(57)【要約】【課題】磁気ディスクなどの垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とするのに適した磁界印加装置を提供すること。【解決手段】本発明の磁界印加装置Ｘ１は、垂直磁気記録層を有する記録媒体Ｄにおける当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするためのものであって、垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石１５を備え、各電磁石１５は例えば公転動可能に設けられている。好ましくは、各電磁石１５は極性反転可能に設けられている。また、好ましくは、各電磁石１５は自転動可能に設けられている。【選択図】図１
2007273027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするための装置であって、
前記垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、
各電磁石は公転動可能である、磁界印加装置。
【請求項２】
前記各電磁石は極性反転可能である、請求項１に記載の磁界印加装置。
【請求項３】
垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするための装置であって、
前記垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、
各電磁石は極性反転可能である、磁界印加装置。
【請求項４】
前記各電磁石は自転動可能である、請求項１から３のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
【請求項５】
前記記録媒体を保持するためのホルダを更に備え、当該ホルダは、当該ホルダを構成する母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている、請求項１から４のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録層を有する磁気記録媒体の製造過程において利用することのできる磁界印加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの記憶装置を構成するための記録媒体として、磁気ディスク（磁気記録媒体）が知られている。磁気ディスクは、ディスク基板と所定の磁性構造を有する記録層とを含む積層構造を有する。コンピュータシステムにおける情報処理量の増大に伴い、磁気ディスクについては高記録密度化の要求が高まっており、高記録密度化を図るのに適した媒体として、いわゆる垂直磁気記録用の磁気ディスクが知られている。垂直磁気記録用の磁気ディスクは、例えば、全体にわたって垂直磁気異方性を有する磁性膜により構成される記録層を有する。垂直磁気記録用の磁気ディスクについては、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２８８０９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１０９４４号公報
【特許文献３】特開２００５−３０２２０４号公報
【０００４】
垂直磁気記録用の磁気ディスクへの情報記録に際しては、磁気ディスクの記録面（実質的に記録層により構成される）に対して記録用の磁気ヘッドが近接配置され、当該磁気ヘッドにより、記録層に対し、その厚さ方向（垂直方向）に当該記録層の保磁力より強い記録磁界が印加される。磁気ディスクに対して磁気ヘッドを相対移動させつつ磁気ヘッドからの記録磁界の向きを順次反転させることにより、記録層の情報トラックにて、垂直磁化の方向が順次反転する複数の記録マーク（磁区）がディスク周方向に連なって形成される。このとき、記録磁界方向を反転させるタイミングが制御されることにより、各々に所定の長さで記録マークが形成される。このようにして、記録層において、垂直磁化方向の変化として所定の信号ないし情報が記録される。
【０００５】
記録層において、磁気ヘッドにより信号が記録されない情報トラック間領域は、より微小な（従ってより多数の）磁区により構成されて当該磁区群の垂直磁化方向が両方向に均等に配向しているランダム磁化状態にあるのが望ましい。情報トラック間領域を構成する磁区群の正味の垂直磁化方向に偏りがあると、当該偏った磁気環境からの影響を受けて、上述のような情報記録を適切に実行できない場合がある。例えば、磁気ヘッドからの記録磁界が減弱されて、所望の磁化方向の記録マークを適切なサイズで形成できない場合がある。また、情報トラック間領域を構成する磁区群の正味の垂直磁化方向に偏りがあると、記録層の情報トラックに記録された信号を再生用の磁気ヘッドで読み取って再生する際に、当該偏った磁気環境からの影響を受けて、良好な再生信号が得られない場合がある。例えば、再生信号の強度が、偏った磁気環境がなければ検出されるべき信号強度を大きく下回る場合がある。
【０００６】
垂直磁気記録用の磁気ディスクの製造過程において、当該磁気ディスクの構成要素たる各層をディスク基板上に順次に積層形成し終えた段階では、一般的に、記録層は、それを構成する磁区群の垂直磁化方向が両方向に均等に配向しているランダム磁化状態にはない。そのような記録層に情報トラックを形成した場合には、記録層において生ずる情報トラック間領域はランダム磁化状態にはなく、情報トラック間領域を構成する磁区群の垂直磁化方向には偏りがある。そのため、従来の技術においては、記録層の情報トラック間領域をランダム磁化状態とすべく、所定の成膜ラインにてディスク基板上に各層を順次に積層形成した後に、当該成膜ラインから独立した所定の装置を使用して、記録層に対し、いわゆるＡＣイレーズ処理が実行される。ＡＣイレーズ処理では、記録層全体を多数のトラックに区分したうえで、所定の磁気ヘッドが交流駆動されつつ当該トラックに対向して掃引され、高周波の繰り返し磁化パターンがトラックごとに記録層全体にわたって形成される。
