(57)【要約】 【課題】ピッチ分散の良好な凸パターンが設けられた磁気記録層を有する磁気記録媒体を得る。【解決手段】実施形態にかかる磁気記録媒体は、基板上に順に形成された、複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層と、凹部パターンに対応した複数のホールからなる第１のホールパターンを有する非磁性下地層と、非磁性下地層上に形成され、該第１のホールパターンと連通する複数のホールからなる第２のホールパターンを有する磁気記録層とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成され、複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層と、該酸化ケイ素下地層上に形成され、該凹部パターンに対応した複数のホールからなる第１のホールパターンを有する非磁性下地層と、該非磁性下地層上に形成され、該第１のホールパターンと連通する複数のホールからなる第２のホールパターンを有する磁気記録層とを具備することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記酸化ケイ素下地層の前記複数の凹部は、１０ｎｍ以上の直径を有し、かつ３０ｎｍ以下のピッチで規則正しく配列されている請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記酸化ケイ素下地層の前記複数の凹部は、直径以下の深さを有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記磁気記録層の粒界は前記第２のホールパターンのホール間を結ぶように成長する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記磁気記録層は、磁性層と非磁性層を交互に各々二層以上積層した多層磁気記録層である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記磁気記録層は、コバルトを主成分とする請求項１ないし５にいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記非磁性層はパラジウム及び白金のうち一方を主成分とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と磁気ヘッドを具備する磁気記録再生装置。
【請求項９】
酸化ケイ素材料と自己組織化材料とを混合した塗布溶液を作成し、
該塗布溶液を基板上に塗布し、
該塗布溶液を相分離させて酸化ケイ素材料及び有機成分を含む海状の相と、有機成分からなる島状の相とを有する海島相を形成し、
加熱して有機成分を分解させて、島状の相に相当する部分に複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層を形成し、
酸化ケイ素下地層上に非磁性下地層を形成し、
非磁性下地層上に磁気記録層を形成することを具備する磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在使用されているＣｏＣｒＰｔ−酸化物グラニュラ型の磁気記録層では、記録密度の向上に伴い、ＣｏＣｒＰｔ粒子を小さくする必要がある。しかし、磁性粒子を小さくすると熱安定性が低下してしまう。そこで、ＰＰＭという媒体が提案されている。ＰＰＭでは、磁壁移動型の磁性層中にホールや非磁性のピニングサイトを形成して、磁壁をピン止めすることによりビットを維持する形をとる。ピニングサイトの形成には、スパッタ成膜などにより非磁性金属部を磁気記録層中に形成する方法や、ホール凸を有する下地層を利用して磁気記録層中にホールを作製する方法などがあげられる。スパッタ成膜などにより非磁性のピニングサイトを形成する方法では、原理的に非磁性部の位置や形状を制御することは難しく、非磁性部の位置や形状の分散が大きくなってしまう。一方、陽極酸化アルミナなどのホール凸を有する下地に用いた方法では、３０ｎｍ以上のピッチにおいては、位置及び形状の分散を改善し、磁気記録層中にホールを形成する報告例があるものの、そのサイズでは現行の記録密度以上の高密度化は難しい。また、３０ｎｍ未満においては、位置及び形状の分散を１５％以下にすることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２６７９２号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ９２、  １３２５０５  ２００７  Ｍ．  Ｔｏｆｉｚｕｒ  Ｒａｈｍａｎ  ｅｔ．ａｌ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、ピッチ分散の良好な凸パターンが設けられた磁気記録層を有する磁気記録媒体を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、基板と、該基板上に形成され、複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層と、該酸化ケイ素下地層上に形成され、該凹部パターンに対応した複数のホールからなる第１のホールパターンを有する非磁性下地層と、該非磁性下地層上に形成され、該第１のホールパターンと連通する複数のホールからなる第２のホールパターンを有する磁気記録層とを具備することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を表す模式的な断面図である。
