特許 6076214 磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法及び磁気再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6076214

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法及び磁気再生方法

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/66 20060101AFI20170130BHJP

   G11B 5/65 20060101ALI20170130BHJP

   G11B 5/64 20060101ALI20170130BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/66

   G11B5/65

   G11B5/64

   G11B5/02 R

【請求項の数】10

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-143667(P2013-143667)

(22)【出願日】2013年7月9日

(65)【公開番号】特開2015-18587(P2015-18587A)

(43)【公開日】2015年1月29日

【審査請求日】2016年4月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002004

【氏名又は名称】昭和電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100146879

【弁理士】

【氏名又は名称】三國 修

(72)【発明者】

【氏名】坂脇 彰

(72)【発明者】

【氏名】山根 明

【審査官】 中野 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２２３９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６６２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００１３０３４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／６６

Ｇ１１Ｂ ５／０２

Ｇ１１Ｂ ５／６４

Ｇ１１Ｂ ５／６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非磁性基板の上に少なくとも、軟磁性下地層と、非磁性中間層と、記録磁性層とを順次積層した構造を有し、
前記記録磁性層は、前記非磁性基板側から順に、第１の磁性層と、非磁性層と、第２の磁性層とを含み、前記非磁性層を間に挟んで前記第１の磁性層と前記第２の磁性層とが磁気的に分離された構造を有すると共に、磁気的に互いに分離された複数のパターンで構成され、
なお且つ、前記第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が前記第１の磁性層のそれよりも高く、前記第２の磁性層を加熱したときに一時的に前記第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が前記第１の磁性層のそれよりも低くなることを特徴とする磁気記録媒体。

【請求項2】

前記第２の磁性層の単位面積当たりの残留磁化と層厚との積（Ｍｒｔ）が前記第１の磁性層のそれよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。

【請求項3】

前記第１の磁性層は、３０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］≦６０００、０．１≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．２を満足し、
前記第２の磁性層は、１２０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］、０．０３≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．０６を満足する範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。

【請求項4】

前記記録磁性層は、非磁性材料を間に挟んで磁気的に分離されたパターンを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気記録媒体。

【請求項5】

前記記録磁性層が有するパターンは、前記第１の磁性層、前記中間層及び前記第２の磁性層を積層方向に貫いた状態で設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の磁気記録媒体。

【請求項6】

前記第１の磁性層は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｏ、Ｂのうち何れかを含む磁性材料からなり、
前記第２の磁性層は、Ｆｅ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｄのうち何れかを含む磁性材料からなることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の磁気記録媒体。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体を加熱する加熱手段と、前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド駆動部と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。

【請求項8】

請求項１〜６の何れか一項に記載の磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行う磁気記録方法であって、
記録用の磁気ヘッドを用いて、前記第１の磁性層の保磁力よりも高く且つ前記第２の磁性層の保磁力よりも低い磁界を印加しながら、前記第１の磁性層に対する情報の書き込みを行う一方、
加熱手段が設けられた記録用の磁気ヘッドを用いて、前記第２の磁性層を加熱して一時的に前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃを前記第１の磁性層のよりも低下させた状態で、前記第１の磁性層の保磁力よりも低く且つ前記第２の磁性層の保磁力よりも高い磁界を印加しながら、前記第２の磁性層に対する情報の書き込みを行うことを特徴とする磁気記録方法。

【請求項9】

前記加熱手段は、前記第２の磁性層に対してマイクロ波又はレーザー光を照射することを特徴とする請求項８記載に記載の磁気記録方法。

【請求項10】

請求項８又は９に記載の磁気記録方法により情報が記録された磁気記録媒体に対して情報の読み出しを行う磁気再生方法であって、
再生用の磁気ヘッドを用いて、前記第１の磁性層及び前記第２の磁性層からの磁界を検出し、検出された磁界の総和の違いに基づいて、前記第１の磁性層に記録された情報と、前記第２の磁性層に記録された情報とを、それぞれ別々に読み出すことを特徴とする磁気再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法及び磁気再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気記録再生装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、この磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特に、ＭＲヘッドやＰＲＭＬ技術の導入以来、面記録密度の上昇は更に激しさを増し、近年ではＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドなども導入されて、１年に約４０％増ものペースで増加を続けている。

