範囲に積層されて形成されている。情報を記録する際に印加された記録磁界に係る磁束が記録層２７を垂直に流れ、軟磁性裏打ちの下地層に流れ込む前にカーボン相中に隔離されて配列された軟磁性ナノ粒子中を流れるため磁束が狭窄される。したがって、記録磁界に係る磁束が記録層２７と第２に下地層である、中間下地層２６との界面付近で面内方向に広がることを防止して磁束を集中させることができ、書込み性、例えばオーバーライト特性が向上される。特に狭窄効果の観点からは、中間下地層２６は単層の軟磁性ナノ粒子よりなることが好ましい。
【０１２４】
なお、中間下地層２６は、軟磁性ナノ粒子の代わりに、厚さが１ｎｍから５０ｎｍであり、Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３などの非磁性材料により構成してもよい。また、中間下地層２６は、これらの合金を用いた積層膜であってもよい。軟磁性裏打ちの下地層２６と記録層２７の静磁気的相互作用を遮断することができる。この場合の中間下地層２６は、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
【０１２５】
記録層２７は、配列された硬磁性ナノ粒子と、その硬磁性微粒子間を埋めるようにして配列を固定する、例えば、カーボン相とから構成されている。記録層２７は、例えば、厚さが３ｎｍから５０ｎｍに設定される。また、記録層２７は、硬磁性ナノ粒子の層が膜厚方向に数層で積層されていてもよく、単層であってもよい。
【０１２６】
硬磁性ナノ粒子は、例えば、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔの合金よりなり、後述する方法により形成される。これらの合金は磁気異方性エネルギーが高く、より高い垂直保磁力を得ることができる。例えば、Ｆｅ１００−ＸＰｔＸ、Ｆｅ１００−ＸＰｄＸ、Ｃｏ１００−ＸＰｔＸ、およびＣｏ１００−ＸＰｄＸは、好ましくは、Ｘ＝２０ａｔ％〜６０ａｔ％、さらに好ましくはＸ＝３５ａｔ％〜５５ａｔ％の範囲から選択される。このような範囲の組成では、より磁気異方性エネルギーが高く、より高い垂直保磁力を得ることができる。また、硬磁性ナノ粒子は、Ｆｅ３Ｐｔ、ＦｅＰｔ３、Ｆｅ３Ｐｄ、ＦｅＰｄ３、Ｃｏ３Ｐｔ、ＣｏＰｔ３から形成されてもよい。
【０１２７】
さらに、これらの合金に第３の元素として、例えばＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｎｉが添加されていてもよい。上記２元合金のみでは磁気異方性エネルギーが高すぎる場合に、磁気ヘッドの記録磁界の大きさに対応して磁気異方性エネルギーを低減して調整することにより、書込み性を高めることができる。
【０１２８】
硬磁性ナノ粒子の平均粒径は、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲に設定される。平均粒径が１０ｎｍを越えると、硬磁性ナノ粒子間の非磁性である間隙部分の体積が大きくなり、媒体ノイズが増加する。平均粒径が２ｎｍ未満になると、硬磁性ナノ粒子は室温において超常磁性になり易く、強磁性を保つことが困難になる。
【０１２９】
また、硬磁性ナノ粒子の粒径の標準偏差は、平均粒径の１０％以下の範囲に設定される。平均粒径の１０％を越えると、硬磁性ナノ粒子の静磁気的相互作用の分布が大きくなり、媒体ノイズが増加する。
【０１３０】
硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸は、基板２１面に対して略垂直方向に向いている。すなわち、個々の硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸が、この垂直方向を中心として角度分布している。この角度分布は、垂直保磁力Ｈｃ１と面内保磁力Ｈｃ２との比Ｈｃ２／Ｈｃ１により表される。Ｈｃ２／Ｈｃ１は、４０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。このような範囲では、記録後の残留磁化状態の磁化遷移領域の幅が狭小となり、高密度記録に適した垂直磁気記録媒体が得られる。
【０１３１】
後述する本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法では、硬磁性ナノ粒子の磁化容易軸を硬磁性ナノ粒子を含むヘキサンを基板上に塗布する際に、磁場を印加して室温下で配向させる。
【０１３２】
保護層２８は、例えば、厚さが０．５ｎｍから１５ｎｍであり、カーボン、水素化カーボン、窒化カーボンなどにより構成される。
【０１３３】
さらにこの上に、潤滑層２８が、厚さが０．５ｎｍから５ｎｍであり、例えば、パーフルオロポリエーテルが主鎖の潤滑剤などのより構成される。潤滑剤としては、例えば、ＺＤｏｌ（Ｍｏｎｔｅ  Ｆｌｕｏｓ社製  末端基：−ＯＨ）、ＡＭ３００１（アウジモント社製、末端基：ベンゼン環）、あるいは末端基を有さないＺ２５（Ｍｏｎｔｅ  Ｆｌｕｏｓ社製）等を用いることができる。
【０１３４】
本実施の形態の垂直磁気記録媒体２０は、記録層２７が優れた垂直配向性を有すると共に自己整列的に配列された硬磁性ナノ粒子２７より形成されているので高出力及び低ノイズという特徴を有し、その結果高密度記録が可能である。また、硬磁性ナノ粒子２０はｆｃｔ構造を有するＦｅ系またはＣｏ系合金により形成され、高い磁気異方性エネルギーを有しているので熱揺らぎ耐性が高い。
【０１３５】
ここで、情報の書込の際の磁気ヘッドより印加される磁束の流れの模式的に示すと、垂直磁気記録用の単磁極ヘッドからの磁束が記録層２７を通過して中間層を介して軟磁性裏打ち層２６に流入し磁束は広がる。本実施の形態の垂直磁気記録媒体２０では、中間層２７は一定の間隔で整列され孤立した軟磁性ナノ粒子２７と軟磁性ナノ粒子２７間に形成されたアモルファスカーボン部２８から形成されているので、磁束は軟磁性ナノ粒子２７のみ流れる。したがって、記録層２７を通過した磁束が軟磁性裏打ち層２６に流入する前に軟磁性ナノ粒子２７により磁束が一旦狭窄され磁束密度が増加する。すなわち、軟磁性裏打ち層２６の鏡像効果に、軟磁性ナノ粒子２７による磁束の狭窄による磁束密度の増加による効果が加わることにより、垂直磁気記録媒体の書込性が顕著に向上し、オーバーライト特性やＮＬＴＳ等の書込性が顕著に向上する。その結果、一層の高密度記録が可能となる。
【０１３６】
次に本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法を説明する。
【０１３７】
（硬磁性ナノ粒子の形成）
始めに垂直磁気記録媒体の記録層を形成する硬磁性ナノ粒子の形成方法について説明する。
【０１３８】
［ナノ粒子の形成］
先ず、硬磁性ナノ粒子の前駆体であるナノ粒子を化学合成法を用いて形成する。例えば、アルゴン雰囲気下においてフラスコにＰｔ錯体、例えば、１９７ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）のアセチルアセトナト白金Ｐｔ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２と、還元剤、例えば、３９０ｍｇ（１．５ｍｍｏｌ）の１、２−ヘキサデカンジオールと、溶媒、例えば２０ｍＬのジオクチルエーテルを加える。
【０１３９】
次いで、フラスコに、有機安定剤、例えば０．３２ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイン酸と、０．３４ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイルアミンを加え、Ｆｅ錯体、例えば、０．１３ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のペンタカルボニル鉄Ｆｅ（ＣＯ）５を加える。フラスコ内の溶液を２３０℃の温度下において約３０分間撹拌し反応させる。具体的には１００℃〜３００℃の温度下において１０〜３０分間反応させる。その結果、フラスコ内にはＦｅＰｔよりなるナノ粒子が生成される。なお、この状態ではナノ粒子は不規則相よりなり強磁性は発現していない。また、Ｐｔ錯体とＦｅ錯体の量の比により、生成するＦｅＰｔのナノ粒子の組成を制御することができる。
【０１４０】
次いで、フラスコ内の溶液を室温まで冷却する。次いでフラスコ内にエタノールを４０ｍＬ加えて、遠心分離機によりナノ粒子及び有機安定剤の沈殿物が取り出される。
【０１４１】
次いで、フラスコ内にナノ粒子及び有機安定剤の沈殿物にヘキサンを加える。こうして、ヘキサン中に分散するナノ粒子が得られる。上記の条件では、平均粒径４．３ｎｍ、組成比Ｆｅ：Ｐｔ＝５０原子％：５０原子％のＦｅＰｔのナノ粒子が得られる。
【０１４２】
なお、上記Ｆｅ錯体であるＦｅ（ＣＯ）５の替わりに、Ｆｅ２（ＣＯ）９、Ｆｅ３（ＣＯ）１２を用いていてもよい。また、アセチルアセトナト白金などのアセチルアセトナト塩、Ｆｅ（ＣＯ）５の替わりに、金属化合物、例えば、カルボン酸の塩、青酸の塩、スルホン酸の塩、ホスホン酸の塩から選択される有機酸の塩が用いられてもよい。このような金属化合物に含まれる金属元素には、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、及びＡｇが含まれればよい。ナノ粒子の形成にあたって例えば２種類以上の金属化合物が含まれてもよい。
【０１４３】
また、ＦｅＰｔのナノ粒子の組成比はアセチルアセトナト白金とペンタカルボニル鉄の使用量との比により制御することが可能である。また、同様に上記金属化合物の使用量との比により、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｔＡｇ、ＦｅＰｔＣｕ等の組成を制御可能である。
【０１４４】
［ナノ粒子の結晶規則化］