【０００７】
しかしながら、このようなＡＣイレーズ処理によると、記録層全体をランダム磁化状態とするのに多大な時間を要する（磁気ディスク一枚あたり例えば１０分以上）。そのため、従来の技術におけるこのようなＡＣイレーズ処理は、磁気ディスクの製造効率の向上および製造コストの低減の観点からは好ましくなく、磁気ディスクの量産化に適さない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下で考え出されたものであり、磁気ディスクなどの垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とするのに適した磁界印加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】
【０００９】
本発明の第１の側面により提供される磁界印加装置は、垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするためのものであり、垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、各電磁石は公転動可能である。本発明における垂直磁気記録層は、垂直磁気記録用の記録層であり、全体が垂直磁気異方性を有する連続磁性膜により構成されるものであってもよいし、或は、いわゆるディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）でもよい。ＤＴＭの場合、垂直磁気記録層は、具体的には、垂直磁気異方性を有する磁性材料からなる所定パターンの磁性部を含むものであってもよいし、或は、垂直磁気異方性を有する磁性材料と非磁性材料とからなる所定パターンの磁性部を含むものであってもよい。
【００１０】
本装置の稼働時には、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が記録媒体の垂直磁気記録層のいずれかの箇所（少なくとも一箇所）を実質的に垂直に通過するように、記録媒体を配置し、且つ、当該記録媒体の近傍にて各電磁石を所定の軌道で公転動させる。これにより、垂直磁気記録層において磁界が印加される箇所と、垂直磁気記録層を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の強度および方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、垂直磁気記録層における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界の強度および方向を経時的にランダムに変化させることができる。この磁界印加処理中、記録媒体ないしその垂直磁気記録層の温度を制御して当該記録層の保磁力を適宜調整してもよい。このような磁界印加処理を一定時間継続することにより、垂直磁気記録層全体にわたって微細な磁区を多数形成し、垂直磁気記録層を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させたランダム磁化状態を、垂直磁気記録層全体にわたって実現することが可能である。
【００１１】
本装置によると、上述のように、垂直磁気記録層の各所に対する同時進行的な処理により、当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とすることが可能である。すなわち、本装置によると、垂直磁気記録層を全体にわたってランダム磁化状態とするにあたり、従来のＡＣイレーズ処理のように情報トラックごとに高周波の繰り返し磁化パターンを形成する必要は、ない。このような本装置は、記録媒体の垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とするのに適している。記録媒体の垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とすることが可能な装置は、記録媒体の製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００１２】
本発明の第１の側面において、好ましくは、各電磁石は極性反転可能である。このような構成は、垂直磁気記録層において磁界が印加される箇所と、垂直磁気記録層を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の強度および方向とを、経時的にランダムに変化させるうえで好ましく、また、垂直磁気記録層における所定の一箇所に印加される磁界の強度および方向を経時的にランダムに変化させるうえで好ましい。
【００１３】
好ましくは、本磁界印加装置は、回転可能な回転盤を更に備え、複数の電磁石は、当該回転盤上に設けられている。このような構成によると、回転盤を回転させるための一の駆動機構により、複数の電磁石を一括的に公転動させることができる。
【００１４】
本発明の第２の側面により提供される磁界印加装置は、垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするための装置であり、垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、各電磁石は極性反転可能である。
【００１５】
