(57)【要約】      （修正有）【課題】イオン照射によって軟磁性層の磁気特性が損なわれない軟磁性層を備えた磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】磁気記録媒体Ａは、基板１と、基板１上に設けられた軟磁性層２と、軟磁性層２上に設けられ、磁性部５ａとイオン照射により非磁性化された非磁性部５ｂとを有した記録層５と、記録層５と軟磁性層２との間には、上記イオン照射に用いられるイオンよりも重い元素を含むイオン制御層４と、が設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に設けられた軟磁性層と、
上記軟磁性層上に設けられ、磁性部とイオン照射により非磁性化された非磁性部とを有した記録層と、
上記記録層と上記軟磁性層との間には、上記イオン照射に用いられるイオンよりも重い元素を含むイオン制御層と、
が設けられていることを特徴とする、磁気記録媒体。
【請求項２】
上記記録層と上記イオン制御層との間あるいは上記軟磁性層と上記イオン制御層との間に中間層が設けられており、上記中間層の主成分となる元素は、上記イオン制御層の主成分となる元素よりも軽い、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
上記イオン制御層は、第６周期の元素を主成分とする、請求項１または２に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
基板上に軟磁性層を形成する工程と、
上記軟磁性層上に所定の元素を主成分とするイオン制御層を形成する工程と、
上記イオン制御層上に、磁性材料からなる磁性膜を形成する工程と、
上記磁性膜の適所に、上記所定の元素よりも軽いイオンを用いてイオン照射を行って非磁性部を形成する工程と、を有することを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク装置等に用いられる磁気記録媒体とその製造方法に関する。
【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記録媒体が知られている。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、磁気記録媒体の高密度化の要求が高まっている。高記録密度化を図るのに好ましい磁気記録媒体としては、たとえばディスクリートトラックメディア(ＤＴＭ)やビットパターンドメディア（ＢＰＭ)が知られている。
【０００３】
図１０には、ＤＴＭである従来の磁気記録媒体を断面図で示している。図１０に示す磁気記録媒体Ｘは、基板９１と、基板９１上に積層された軟磁性層９２と、軟磁性層９２上に積層された中間層９３と、中間層９３上に積層された記録層９４と、記録層９４上に積層された保護層９５とを備えている。軟磁性層９２は、記録時等に稼働する磁気ヘッド（図示略）からの磁束を再び当該磁気ヘッドに還流させる磁路を磁気記録媒体Ｘ内に効率よく形成するための層である。この軟磁性層９２は、高透磁率を有して大きな飽和磁化を有するとともに小さな保磁力を有するという磁気特性を備えている。中間層９３は、Ｒｕなどからなり、例えば１２ｎｍの厚みを有している。記録層９４は、ＣｏＰｔなどからなり、例えば１０ｎｍの厚みを有し、複数の磁性部９４ａと、複数の磁性部９４ａを互いに離間させる非磁性部９４ｂとによって構成されている。非磁性部９４ｂの形成は、例えば特許文献１に示されているようにイオンを照射することによって行うことができる。複数の磁性部９４ａは、非磁性部９４ｂによって隔てられているので、高密度記録に適した状態となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２６８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁気記録媒体Ｘでは、記録層９４にイオンを照射する際に、イオンが中間層９３を通り抜けて軟磁性層９２にまで入り込み、軟磁性層９２の磁気特性が損なわれることがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、より好ましい磁気特性を有する軟磁性層を備えた磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面により提供される磁気記録媒体は、基板と、上記基板上に設けられた軟磁性層と、上記軟磁性層上に設けられ、磁性部とイオン照射により非磁性化された非磁性部とを有した記録層と、上記記録層と上記軟磁性層との間には、上記イオン照射に用いられるイオンよりも重い元素を含むイオン制御層と、が設けられていることを要件としている。