次いで、ナノ粒子の結晶規則化を行う。本実施の形態に従ってシリカゲルにナノ粒子を埋め込む装置、及びシリカゲル、ナノ粒子が空孔に埋め込まれた様子を参照するに、ヘキサン中に分散するナノ粒子２７が入ったフラスコ内に約３ｇの平均径（直径）が７．５ｎｍの空孔を有するシリカゲル（和光純薬工業社商品名Ｓｉｌｉｃａ  Ｇｅｌ  ＣＱ−３）を加え撹拌する。具体的には、空孔の平均径が２ｎｍ〜２０ｎｍの範囲のシリカゲルを用いことができる。なお、シリカゲルの替わりに、かかる範囲の空孔を有するテンプレートを用いることができる。例えば、テンプレートはシリコン酸化膜の表面にホトリソグラフィ法及びエッチングにより空孔を設けたものでもよく、アルマイトを陽極酸化して細孔を設けたものでもよい。また、空孔のアスペクト比（＝空孔の深さ／平均径（直径））が１〜４であることが好ましい。次に説明する加熱処理の際に、空孔内に保持されナノ粒子が飛散することがない。次いで、このまま室温下で約２日間放置することにより、図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シリカゲルの空孔３１−１内にナノ粒子２７が充填される。
【０１４５】
次いで、ナノ粒子が埋め込まれたシリカゲルを取り出し石英容器を用いて、ファーネスなどの真空熱処理装置を使用して、１．３３×１０−４Ｐａの真空度及び８００℃の温度下において３０分間加熱する。この加熱処理によりＦｅＰｔのナノ粒子の結晶は、ｆｃｃ（体心立方）構造からｆｃｔ（体心正方）構造への規則化が生じ、ナノ粒子に強磁性が発現して硬磁性ナノ粒子が形成される。具体的には、加熱温度は４００〜９００℃、加熱時間は２０〜６０分間に設定される。この加熱処理では雰囲気ガスを用いずに真空中で加熱処理を行う。雰囲気ガス、例えばＡｒガス等を用いるとナノ粒子を自己整列させている有機安定剤との相互作用により、有機安定剤がナノ粒子間より除去されてしまい、ナノ粒子同士を接触・融着させてしまうと推察され、真空中で加熱処理を行うことにより、上記合成後の状態のナノ粒子の粒径及び粒径分布を保持したまま結晶の規則化を行うことができる。また、ナノ粒子はシリカゲルの細孔中に保持されているので、真空雰囲気を形成する際や加熱処理の際にナノ粒子の飛散を防止することができる。
【０１４６】
さらに、硬磁性ナノ粒子は、互いに加熱処理により有機安定剤が焼成されて生じたアモルファスカーボンにより接続されているが、空孔中に積み上げられた状態で加熱処理されているので、隣合うナノ粒子同士の結合が弱く、容易に結合を切ることができる。
【０１４７】
次いで、Ａｒ雰囲気下において、加熱後の硬磁性ナノ粒子が含まれるシリカゲルを９９ｖｏｌ％のフッ酸を加え、約６０分間浸漬することによりシリカゲルを溶解する。遠心分離機を用いてナノ粒子とシリカゲルとが溶融しているフッ酸の溶液を分離して、沈殿している硬磁性ナノ粒子のみをスポイトを用いて取り出す。取り出した硬磁性ナノ粒子にエタノールを５ｍＬ加え、さらに遠心分離機を用いて洗浄後、沈殿している硬磁性ナノ粒子を抽出する。
【０１４８】
次いで、フラスコ内に硬磁性ナノ粒子に０．３２ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイン酸と、０．３４ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイルアミンを加え撹拌する。硬磁性ナノ粒子はオレイン酸やオレイルアミンといった有機安定剤に包まれる。次いで１０ｍＬのヘキサンを加え硬磁性ナノ粒子を分散させる。なお、硬磁性ナノ粒子はこの状態では磁化されていないので、磁気的な凝集力は弱く比較的容易に分散させることができる。以上により、ヘキサン中に分散された硬磁性ナノ粒子が形成される。
【０１４９】
（軟磁性ナノ粒子の形成）
次に磁気記録媒体の中間層に用いられる軟磁性ナノ粒子の形成方法について説明する。例えば、アルゴン雰囲気下においてフラスコにＦｅ錯体、例えば、０．１３ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のペンタカルボニル鉄Ｆｅ（ＣＯ）５と、還元剤、例えば、３９０ｍｇ（１．５ｍｍｏｌ）の１、２−ヘキサデカンジオールと、溶媒、例えば２０ｍＬのジオクチルエーテルを加える。
【０１５０】
次いで、フラスコに、０．３２ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイン酸と、０．３４ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）のオレイルアミンを加え、フラスコ内の溶液を２３０℃の温度下において約３０分間撹拌する。その結果、フラスコ内にはＦｅ２Ｏ３よりなる軟磁性ナノ粒子が生成される。
【０１５１】
次いで、フラスコ内の溶液を室温まで冷却する。次いでフラスコ内にエタノールを４０ｍＬ加えて、遠心分離機によりナノ粒子及び有機安定剤の沈殿物が取り出される。
【０１５２】
次いで、フラスコ内に軟磁性ナノ粒子及び有機安定剤の沈殿物にヘキサンを加える。こうして、ヘキサン中に分散する軟磁性ナノ粒子が得られる。上記の条件では、平均粒径２０ｎｍのＦｅ２Ｏ３のナノ粒子が得られる。
【０１５３】
なお、ＮｉＦｅ（パーマロイ）よりなる軟磁性ナノ粒子を形成する場合は、例えば、上記Ｆｅ錯体とＮｉ錯体、例えばアセチルアセトナトＮｉ（II）を用いて同様に形成することができる。
【０１５４】
（垂直磁気記録媒体の形成）
次に磁気記録媒体の形成方法を説明する。まず、例えば２．５インチの結晶化ガラス基板等のディスク状の基板２１を洗浄後、ディスク基板上にスパッタリング法により厚さ２００ｎｍの、例えばＦｅＳｉよりなる軟磁性裏打ち層２６を形成する。上述したように、メッキ法やＣＶＤ法により形成してもよい。
【０１５５】
次いで、スピンコート法、または浸漬法により軟磁性ナノ粒子よりなる中間層を形成する。
【０１５６】
本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造に用いられるスピンコータは、密閉型の容器と、容器内には軟磁性裏打ち層２６を形成した基板２１を真空吸引により固定するハブ部を有する回転軸と、容器内空間に臨むように設けられたコート液用ノズル及びヘキサン用ノズルと、ヘキサン用ノズルから滴下されたヘキサンを気化させる気化器と、気化ガスの蒸気圧を検出する蒸気圧センサと、容器内空間にガスを充填し、基板２１に向かって噴出させるガス導入口と、容器内空間のガスを排気する真空ポンプなどより構成されている。さらに、基板２１に磁場を印加するために、基板２１を挟んで対向する１組の電磁石が設けられ、基板２１に垂直に磁場を印加可能となっている。
【０１５７】
スピンコータのハブ部に基板２１を真空吸引により固定した後、基板２１を３００ｒｐｍで回転させた。容器内を密閉し、真空に排気後、容器内にヘキサン用ノズルからヘキサンを１００ｍＬ導入し、気化器を約８０℃に加熱することによりヘキサンを気化させて、容器内を予めヘキサン雰囲気とした。
【０１５８】
次いで、溶媒のヘキサンにＦｅ２Ｏ３の軟磁性ナノ粒子とカルボン酸及びアミンを含んだ有機混合物を分散させた濃度１０ｍｇ／ｍＬの２００μＬのコート液を、コート液用ノズルから５秒間で滴下した。
【０１５９】
コート液の滴下は、基板２１を６０ｒｐｍのゆっくりした回転数で回転させた状態で、コート液用ノズルを半径方向に０．５ｃｍ／秒の速度で移動させながら滴下した。これにより、コート液は基板２１に対し渦巻状態で滴下されることになる。
【０１６０】
次いで、基板２１を１０００ｒｐｍで１０秒間回転させることにより、コート液を基板２１の表面全面に広げた。このスピンコート工程においては、容器内はヘキサン蒸気で満たされているので、コート液中のヘキサンが揮発することはない。
【０１６１】
次いで、基板２１表面の残存ヘキサンを乾燥させるために、基板２１を３００ｒｐｍで回転させた状態で、容器内に窒素ガスを１０ｓｃｃｍの流量で１２０秒間導入して、コート液中のヘキサンを蒸発させた。
【０１６２】
このとき、複数のガス導入管を概略均一に面内分布させているので、基板２１の表面全面に窒素ガスが均一に当たり、基板全面においてゆっくりと均一にヘキサンの蒸発が生じるので、Ｆｅ２Ｏ３の軟磁性ナノ粒子が整然と均一な厚さで整列したナノ粒子膜を成膜することができる。
【０１６３】
Ｆｅ２Ｏ３の軟磁性ナノ粒子よりなる中間層の表面のＳＥＭ写真を参照するに、整然とＦｅ２Ｏ３の軟磁性ナノ粒子が配列されている様子が確認できる。
【０１６４】
次いで、スピンコート法、または浸漬法により硬磁性ナノ粒子よりなる記録層を形成する。記録層は、磁場を印加して硬磁性ナノ粒子を配向させる以外は上記軟磁性ナノ粒子よりなる中間層と同様に形成する。具体的には、容器内を密閉し、真空に排気後、容器内にヘキサン用ノズルからヘキサンを１００ｍＬ導入し、気化器を約８０℃に加熱することによりヘキサンを気化させて、容器内を予めヘキサン雰囲気とした。
【０１６５】
次いで、溶媒のヘキサンにＦｅＰｔの硬磁性ナノ粒子とカルボン酸及びアミンを含んだ有機混合物を分散させた濃度１０ｍｇ／ｍＬの２００μＬのコート液を、コート液用ノズルから５秒間で滴下した。
【０１６６】
コート液の滴下は、基板２１を６０ｒｐｍのゆっくりした回転数で回転させた状態で、コート液用ノズルを半径方向に０．５ｃｍ／秒の速度で移動させながら滴下した。これにより、コート液は基板２１に対し渦巻状態で滴下されることになる。
【０１６７】
次いで、基板２１を１０００ｒｐｍで１０秒間回転させることにより、コート液を基板２１の表面全面に広げた。このスピンコート工程においては、容器内はヘキサン蒸気で満たされているので、コート液中のヘキサンが揮発することはない。
【０１６８】