本装置の稼働時には、記録媒体ないしその垂直磁気記録層を、所定の高温状態を経た後の放冷状態としておくか、或は、記録媒体ないしその垂直磁気記録層の温度を制御して当該記録層の保磁力を適宜調整する（いずれにおいても、当該記録層の温度は経時的に変化し得る）。これとともに、本装置の稼働時には、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が記録媒体の垂直磁気記録層の全体を実質的に垂直に通過するように、記録媒体および各電磁石を配置し、且つ、各電磁石を所定の周期で極性反転させる。これにより、垂直磁気記録層においてその保磁力（当該記録層が高温なほど小さい）より強い磁界が印加される箇所と、垂直磁気記録層を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、垂直磁気記録層における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界が当該箇所の保磁力以上の強度を有するか否かと当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができる。このような磁界印加処理を一定時間継続することにより、垂直磁気記録層全体にわたって微細な磁区を多数形成し、垂直磁気記録層を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させたランダム磁化状態を、垂直磁気記録層全体にわたって実現することが可能である。
【００１６】
本装置によると、上述のように、垂直磁気記録層の各所に対する同時進行的な処理により、当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とすることが可能である。すなわち、本装置によると、垂直磁気記録層を全体にわたってランダム磁化状態とするにあたり、従来のＡＣイレーズ処理のように情報トラックごとに高周波の繰り返し磁化パターンを形成する必要は、ない。このような本装置は、記録媒体の垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とするのに適している。記録媒体の垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とすることが可能な装置は、記録媒体の製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００１７】
本発明の第１および第２の側面において、好ましくは、各電磁石は自転動可能である。このような構成は、各電磁石が形成する当該電磁石近傍の磁界のムラを抑制して、より微細な磁区からなるランダム磁化状態を垂直磁気記録層において実現するうえで、好ましい。
【００１８】
好ましくは、複数の電磁石は、垂直磁気記録層に印加すべき垂直磁界の方向に各々が延び、且つ、並列する。複数の電磁石についてのこのような剣山形の構成は、より微細な磁区からなるランダム磁化状態を垂直磁気記録層において実現するうえで好ましい。当該剣山形の構成によると、垂直磁気記録層に対して垂直な磁界成分を多く形成しやすい。また、当該剣山形の構成によると、突状の電磁石の先端に磁束が集中しやすいので、垂直磁気記録層に対して大きな磁界を効率よく印加しやすい。加えて、当該剣山形の構成によると、各電磁石の先端形状や配置を調整することにより、印加磁界についてランダム性を増大させやすく、従って、垂直磁気記録層においてランダム磁化状態を実現しやすい。
【００１９】
好ましくは、本磁界印加装置は、記録媒体を保持するためのホルダを更に備え、当該ホルダは、当該ホルダを構成する母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている。当該高透磁率材料は例えば軟磁性材料である。高透磁率材料中には磁路が形成されやすいので、記録媒体を保持して当該記録媒体に近接して位置するホルダについてのこのような構成は、記録媒体の垂直磁気記録層に対して効率よく磁界を印加するうえで好ましい。
【００２０】
好ましくは、本磁界印加装置は、記録媒体を製造するための製造ラインに組み込まれている。或は、本磁界印加装置は、記録媒体における少なくとも一の層を形成するための成膜装置内に組み込まれていてもよい。これらの構成を採用すると、記録媒体の成膜過程の最終段階において垂直磁気記録層が昇温している場合、成膜過程終了直後において垂直磁気記録層が比較的高温で当該記録層の保磁力が比較的低い状態にて、上述した磁界印加処理を実行することができるので、当該磁界印加処理にて要求される磁界強度は比較的低い。したがって、これらの構成は、電磁石を駆動するのに必要な電力を低減するのに好ましく、記録媒体の製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１から図３は、本発明の第１の実施形態に係る磁界印加装置Ｘ１を表す。図１は、磁界印加装置Ｘ１の断面図である。図２および図３は、各々、図１の線II−IIおよび線III−IIIに沿った矢視図である。
【００２２】
磁界印加装置Ｘ１は、ハウジング１１と、基板ホルダ１２と、回転盤１３と、回転軸１４と、複数の電磁石１５とを備え、垂直磁気記録用の記録層を有する記録媒体における当該記録層をランダム磁化状態とするための磁界印加処理を実行可能に構成されている。記録媒体は、片面側のみに記録層を有するものであってもよいし、或は、両面に記録層を有するものであってもよい。垂直磁気記録用の記録層は、全体が垂直磁気異方性を有する連続磁性膜により構成されるものであってもよいし、或は、垂直磁気異方性を有する所定パターンの磁性部を含むものであってもよい。また、磁界印加装置Ｘ１は、本実施形態では、磁気ディスクＤを製造するための図４に示すような製造ラインＹにおいて、成膜工程を実行するための複数のチャンバの後に設置される最後のチャンバＹ’を構成する。