【０００８】
好ましくは、上記記録層と上記イオン制御層との間あるいは上記軟磁性層と上記イオン制御層との間に中間層が設けられており、上記中間層の主成分となる元素は、上記イオン制御層の主成分となる元素よりも軽くなっている。
【０００９】
好ましくは、上記イオン制御層は、第６周期の元素を主成分とする。
【００１０】
本発明の第２の側面により提供される磁気記録媒体の製造方法は、基板上に軟磁性層を形成する工程と、上記軟磁性層上に所定の元素を主成分とするイオン制御層を形成する工程と、上記イオン制御層上に、磁性材料からなる磁性膜を形成する工程と、上記磁性膜の適所に、上記所定の元素よりも軽いイオンを用いてイオン照射を行って非磁性部を形成する工程と、を有することを要件としている。
【００１１】
このような磁気記録媒体においては、イオン照射を行った際に、イオンが上記イオン制御層によって制止されるため、上記軟磁性層にイオンが入り込みにくくなっている。このため、上記軟磁性層は、その磁気特性が上記イオンによって変化せずに好ましい状態となる。
【００１２】
本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１４】
図１および図２には、本発明に係る磁気記録媒体の一実施形態を示している。図１は、ディスク状の磁気記録媒体Ａの平面図であり、図２は、図１のII-II線に沿う断面図である。
【００１５】
磁気記録媒体Ａは、基板１、軟磁性層２、中間層３、イオン制御層４、記録層５、および、保護層６を含む積層構造を有し、ビットパターンドメディア（ＢＰＭ)として構成されたものである。
【００１６】
基板１は、主に、磁気記録媒体Ａの剛性を確保するための部位であり、例えば、アルミニウム合金、ガラス、または樹脂よりなる。
【００１７】
軟磁性層２は、記録時等に稼働する磁気ヘッド（図示略）からの磁束を再び当該磁気ヘッドに還流させる磁路を磁気記録媒体Ａ内に効率よく形成するための層である。この軟磁性層２は、高透磁率を有して大きな飽和磁化を有するとともに小さな保磁力を有するという磁気特性を備えている。このような磁気特性を備えた軟磁性層２を構成するための軟磁性材料としては、例えば、ＦｅＣ、ＦｅＮｉ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＳｉＣ、およびＦｅＣｏ−ＡｌＯなどのＦｅを主成分とした材料や、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａなどのＣｏを主成分とした材料が挙げられる。この軟磁性層２の厚さは例えば２０〜２００ｎｍである。
【００１８】
中間層３は、所定の非磁性材料を主成分とし、軟磁性層２上に積層されている。上記非磁性材料としては、例えばＲｕが用いられる。この中間層３の厚さは、例えば８ｎｍとされる。
【００１９】
イオン制御層４は、比較的重い元素からなる非磁性材料を主成分とし、中間層３上に積層されている。上記のように比較的重く、かつ非磁性である元素としては、Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕなどの第６周期元素が挙げられる。また、このイオン制御層４の厚さは、例えば４ｎｍとされる。
【００２０】
記録層５は、例えば、所定の磁性材料を主成分とし、イオン制御層４上に５〜３５ｎｍの厚みで積層されており、複数の磁性部５ａおよび非磁性部５ｂを有する。上記所定の磁性材料としては、例えば、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｄ、ＳｍＣｏ、ＴｂＦｅＣｏなどの垂直磁気異方性を有する材料を用いることができる。磁性部５ａは、図１に示すように、互いに離間するように形成されている。非磁性部５ｂは、例えばＡｒイオン照射によって非磁性化された部位であり、複数の磁性部５ａ同士の間に形成されている。
【００２１】
保護層６は、例えばダイヤモンドライクカーボンを主成分とし、記録層５上に厚さ１〜５ｎｍに積層されている。この保護層６によって、記録層５の磨耗や腐食が防止されている。
【００２２】