【図２Ａ】実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程の一例を表す図である。
【図２Ｂ】実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程の一例を表す図である。
【図２Ｃ】実施形態にかかる磁気記録媒体の製造工程の一例を表す図である。
【図３】実施形態にかかる磁気記録媒体の磁気記録層の上面の様子の一例を表す模式図である。
【図４】比較の磁気記録層の上面の様子の一例を表す模式図である。
【図５】磁気記録層の表面ＳＥＭ写真である。
【図６】実施形態にかかる磁気記録媒体の静磁気特性を表すグラフ図である。
【図７】実施形態にかかる磁気記録媒体の断面ＳＥＭ写真である。
【図８】実施形態にかかる磁気記録媒体の再生波形の一例を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態にかかる磁気記録媒体は、基板と、基板上に順に形成された、複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層、複数のホールからなる第１のホールパターンを有する非磁性下地層、及び複数のホールからなる第２のホールパターンを有する磁気記録層を含む。
【０００９】
所定のパターンに配列された複数の凹部と、第１のホールパターンの複数のホールと、第２のホールパターンの複数のホールは、互いに対応して配置されている。第１のホールパターンの複数のホールと、第２のホールパターンの複数のホールは連通している。
【００１０】
なお、ここでいうホールは、膜全体を貫通するスルーホールのことをさす。だたし、第１のホールパターンと第２のホールパターンとが連通していることが必要である。第１のホールパターンが第２のホールパターンとともに一体的にスルーホールを形成していることが好ましいが、第１のホールパターンと第２のホールパターンが僅かにつながっている場合においても、第１のホールパターンと第２のホールパターンが連通していればよい。
【００１１】
また、実施形態にかかる磁気記録再生装置は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドとを有する。
【００１２】
実施形態によれば、所定のパターンに配列された複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層上に、配向制御用の非磁性下地層、及び磁気記録層を順に製膜することで、磁気記録層中に、酸化ケイ素下地層の凹部パターンに準じたホールが形成され、このホールがＰＰＭ（Ｐｅｒｃｏｌａｔｅｄ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  Ｍｅｄｉａ）における磁壁を止めるピニングサイトとして機能する。
【００１３】
実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、酸化ケイ素を形成する材料と自己組織化材料とを混合した塗布溶液を作成し、塗布溶液を基板上に塗布し、得られた塗布膜を相分離させて、酸化ケイ素材料及び有機成分を含む海状の相と、有機成分からなる島状の相とを有する海島相を形成する。加熱して有機成分を分解させて、島状の相に相当する部分に複数の凹部からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層を形成し、酸化ケイ素下地層上に非磁性下地層を形成し、非磁性下地層上に磁気記録層を形成することを含む。
【００１４】
また、自己組織化材料として例えばジブロックコポリマーを使用し作製した酸化ケイ素のホールパターンは、各ホールのサイズ分散が小さくなる例えば１５％以下となる傾向があり、磁気記録層内に均一なピニングサイトを形成することができる。
【００１５】
また、酸化ケイ素下地層の複数の凹部の直径を１０ｎｍ以上とし、かつ複数の凹部を３０ｎｍ以下のピッチで規則正しく配列することができる。凹部の直径を１０ｎｍ以上とし、凹部間の距離を３０ｎｍ以下にすることにより、磁気記録層中のホール間を結ぶように磁気記録層の粒界を形成することができ、これによりピニングサイトで磁壁を止めることが可能となる。