【００２３】
ハウジング１１には、図２に示すように搬入部１１ａおよび搬出部１１ｂが設けられ、製造ラインＹの始端から終端にわたって延びる搬送レール１６が、これら搬入部１１ａおよび搬出部１１ｂを通って当該ハウジング１１を貫くように配設されている。また、ハウジング１１には、ハウジング１１内を所定の真空度とするための図外の真空排気装置に接続された排気部１１ｃが設けられている。真空排気装置は、例えばクライオポンプやロータリーポンプにより構成される。
【００２４】
基板ホルダ１２は、所定の態様で基板Ｓを保持して搬送レール１６に沿って当該基板Ｓを順次搬送するためのものである。基板ホルダ１２は、例えばＦｅやＡｌなど、所定の母材よりなる。また、基板ホルダ１２は、当該母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている。そのような高透磁率材料としては、例えばＦｅＣ、ＮｉＦｅ、またはＮｉＰを採用することができる。
【００２５】
図４に示す製造ラインＹにおける最後のチャンバＹ’を構成する本磁界印加装置Ｘ１に搬入される基板Ｓ上には、磁気ディスクＤの構成要素たる各層が既に積層形成されている。すなわち、基板ホルダ１２によって磁界印加装置Ｘ１へと搬入されている段階では、磁気ディスクＤの構造は既に完成している。磁気ディスクＤは、本実施形態では、図５に示すように、基板Ｓと、垂直磁気記録用の記録層５１と、軟磁性層５２と、保護層５３とを含む積層構造を有するものとする。記録層５１は、全体が垂直磁気異方性を有する連続磁性膜により構成されている。磁界印加装置Ｘ１による磁界印加処理を受ける前には、磁気ディスクＤの記録層５１は、比較的広い範囲にわたる磁区が例えば数個生じている状態にある。
【００２６】
回転盤１３は、回転軸１４に固定されており、図外の駆動機構を稼働して回転軸１４を回転駆動することにより回転軸心Ａ１まわりに回転するように、設けられている。磁界印加装置Ｘ１においては、回転盤１３の回転速度が制御可能に構成されている。また、回転盤１３は、磁界印加処理対象であって回転盤１３に対して対向配置される磁気ディスクＤに比して大きく、その直径は、磁気ディスクＤの外径（例えば２.５インチ）の例えば数倍程度である。
【００２７】
複数（本実施形態では６本）の電磁石１５は、回転盤１３における基板ホルダ１２の側に設けられている。図の簡潔化の観点から、電磁石１５の内部構造は省略する。複数の電磁石１５は、各々その先端１５ａに磁極を生じて、磁気ディスクＤの記録層５１に垂直磁界を印加するためのものであり、記録層５１に印加すべき垂直磁界の方向に各々が延び且つ並列する。磁気ディスクＤに対向している電磁石１５の生ずる磁界が記録層５１を垂直に通過するように、磁気ディスクＤとこれに対向する当該電磁石１５との距離が設定されている。また、各電磁石１５は、先端１５ａの磁極について所定周期で極性反転可能に構成されており、且つ、回転盤１３上にて回転軸心Ｂ１まわりに自転動可能に設けられている。磁界印加装置Ｘ１においては、全ての電磁石１５の極性反転が所定の周期で同期するように制御可能に構成されており、且つ、電磁石１５の自転動の回転速度が制御可能に構成されている。
【００２８】
製造ラインＹにおいては、以上の構成を有する磁界印加装置Ｘ１に順次搬入される磁気ディスクＤないしその記録層５１に対し、記録層５１をランダム磁化状態とするための磁界印加処理が実行される。
【００２９】
磁界印加装置Ｘ１による磁界印加処理時には、回転盤１３の回転軸心Ａ１から偏位した所定位置にて磁気ディスクＤが停止された状態で、回転盤１３が所定の回転速度で回転され、全ての電磁石１５が所定の周期で同期的に極性反転され、且つ、各電磁石１５が所定の回転速度で自転動される。回転盤１３の回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。電磁石１５の極性反転の周期は、例えば１００〜１０００Ｈｚである（この周期は、従来のＡＣイレーズ処理装置における磁気ヘッドの極性反転の周期〔数百ＭＨｚ〕よりも相当程度に低い）。電磁石１５の自転動の回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。回転盤１３が回転することにより、各電磁石１５は公転動し、磁気ディスクＤの記録層５１に対する各電磁石１５の相対位置は経時的に変化することとなる。各電磁石１５の公転軌道の直径は、磁気ディスクＤの外径の数倍程度に大きい。また、磁界印加装置Ｘ１内では、磁気ディスクＤの記録層５１は、前チャンバ内での前工程（成膜工程）にて所定の高温状態を経た後の放冷状態にあり、比較的高温の状態から経時的に降温している。
【００３０】
磁界印加処理においては、具体的には、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石１５が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が磁気ディスクＤの記録層５１のいずれかの箇所（少なくとも一箇所）を実質的に垂直に通過する。すなわち、磁気ディスクＤに先端１５ａが対向する電磁石１５の生ずる磁界が記録層５１を垂直に通過する。そして、電磁石１５が上述のように公転動および極性反転しており、且つ、記録層５１の温度が経時的に低下していることにより、記録層５１においてその保磁力（記録層５１が高温なほど小さい）より強い磁界が印加される箇所と、記録層５１を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、記録層５１における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界が当該箇所の保磁力以上の強度を有するか否かと当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができる。