次いで、スピンコータの電磁石をオンにして、基板２１を例えば６０ｒｐｍで回転させた状態で、磁場７．９×１０３〜１．５８×１０４Ａ／ｍ（１０００〜２０００Ｏｅ）を基板２１面に略垂直方向、例えば上から下に印加する。磁場を印加することにより記録層２７の硬磁性ナノ粒子２７の磁化容易軸を基板２１面に対して略垂直方向に配向することができる。この際印加する磁場の大きさは、硬磁性ナノ粒子が回転する程度の磁場でよく上記の磁場の範囲内で小さい程良い。硬磁性ナノ粒子が強く磁化してしまうと残留磁化が大となり、磁気的な凝集力が増大してしまう。同時に基板２１表面の残存ヘキサンを乾燥させるために、容器内に窒素ガスを１０ｓｃｃｍの流量で１２０秒間導入する。なお、磁界はコート液の滴下からヘキサンを乾燥させる間、連続して印加してもよい。また、電磁石の替わりに永久磁石を用いてもよい。
【０１６９】
なお、電磁石はスピンコータの容器の外に、容器全体を挟むように設けてもよい。基板２１全体に一様に磁場を印加することができる。
【０１７０】
以上により、ＦｅＰｔの硬磁性ナノ粒子２７が整然と整列した厚さ１０ｎｍの記録層２７を形成することができる。
【０１７１】
次いで、記録層２７表面に平坦化加熱処理を行う。例えば窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下において１００℃〜３００℃の温度範囲に設定される。平坦化加熱処理の時間は例えば１分〜６０分の範囲に設定される。その結果、中間層２６の軟磁性ナノ粒子及び記録層２７の硬磁性ナノ粒子の分布が均一化され、中間層２６及び記録層２７の表面がさらに平坦化される。平坦化加熱処理は、中間層２６及び記録層２７の形成後にそれぞれ行ってもよい。なお、平坦化加熱処理において、記録層２７を形成する際と同様に磁場をディスク基板に印加してもよい。なお、平坦化加熱処理は行わなくてもよい。
【０１７２】
次いで、有機安定剤をアモルファスカーボンよりなるカーボン相に変換して、軟磁性ナノ粒子及び硬磁性ナノ粒子を固定化するための熱処理を行う。記録層２７まで形成したディスク基板を熱処理装置のチャンバ内に配置し、チャンバ内を例えば真空度１０−５Ｐａ程度まで排気し、例えば加熱温度３５０℃、３０分間の熱処理を行う。具体的には加熱温度は３００℃〜５５０℃、好ましくは３００℃〜４００℃に設定される。また、熱処理時間は１０分〜１２０分に設定される。
【０１７３】
次いで記録層２７上に保護層２８の成膜を行う。スパッタ装置内に水素ガス分圧が調整された水素とアルゴンとの混合ガス雰囲気下で厚さが５ｎｍの水素化カーボンを形成する。保護層２８は、スパッタ法の他、ＣＶＤ法、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ＣａｔｈｏｄＡｒｃ）法などにより形成してもよい。
【０１７４】
最後に、保護層２８上に厚さ３ｎｍの潤滑層２８を例えば潤滑剤ＡＭ３００１を含むフロン系溶剤を用いて引き上げ法、液面降下法等により塗布する。
【０１７５】
次いで、有機安定剤をアモルファスカーボンよりなるカーボン相に変換して、軟磁性ナノ粒子及び硬磁性ナノ粒子を固定化するための熱処理を行う。上記保護層２８まで形成したディスク基板を熱処理装置の半導体レーザを配置した熱処理装置に取り付け、ディスクを回転させながら、記録層２７に、例えば、レーザ光を照射し、フォーカスポイントからオフセットさせることにより、広い範囲を同時に熱処理をする。また、レーザ光強度を調整し、複数トラックでの記録層のナノ粒子の熱処理温度を調整しながら製造することができる。ここで、記録層の温度が３８０℃に昇温するように熱処理を行う。具体的には、ディスクの回転数、１５００ｒｐｍ、波長８３０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．０．４５のレーザ光スポットの照射により、加熱温度は２８０℃〜６５０℃、好ましくは３５０℃〜４５０℃に設定される。従来の、ナノ粒子よりなる記録層２７を形成した後に結晶の規則化を行っていた方法と比較して、より低温の加熱温度とすることができる。４００℃以下の加熱温度とすることで、軟磁性裏打ち層の非晶質材料又は微結晶材料の結晶化あるいは結晶粒の成長を防止し、高周波透磁率の低下を回避することができる。さらに、ディスク基板には、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、テープ状基板にはポリイミドフィルムを用いることができる。
【０１７６】
４００℃以下の加熱温度とすることで、軟磁性裏打ち層の非晶質材料又は微結晶材料の結晶化あるいは結晶粒の成長を防止し、保護層、潤滑層の特性劣化を防止し、高周波透磁率の低下を回避することができる。さらに、ディスク基板には、結晶化ガラス基板、強化ガラス基板、Ｓｉ基板、テープ状基板にはポリイミドフィルムを用いることができる。また、熱処理は、レーザ光スポットが、ディスク上を１回通過、あるいは、複数回通過するように設定される。
【０１７７】
なお、保護層２８上の潤滑層２８は、熱処理後に塗布しても良い。
【０１７８】
以上により本実施の形態の垂直記録媒体が形成される。
【０１７９】
本実施の形態によれば、レーザ光スポットの照射により、記録層、硬磁性ナノ粒子をの結晶規則化の熱処理が行われているので、結晶規則化のための高温にディスク基板や軟磁性裏打ち層をさらすことがないので、基板材料の選択の幅が広がると共に、軟磁性裏打ち層の高周波透磁率を低下、保護層、潤滑層の特性が劣化することを回避できる。
【０１８０】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る垂直磁気記録媒体の製造方法について説明する。本実施の形態は、垂直磁気記録媒体の製造方法において、ナノ粒子の結晶規則化工程に特徴があり、ナノ粒子の結晶規則化工程が異なる以外は実施の形態２と同様である。ナノ粒子の結晶規則化工程以外の工程の説明を省略し、本実施の形態の製造方法により製造された垂直磁気記録媒体についても、実施の形態２に係る垂直磁気記録媒体と同様の構成であるので、説明を省略する。
【０１８１】
本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体の製造方法では、結晶規則化工程において、実施の形態２と同様にして形成したナノ粒子を、実施の形態２のシリカゲルに換えて、水溶性塩の表面に吸着させて結晶規則化工程を行う。
【０１８２】
実施の形態３の結晶規則化工程おける処理フローにより結晶規則化工程について説明する。
【０１８３】
最初に、フラスコ内にナノ粒子が分散した有機溶媒、例えばヘキサンに水溶性塩を加え撹拌し、さらに３０分程度静置し、ナノ粒子を水溶性塩の表面に吸着させたナノ粒子担持体を形成する。水溶性塩は、特に限定されないが、結晶水を有する塩（含水塩）から結晶水を脱水した無水塩、例えば、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ（硫酸マグネシウム七水和物）から結晶水を脱水したＭｇＳＯ４が、表面エネルギーが高くナノ粒子を吸着しやすい点で好ましい。このような無水塩としては、ＭｇＳＯ４、Ｎａ２Ｏ４、ＰｄＳＯ４、（ＮＨ４）２ＭｇＳＯ４（III型）、Ｃｅ（III）ＳＯ４、ＮｉＳＯ４、ＣｄＳＯ４等の硫酸塩、Ｃａ２（ＮＯ３）２、Ｓｒ（ＮＯ３）２等の硝酸塩が挙げられ、無水塩の単位質量当たりのナノ粒子の吸着量が多い点で、ＭｇＳＯ４、Ｎａ２Ｏ４が特に好ましい。
【０１８４】
ナノ粒子担持体のナノ粒子が吸着した様子を拡大して参照するに、水溶性塩の表面にナノ粒子２７が吸着する。本願発明者の検討によれば、水溶性塩はその表面に微小な凹凸や数ｎｍの大きさの開口部を有する細孔が形成されている方がナノ粒子を吸着する量が多く好ましいことが確認されている。この凹凸は、例えば上述水溶性塩は、ナノ粒子の１質量部に対して、２０質量部以上添加することが好ましい。水溶性塩が２０質量部より少ないと水溶性塩の表面にナノ粒子同士が積層し、規則化加熱処理において融着するおそれがある。また、水溶性塩は、ナノ粒子の１質量部に対して添加する最大量について特に制限がないが、ナノ粒子担持体の取扱いおよび水溶性塩の効率的使用の点で４００質量部以下が好ましい。
【０１８５】
図６に戻り、次いで、有機溶媒を蒸発させ、ナノ粒子担持体を石英容器に移し規則化加熱処理を行う（Ｓ１Ｏ４）。規則化加熱処理は真空熱処理装置を使用し、１．３３×１０−４Ｐａの真空度及び８００℃の温度下において３０分間加熱する。規則化加熱処理によりＦｅＰｔのナノ粒子の結晶は、ｆｃｃ（体心立方構）構造よりｆｃｔ（体心正方）構造に規則化し、ナノ粒子に強磁性が発現して硬磁性ナノ粒子が形成される。具体的には、加熱温度は５００〜９００℃、加熱時間は２０〜６０分間に設定される。真空中で加熱処理を行うことにより、上記合成後の状態のナノ粒子の粒径及び粒径分布を保持したまま結晶の規則化を行うことができる。
【０１８６】
次いで、ナノ粒子担持体を冷却し硬磁性ナノ粒子の抽出する（Ｓ１Ｏ６）。硬磁性ナノ粒子の抽出は、例えば、硬磁性ナノ粒子と水溶性塩を硬磁性ナノ粒子１００ｍｇに対してヘキサン１０ｍＬにオレイン酸０．１ｍＬを含む溶媒に加え撹拌し、さらに、ヘキサンとほぼ等量の水を加えて撹拌し水溶性塩を溶解する。次いで、分液ロートにより水相を分離し、次いでエタノールで洗浄することで水を除去した後にヘキサンに分散することで、ヘキサン中に分散された硬磁性ナノ粒子を得る。以上により、ヘキサン中に分散された硬磁性ナノ粒子が形成される。
【０１８７】
本実施の形態では、ナノ粒子を吸着させるナノ粒子担持体に水溶性塩を用いることで、水溶性塩を水で溶解することで容易な処理でかつ硬磁性ナノ粒子に影響を与えることなく抽出することができる。また、ナノ粒子担持体を形成する時間が、第２の実施の形態のシリカゲルを用いる場合より短縮され、ナノ粒子の結晶規則化工程のプロセス時間を短縮することができる。
【０１８８】
次に実施の形態３の第１変形例を説明する。第１変形例は、図に示したＳ１Ｏ4の規則化加熱処理において、真空中の代わりに還元雰囲気中でナノ粒子担持体を加熱処理する以外は実施の形態２と同様である。
【０１８９】