【００１６】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に、実施形態にかかる磁気記録媒体の構成を表す模式的な断面図を示す。
【００１８】
図示するように、実施形態にかかる磁気記録媒体１０は、基板１と、基板１上に形成された複数の凹部５からなる凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層２と、凹部パターンに対応した複数のホール６からなる第１のホールパターンを有する非磁性下地層３と、非磁性下地層３上に形成され、第１のホールパターンと連通する複数のホール７からなる第２のホールパターンを有する磁気記録層４とを含む。
【００１９】
図２Ａないし図２Ｃは、図１に示す磁気記録媒体１０の製造方法の一例を表す模式的な断面図である。
【００２０】
実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法では、まず、酸化ケイ素材料例えばスピンオングラス（ＳＯＧ）と自己組織化材料例えばＰＳ（ポリスチレン）−ＰＥＯ（ポリスチレン−ポリエチレンオキシド）ジブロックコポリマーとを混合した塗布溶液を作成する。次に、塗布溶液を基板上に例えばスピンコート法により塗布し、自己組織化膜１３を形成する。自己組織化膜１３を例えばクロロホルムとオクタンの雰囲気下で５時間留置することにより、自己組織化膜１３を相分離させる。これにより、図２Ａに示すように、ＰＳからなる島状ポリマー相１２と、島状ポリマー相１２を取り囲み、ＳＯＧを含むＰＥＯからなる連続した海状ポリマー相１１とを含む海島相を形成する。自己組織化を促進させる方法として、室温の大気中で２０時間留置させてもよい。
【００２１】
次に、基板を例えば窒素雰囲気下で５００℃に加熱することにより、自己組織化膜１３中の有機材料であるＰＳ、ＰＥＯが分解し、図２Ｂに示すように、島状ポリマー相１２に相当する部分が凹み５となり、海状ポリマー相１１に相当する部分に複数の凹み５からなる凹部パターンを有するＳＯＧからなる酸化ケイ素下地層２が形成される。
【００２２】
その後、酸化ケイ素下地層２上にスパッタにより非磁性下地層６を成膜する。得られた非磁性下地層３は、凹部パターンに対応した複数のホール６からなる第１のホールパターンを有する。
【００２３】
続いて、非磁性下地層３上にスパッタにより磁気記録層４を成膜する。得られた磁気記録層４は、第１のホールパターンと連通する複数のホール７からなる第２のホールパターンを有する。このようにして、図１に示すような磁気記録媒体が得られる。
【００２４】
酸化ケイ素下地層２に形成される凹部５の直径をＡ、ピッチをＬ、磁気記録層４の磁性粒の直径をＲとし、実施形態にかかる磁気記録媒体の条件を規定することができる。
【００２５】
図３に、実施形態にかかる磁気記録媒体の磁気記録層の上面の様子の一例を表す模式図を示す。
【００２６】
実施形態にかかる磁気記録媒体においては、図３のように、各ホール７を結ぶように磁気記録層４の粒界１１が形成され得る。この粒界１１の構成により、磁壁がホールを結ぶようにピン止めされ得る。このような粒界１１を有する媒体を作製するための条件として、下記式（１）
Ｒ＞Ｌ−Ａ…（１）
を満たすことができる。
【００２７】
ＡおよびＬは酸化ケイ素下地層を形成する工程で調整することが可能である。
【００２８】
酸化ケイ素下地層は、代表的な例としてジブロックコポリマーであるポリスチレン（ＰＳ）−ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）と、スピンオングラス（ＳＯＧ）とを混合して作製するが、ＰＳ−ＰＥＯの分子量を変更することでＬを調整することができる。例えば、分子量１８０００程度のＰＳ−ＰＥＯを使用することで、Ｌが２７ｎｍ程度の酸化ケイ素下地層を形成することができ、分子量６０００程度のＰＳ−ＰＥＯを使用することで、Ｌが１９ｎｍ程度、分子量３６００程度で、Ｌが１５ｎｍ程度の酸化ケイ素下地層を形成することが可能である。
【００２９】
また、Ａに関しては、ＳＯＧの混合率を変更することにより、調整が可能である。例えば、分子量が１８０００のＰＳ−ＰＥＯを使用した場合、ＳＯＧの添加量として１０ｗｔ％程度であると、Ａは２０ｎｍ程度となり、添加量を２０ｗｔ％程度にすると、Ａは１５ｎｍになる。また、添加量を３５ｗｔ％にすると、Ａは７ｎｍ程度まで小さくすることが可能である。
【００３０】
また、Ｒに関しては、磁気記録層の材料や磁気記録層を製膜するときの真空度や製膜速度、基板温度、下地層の形状等で制御することが可能である。例えば、表面エネルギーの高いＡｕやＡｇなどを含む磁気記録層の場合、一般的にＲは小さくなりやすく、およそ１０ｎｍの膜厚を製膜した場合には、Ａは５ｎｍ程度になる場合がある。しかし、基板温度を３００℃程度に加熱し同じ条件で製膜することによりＡは１３ｎｍ程度まで大きくすることが可能である。実施形態で使用するＣｏなどの場合、室温での製膜においては、Ａは１０ｎｍ程度になることが多いが、下地として表面粗さが大きい３Ｐａ程度で製膜したＲｕなどを使用するとＡは５ｎｍ程度まで減少することがある。また、製膜時の圧力が低いほど、製膜速度は遅いほどＡは大きくなる傾向がある。