【００３１】
図６は、このような磁界印加処理において、記録層５１がランダム磁界状態へと順次変化する過程の原理を表すものである。図６（ａ）は、処理開始時の記録層５１の磁界状態を表し、図６（ｂ）から図６（ｄ）は、各々、処理開始時から一定時間経過段階の記録層５１の磁界状態を表す。図６（ａ）に示す記録層５１は（例えば）３つの磁区５１ａよりなり、図６（ｂ）から図６（ｄ）にかけて、記録層５１内の磁区の数は増大し且つ新しく形成される磁区のサイズは小さくなる。本処理においては、記録層５１は経時的に降温してその保磁力が上昇しているので、記録層５１の室温での保磁力（例えば５ｋＯｅ）に応じて、電磁石１５による印加磁界強度を適当に設定しておくことにより、磁界印加による磁化反転スポットの面積を次第に小さくさせることができるのである。
【００３２】
以上のような磁界印加処理を一定時間継続することにより、記録層５１を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させた例えば図７に示すようなランダム磁化状態を、記録層５１の全体にわたって実現することが可能なのである。
【００３３】
磁界印加装置Ｘ１によると、上述のように、垂直磁気記録用の記録層５１の各所に対する同時進行的な処理により、当該記録層５１をランダム磁化状態とすることが可能である。すなわち、磁界印加装置Ｘ１によると、記録層５１を全体にわたってランダム磁化状態とするにあたり、従来のＡＣイレーズ処理のように情報トラックごとに高周波の繰り返し磁化パターンを形成する必要は、ない。このような磁界印加装置Ｘ１によると、磁気ディスクＤの記録層５１を効率よくランダム磁化状態とすることができる。磁気ディスクの垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とすることが可能な装置は、当該磁気ディスクの製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００３４】
本実施形態においては、各電磁石１５は、上述のように自転動可能である。このような構成は、各電磁石１５がその近傍に形成する磁界のムラを抑制して、より微細な磁区からなるランダム磁化状態を記録層５１にて実現するうえで、好ましい。
【００３５】
本実施形態においては、複数の電磁石１５は、上述のように、記録層５１に印加すべき垂直磁界の方向に各々が延び且つ並列するという、いわゆる剣山形の構成をとる。このような構成は、より微細な磁区からなるランダム磁化状態を記録層５１にて実現するうえで好ましい。
【００３６】
本実施形態においては、基板ホルダ１２は、上述のように、それを構成する母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている。高透磁率材料中には磁路が形成されやすいので、このような構成は、記録層５１に対して効率よく磁界を印加するうえで好ましい。
【００３７】
本実施形態においては、磁界印加装置Ｘ１は、上述のように、製造ラインＹにおける成膜工程を実行するチャンバの次に組み込まれている。このような構成によると、磁気ディスクＤの成膜過程の終了直後において記録層５１が比較的高温で当該記録層５１の保磁力が比較的低い状態にて、上述した磁界印加処理を実行することができるので、当該磁界印加処理にて要求される磁界強度は比較的低い。したがって、磁界印加装置Ｘ１が、製造ラインＹにおける成膜工程を実行するチャンバの次に組み込まれている構成は、電磁石１５を駆動するのに必要な電力を低減するのに好ましく、磁気ディスクＤの製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００３８】
磁界印加装置Ｘ１には、磁気ディスクＤないしその記録層５１を加熱するための、加熱温度を制御することが可能な加熱機構を設けてもよい。当該加熱機構によると、比較的高温から降温する磁気ディスクＤの放冷過程を利用しなくとも、磁気ディスクＤの温度を制御しつつ磁界印加処理を実行することができる。このような加熱機構の具備は、磁界印加装置Ｘ１が製造ラインＹから独立した別個の装置として構成される場合に特に、有益である。
【００３９】
本発明においては、磁界印加装置Ｘ１の回転盤１３は必ずしも回転させなくてもよい。すなわち、各電磁石１５を公転動させなくてもよい。各電磁石１５が公転動しない場合であっても、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石１５が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が磁気ディスクＤの記録層５１の全体を実質的に垂直に通過するように、磁気ディスクＤおよび各電磁石１５を配置することにより、記録層５１の上述の経時的変温ないし経時的保磁力変化と（上述の加熱機構を具備する場合には当該変化を制御することが可能である）、各電磁石１５の上述の極性反転とを利用して、上述したのと同様に、記録層５１においてその保磁力（記録層５１が高温なほど小さい）より強い磁界が印加される箇所と、記録層５１を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、記録層５１における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界が当該箇所の保磁力以上の強度を有するか否かと当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができる。以上のような磁界印加処理を一定時間継続することによっても、記録層５１を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させた例えば図７に示すようなランダム磁化状態を、記録層５１の全体にわたって実現することが可能である。