次いで、有機溶媒を蒸発させ、ナノ粒子担持体を石英容器に移し規則化加熱処理を行う（Ｓ１Ｏ４）。規則化加熱処理は真空熱処理装置を使用し、１．３３×１０−４Ｐａの真空度下において、赤外線ランプを用いて、記録層に照射することにより、ディスク全面を一括でアニール処理できる。この結果、記録層のナノ粒子は、膜面垂直方向の磁気異方性を増大させることができ、高密度記録可能となる。加熱処理により、規則化加熱処理によりＦｅＰｔのナノ粒子の結晶は、ｆｃｃ（体心立方構）構造よりｆｃｔ（体心正方）構造に規則化し、ナノ粒子に強磁性が発現して硬磁性ナノ粒子が形成される。具体的には、加熱温度は５００〜９００℃、加熱時間は０．２〜１０秒間に設定される。さらに、真空中で加熱処理を行うことにより、上記合成後の状態のナノ粒子の粒径及び粒径分布を保持したまま結晶の規則化を行うことができる。
【０１９０】
第１変形例の規則化加熱処理は、具体的には、還元雰囲気、例えば水素ガスを１ｖｏｌ％〜７ｖｏｌ％含むＡｒガス雰囲気中で、圧力１．０１×１０４Ｐａ〜１．５２×１０５Ｐａ、加熱温度を５００〜９００℃（好ましくは５５０度〜６５０℃）、加熱時間を２〜１０秒間に設定して石英容器に入れたナノ粒子担持体をランプの照射により加熱処理する。
【０１９１】
ナノ粒子の表面には自然酸化膜等の酸化膜が形成されているが、このような酸化膜は規則化の際にナノ粒子を構成する金属原子の拡散を抑制し、規則化のための活性化エネルギーを高めている、すなわち規則化温度を高温化している。水素ガスを使用することで、水素ガスの還元作用により酸化膜をナノ粒子内部と同じ合金に変換することにより、金属原子の拡散を容易化し規則化温度を低下させることができる。本願発明者の検討によれば、実施の形態２の真空中で規則化加熱処理を行う場合と比較して、同程度の規則化された硬磁性ナノ粒子を得る場合、加熱温度を２００℃程度低下させることができることが確認されている。すなわち、実施の形態２の規則化加熱処理において８００℃〜９００℃の加熱処理により得られる規則化状態は、第１変形例では６００℃〜７００℃の加熱処理により得ることができる。
【０１９２】
また、水素ガスの濃度は、安全性を確保できる限り１ｖｏｌ％〜７ｖｏｌ％に限定されず、水素濃度は高い方がよく、１００ｖｏｌ％でもよい。また、希ガスはＡｒガスに限定されず、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅの各ガスを１種あるいは２種以上含んでいていもよい。
【０１９３】
第１変形例の一実施の形態として、ヘキサン１ｍＬ中においてＦｅＰｔ（Ｆｅ：５０原子％、Ｐｔ：５０原子％）のナノ粒子３ｍｇとＭｇＳ４６０ｍｇによりナノ粒子担持体を形成し、ヘキサンごと石英容器に移した後にヘキサンを蒸発させ、水素ガス３ｖｏｌ％のＡｒガス雰囲気中で７００℃、圧力１．０１×１０５Ｐａ、３０分の加熱処理を行った。このようにして得られた硬磁性ナノ粒子をＭｇＳＯ４と共にＸ線ディフラクトメータを用いて２θ／θスキャンによりＸ線解析を行った。
【０１９４】
規則化されたナノ粒子、すなわち硬磁性ナノ粒子のＸ線回折パターンを参照するに、ＦｅＰｔのｆｃｔ構造の回折線（１１０）面（２θ＝３３．１度）、（１１１）面（４０．７度）、（２００）面（４７．１度）、（００２）面（４８．７度）、（２０１）面（５３．４度）に現れており、硬磁性ナノ粒子がｆｃｔ構造を有することが分かる。なお、回折線ＡはＭｇＳＯ4に由来するものである。
【０１９５】
本変形例によれば、規則化加熱処理の際に水素ガス含有雰囲気中で、ランプ照射により加熱処理を行うことにより、真空中の加熱温度より低い加熱温度で規則化が進んだｆｃｔ構造の硬磁性ナノ粒子を形成することができる。
【０１９６】
次に、実施の形態２の第２変形例を説明する。第２変形例は、第１変形例の還元雰囲気での規則化加熱処理の代わりに、還元処理（Ｓ１Ｏ２）をナノ粒子担持体の形成（Ｓ１Ｏ０）の後に、還元雰囲気中で、第１変形例よりも低温の加熱温度で還元処理を行い、次いで真空中で規則化加熱処理（Ｓ１Ｏ４）を行い、それ以外は第１変形例と同様である。
【０１９７】
第２変形例の還元処理（Ｓ１Ｏ２）は、具体的には、第１変形例と同様の水素ガス含有雰囲気中で、圧力５．０７×１０４Ｐａ〜１．５２×１０５Ｐａ、加熱温度を１００〜４５０℃、加熱時間を２０分〜１２０分間に設定して石英容器に入れたナノ粒子担持体を加熱処理し、ナノ粒子表面の酸化膜を還元し合金に変換する。
【０１９８】
次いで、水素ガス含有希ガスを排気して真空中で規則化加熱処理（Ｓ１Ｏ４）を行う。具体的には、１．３３×１０−４Ｐａの真空中で、加熱温度５００℃〜９００℃（好ましくは、６００℃〜７００℃）に設定し、２０分〜６０分間に設定し、ナノ粒子担持体の加熱処理を行い、規則化させる。本願発明者の検討によれば、実施の形態２の真空中で規則化加熱処理を行う場合と比較して、同程度の規則化された硬磁性ナノ粒子を得る場合、加熱温度を２００℃程度低下させることができる。すなわち、実施の形態２の規則化加熱処理において８００℃〜９００℃の加熱処理により得られる規則化状態は、第１変形例では６００℃〜７００℃の加熱処理により得ることができる。
【０１９９】
また、第２変形例によれば、規則化加熱処理を真空中で行うことにより、ナノ粒子同士の熱融着を一層抑制することができる。
【０２００】
次に、実施の形態２の第３変形例を説明する。第３変形例は、実施の形態２のナノ粒子担持体形成処理を省略し、有機溶媒中でナノ粒子の還元処理を行い、次いで還元されたナノ粒子を有機溶媒中で規則化熱処理を行い、次いで硬磁性ナノ粒子の抽出処理を行う。
【０２０１】
第３変形例の還元処理および規則化加熱処理は、ナノ粒子を還元剤を含む有機溶媒中で続けて行い、沸点の高い有機溶媒を使用することで、有機溶媒中で還元処理および規則化加熱処理を行うことができ、また、還元されたナノ粒子の表面が再び酸化されることを防止して低い加熱温度で規則化することができる。
【０２０２】
最初に、還元処理は、ナノ粒子を有機溶媒、例えばジオクチルエーテルに還元剤を添加し、この中にナノ粒子を分散させる。還元剤としては公知の還元剤を用いることができ特に限定されないが、例えば、ＬｉＡｌＨ４、Ｌｉ（Ｃ２Ｈ５）３ＢＨ、ＢＨ３、ＢｘＨｙ（ｘは２以上の整数、ｙ＝２ｘ）で表されるボラン、ＮａＨ、ＫＨ、ＣａＨ２等の水素化物を用いてもよい。例えば、ジオクチルエーテルにＮａＨを２０ｍｇ添加し、さらにナノ粒子を１０ｍｇを添加・撹拌し、加熱温度を例えば１００℃、１０分間に設定し加熱して、ナノ粒子の表面を還元する。還元処理は、具体的には、加熱温度が５０℃〜２００℃、加熱時間は５分〜２０分間に設定する。
【０２０３】
次いで、還元されたナノ粒子を含む有機溶媒を例えば３００℃に昇温し３０分間に設定して撹拌しながら加熱し、ナノ粒子の規則化加熱処理を行う。ナノ粒子の表面が還元されているので、このような低温の加熱温度で、ナノ粒子がｆｃｔ構造に規則化し硬磁性ナノ粒子が形成される。規則化加熱処理は、具体的には、加熱温度を２５０℃〜４００℃、加熱時間を２０分〜６０分間に設定する。なお、還元処理および規則化加熱処理に用いられる有機溶媒は、大気圧下でこれらの処理を行う場合は、沸点の点で、炭素数が１０以上２０以下のエーテル類を用いることが好ましい。
【０２０４】
このようにして得られた硬磁性ナノ粒子を含む有機溶媒にアルコール、例えばエタノールを添加して沈殿を形成し、上澄み液を除去して沈殿を得る。この沈殿をさらにエタノールで洗浄する。これら処理によりほぼ反応残渣を除去することができる。さらに、このようにして得られた沈殿を、オレイン酸を添加したヘキサンに分散させ、遠心分離機により得られた上澄み液を得ることにより、硬磁性ナノ粒子が分散したヘキサン溶液が得られる。
【０２０５】
本変形例によれば、高製造コストの真空プロセスの代わりに還元処理および規則化加熱処理を有機溶媒中、不活性溶媒中、あるいは、不活性ガス中で行うことができるため、製造コストを低減できると共に、規則化処理工程を簡略化することができる。
【０２０６】
なお、第３変形例の還元処理の加熱温度を規則化加熱処理の加熱温度と同様にして、還元処理と規則化加熱処理を同時に行ってもよい。
【０２０７】
また、結晶規則化工程の前工程であるナノ粒子の形成工程において、生成されたナノ粒子と、Ｐｔ錯体や還元剤などの未反応物が残るフラスコ内に上記還元剤および有機溶媒を添加して還元処理を行い、硬磁性ナノ粒子の形成工程における遠心分離機による未反応物の分離処理を省略してもよい。また、規則化を一層進めるために、上述した第２変形例と同様に真空中でナノ粒子を規則化熱処理してもよい。また、ランプの光照射面には、光学フィルター３７を用いて、特定波長のみを照射する構成であっても良い。
【０２０８】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る磁気記録媒体について説明する。
【０２０９】
図５は本発明の実施の形態４における磁気ディスク４０の構造を示す断面図である。図５において、４１はＡｌからなる金属のディスク基板、その上の、４６は下地軟磁性層、４７は、ＦｅＰｔからなる記録層、である。さらに、４８は記録膜を保護し磁気ヘッドを摺動させるための保護層、と潤滑保護層である。本実施の形態では、磁気記録媒体の記録層は、Ｆｅ／Ｐｔを超格子構造に積層して形成した構造である。
【０２１０】
次に、本願発明の実施の形態４の磁気ディスク４０の構成と作製方法について詳細に説明する。
【０２１１】
図５に示すように、ディスク基板４１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。磁気記録媒体４０には、記録トラックにフォーマット信号のピット領域と、データ領域が形成されている。また、本実施の形態の磁気ディスクのトラックピッチは０．３μｍである。
【０２１２】