このような磁気記録媒体Ａの情報記録時には、保護層６に対して記録用の磁気ヘッド（図示略）が浮上配置され、当該磁気ヘッドによる記録磁界の印加によって、磁性部５ａの磁化方向を適宜反転させ、一の磁性部５ａに１ビットの記録を行う。このとき、情報記録進行中であって磁界が印加される磁性部５ａと、これの隣りの磁性部５ａとが、非磁性部５ｂにより分断されているため、当該隣りの磁性部５ａの記録が消失ないし劣化するというクロスライト現象が抑制される。クロスライト現象が抑制される磁気記録媒体は、トラックの狭ピッチ化ないし高記録密度化を図るうえで好ましい。
【００２３】
さらに、磁気記録媒体Ａでは、非磁性部５ｂに照射されるＡｒイオンは、イオン制御層４の主成分となる元素よりも軽いため、イオン制御層４を通り抜けにくくなっている。このため、磁気記録媒体Ａでは、軟磁性層２にＡｒイオンが入り込みにくくなっており、軟磁性層２の磁化特性を好ましい状態とすることができる。
【００２４】
図３〜図７は磁気記録媒体Ａの製造方法を表している。
【００２５】
本方法においては、まず、図３に示すように、基板１上に、軟磁性層２、中間層３、イオン制御層４、および、磁性膜１５を順次積層する。軟磁性層２の形成は、例えばスパッタリング法により、基板１上に上述の軟磁性材料を成膜することによって行うことができる。中間層３の形成は、例えばスパッタリング法により、軟磁性層２上に上述の非磁性材料を成膜することによって行うことができる。イオン制御層４の形成は、例えばスパッタリング法により、中間層３上に上述の比較的重い元素を成膜することによって行うことができる。磁性膜１５は、例えば、全体にわたって垂直磁気異方性を有する垂直磁化膜である。磁性膜１５の形成においては、例えばスパッタリング法により、記録層５に関して上述した磁性材料をイオン制御層４上に成膜する。なお、本製造工程において、基板１およびその上に積層された層構造からなる磁気記録媒体Ａの素体を被加工体１０と呼ぶ。
【００２６】
本方法においては、次に、図４に示すように、磁性膜１５上にレジスト層７を形成する。レジスト層７の形成は、例えばスピンコート法によって行うことができる。このレジスト層７は、厚さが３０〜３００ｎｍである。
【００２７】
本方法においては、次に、図５に示すように、レジスト層７を加工する。レジスト層７の加工は、例えば予め用意しておいたスタンパ８を用いたナノインプリントによって行われる。この加工によって、レジスト層７には磁性膜１５を露出させる貫通部７ａが形成される。
【００２８】
本方法においては、次に、図６に示すように、レジスト層７の貫通部７ａから露出する磁性膜１５にイオン照射を行う。この際、市販のイオン注入器を用い、Ａｒイオンを照射する。この工程において、イオンが照射された部分が、磁気記録媒体Ａにおける非磁性部５ｂとなり、レジスト層７に覆われてイオンが照射されない部分は磁性部５ａとなる。また、本工程において、磁性膜１５は記録層５となる。
【００２９】
本方法においては、次に、図７に示すように、レジスト層７を除去する。さらに、記録層５の上に保護層６を形成することにより、被加工体１０は、図２に示す磁気記録媒体Ａとなる。保護層６の形成は、ＣＶＤ法を用いてダイヤモンドライクカーボンの薄膜を形成することによって行われる。あるいは、スパッタ法なども用いられる。
【００３０】
上記の製造方法によると、イオン照射を行う際に、Ａｒイオンが比較的重い元素からなるイオン制御層４によって遮断され、軟磁性層２に入り込みにくくなる。このため、軟磁性層２の磁気特性がイオンによって変化せず、好ましい磁気特性を有する軟磁性層２を得ることができる。
【００３１】
図８および図９には、磁性膜にイオン照射を行った際の磁性膜の表面からの深さに沿うイオンの分布をシミュレーションした結果を示している。図８では、磁性膜１５の表面からの深さが０〜２０ｎｍの領域におけるイオンの分布を示している。図９では、磁性膜１５の表面からの深さが２０〜４０ｎｍの領域におけるイオンの分布を示している。このシミュレーションでは、基板１上に厚さ２０ｎｍの軟磁性層２、厚さ８ｎｍの中間層３、厚さ４ｎｍのイオン制御層４、および、厚さ１０ｎｍの磁性膜１５が積層された被加工体１０に１３ＫｅＶのＡｒイオンを照射した場合を想定している。この被加工体１０の中間層３には、Ｒｕが用いられている。図８および図９では、イオン制御層４に、Ｔａ，Ｏｓ，Ｐｔ，Ａｕを用いた場合をそれぞれ示している。さらに、図８および図９では、比較のためにイオン制御層４を設ける代わりに、１２ｎｍのＲｕからなる中間層９３を備えた従来の場合についても示している。
【００３２】
このシミュレーションは、イオン注入ソルバを用いている。具体的には、フリーソフトウエアであるＳＲＩＭ/ＴＲＩＭ（ HYPERLINK "http://www.srim.org/"）を用いた。