【0003】

したがって、磁気記録媒体については、磁性層の高保磁力化や、高信号対雑音比(高ＳＮＲ)、及び高分解能を実現することによって、今後更に高記録密度化を達成することが要求されている。

【0004】

一方、近年では、線記録密度の向上を図ると同時に、トラック密度の増加によって面記録密度を向上させる努力も続けられている。 最新の磁気記録再生装置においては、トラック密度が４００ｋＴＰＩにも達している。

【0005】

しかしながら、トラック密度を上げていくと、隣接するトラック間の磁気記録情報が互いに干渉し合い、その境界領域の磁化遷移領域がノイズ源となりＳＮＲを損なうという問題が生じ易くなっている。このことは、そのままビット・エラー・レート（ＢＥＲ）の悪化につながるため、記録密度の向上を図る上で障害となっている。

【0006】

面記録密度を上昇させるためには、磁気記録媒体の面上にある各記録ビットのサイズをより微細なものとし、各記録ビットに可能な限り大きな飽和磁化と磁性膜厚を確保する必要がある。その一方で、記録ビットを微細化していくと、１ビット当たりの磁化最小体積が小さくなり、熱揺らぎによる磁化反転で記録データが消失するという問題が生じてしまう。

【0007】

例えば記録密度が２Ｔｂｐｓｉ以上になると、１ビットの占める面積は３２２ｎｍ^２にまで狭くなり、熱的に安定させようとすると、磁気記録再生装置で必要とされる信号雑音比（ＳＮＲ）を維持するための粒子数を確保できなくなる。その一方で、ＳＮＲを維持するために磁性粒子を微細化すると、体積の減少からくる熱的な不安定さによって、記録した磁気データを維持できなくなる。

【0008】

また、トラック密度を上げていくと、トラック間距離が近づくために、磁気記録再生装置において極めて高精度のトラックサーボ技術が要求されることになる。一般的に、磁気記録再生装置では、記録時にトラックサーボを幅広く実行する一方、再生時に隣接トラックからの影響をできるだけ排除するために、トラックサーボを記録時よりも狭く実行する方法が用いられている。

【0009】

しかしながら、この方法を用いた場合、トラック間の影響を最小限に抑えることができる反面、再生出力を十分得ることが困難となる。その結果、十分なＳＮＲを確保することが難しいという問題がある。

【0010】

このような熱揺らぎの問題やＳＮＲの確保、十分な出力の確保を達成する方法の一つとして、磁気記録媒体の表面にトラックに沿った凹凸を形成し、記録トラック同士を物理的に分離することによって、トラック密度を上げようとする試みがなされている（例えば、特許文献１を参照。）。

【0011】

この技術は、一般にディスクリートトラック法と呼ばれている。また、このような磁気的に分離されたトラックパターンを有する磁気記録媒体のことをディスクリートトラック媒体と呼んでいる。

【0012】

さらに、記録密度の向上を狙って、トラックの長手方向(円周方向)についても磁性粒子毎に分離し、１つの磁性粒子を１ビットとして記録する方法が提案がなされている。このトラック間とビット間の両方を磁気的に分離したパターンを有する磁気記録媒体のことをビットパターン媒体と呼ばれている（例えば、特許文献２を参照。）。

【0013】

このビットパターン媒体では、トラック間及び長手方向におけるビット間の磁気的相互作用を抑制するできるため、記録データの安定性を高めることができる。また、１ビットが単一の磁性粒子からなるため、境界の乱れからくる遷移ノイズを抑制し、ＳＮＲを向上させることができる。その結果、より緻密な磁気記録が可能となる。

【0014】

また、磁気記録媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録が次世代の記録方式として注目されている（例えば、特許文献２，３を参照。）。なお、特許文献２には、上下２層の磁性層を含むセルを多値化する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0015】

【特許文献1】特開２００４−１６４６９２号公報

【特許文献2】特開２００５−１６６２４０号公報

【特許文献3】特開２００６−０５９４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

磁気記録媒体の単位面積当たりの記録密度を高める方法としては、磁性層を多層構造とし、各磁性層に対して独立した情報を記録する方法が考えられる。

【0017】

しかしながら、多層構造の磁性層に対して情報の書き込みを行う場合は、磁気ヘッドを用いて外部磁界を印加しながら、下層の磁性層に情報の書き込みを行ったとしても、上層の磁性層にも外部磁界が印加されるために、この上層の磁気層に記録された情報を書き換えてしまう可能性がある。