まず、ディスク基板４１上に、マグネトロンスパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、７×１０−６Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．３Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガス及びＮ２ガスを導入し、基板を回転させながら、ＦｅＡｌＳｉからなる軟磁性の裏打ち下地層４６を５０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。
【０２１３】
さらに、Ａｒガスを、０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、Ｐｔ、Ｆｅそれぞれのターゲットを用いて、ＰｔＦｅの記録層４７を４０ｎｍ、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、Ｐｔ、Ｆｅは交互に１ｎｎｍずつ積層し、超格子構造になるように、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、膜組成は、ターゲットの投入パワーによる膜厚比を調整することにより、所望の膜組成と膜構造に合せることができる。
【０２１４】
そして、さらに記録層４７の上には、ＡｒとＣＨ４により、プラズマＣＶＤにより、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる、保護層４８を７ｎｍの膜厚に形成する。さらに、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）からなる潤滑保護層を、３ｎｍの膜厚にディッピングにより塗布形成する。
【０２１５】
さらに、ディスク基板を１８００ｒｐｍで回転させながら、レーザ光を照射しながら、記録層をアニール処理する。ここで、照射するレーザ光スポットは、レーザ光波長７８０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．０．４５の光学系のレーザ光スポットを照射し、直径１０μｍφに集光することにより、複数トラックを同時にアニール処理することができる。この時、記録層の複数のトラックを同時に昇温させ、温度５５０℃以上にすることにより、アニール処理することにより、結晶構造を安定化させることができる。また、高速でディスクを回転させながら、熱処理することができ、しかも、金属のディスク基板がヒートシンクの役割もするため、ディスク基板、下地層、保護層を劣化させることなく、記録層の結晶化を促進して磁気異方性を増大させ、膜構造を安定化させることにより、高密度に記録することができる。
【０２１６】
本願発明の実施形態の製造方法では、Ｆｅ１００−ＸＰｔＸからなる記録層４７は、Ｘ＝２０ａｔ％〜６０ａｔ％、さらに好ましくはＸ＝３５ａｔ％〜５５ａｔ％の範囲から選択される組成比を有し、投入パワーを調整して超格子構造に積層して形成されている。この膜構造と組成、アニール処理により、膜構造が安定化し膜面垂直方向の磁気異方性も大きいため、情報信号の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成できる。
【０２１７】
図５で示した本発明の実施の形態４の磁気記録媒体は、記録層側からレーザ光ビームを照射し、記録膜４７が形成された潤滑保護層４８上から、磁気ヘッド１０２により信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。この磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出する構成によって、レーザ光スポットの検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
【０２１８】
ここで、本実施の形態の記録層は温度Ｔの上昇と共に、記録層４７の保磁力Ｈｃが減少する特性を有していれば、磁気ヘッドでの記録が容易で、ＧＭＲヘッドで再生した場合にも、再生信号の検出感度を向上させることができる。
【０２１９】
また、実施の形態１で示した磁気記録媒体と同様に、ＤＷＤＤ方式等の磁気的超解像方式を用いれば、光ビームによる温度勾配により、差し掛かった磁壁を次々と移動させ、この磁壁の移動を磁気ヘッドにより検出することによって、再生時に信号検出感度を向上させて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を磁気記録媒体に適用できる構成である。
【０２２０】
ここで、ディスクのフォーマットは、膜形成と熱処理後に、サーボ信号等のフォーマット信号を記録することにより、記録再生可能であるが、ディスク基板、あるいは、下地層形成前に、ディスクリートされたピットを形成したディスク基板を用いた構成により、トラッキングサーボとアドレス検出のための、ピットが形成され、記録トラックは、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とが検出できる構成であっても良い。
【０２２１】
さらに、記録層は、結晶規則化されたナノ粒子の構造を用いて製造された垂直磁気記録媒体についても、同等以上の効果が得られる。
【０２２２】
ここで、レーザ光波長７８０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．０．４５の光学系のレーザ光スポットを照射し、複数トラックを同時にアニール処理する製造方法について述べてきたが、特に、このレーザ波長、光学構成に限定されるものではなく、異なる波長、ＮＡであっても良い。また、複数のトラックのみでなく、セクターごとを同時に熱処理する構成であっても良い。さらに、赤外線ランプを用いて、記録層に照射することにより、ディスク全面を一括でアニール処理できる。この結果、記録層のナノ粒子は、膜面垂直方向の磁気異方性を増大させることができ、高密度記録可能となる。
【０２２３】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５に係る磁気記録媒体について説明する。
【０２２４】
図６は本発明の実施の形態５における磁気ディスク５０の構造を示す断面図である。図６において、５１はガラスからなる透明なディスク基板、その上の、５６は下地軟磁性層、５７は、ＦｅＰｄとＳｉＯ２の材料からなる記録層、である。さらに、５８は記録膜を保護し磁気ヘッドを摺動させるための保護層、と潤滑保護層である。本実施の形態では、磁気記録媒体の記録層は、ＦｅＰｄとＳｉＯ２を混合させた構造に形成した構造である。
【０２２５】
次に、本願発明の実施の形態５の磁気ディスク５０の構成と作製方法について詳細に説明する。
【０２２６】
図６に示すように、ディスク基板５１に、磁性薄膜の記録膜を含む構成に積層して形成されている。磁気記録媒体５０には、記録トラックにフォーマット信号のピット領域と、データ領域が形成されている。また、本実施の形態の磁気ディスク５０のトラックピッチは０．２５μｍである。
【０２２７】
まず、ディスク基板上に、マグネトロンスパッタリング装置に、ターゲットを設置し、ディスク基板を基板ホルダーに固定した後、８×１０ー６Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をターボ分子ポンプで真空排気する。そして、真空排気をしたまま０．４Ｐａとなるまでチャンバー内にＡｒガス及びＮ２ガスを導入し、基板を回転させながら、ＦｅＳｉからなる軟磁性の裏打ち下地層５６を６０ｎｍ、反応性スパッタリング法により膜形成される。
【０２２８】
さらに、Ａｒガスを、０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、ＦｅＰｄとＳｉＯ２をそれぞれのターゲットを用いて、記録層５７を４５ｎｍ、マグネトロンスパッタリング法により形成する。ここで、ＦｅＰｄとＳｉＯ２は同時にマグネトロンスパッタリングしグラニュラー状に混合させて、コ−スパッタリング法により形成する。ここで、膜組成は、ターゲットの投入パワーと組成比を調整することにより、所望の膜組成と膜構造に合せることができる。
【０２２９】
そして、さらに記録層５７の上には、ＡｒとＣＨ４により、プラズマＣＶＤにより、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる、保護層５８を８ｎｍの膜厚に形成する。さらに、パーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）からなる潤滑保護層を、４ｎｍの膜厚にディッピングにより塗布形成する。
【０２３０】
さらに、透明なディスク基板を通して基板側からレーザ光を照射しながら、１５００ｒｐｍで回転させながら、記録層をアニール処理する。ここで、照射するレーザ光スポットは、レーザ光波長６８０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．０．５の光学系のレーザ光スポットを照射し、直径８μｍφに集光することにより、複数トラックを同時にアニール処理することができる。この時、記録層の複数のトラックを同時に昇温させ、温度５５０℃以上にすることにより、アニール処理することにより、結晶構造を安定化させることができる。また、高速でディスクを回転させながら、熱処理することができ、しかも、保護層、潤滑保護層を直接加熱することなくアニール処理できるため、ディスク基板、下地層、保護層を劣化させることなく、記録層の結晶化を促進して磁気異方性を増大させ、膜構造を安定化させることにより、高密度に記録することができる。
【０２３１】
本願発明の実施の形態の製造方法では、（Ｆｅ１００−ＸＰｄＸ）Ｙ（ＳｉＯ２）１００−Ｙからなる記録層５７は、Ｘ＝２０ａｔ％〜６０ａｔ％、さらに好ましくはＸ＝３５ａｔ％〜５５ａｔ％の範囲から選択される組成比を有し、さらに、Ｙ＝２０ａｔ％〜６０ａｔ％、さらに好ましくはＹ＝３５ａｔ％〜５５ａｔ％の範囲から選択される組成比を有し、投入パワーを調整して組成を調整して混合させて形成されている。この膜構造と組成、アニール処理により、膜構造が安定化し膜面垂直方向の磁気異方性も大きいため、情報信号の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成できる。