【００３３】
さらに、上記のシミュレーションの結果を元に、軟磁性層２に入り込むイオンの数を算出した。軟磁性層２は、図９において深さが２２ｎｍより深い領域に相当する。以下に示すイオン数は、従来の場合に軟磁性層９２に入り込むイオン数を１とした場合の数値である。なお、Ｒｕの比重は１２．３であり、Ａｒの比重は１．３８である。
【００３４】
イオン制御層４としてＴａを用いた場合では、軟磁性層２中に入り込むＡｒイオンの数は０．５９となった。なお、Ｔａの比重は１６．６である。
【００３５】
イオン制御層４としてＯｓを用いた場合では、軟磁性層２中に入り込むＡｒイオンの数は０．４８となった。なお、Ｏｓの比重は２２．６である。
【００３６】
イオン制御層４としてＰｔを用いた場合では、軟磁性層２中に入り込むＡｒイオンの数は０．５２となった。なお、Ｐｔの比重は２１．５である。
【００３７】
イオン制御層４としてＡｕを用いた場合では、軟磁性層２中に入り込むＡｒイオンの数は０．６０となった。なお、Ａｕの比重は１９．３である。
【００３８】
以上の結果から、より重い元素からなるイオン制御層４を設けることにより、軟磁性層２に入り込むイオンの数を減らすことが可能であることが一層明確となった。さらに、図９に示すように、従来の場合に比べてイオン制御層４を設けた場合は、Ａｒイオンが軟磁性層２の深くにまで入り込みにくくなっている。
【００３９】
イオン制御層４に用いる元素は、少なくともイオン照射に用いられるイオンよりも重い元素であれば、イオンの進行を妨げる効果があるが、上記のようにより重い元素を用いることでより大きな効果を得ることができる。上記の実施形態のように少なくとも従来の中間層よりも重い元素を用いることが好ましい。また、より重い元素を用いれば用いるほど、イオン制御層４の厚みを抑えることが可能となる。
【００４０】
さらに、図８に示すように、イオン制御層４を設けている場合は、従来の場合に比べて磁性膜１５表面からの深さが１０ｎｍ以内（磁性膜１５内）にイオンが残り易くなっている。このようにイオン制御層４を設けることによって、照射されるＡｒイオンのうち磁性膜１５内に残るＡｒイオンの数を増加させることができるため、従来よりもイオン照射量を減らしてコストを削減することが可能となる。
【００４１】
本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は本発明の範囲に含まれる。たとえば、上記実施形態においては、イオン制御層が記録層と中間層との間にあるが、イオン制御層が中間層と軟磁性層との間にあっても構わない。
【００４２】
なお、上記の実施形態ではイオン照射にＡｒを用いているが、Ａｒ以外にも例えばＮｅなどの比較的に軽い元素のイオンを用いることができる。また、比較的重いＫｒなどを用いた場合でも、第６周期の元素を主成分とするイオン制御層を用いることで本発明の効果を発揮できる。
【００４３】
また、軟磁性層、中間層、イオン制御層、記録層、および、保護層の厚さは、磁気記録媒体Ａのサイズに応じて適宜設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の一例を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】基板上に積層構造を設ける工程を示す断面図である。
【図４】レジスト層を設ける工程を示す断面図である。
【図５】レジスト層を加工する工程を示す断面図である。
【図６】イオン照射を行う工程を示す断面図である。
【図７】レジスト層を除去する工程を示す断面図である。
【図８】磁性膜にイオン照射を行った際のイオンの分布図である。
【図９】磁性膜にイオン照射を行った際のイオンの分布図である。
【図１０】従来の磁気記録媒体の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ      磁気記録媒体
１    基板
２    軟磁性層
３    中間層
４    イオン制御層
５    記録層
５ａ  磁性部
５ｂ  非磁性部
６    保護層
７    レジスト層
８    スタンパ
１０  被加工体
１５  磁性膜
【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９】
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【図１０】
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