【００３１】
さらに、酸化ケイ素下地層に形成される凹部の直径Ａ、凹部パターンピッチＬ、磁気記録層の磁性粒子の直径Ｒは、上記式（１）を満足し、かつＡが３ｎｍないし２５ｎｍ、Ｌが８ｎｍないし３０ｎｍ、及びＲが３ｎｍないし１５ｎｍであることが好ましい。Ａ，Ｌ，Ｒが上記数値範囲内であると、各磁性粒の粒径分散及びピッチ分散が１５％以下となり、記録再生特性において８００ｋＦＣＩ以上の高記録密度を達成できる傾向がある。
【００３２】
式（１）で表される条件から外れたＲ＜Ｌ−Ａの場合の、比較の磁気記録層の上面の様子の一例を表す模式図を、図４に示す。
【００３３】
図示するように、Ｒ＜Ｌ−Ａの場合には、図４に示すようにホール間に複数の粒界が存在する。このようにホール間に複数の粒界が存在する場合は、例えば、図４に太線１０１で表される粒界のように、もっとも隣接しているホールではないホール同士が粒界によってつながっている場合があり、それらが磁気転移ノイズとなる傾向がある。
【００３４】
基板
基板としては、例えばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板や、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板等を用いることができる。
【００３５】
ガラス基板の材料としては、例えばアモルファスガラス、結晶化ガラスがあげられる。アモルファスガラスとしては、例えば汎用のソーダライムガラス、及びアルミノシリケートガラス等を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、例えばリチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、例えば汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、及び窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
【００３６】
あるいは、基板として、上記金属及び非金属の基板等の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
【００３７】
また、基板上への薄膜の形成方法として、スパッタリング法のみを取り上げたが，真空蒸着法や電解メッキ法などでも同様の効果を得ることができる。
【００３８】
非磁性下地層
酸化ケイ素下地層上に形成する非磁性下地層としては、例えば、Ｎｉ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｓｉおよびそれらの合金を使用することができる。
【００３９】
一般にＮｉ合金やＰｄは基板との濡れ性を向上し、その上に形成する金属の結晶向上を向上させる傾向がある。また、ＲｕやＰｔは、非磁性下地層上に形成する磁気記録層の結晶配向性を良くする傾向がある。
【００４０】
非磁性下地膜厚と磁気記録層中のホール径、磁気記録層のＫｕ（磁気異方性定数）との関係
非磁性下地層の膜厚を厚くすることで、非磁性下地層および磁気記録層の結晶配向性が向上し、磁気異方性定数Ｋｕが増加する。磁気異方性定数は、磁壁の厚さに影響を及ぼす定数であり、一般的に磁壁厚さはＫｕの平方根に反比例することが知られている。そのため、ホールパターンにより磁壁をピニングするためには、非磁性下地層の膜厚を厚くし磁気記録層のＫｕを向上させることが望ましいが、非磁性下地層の膜厚を厚くすることで、酸化ケイ素下地層で形成した凹部パターンが埋まり、磁気記録層中に形成されるホールのサイズが小さくなる傾向がある。例えば、酸化ケイ素下地層に形成される凹部の直径が１０ｎｍ程度の場合、非磁性下地層の膜厚が４０ｎｍ以上では、磁気記録層中のホールが１ｎｍ以下となる傾向がある。そのため、直径１０ｎｍの凹部パターンを酸化ケイ素下地層に形成する場合には、非磁性下地層の膜厚は４０ｎｍ以下であることが望ましい。また、凹部の直径が５ｎｍ程度の場合、非磁性下地層の膜厚は２５ｎｍ以下であることが望ましい。なお、非磁性下地層の膜厚が５ｎｍ未満であると、磁気記録層の結晶配向性が悪化し、保磁力が１ｋＯｅ程度まで低下する傾向があることから、非磁性下地層の膜厚は、５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００４１】
酸化ケイ素下地層