【０２３２】
図６で示した本発明の実施の形態５の磁気記録媒体は、記録層側からレーザ光ビームを照射し、記録層５７が形成された潤滑保護層５８上から、磁気ヘッド１０２により信号を記録、再生検出することによって、高密度に記録された記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。この磁気ヘッドにより信号を記録、再生検出する構成によって、レーザ光スポットの検出限界よりも小さい記録マークの記録再生が可能となる磁気記録媒体に適用できる構成である。
【０２３３】
ここで、本実施の形態の記録層は温度Ｔの上昇と共に、記録層５７の保磁力Ｈｃが減少する特性を有していれば、磁気ヘッドでの記録が容易で、ＧＭＲヘッドで再生した場合にも、再生信号の検出感度を向上させることができる。
【０２３４】
また、実施の形態１で示した磁気記録媒体と同様に、ＤＷＤＤ方式等の磁気的超解像方式を用いれば、光ビームによる温度勾配により、差し掛かった磁壁を次々と移動させ、この磁壁の移動を磁気ヘッドにより検出することによって、再生時に信号検出感度を向上させて超解像再生が可能となるＤＷＤＤ方式を磁気記録媒体に適用できる構成である。
【０２３５】
ここで、ディスクのフォーマットは、膜形成と熱処理後に、サーボ信号等のフォーマット信号を記録することにより、記録再生可能であるが、ディスク基板、あるいは、下地層形成前に、ディスクリートされたピットを形成したディスク基板を用いた構成により、トラッキングサーボとアドレス検出のための、ピットが形成され、記録トラックは、サーボのためのピット領域と、情報を記録するデータ領域とが検出できる構成であっても良い。
【０２３６】
さらに、記録層は、実施の形態１、２同様に、結晶規則化されたナノ粒子の構造を用いて製造された垂直磁気記録媒体についても、同等以上の効果が得られる。ここで、（ＦｅＸＰｄ１−Ｘ）Ｙ（ＳｉＯ２）１−Ｙをナノ粒子の構成に形成した記録層、あるいは、ＦｅＰｄのナノ微粒子とＳｉＯ２を混合、あるいは、ＳｉＯ２のナノ微粒子とＦｅＰｄを混合して形成した構成であっても同等以上の効果が得られる。
【０２３７】
ここで、レーザ光波長６８０ｎｍ、開口数Ｎ．Ａ．０．５の光学系のレーザ光スポットを照射し、複数トラックを同時にアニール処理する製造方法について述べてきたが、基板側から、複数のトラックを同時に熱処理するだけでなく、赤外線ランプ、ハロゲンランプ等の加熱ランプを照射し、磁気ディスクの一定の領域を同時にアニール処理する、あるいは、ディスク全面を一括アニール処理する、製造方法であっても良い。また、レーザ光スポットは、上記とは、異なる波長、ＮＡであっても良い。さらに、レーザ光スポット、あるいは、ランプでのアニール処理時に、ディスク周辺を、Ｈｅガス等の熱伝導率の大きい媒質中で熱処理する方法であっても良い。この結果、記録層は、膜面垂直方向の磁気異方性を増大させることができ、高密度記録可能となる。また、記録層は、ナノ粒子で形成されたは、膜面垂直方向の磁気異方性を増大させることができ、高密度記録可能となる。
【０２３８】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態は、実施の形態６に係る磁気記録媒体を備えた磁気記憶装置に係るものである。
【０２３９】
本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置は、図７に示すような要部の構成を有する。図７を参照するに、記録再生装置（あるいは、磁気記憶装置）１００は大略ハウジングからなる。ハウジング内には、スピンドル１０３により駆動されるハブ（図示されず）、ハブに固定され回転される磁気記録媒体１０１、アクチュエータユニット、アクチュエータユニットに取り付けられ垂直磁気記録媒体１０１の半径方向に移動されるアーム及びサスペンションに支持された垂直磁気記録ヘッド１０２が設けられている。
【０２４０】
図７に示すように、スピンドルモータ１０３に取り付けられた磁気記録媒体（以下、磁気ディスク）１０１は、磁気ヘッド制御、検出回路１０６でコントロールされた磁気ヘッドにより、信号が記録再生される。また、磁気記録媒体を熱アシストするための光学ヘッド１０４は、レーザ駆動回路１０５により制御されたレーザ光をディスク上に照射しながら、磁気ヘッドでの記録再生を行なう。この時、モータ駆動回路１０７により、モータの回転駆動制御と、レーザ光のサーボ制御等が行われる。
【０２４１】
このような構成の記録再生装置を用いて、本実施の形態の磁気記録媒体は、表面形状の凹凸ピット、あるいは磁気的に記録されたピットにより、トラッキングサーボをかけながら、情報信号の記録再生が可能となる。
【０２４２】
ここで、光学ヘッドは、磁気ヘッドと反対方向に配置した構成について示してあるが、磁気ヘッドと同じ側から照射する構成、あるいは、磁気ヘッドと光学ヘッドとなった構成、あるいはさらに、磁気ヘッドが光源とつながった導波路と一体となった構成であっても良い。
【０２４３】
以上のような構成により、本実施の形態の記録再生装置は、光ヘッドにより磁気記録媒体を加熱しながら、磁気ヘッド１０２により、情報信号の記録再生が可能となる。
【０２４４】
ここで、磁気ヘッド１０２は、アルチックのスライダ上にアルミナ絶縁層を介して、単磁極型記録ヘッドとＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を用いた再生ヘッドが形成された構成となっている。単磁極型記録ヘッドは、垂直磁気記録媒体に記録磁界を印加するための軟磁性体よりなる主磁極と、主磁極に磁気的に接続されたリターンヨークと、主磁極とリターンヨークに記録磁界を誘導するための記録用コイルなどから構成されている。また、再生ヘッドは、主磁極を下部シールドとし、主磁極上にアルミナ絶縁層を介して形成されたＧＭＲ素子と、さらにアルミナ絶縁層を介して形成された上部シールドより構成されている。単磁極型記録ヘッドは、主磁極から記録磁界を垂直磁気記録媒体に対して垂直方向に印加して、垂直磁気記録媒体に垂直方向の磁化を形成する。
【０２４５】
磁気記録ヘッドの、主磁極の先端部は先端に向かう程先細、すなわち断面積が小となっている。記録磁界に係る磁束密度を高めて垂直保磁力の高い垂直磁気記録媒体１０１を磁化することができる。主磁極の先端部の軟磁性材料は飽和磁束密度の高い、例えば５０ａｔ％Ｎｉ−５０ａｔ％Ｆｅ、ＦｅＣｏＮｉ合金、ＦｅＣｏＡｌＯなどよりなることが好ましい。磁気飽和を防止して高い磁束密度の磁束を集中して垂直磁気記録媒体１０１に印加することができる。
【０２４６】
また、再生ヘッドは、垂直磁気記録媒体１０１の磁化が漏洩する磁界を感知して、その方向に対応するＧＭＲ素子の抵抗値の変化により垂直磁気記録媒体１０１に記録された情報を得ることができる。なお、ＧＭＲ素子の替わりにＴＭＲ（Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を用いることができる。
【０２４７】
本実施の形態の磁気記憶装置１００は、垂直磁気記録媒体１０１に特徴がある。例えば、垂直磁気記録媒体１０１は実施の形態１〜５の垂直磁気記録媒体である。
【０２４８】
磁気記憶装置１００の基本構成は、図７に示すものに限定されるものではない。本発明で用いる垂直磁気記録媒体１０１は、磁気ディスクに限定されず磁気テープであってもよい。
【０２４９】
本実施の形態によれば、磁気記憶装置１００は、垂直磁気記録媒体１０１の記録層が高出力及び低ノイズという特徴を有しているので高密度記録が可能である。また、高い熱揺らぎ耐性を有しているので、長期信頼性に優れている。
【０２５０】
以上本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０２５１】
例えば、上記の実施の形態に係る磁気記録媒体として磁気ディスクを例に説明したが、磁気ディスクに限定されず、例えば、ポリイミドフィルムをテープ基板材料として磁気テープを形成してもよく、このような磁気テープでは上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０２５２】
なお、本実施の形態の磁気記録媒体の記録再生方法では、光照射による熱アシストした構成について述べてきたが、磁気記録媒体の構成、熱アシストと記録再生の方式により、記録時、あるいは再生時に光を照射する構成、あるいは、光パルスに高速で発光させる等の方法、さらに、記録時あるいは再生時に熱アシストしない構成の磁気記録媒体の記録再生方法、装置であってもよい。
【０２５３】
特に、記録時には、照射光の光パルスの発光のタイミングを、記録マークエッジと位相が異なる方法による記録再生方法により、さらに効果的に昇温させることができる。
【０２５４】
なお、本実施の形態の磁気記録媒体の記録再生方法では、光照射による熱アシストの方法について述べてきたが、その方法に限定するものではなく、熱伝導等を用いた加熱方法で熱アシストする方法でも、記録時と再生時とで、磁気記録媒体の温度分布を変化させる方法であれば同等の効果が得られる。さらに、記録時には、記録膜の温度分布を利用して、浮遊磁界をキャンセルする構成であれば、さらに効果が大きい。
【０２５５】
また、本願発明の熱アシストする方法は、記録時と再生時とで、レーザ光照射により、磁気記録媒体の記録領域の最大加熱温度が異なる構成であれば、同等の効果が得られる。
【０２５６】
また、本実施の形態の磁気記録媒体は、光照射面側の干渉層が、照射光の波長により吸収係数が異なることを特徴とする磁気記録媒体の構成であったが、磁気記録媒体の記録層近傍に、照射光の波長によって、吸収係数が異なる熱吸収層を設ける、あるいは、記録層の中に、波長によって吸収係数が異なる材料を含有する構成の磁気記録媒体であっても良い。