【0018】

特許文献２には、互いの層と磁気的に独立した保磁力の異なる磁性層を積層し、熱アシスト方式によりデータを記録する際に、熱アシストあり・なしの使い分けと、それぞれの層に見合った磁界をヘッドから印加することで、多層記録を行う方法が開示されている。

【0019】

しかしながら、特許文献２に記載の方法では、高保磁力の層にデータを記録する際の加熱により、低磁性層の保磁力も低下してしまうため、低保磁力の層のデータも同時に書き換えてしまう。

【0020】

このため、特許文献２に記載の方法では、高保磁力の磁性層に熱アシスト方式でデータを記録した後に、熱アシストなしで低保磁力の磁性層にデータを再度記録するといった２回以上の書き込み動作が必要になる。したがって、この方法では、書き込み速度を速くできないといった問題が生じてしまう。

【0021】

また、特許文献３には、熱アシスト記録方式において、キュリー温度の異なる磁性層を積層し、データを記録する際に、それぞれの層に見合った加熱を行うことで目的の磁性層の保磁力を低下させて記録する方法が開示されている。

【0022】

しかしながら、特許文献３に記載の方法では、加熱により磁性層の保磁力を制御するため、一見、各磁性層に対して独立して記録再生できるように思えるが、キュリー温度の高い磁性層に記録する際は、同時にキュリー温度の低い層の保磁力はより低下するため、キュリー温度の低い磁性層のデータも書き換えてしまう。結果として、特許文献２と同様にキュリー温度の高い磁性層のみに１回の記録過程でデータを記録することが難しい。

【0023】

そこで、特許文献３には、加熱機構と磁気記録素子をペアとして、ヘッドに複数のペアを組み込み、ヘッドの進行方向からキュリー温度の高い磁性層用と、低い磁性層用とすることで、１回の書き込み動作でキュリー温度の高い磁性層に記録する方法を開示されている。しかしながら、この方法では、ヘッドの構造が複雑となり、生産性の低下やコストの増加などの問題が生じてしまう。

【0024】

さらに、これらの文献の方法では、装置内において磁気記録媒体の固定誤差、モーターの周差やブレ、ヘッドの組み付けや位置誤差などにより、書き込みごとに各磁性層間のデータの書き込み位置に誤差が生じ、別々に記録されたデータビットの磁気記録媒体面での位置が完全に一致しない。このため、同じデータ列を記録していても再生信号の波形が異なることで、信号の品質が劣化するという問題が生じてしまう。

【0025】

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、記録磁性層を構成する下層の磁性層と上層の磁性層に対して、他の磁性層に記録された情報に影響を及ぼさずに、且つ、情報の位置ずれを生じさせることなく、それぞれ独立に情報を記録する一方、上下の磁性層に記録された情報を精度良く再生することを可能とした磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法及び磁気再生方法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】