凹部パターンを有する酸化ケイ素下地層を形成する場合、自己組織化材料として、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリエチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシドなどの、ポリエチレンオキシドを有するジブロックコポリマーを利用することができる。また、上記ジブロックコポリマーは一例であり、ポリエチレンオキシドのような極性の高い高分子を有する共重合体であれば同様の効果を得ることができ、ジブロックコポリマーに限らず、トリブロックコポリマーを用いても構わない。上記自己組織化材料をプロピレングリコール−１−メチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等に溶解させた後、酸化ケイ素材料を添加し、レジスト溶液を形成する。そのレジスト溶液を基板上にスピンコートにより形成し、真空中または窒素雰囲気中で４００℃、４時間以上加熱することにより、有機物成分を分解し、無機成分のみからなるパターンを形成することができる。
【００４２】
酸化ケイ素材料としては、例えば水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）やスピンオングラス（ＳＯＧ）などがあげられる。
【００４３】
また、パターンの形状は、レジスト溶液中に添加するＨＳＱやＳＯＧの添加量により調整することができる。例えば、分子量が１８０００のＰＳ−ＰＥＯを使用した場合、ＳＯＧの添加量として１０ｗｔ％程度であると、ホール径は２０ｎｍ程度となり、添加量を２０ｗｔ％程度にすると、ホール径は１５ｎｍになる。また、添加量を３５ｗｔ％にすると、ホールは７ｎｍ程度まで小さくすることが可能である。
【００４４】
また、酸化ケイ素下地層のホールパターンの形成には、自己組織化材料などをマスクに酸化ケイ素下地層をエッチングし、マスクパターンを転写する方法も使用することができる。使用するマスクパターンとしては、アニール処理によりミクロ相分離構造を発現するブロックコポリマーなどの自己組織化材料を用いることができる。
【００４５】
自己組織化材料
ミクロ相分離構造を発現するブロックコポリマーには、ジブロックコポリマーを使用することができる。
【００４６】
ミクロ相分離構造を発現するジブロックコポリマーとしては、例えば、ポリブタジエン−ブロック−ポリジメチルシロキサン、ポリブタジエン−ブロック−ポリ４ビニルピリジン、ポリブタジエン−ブロック−ポリメチルメタクリレート、ポリブタジエン−ブロック−ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート、ポリブタジエン−ブロック−ポリ−ｔ−ブチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン−ブロック−ポリアクリル酸ナトリウム、ポリブタジエン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリエチレン−ポリエチレンオキシド、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリ４ビニルピリジン、ポリエチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリ２ビニルピリジン、ポリエチレン−ブロック−ポリ２ビニルピリジン、ポリエチレン−ブロック−ポリ４ビニルピリジン、ポリイソプレン−ブロック−ポリ２ビニルピリジン、ポリｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリスチレン、ポリメチルアクリレート−ブロック−ポリスチレン、ポリブタジエン−ブロック−ポリスチレン、ポリイソプレン−ブロック−ポリスチレン、ポリスチレンポリ−ブロック−ポリ２ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリ４ビニルピリジン、ポリスチレン−ブロック−ポリジメチルシロキサン、ポリスチレン−ブロック−ポリ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリシルセスキオキサン、ポリメチルメタクリレート−ブロック−ポリシルセスキオキサン、ポリスチレン−ブロック−ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリアクリル酸等が挙げられる。
【００４７】
特に、ポリスチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリエチレン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリｔ−ブチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート−ブロック−ポリエチレンオキシドは極性の高いポリエチレンオキシドを有しており、水素シルセスキオキサンやスピンオングラスなどの有機ガラスや無機ガラス、金属塩などといった極性を持つ無機材料との相性が良好である。