【０２５７】
また、アニール処理の方法として、レーザ光を照射、あるいは、赤外線ランプ、ハロゲンランプを用いた方法について述べてきたが、光を照射することにより、記録層の温度が４００℃以上に昇温させる構成であれば、上記の方法に限定されるものではない。
【０２５８】
また、複数トラックを同時にアニール処理する製造方法について述べてきたが、膜面側、基板側から、複数のトラックを同時に熱処理するだけでなく、赤外線ランプ、ハロゲンランプ等の加熱ランプを照射し、磁気ディスクの一定の領域を同時にアニール処理する、あるいは、ディスク全面を一括アニール処理する、製造方法であっても良い。また、レーザ光スポットは、異なる波長、ＮＡであって、同等以上の効果が得られる。
【０２５９】
さらに、Ｈｅガス等の熱伝導率の大きい媒質中で熱処理する方法についても述べてきたが、不活性なガス中、あるいは、不活性な溶液中であっても、レーザ光スポット等の、光を照射することにより、記録層を熱処理することにより、結晶の規則化を促進する方法であれば、同等以上の効果が得られる。
【０２６０】
さらに、光学フィルターにより、特定波長のみを照射する構成であっても良い。
【０２６１】
また、本実施の形態の記録層の構成は、ＤＷＤＤ方式による、磁気的超解像を用いた多層構造について述べてきたが、記録情報を保持しておく記録層を有し、再生情報の信号量を増大させるための再生層を含む構成であり、２層間は互いに磁気的に結合されている構成であっても良い。あるいは、単層であっても、記録時と再生時に同等の機能を有する構成であれば、同様の効果が得られる。
【０２６２】
また、本実施の形態では、ＤＷＤＤ方式を用いた磁気的超解像であって、その膜構成は、再生層、中間層、記録層、あるいはさらに制御層を含む構成について述べてきたが、この構成に限定されるものではなく、ＲＡＤ、ＦＡＤ、ＣＡＤ、あるいは、ダブルマスク方式の磁気的超解像方式、あるいは、ＭＡＭＭＯＳ方式等の転写した磁区が拡大再生されるような膜構成の磁気記録媒体であっても良い。また、記録膜の構成も、記録層、中間層、再生層の３層構造に限定されず、必要な機能を有した多層膜を形成した構成であれば良い。ここで、ＭＡＭＭＯＳ方式等を用いた場合には、記録情報に同期させて、再生時間を印加する、あるいは、磁界を交番させながら再生する方法であっても良い。その場合には、記録用磁気ヘッドにより、記録磁界より小さい磁界を印加することになる。
【０２６３】
また、ＤＷＤＤ方式を用いた磁気記録媒体では、記録トラック間をアニール処理した構成について述べてきたが、凹凸、あるいは、面粗さを変化させたグルーブ、あるいは、ランドを有し、記録トラック間を分離する構成であっても良い。あるいは、トラック間に案内溝なしで、アニール処理をする構成であっても良い。このような構成であれば、情報の記録されるトラック間が磁性的遮断され、再生層に転写された記録磁区が容易に磁壁移動する構成を実現でき、ＤＷＤＤ方式での信号特性が、さらに優れた磁気記録媒体を実現できる。このように、グルーブ、あるいは、ランドの凹凸により、記録トラック間の分離を行なうと、０．１μｍ以下の微小磁区を安定して形成し、ＤＷＤＤ方式による転写磁区の磁壁の移動度を確保でき、再生信号特性に優れた磁気ディスクを実現することができる。さらに、記録再生時に隣接トラックからのクロスライト及びクロストークも低減できるものである。
【０２６４】
また、ここで、記録層としては、ＦｅＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｔの群のうち、いずれか１つの合金を主成分として含む磁性薄膜であれば良い。
【０２６５】
そして、軟磁性裏打ちの下地層としては、例えば、厚さが５０ｎｍから１μｍであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＣおよびＢよりなる群から選択されたうち少なくとも１種類の元素を含む非晶質もしくは微結晶の合金、またはこれらの合金の積層膜などの、飽和磁束密度Ｂｓの高い軟磁性材料により構成されたもの、例えば、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＮｉＦｅＮｂ、ＣｏＣｒＮｂなどを用いることができる。さらに、軟磁性裏打ちの下地層２６は、メッキ法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）などにより形成され、特にスパッタリング法が用いることが好ましい。
【０２６６】
さらに、下地層と記録層との間の中間層としては、Ｔｉ、Ｃ、Ｐｔ、ＴｉＣｒ、ＣｏＣｒ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、およびＡｌ２Ｏ３のからなる群のうちいずれか１種の非磁性材料よりなること薄膜であれば良い。
【０２６７】
また、ここで、ＴｂＦｅＣｏからなる記録層について述べてきたが、希土類金属−遷移金属合金を用いた磁性薄膜であって、少なくともＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｐｒ、Ｅｒ等の希土類金属材料のひとつと、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属を含む磁性薄膜であれば良い。
【０２６８】
また、ＧｄＦｅＣｏＣｒの再生層について、述べてきたが、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、あるいはその他の材料組成、あるいは、さらに、それらの材料を用いた構成、あるいは、多層に積層した構成であってもよい。
【０２６９】
あるいはさらに、記録層のＴｂＦｅＣｏ製膜時に、製膜速度、ディスク基板の回転数を制御することにより、ＴｂとＦｅ、Ｃｏの遷移金属とを、周期構造に積層した構成であっても良い。この時の積層周期としては、少なくとも２．０ｎｍ以下の周期的な積層構造にすることにより、記録層の飽和磁化Ｍｓと保磁力Ｈｃとの積Ｍｓ・Ｈｃを増大させることができる。実際、１．０ｎｍの積層周期の記録層では、４．０×１０６ｅｒｇ／ｃｍ３という大きなＭｓ・Ｈｃ値が得られ、さらに、本実施形態の磁気記録媒体の記録再生方式により、５０ｎｍ以下の微小磁区を記録した場合にも、安定した記録磁区を形成でき、繰り返し記録再生した場合にも、信号特性に優れた記録再生が可能となる。
【０２７０】
また、本実施の形態の光磁気記録媒体の記録層の膜厚は、１００ｎｍであったが、これに限定されるものではなく、記録層の膜厚は２０ｎｍ以上、より好ましくは、４０ｎｍから２００ｎｍに形成した構成であれば、同等の効果が得られる。
【０２７１】
また、ＴｂFｅＣｏからなる記録層のキュリー温度は３００℃から３３０℃に設定していたが、磁気ヘッドの特性、光学ヘッドによる温度上昇の条件、さらに、環境温度の許容範囲に応じて、少なくとも１５０℃以上の温度範囲に設定すれば良い。
【０２７２】
なお、ここで、磁気記録媒体の記録膜の磁気特性の変化は、ディスク基板、あるいは下地層の変化にも依存しており、保磁力、飽和磁化、磁束密度、磁気異方性、あるいはそれらの温度特性等を含めて本願発明の磁気記録媒体とその記録再生方式に適用できる記録層に調整すれば、同等以上の効果が得られる。
【０２７３】
なお、ディスク基板の材料は、ガラス、Ａｌ合金の金属、に限定されるものではなく、その他の金属材料、プラスチック材料、結晶化ガラス等を用いても良い。あるいは、磁気ディスクに限定されず、例えば、ポリイミドフィルムをテープ基板材料として磁気テープを形成してもよく、このような磁気テープでは上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０２７４】
また、上記本実施の形態の磁気ディスクは、ディスク基板表面にフォトポリマーによりピット、あるいは、案内溝を有する構成について述べてきたが、インプリント等を用いた方法、ディスク基板表面を直接エッチングにより加工した構成、あるいは、直接ピットの加工、あるいは、ガラスを加熱溶融して転写させることによりピット形成を行なっても良い。あるいは、インプリント等を用いてフォトポリマーに転写させる方法、また、フォトレジスト原盤を加工して作製したスタンパを用いて、ディスク基板に転写させて形成させる方法でも良い。
【０２７５】
さらにまた、ディスク基板上に塗布した自己組織化された有機の微粒子に、記録層を形成する方法を用いた場合でも、微粒子のパターンの大きさまで高密度に記録が可能となる。さらに、微粒子を、均一な特性を有し、直径の小さいものを用いれば、さらに高密度での記録が可能となる。あるいは、自己組織化された微粒子の形状を、ディスク基板上に、転写形成した構成であっても良い。特に、微粒子を塗布、あるいは、転写してからエッチング等を行なえば、同等の効果が得られる。
【０２７６】
また、情報の記録されるトラック幅が０．６μｍ以下の構成、より好ましくは、トラックピッチが、０．４μｍ以下の磁気記録媒体に、記録情報の最短のマーク長が０．３μｍ以下の記録ドメインを記録する構成であればさらにその効果は大きい。特に、記録トラックが小さく、線記録密度が大きくなった場合には、より効果が大きい。
【０２７７】
なお、本実施の形態のプリピットの深さ、大きさは限定していないが、より好ましくは、１０ｎｍから２００ｎｍの範囲にある深さのプリピットを有する構成、またサーボピット、アドレスピット等のプリピットからの信号が磁気ヘッドにより検出可能でできるだけ小さい構成であれば、同等以上の効果を実現できる。
【０２７８】
また、本実施の形態では、表面形状の異なるプリピット、あるいは、磁気的な記録によるプリピットが形成し、アドレスを検出する方法について述べてきたが、グルーブ、あるいは、ランドをウォブルさせてアドレス情報を検出する方法であっても良い。その場合、グルーブ、あるいは、ランドの片側のみをウォブルさせることもできる。