【００４０】
図８から図１０は、本発明の第２の実施形態に係る装置Ｘ２を表す。図８は、装置Ｘ２の断面図である。図９および図１０は、各々、図８の線IX−IXおよび線X−Xに沿った矢視図である。
【００４１】
装置Ｘ２は、ハウジング２１と、基板ホルダ２２と、回転盤２３と、回転軸２４と、複数の電磁石２５と、カソード２６と、マグネットユニット２７と、回転軸２８とを備え、マグネトロンスパッタリングによる薄膜形成が可能であり、且つ、垂直磁気記録用の記録層を有する記録媒体における当該記録層をランダム磁化状態とするための磁界印加処理を実行可能に、構成されている。記録媒体は、片面側のみに記録層を有するものであってもよいし、或は、両面に記録層を有するものであってもよい。垂直磁気記録用の記録層は、全体が垂直磁気異方性を有する連続膜磁性膜により構成されるものであってもよいし、或は、垂直磁気異方性を有する所定パターンの磁性部を含むものであってもよい。また、装置Ｘ２は、本実施形態では、磁気ディスクＤを製造するための図４に示すような製造ラインＹの一連のチャンバにおける最後のチャンバＹ’を構成する。
【００４２】
ハウジング２１には、図９に示すように搬入部２１ａおよび搬出部２１ｂが設けられ、製造ラインＹの始端から終端にわたって延びる搬送レール２９が、搬入部２１ａおよび搬出部２１ｂを通って当該ハウジング２１を貫くように配設されている。また、ハウジング２１は、マグネトロンスパッタリング装置における真空チャンバを構成し、ハウジング２１には、ハウジング２１内に所定のガスを導入するためのガス導入系に接続されたガス導入部２１ｃ、および、ハウジング２１内のガスを排出して所定の真空度を達成するための真空排気装置に接続されたガス排出部２１ｄが設けられている。
【００４３】
基板ホルダ２２は、所定の態様で基板Ｓを保持して搬送レール２９に沿って当該基板Ｓを順次搬送するためのものである。基板ホルダ２２は、例えばＦｅやアルミニウムなど、所定の母材よりなり、本装置Ｘ２においてマグネトロンスパッタリングを実行するための陽極を構成する。また、基板ホルダ２２は、当該母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている。そのような高透磁率材料としては、例えばＦｅＣ、ＮｉＦｅ、またはＮｉＰを採用することができる。
【００４４】
図４に示す製造ラインＹにおける最後のチャンバＹ’を構成する本装置Ｘ２に搬入される基板Ｓ上には、図５に示すような磁気ディスクＤの保護層５３以外の構成要素たる各層が既に積層形成されている。装置Ｘ２による磁界印加処理を受ける前には、磁気ディスクＤの記録層５１は、比較的広い範囲にわたる磁化が例えば数個生じている状態にある。
【００４５】
回転盤２３は、円環形状を有し、管状の回転軸２４に固定されており、図外の駆動機構を稼働して回転軸２４を回転駆動することにより回転軸心Ａ２まわりに回転するように、設けられている。装置Ｘ２においては、回転盤２３の回転速度が制御可能に構成されている。また、回転盤２３は、回転盤２３に対して対向配置される磁気ディスクＤに比して大きく、その直径は磁気ディスクＤの外径（例えば２.５インチ）の例えば数倍程度である。
【００４６】
複数（本実施形態では６本）の電磁石２５は、回転盤２３における基板ホルダ２２の側に設けられている。図の簡潔化の観点から、電磁石２５の内部構造は省略する。複数の電磁石２５は、各々その先端２５ａに磁極を生じて、磁気ディスクＤの記録層５１に垂直磁界を印加するためのものであり、記録層５１に印加すべき垂直磁界の方向に各々が延び且つ並列する。磁気ディスクＤに対向している電磁石２５の生ずる磁界が記録層５１を垂直に通過するように、磁気ディスクＤとこれに対向する当該電磁石２５との距離が設定されている。また、各電磁石２５は、先端２５ａの磁極について所定周期で極性反転可能に構成されており、且つ、回転盤２３上にて回転軸心Ｂ２まわりに自転動可能に設けられている。装置Ｘ２においては、全ての電磁石２５の極性反転が所定の周期で同期するように制御可能に構成されており、且つ、電磁石２５の自転動の回転速度が制御可能に構成されている。
【００４７】
カソード２６は、本装置Ｘ２においてマグネトロンスパッタリングを実行するための陰極であり、円環形状の回転盤２３および管状の回転軸２４内に嵌設されている。カソード２６における基板ホルダ２２側の露出面には、所定のターゲットＴが取り付けられている。また、カソード２６内には、マグネットユニット２７が設けられている。マグネットユニット２７は、本装置Ｘ２によるマグネトロンスパッタリング時においてターゲットＴの表面近傍に所定の磁界を形成するためのものである。また、マグネットユニット２７は、回転軸２８に固定されており、図外の駆動機構を稼働して回転軸２８を回転駆動することにより回転軸心Ａ２まわりに回転するように、設けられている。装置Ｘ２においては、マグネットユニット２７の回転速度が制御可能に構成されている。
【００４８】
製造ラインＹにおいては、以上の構成を有する装置Ｘ２に順次搬入される基板Ｓ上の記録層５１の上に、まず、マグネトロンスパッタリングにより保護層５３が形成される。
【００４９】
本装置Ｘ２によるマグネトロンスパッタリングにおいては、まず、図外の真空排気装置の稼働によりハウジング２１内を所定の真空度とした後、ガス導入部２１ｃを介して所定のガス（例えばＡｒ）をハウジング２１内に導入する。次に、図外の駆動機構を稼働して回転軸２８を回転駆動することにより、カソード２６内にて、回転軸心Ａ２まわりにマグネットユニット２７を回転させつつ、陽極たる基板ホルダ２２とカソード２６との間に所定の直流電圧または交流電圧を加える。これにより、ハウジング２１内の所定箇所にプラズマが生じ、ターゲットＴから基板Ｓないし記録層５１に向って保護層材料が飛散して保護層５３が形成される。本工程にて基板Ｓないし記録層５１は昇温する。