【００４８】
酸化ケイ素下地層へのパターン転写には、反応性イオンエッチングやイオンミリングなどのドライエッチングのほか、酸やアルカリなどの溶液に浸漬するウエットエッチングを利用することができる。また、エッチング等で酸化ケイ素下地層上へのパターン転写の際、酸化ケイ素下地層とマスク層とのエッチング選択比がない場合には、酸化ケイ素下地層上にハードマスク層を形成することができる。
【００４９】
酸化ケイ素下地層の複数の凹部は、直径以下の深さを有することが好ましい。
【００５０】
凹部の深さが凹部の直径がよりも大きいと、磁気記録層形成後の表面粗さが悪化する傾向がある。
【００５１】
例えば２．５インチの磁気記録媒体において、凹部の直径は３ｎｍないし２５ｎｍ、凹部の深さは１．５ｎｍないし１２．５ｎｍであることが好ましい。
【００５２】
磁気記録層
磁気記録層は、磁性層と非磁性層を交互に各々二層以上積層した多層磁気記録層であることが好ましい。
【００５３】
磁気記録層は、Ｃｏを主成分とするとすることが好ましい。
【００５４】
磁気記録層に使用される非磁性層はＰｄ及びＰｔのうち一方を主成分とすることが好ましい。また、添加元素として、ＳｉＯ２やＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物を添加しても構わない。また、膜厚は薄くすることにより、非磁性下地層中の第１のホールパターンとほぼ同等のサイズのホールパターンを第２のホールパターンとして磁気記録層中に作製することができる。
【００５５】
実施例
実施例１，比較例１
非磁性基板として、ディスク状の洗浄済みのガラス基板（オハラ社製、外直径２．５インチ）を用意した。このガラス基板をマグネトロンスパッタ装置（キヤノンアネルバ社製Ｃ−３０１０）の製膜チャンバ内に収容して、到達真空度４×１０−５Ｐａ以下となるまで製膜チャンバ内を排気した後、特に断らない限りガス圧約０．６ＰａのＡｒ雰囲気中で、以下のようにＤＣマグネトロンスパッタリングを行った。  
非磁性基板上に、まず、下地層として、厚さ１０ｎｍのＮｉＴａ合金層、厚さ３ｎｍのＳｉ層を順次形成した。その後、チャンバ内から大気に一度取出し、酸化ケイ素下地層を形成した。酸化ケイ素下地層形成には、ジブロックコポリマーであるＰＳ−ＰＥＯとＳＯＧを混合したレジストを使用した。ジブロックコポリマーを構成するポリスチレンおよびポリエチレンオキシドの分子量はそれぞれ３０００のものを使用し、ＳＯＧとしては東京応化製Ｔ−７  １００００Ｔを使用した。質量比１：１０で混合した後、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）を用い、質量パーセント濃度で４ｗｔ％となるように調整した。
【００５６】
作製した溶液を基板上にスピンコートにより塗布し、膜厚２０ｎｍのレジスト層を形成する。
【００５７】
室温化で１２時間放置した後、窒素雰囲気下で４００℃に加熱することにより、有機材料であるポリスチレン、ポリエチレンオキシドが分解し、基板上にＳＯＧからなるホールパターンを形成する。
【００５８】
得られた媒体の平面ＳＥＭを測定し、以下の手順で粒径およびピッチの解析を行った。  まず、倍率２０万倍の画像を任意の画像処理ソフトを用い、個々の粒子の輪郭を抽出した。その後、得られた輪郭情報を楕円で近似することで粒子の面積および直径を計算し、粒子サイズの分散を計算した。また、各粒子の重心座標を読み取り、各粒子で構成される最小の三角形（ドロネー三角形）を描くことで、各粒子間のピッチを計算した。
【００５９】
このホールパターンにおいて平面ＳＥＭを観察したところ、粒径が１５ｎｍ、ピッチが１９ｎｍ、で粒径分散およびピッチ分散がともに１１％以下のホールパターンが形成されていることが明らかとなった。自己組織化により形成されるパターンサイズは、テンプレートとなるＰＳ−ＰＥＯおよびＳＯＧの分子量を適宜調整することにより、任意なサイズに制御することが可能である。また、粒径およびピッチの分散を改善させるためには、室温で留置する代わりに、クロロホルムとオクタン雰囲気下でサンプルを留置する溶媒アニールを使用してもよい。その場合、分散値は１０％以下もしくは７％以下を得ることができる。
【００６０】
その後、得られた基板を再び製膜チャンバ内に戻し、１０−６Ｐａ台の真空下で３００℃から４００℃で加熱することで、一度大気中に曝露したことにより薄膜表面に形成付着したと考えられる膜や原子などを除去する効果がある。ほかには、ガス圧０．６ＰａのＡｒ雰囲気中で逆スパッタ（薄膜側をスパッタ）を行うことで清浄表面を得ることができる。
【００６１】
チャンバ内で清浄表面を得た酸化ケイ素下地層上に、厚さ２ｎｍのＮｉＴａ層と、厚さ４ｎｍのＰｄ層と、厚さ５ｎｍのＲｕ層とを順に積層して多層構造の非磁性下地層を形成した。なお、Ｒｕ層の製膜後にＡｒガス圧を６Ｐａまで高めてから、さらに厚さ５ｎｍのＲｕ層を積層しても良い。