【０２７９】
また、ディスク基板と誘電体の下地層との間に、照射光の波長による熱伝導係数の異なる熱吸収層を形成し、ディスク内での温度分布、熱伝導を制御した構成であっても良い。
【０２８０】
また、誘電体層としては、ディスク基板上にＳｉＮ、ＡｌＴｉＮ、ＺｎＳＳｉＯ２、ＴａＯ、ＡｇＣｕについて述べてきたが、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａあるいはその他の材料の酸化物、あるいは窒化物、あるいはカルコゲン系化合物等のII−VI族、III−Ｖ族化合物、あるいはさらに、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料、あるいはそれらを含む混合材料であっても良い。またさらに、これらの材料を、保護膜材料として用いても良い。
【０２８１】
そして、保護層には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる固体潤滑層をＡｒとＣＨ４の混合雰囲気中で、Ｃターゲットを用いて、反応性ＲＦスパッタリングにより形成する方法、あるいは、ＣＶＤ等を用いてＤＬＣ膜を形成する方法により、さらに緻密な膜の形成が可能な方法でもよい。
【０２８２】
あるいは、スパッタリングで形成したアモルファスカーボンの保護層でも同様の効果が得られ、さらに、表面粗さ、Ｒａが小さく、摩擦係数の小さい材料で、膜強度の大きい材料であれば、これに限定されるものではない。
【０２８３】
また、さらにオーバーコートする保護層として、エポキシアクリレート系からなる樹脂、あるいはウレタン系樹脂を用いて、スピンコートにより５μｍ程度の均一な膜厚に塗布し、紫外線ランプを照射して硬化、あるいは、熱的に硬化させることにより形成する方法であっても良い。
【０２８４】
さらに、潤滑保護層のパーフルオロポリエーテルを塗布する構成については、フッ素系溶剤で希釈して、スピンコート、あるいは、ディッピング等を用いて均一に塗布する方法であれば良い。また、潤滑層材料も下地の保護層上で安定した材料であれば良い。
【０２８５】
また、本願発明の磁気記録媒体上に、テープバーニッシュ処理をさらに追加して、表面を傷つくことなく異物、突起などが除去され、内周から外周端まで膜厚分布で均一で平滑性の良好な塗布する工程を用いても良い。
【０２８６】
また、磁気記録媒体の記録再生方法は、両面タイプの磁気記録媒体であっても良い。その場合には、ディスク基板両面に、記録層、保護層、を形成した構成の磁気ディスクに、記録層の膜面側から、熱アシストを行ないながら、磁気記録再生する方法となる。また、記録再生装置では、記録膜両面に、熱アシストできる磁気ヘッドを取り付けたドライブ構成にすることが望ましい。
【０２８７】
さらに、両面に成膜後、媒体表面をテープバーニッシュ装置に装着し、回転させながら両面を内周から外周に向かってテープバーニッシュすることで、異物、突起などを除去する方法も可能である。
【０２８８】
以上述べてきたように、本願発明の磁気記録媒体の記録再生方法では、磁気記録媒体の信号記録領域に、熱アシストしながら、磁気記録再生を行なう方法であって、記録時と再生時では、温度プロファイルの異なる構成により、微細な記録磁区を安定して記録することができ、再生信号振幅を劣化させることなく、記録密度の大幅な向上が可能となる。また、周辺の温度変化に対しても、クロストークが小さく、サーボ特性も安定し、信頼性の高い優れた磁気記録媒体とその記録再生方法を実現できる。
【０２８９】
さらに、高密度記録での、繰り返し書き換えを行なった場合にも、安定した記録再生特性が得られ、信号特性に優れた信号特性の磁気記録媒体、および、その記録再生方法を提供することが実現可能となる。
【０２９０】
また、本願発明の磁気記録媒体の記録再生装置では、磁気記録媒体を昇温させる加熱手段と、前記磁気記録媒体に磁気的に信号を記録再生する磁気ヘッドとを備え、前記加熱手段により、前記磁気記録媒体を昇温させながら前記磁気記録媒体上に情報信号を記録再生する磁気記録媒体の記録再生装置であって、前記磁気記録媒体を光照射により熱処理する方法により製造することにより、前記磁気記録媒体を記録再生装置により記録再生した際に、微細な記録磁区を安定して記録することができ、再生信号振幅を劣化させることなく、記録密度の大幅な向上が可能となる。また、周辺の温度変化に対しても、クロストークが小さく、サーボ特性も安定し、信頼性の高い優れた磁気記録媒体とその記録再生装置を実現できる。
【０２９１】
また、本願発明の磁気記録媒体では、記録領域にレーザ光を照射して加熱し、磁気的に情報の記録再生を行なう熱アシスト記録再生のための磁気記録媒体において、少なくとも、記録層、再生層を備え、前記記録層に記録された情報信号を、前記再生層に転写し、前記再生層の磁壁移動により転写磁区を拡大し、磁気ヘッドを用いて、磁気的に前記再生層の信号の記録再生を行なう前記磁気記録媒体であって、前記磁気記録媒体の記録層あるいは再生層の少なくともひとつは、前記レーザ光波長により吸収係数が変化する構成、あるいは、ガードバンドを設けた構成の磁気記録媒体により、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際にも、磁気ディスクの記録膜での温度分布を容易に変化させることができる。この結果、記録層に、微細な記録磁区を安定して記録可能となり、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。また、周辺の温度変化に対しても、クロストークが小さく、サーボ特性も安定して、信頼性の高い優れた磁気記録媒体とその記録再生方法を実現できる。
【０２９２】
このことから、従来の磁気記録媒体の、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇に伴い、微小な記録磁区が劣化するという課題を解決できるものである。特に、記録膜へレーザ光ビームを照射した際に、磁気ディスクの温度上昇と冷却過程での温度変化に伴い、記録磁区が不安定になり、磁壁の移動によって、記録ドメインが劣化するという課題、さらに、磁気的にサーボピットを形成した場合には、サーボ信号の特性も変動する、あるいはそれに伴い記録再生特性が低下する等の課題を解決するものである。
【０２９３】
したがって、本願発明の磁気記録媒体とその記録再生方式は、環境温度の変化、あるいは、記録再生時に記録膜にレーザ光ビームを照射した際の磁気ディスクの温度変化にも、微細な記録磁区を安定して記録が可能となる。この結果、光ビーム等により記録膜を昇温させて、ＧＭＲヘッド等の磁気ヘッドを用いて信号再生する場合にも、熱耐久性に優れ、信号特性に優れた磁気記録媒体を実現できるものである。
【０２９４】
以上のように、本実施の形態の構成により、高密度に記録再生した場合にも、安定した再生信号特性が得られる。さらに、情報トラックでの記録磁区が安定した形状に形成させるために、記録再生時に隣接トラックからのクロスライト及びクロストークも低減できるものである。
【産業上の利用可能性】
【０２９５】
本発明の磁気記録媒体は、高密度の情報の記録が可能であり、情報蓄積デバイス、メモリー媒体として有用であり、適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２９６】
【図１】本発明の実施の形態１における磁気記録媒体の構成を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１における磁気記録媒体の構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における磁気記録媒体の構成を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態３における磁気記録媒体の構成を示す断面図
【図５】本発明の実施の形態４における磁気記録媒体の構成を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態５における磁気記録媒体の構成を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態における磁気記録媒体の記録再生装置の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態における磁気記録媒体の再生動作の説明のための光磁気記録媒体の断面図と特性図であり、（ａ）磁気記録媒体の記録膜の構成（特に磁化の方向）を示す断面図（ｂ）再生動作中の磁気記録媒体の位置に対する媒体内部での温度分布を示す特性図（ｃ）再生層の磁壁エネルギー密度を示す特性図（ｄ）再生層の磁壁を移動させようとする力を示す特性図
【符号の説明】
【０２９７】
１０，２０，３０，４０，５０，１０１    磁気記録媒体、磁気ディスク
１，２１，３１，４１，５１    ディスク基板
１２，２２，３３，４２    フォーマット領域
１３，２３，３４，４３    データ領域
１４，２４，３５，４４    記録トラック
３，２６，３６，４６，５６    下地層
２７，３７，４７，５７    記録磁性層群
７，２８，３８，４８，５８    保護層
２    フォトポリマー
４    記録層
５    中間層
６    再生層
１０１    磁気ディスク
１０２    磁気ヘッド
１０３    スピンドルモータ
１０４    光学ヘッド
【図１】
2008071455.tif 000003
【図２】
2008071455.tif 000004
【図３】
2008071455.tif 000005
【図４】
2008071455.tif 000006
【図５】
2008071455.tif 000007
【図６】
2008071455.tif 000008
【図７】
2008071455.tif 000009
【図８】
2008071455.tif 000010