【００５０】
製造ラインＹにおいては、保護層５３を形成して磁気ディスクＤの構造を完成させた後、当該磁気ディスクＤないしその記録層５１に対し、記録層５１をランダム磁化状態とするための磁界印加処理が実行される。
【００５１】
装置Ｘ２による磁界印加処理時には、回転盤２３の回転軸心Ａ２から偏位した所定位置にて磁気ディスクＤが停止された状態で、回転盤２３が所定の回転速度で回転され、全ての電磁石２５が所定の周期で同期的に極性反転され、且つ、各電磁石２５が所定の回転速度で自転動される。回転盤２３の回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。電磁石２５の極性反転の周期は、例えば１００〜１０００Ｈｚである。電磁石２５の自転動の回転速度は、例えば１００〜１０００ｒｐｍである。回転盤２３が回転することにより、各電磁石２５は公転動し、磁気ディスクＤの記録層５１に対する各電磁石２５の相対位置は経時的に変化することとなる。各電磁石２５の公転軌道の直径は、磁気ディスクＤの外径の数倍程度に大きい。また、装置Ｘ２内では、磁気ディスクＤの記録層５１は、上述の保護層形成工程にて所定の高温状態を経た後の放冷状態にあり、比較的高温の状態から経時的に降温している。
【００５２】
磁界印加処理においては、具体的には、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石２５が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が磁気ディスクＤの記録層５１のいずれかの箇所（少なくとも一箇所）を実質的に垂直に通過する。すなわち、磁気ディスクＤに先端２５ａが対向する電磁石２５の生ずる磁界が記録層５１を垂直に通過する。そして、電磁石２５が上述のように公転動および極性反転しており、且つ、記録層５１の温度が経時的に低下していることにより、磁界印加装置Ｘ１を使用して行う磁界印加処理に関して上述したのと同様に、記録層５１においてその保磁力（記録層５１が高温なほど小さい）より強い磁界が印加される箇所と、記録層５１を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、記録層５１における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界が当該箇所の保磁力以上の強度を有するか否かと当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができる。本処理においては、磁気ディスクＤの記録層５１は経時的に降温してその保磁力が上昇しているので、記録層５１の室温での保磁力（例えば５ｋＯｅ）に応じて、電磁石２５による印加磁界強度を適当に設定しておくことにより、磁界印加による磁化反転スポットの面積を次第に小さくさせることができる。以上のような磁界印加処理を一定時間継続することにより、記録層５１を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させた例えば図７に示すようなランダム磁化状態を、記録層５１の全体にわたって実現することが可能なのである。
【００５３】
装置Ｘ２によると、上述のように、垂直磁気記録用の記録層５１の各所に対する同時進行的な処理により、当該記録層５１をランダム磁化状態とすることが可能である。すなわち、装置Ｘ２によると、記録層５１を全体にわたってランダム磁化状態とするにあたり、従来のＡＣイレーズ処理のように情報トラックごとに高周波の繰り返し磁化パターンを形成する必要は、ない。このような装置Ｘ２によると、磁気ディスクＤの記録層５１を効率よくランダム磁化状態とすることができる。磁気ディスクの垂直磁気記録層を効率よくランダム磁化状態とすることが可能な装置は、当該磁気ディスクの製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００５４】
本実施形態においては、各電磁石２５は自転動可能であり、複数の電磁石２５は剣山形の構成をとり、基板ホルダ２２は、それを構成する母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている。これらの構成の技術的利点については、第１の実施形態における電磁石１５および基板ホルダ１２に関して上述したのと同様である。
【００５５】
本実施形態においては、装置Ｘ２は、上述のように、製造ラインＹにおける一の成膜装置（保護層形成装置）と本発明に係る磁界印加装置とが一体となった構成を有する。このような構成によると、保護層形成工程の終了直後において記録層５１が比較的高温で記録層５１の保磁力が比較的低い状態にて、上述した磁界印加処理を実行することができるので、当該磁界印加処理にて要求される磁界強度は比較的低い。したがって、製造ラインＹにおける一の成膜装置と本発明に係る磁界印加装置とが一体となった構成は、電磁石２５を駆動するのに必要な電力を低減するのに好ましく、磁気ディスクＤの製造効率の向上や製造コストの低減に資する。
【００５６】
装置Ｘ２には、磁気ディスクＤないしその記録層５１を加熱するための、加熱温度を制御することが可能な加熱機構を設けてもよい。当該加熱機構によると、比較的高温から降温する磁気ディスクＤの放冷過程を利用しなくとも、磁気ディスクＤの温度を制御しつつ磁界印加処理を実行することができる。
【００５７】