【００６２】
さらに、厚さ３ｎｍのＰｔ層を積層して、合計１９ｎｍの非磁性下地層を形成した。
【００６３】
その後、Ａｒガス圧を３Ｐａまで高めてから、以下のような手順で多層磁気記録層の製膜を行った。
【００６４】
まず、厚さ０．８ｎｍのＰｔ層を製膜し、さらに厚さ０．４ｎｍのＣｏ層を積層した。Ｐｔ層とＣｏ層の積層を８回繰り返した後、最後のＣｏ層の上にさらに厚さ２ｎｍのＰｄ層を積層して多層磁気記録層を形成した。
【００６５】
このようにして得られた多層磁気記録層を、ここでは［Ｐｔ／Ｃｏ］８と表示する。得られた垂直磁気記録媒体は、基板／ＮｉＴａ（１０ｎｍ）／Ｓｉ（３ｎｍ）／酸化ケイ素下地層／ＮｉＴａ（２ｎｍ）／Ｐｄ（４ｎｍ）／Ｒｕ（５ｎｍ）／Ｐｔ（３ｎｍ）／［Ｐｔ／Ｃｏ］８多層磁気記録層の順に積層されている。
【００６６】
続いて、多層磁気記録層上に、厚さ６ｎｍのＣ保護層を積層した。
【００６７】
上述のように保護層まで積層した後、製膜チャンバから取り出し、ディッピング法により、保護層上に厚さ１．５ｎｍのパーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を形成して、垂直磁気記録媒体を得た。得られた垂直磁気記録媒体は、基板と酸化ケイ素下地層との間にＮｉＴａ合金層及びＳｉ層からなる下地層が図示されていないこと、及び多層磁気記録層上のＣ保護層及び潤滑層が図示されていないこと以外は、図１と同様の構成を有する。
【００６８】
図５に、保護層及び潤滑層を形成する前の磁気記録層の表面ＳＥＭ写真を示す。
【００６９】
得られた磁気記録層は、複数のホールからなるホールパターンが形成され、図３の模式図と同様に、各ホールを結ぶように磁気記録層の粒界が形成されていることがわかる。
【００７０】
また、図６に得られた磁気記録媒体の静磁気特性を表すグラフ図を示す。
【００７１】
図中、２０１は、実施例１にかかる磁気記録媒体の静磁気特性を表すグラフである。
【００７２】
比較例１として、ホールパターンを有さない酸化ケイ素下地層を使用したこと以外は実施例１と同様の条件で磁気記録媒体を作成した。２０２に、比較例１にかかる磁気記録媒体の静磁気特性を表すグラフを示す。
【００７３】
図６から、ホールパターンがない酸化ケイ素下地層を用いた磁気記録媒体に対し、ホールパターンを有する磁気記録媒体の方がＨｃが増加している様子が分かる。これは、酸化ケイ素下地層のホールパターンに準じたホールが磁気記録層中に形成され、磁壁がホールを結ぶようにピン止めされるため、磁壁が移動しにくくなった結果であると推定される。
【００７４】
さらに、図７に、実施例１にかかる磁気記録媒体の断面ＳＥＭ写真を示す。
【００７５】
図７は、走査型透過電子顕微鏡による暗視野像（ＤＦ−ＳＴＥＭ像）である。ＤＦ−ＳＴＥＭ像では、平均原子番号の小さい原子は黒っぽく見え、大きくなるにつれて白く見える。図中、３０１は非磁性基板、３０２は下地層、３０３は酸化ケイ素下地層、３０４は［Ｐｔ／Ｃｏ］８多層磁気記録層、３０４はＣ保護層を示す。［Ｐｔ／Ｃｏ］８多層磁気記録層の断面構造では、ホールパターンを有する酸化ケイ素下地層３０３上に、比較的黒っぽい色のＣｏ層と比較的白っぽい色のＰｔ層の多層構造が形成されていることが分かる。酸化ケイ素下地層３０３中に形成されている各ホール内には、わずかに記録層の成分が製膜されているものの、ＳＯＧ内に形成されたホールパターンに準ずるホールが記録層に形成されている様子が分かる。
【００７６】
作製した垂直磁気記録媒体について記録再生特性を評価した。記録再生特性に関しては、日立ハイテクノロジーズ社製  スピンスタンド  ＲＨ４１６０Ｅを用いて評価を行った。また、情報の記録再生には、補助磁極先端が主磁極近くまで伸びるように形成されたシールデッドポール型の記録素子とトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）と再生素子を備えた垂直記録用の複合型ヘッドを用いた。記録素子の主磁極のトラック方向の幅は約３００ｎｍのヘッドを用い，半径位置は２６ｍｍ，回転数は５４００ｒｐｍで測定を行った。なお、ここではシールデッドポール型の記録素子を用いたが，補助磁極が主磁極から離れた従来型の単磁極型記録素子を用いることもできる。また，記録磁極の材料としてはＣｏＦｅＮｉを用いたが、例えばＣｏＦｅ，ＣｏＦｅＮ，ＮｂＦｅＮｉ，ＦｅＴａＺｒ、及びＦｅＴａＮなどの材料を用いることもできる。また、これらの磁性材料を主成分としてさらに添加元素を加えることもできる。
【００７７】
Ａｒガス圧を３Ｐａとして成膜を行った多層磁気記録層［Ｐｔ／Ｃｏ］８を用いた垂直磁気記録媒体について，線記録密度約２００ｋＦＣＩ（Ｆｌｕｘ  Ｃｈａｎｇｅ  ／  ｉｎｃｈ）で記録を行った。また，比較例として，酸化ケイ素下地層にホールパターンを形成しなかった以外は実施例と同様とした媒体の評価を行った。
【００７８】
図８に、実施例１にかかる磁気記録媒体の再生波形の一例を表すグラフを示す。
【００７９】
ホールパターンがない酸化ケイ素下地層を用いた比較の磁気記録媒体では、磁気記録層として形成される［Ｐｔ／Ｃｏ］人工格子には何のピン止めも行なわれず、不規則な磁区ができているだけなので、２００ｋＦＣＩでは全く記録できていなかった。これに対し、実施例１のホールパターンを有する酸化ケイ素下地層を使用した磁気記録媒体では、図６に示すように、２００ｋＦＣＩに対応する再生波形が得られており，ＳＯＧホールパターンに準じるホールによりピン止め効果が得られていることが分かる。また、記録周波数を変えて、記録再生測定を行ったところ、１０００ｋＦＣＩにおいても、明瞭な再生波形を得ることができた。
【００８０】
実施例２（Ｒ＜Ｌ−Ａの場合）
ジブロックコポリマーとＳＯＧの質量比を１：１０から１：２５に変えた以外は実施例１と同じ作製方法で、磁気記録層を作製した。ジブロックコポリマーを変更したことにより、酸化ケイ素下地層のホールパターンは、ピッチが１９ｎｍ、粒径が７ｎｍとなった。
【００８１】
上記酸化ケイ素下地層下地層上に実施例１と同じく非磁性下地層および磁気記録層、保護層を形成し垂直磁気記録媒体を作製した。磁気記録層の上面ＳＥＭ像を実施例１と同様にして観察したところ、得られた磁気記録層は、複数のホールからなるホールパターンが形成され、図４の模式図と同様に、各ホール間に複数の粒界が形成されている様子を確認することができた。作製した垂直磁気記録媒体の静磁気特性を評価したところ、パターンの無いＳＯＧ上に作製したものに比べ、Ｈｃが増加している様子を確認することができた。
【００８２】
作製した垂直磁気記録媒体の記録再生特性を実施例１と同様に評価した。２００ｋＦＣＩの記録密度では、図８と同様な再生波形が得ることができたが、記録周波数を変えたところ、５００ＫＦＣＩあたりで再生波形が崩れだし、８００ｋＦＣＩでは不規則な磁区が発生し、記録できないことが分かった。
【００８３】
比較例２（非磁性下地層が厚く、スルーホールにならない場合）
実施例１と同様に、ジブロックコポリマーとＳＯＧの質量比を１：１０酸化ケイ素下地層の作製を行った。作製された酸化ケイ素下地層のホールパターンは、ピッチが１９ｎｍ、粒径が１５ｎｍとなった。
【００８４】
上記酸化ケイ素下地層下地層上に厚さ１０ｎｍのＮｉＴａ層と、厚さ５ｎｍのＰｄ層と、厚さ２０ｎｍのＲｕ層とを順に積層して多層構造の非磁性下地層を形成した。
【００８５】
さらに、厚さ５ｎｍのＰｔ層を積層して、合計４０ｎｍの非磁性下地層を形成した。
【００８６】
その後、Ａｒガス圧を３Ｐａまで高めてから、以下のような手順で多層磁気記録層の製膜を行った。
【００８７】
まず、厚さ０．８ｎｍのＰｔ層を製膜し、さらに厚さ０．４ｎｍのＣｏ層を積層した。Ｐｔ層とＣｏ層の積層を８回繰り返した後、最後のＣｏ層の上にさらに厚さ２ｎｍのＰｄ層を積層して多層磁気記録層を形成した。
【００８８】
このようにして得られた多層磁気記録層を、ここでは［Ｐｔ／Ｃｏ］８と表示する。得られた垂直磁気記録媒体は、基板／ＮｉＴａ（１０ｎｍ）／Ｓｉ（３ｎｍ）／酸化ケイ素下地層／ＮｉＴａ（１０ｎｍ）／Ｐｄ（５ｎｍ）／Ｒｕ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（５ｎｍ）／［Ｐｔ／Ｃｏ］８多層磁気記録層の順に積層されている。
【００８９】
続いて、多層磁気記録層上に、厚さ６ｎｍのＣ保護層を積層した。
【００９０】
磁気記録層の上面ＳＥＭ像を実施例１と同様にして観察したところ、得られた磁気記録層は、複数のホールからなるホールパターンが形成されているものの、形成されたホールパターンは不鮮明で、ところどころホールパターンがなく周期的な構造を有していない様子を確認することができた。断面ＴＥＭ観察を行ったところ、非磁性下地層に形成されている第１のホールパターンが３ｎｍ程度になっており、一部で酸化ケイ素凹パターンが非磁性下地層により埋め込まれており、パターンの消失が確認された。
【００９１】
作製した垂直磁気記録媒体の記録再生特性を実施例１と同様に評価した。２００ｋＦＣＩの記録密度では、図８と同様な再生波形が得ることができたが、記録周波数を変えたところ、７００ＫＦＣＩあたりで再生波形が崩れだし、１０００ｋＦＣＩでは不規則な磁区が発生し、記録できないことが分かった。
【００９２】
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。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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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