本発明においては、装置Ｘ２の回転盤２３は必ずしも回転させなくてもよい。すなわち、各電磁石２５を公転動させなくてもよい。各電磁石２５が公転動しない場合であっても、所定の立体的範囲にわたって複数の電磁石２５が協働して形成する磁界の一部（少なくとも一部分）が磁気ディスクＤの記録層５１の全体を実質的に垂直に通過するように、磁気ディスクＤおよび各電磁石２５を配置することにより、記録層５１の上述の経時的変温ないし経時的保磁力変化と（上述の加熱機構を具備する場合には当該変化を制御することが可能である）、各電磁石２５の上述の極性反転とを利用して、記録層５１においてその保磁力（記録層５１が高温なほど小さい）より強い磁界が印加される箇所と、記録層５１を実質的に垂直に通過する当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができ、また、記録層５１における所定の一箇所に着目すると、当該箇所に印加される磁界が当該箇所の保磁力以上の強度を有するか否かと当該印加磁界の方向とを、経時的にランダムに変化させることができる。以上のような磁界印加処理を一定時間継続することによっても、記録層５１を構成することとなる磁区群の垂直磁化方向を両方向に均等に配向させた例えば図７に示すようなランダム磁化状態を、記録層５１の全体にわたって実現することが可能である。
【００５８】
図１１は、上述の電磁石１５，２５の変形例を表す。磁界印加装置Ｘ１および装置Ｘ２においては、円柱形状の上述の電磁石１５，２５の全部または一部に代えて、図１１（ａ）や図１１（ｂ）に示すような電磁石を具備してもよい。非円柱形状のこれら電磁石は、印加磁界についてランダム性を増大させやすく、従って、垂直磁気記録層においてランダム磁化状態を実現しやすい。
【００５９】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【００６０】
（付記１）垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするための装置であって、
前記垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、
各電磁石は公転動可能である、磁界印加装置。
（付記２）前記各電磁石は極性反転可能である、付記１に記載の磁界印加装置。
（付記３）回転可能な回転盤を更に備え、前記複数の電磁石は、当該回転盤上に設けられている、付記１または２に記載の磁界印加装置。
（付記４）垂直磁気記録層を有する記録媒体における当該垂直磁気記録層をランダム磁化状態とするための装置であって、
前記垂直磁気記録層に垂直磁界を印加するための複数の電磁石を備え、
各電磁石は極性反転可能である、磁界印加装置。
（付記５）前記各電磁石は自転動可能である、付記１から４のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
（付記６）前記複数の電磁石は、前記垂直磁気記録層に印加すべき垂直磁界の方向に各々が延び、且つ、並列する、付記１から５のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
（付記７）前記記録媒体を保持するためのホルダを更に備え、当該ホルダは、当該ホルダを構成する母材よりも透磁率の高い材料で被覆されている、付記１から６のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
（付記８）前記記録媒体を製造するための製造ラインに組み込まれている、付記１から７のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
（付記９）前記記録媒体における少なくとも一の層を形成するための成膜装置内に組み込まれている、付記１から８のいずれか一つに記載の磁界印加装置。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁界印加装置の断面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った矢視図である。
【図３】図１の線III−IIIに沿った矢視図である。
【図４】磁気ディスク製造ラインの概略図である。
【図５】磁気ディスクの一例の部分拡大断面図である。
【図６】本発明に係る磁界印加装置を使用して行う磁界印加処理により、記録層がランダム磁界状態へと変化する過程の原理を表す。
【図７】本発明に係る磁界印加装置を使用して行う磁界印加処理を経た磁気ディスクの部分拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る磁界印加装置の断面図である。
【図９】図８の線IX−IXに沿った矢視図である。
【図１０】図８の線X−Xに沿った矢視図である。
【図１１】電磁石の変形例を表す。
【符号の説明】
【００６２】
Ｘ１      磁界印加装置
Ｘ２      装置
Ｄ      磁気ディスク
Ｓ      基板
１１，２１      ハウジング
１２，２２      基板ホルダ
１３，２３      回転盤
１４，２４，２８      回転軸
１５，２５      電磁石
１６      搬送レール
２６      カソード
２７      マグネットユニット
【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】
2007273027.tif 000009
【図８】
2007273027.tif 000010
【図９】
2007273027.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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