【0026】

本発明は、以下の手段を提供する。
（１） 非磁性基板の上に少なくとも、軟磁性下地層と、非磁性中間層と、記録磁性層とを順次積層した構造を有し、
前記記録磁性層は、前記非磁性基板側から順に、第１の磁性層と、非磁性層と、第２の磁性層とを含み、前記非磁性層を間に挟んで前記第１の磁性層と前記第２の磁性層とが磁気的に分離された構造を有すると共に、磁気的に互いに分離された複数のパターンで構成され、
なお且つ、前記第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が前記第１の磁性層のそれよりも高く、前記第２の磁性層を加熱したときに一時的に前記第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が前記第１の磁性層のそれよりも低くなることを特徴とする磁気記録媒体。
（２） 前記第２の磁性層の単位面積当たりの残留磁化と層厚との積（Ｍｒｔ）が前記第１の磁性層のそれよりも低いことを特徴とする前項（１）に記載の磁気記録媒体。
（３） 前記第１の磁性層は、３０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］≦６０００、０．１≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．２を満足し、
前記第２の磁性層は、１２０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］、０．０３≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．０６を満足する範囲にあることを特徴とする前項（２）に記載の磁気記録媒体。
（４） 前記記録磁性層は、非磁性材料を間に挟んで磁気的に分離されたパターンを有することを特徴とする前項（１）〜（３）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（５） 前記記録磁性層が有するパターンは、前記第１の磁性層、前記中間層及び前記第２の磁性層を積層方向に貫いた状態で設けられていることを特徴とする前項（１）〜（４）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（６） 前記第１の磁性層は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｏ、Ｂのうち何れかを含む磁性材料からなり、
前記第２の磁性層は、Ｆｅ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｄのうち何れかを含む磁性材料からなることを特徴とする前項（１）〜（５）の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
（７） 前項（１）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体を加熱する加熱手段と、前記磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド駆動部と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
（８） 前項（１）〜（６）の何れか一項に記載の磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行う磁気記録方法であって、
記録用の磁気ヘッドを用いて、前記第１の磁性層の保磁力よりも高く且つ前記第２の磁性層の保磁力よりも低い磁界を印加しながら、前記第１の磁性層に対する情報の書き込みを行う一方、
加熱手段が設けられた記録用の磁気ヘッドを用いて、前記第２の磁性層を加熱して一時的に前記第２の磁性層の保磁力Ｈｃを前記第１の磁性層のよりも低下させた状態で、前記第１の磁性層の保磁力よりも低く且つ前記第２の磁性層の保磁力よりも高い磁界を印加しながら、前記第２の磁性層に対する情報の書き込みを行うことを特徴とする磁気記録方法。
（９） 前記加熱手段は、前記第２の磁性層に対してマイクロ波又はレーザー光を照射することを特徴とする前項（８）記載に記載の磁気記録方法。
（１０） 前項（８）又は（９）に記載の磁気記録方法により情報が記録された磁気記録媒体に対して情報の読み出しを行う磁気再生方法であって、
再生用の磁気ヘッドを用いて、前記第１の磁性層及び前記第２の磁性層からの磁界を検出し、検出された磁界の総和の違いに基づいて、前記第１の磁性層に記録された情報と、前記第２の磁性層に記録された情報とを、それぞれ別々に読み出すことを特徴とする磁気再生方法。

【発明の効果】

【0027】

以上のように、本発明によれば、記録磁性層の第１の磁性層と第２の磁性層のうち一方の磁性層が、他方の磁性層に記録された情報に影響を及ぼさずに、且つ、情報の位置ずれを生じさせることなく、それぞれ独立に情報を記録する一方、第１の磁性層及び第２の磁性層に記録された情報を精度良く再生することができる。したがって、本発明によれば、磁気記録媒体の単位面積当たりの記録密度を更に高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の磁気記録方法を説明するための断面模式図である。

【図2】本発明の磁気再生方法を説明するための断面模式図である。

【図3】ビットを説明するための平面模式図である。

【図4】本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示す断面図である。

【図5】磁気記録再生装置の構成を示す斜視図である。

【図6】磁気記録再生装置が備える磁気ヘッドの構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明を適用した磁気記録媒体、磁気記録再生装置、磁気記録方法及び磁気再生方法について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0030】

（磁気記録媒体）
本発明を適用した磁気記録媒体は、少なくとも非磁性基板の上に、軟磁性下地層と、非磁性中間層と、記録磁性層とを順次積層した構造を有し、記録磁性層は、非磁性基板側から順に、少なくとも第１の磁性層と、非磁性層と、第２の磁性層とを含み、非磁性層を介して第１の磁性層と第２の磁性層とが磁気的に分離された構造を有すると共に、磁気的に分離されたパターンを備え、なお且つ、第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が第１の磁性層のそれよりも高く、第２の磁性層を加熱したときに一時的に第２の磁性層の保磁力（Ｈｃ）が第１の磁性層のそれよりも低くなることを特徴とする。

【0031】

また、第２の磁性層の単位面積当たりの残留磁化と層厚（膜厚）との積（Ｍｒｔ）は、第１の磁性層のそれよりも低いことを特徴としている。

【0032】

具体的に、第１の磁性層は、３０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］≦６０００、０．１≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．２を満足することが好ましく、第２の磁性層は、１２０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］、０．０３≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．０６を満足することが好ましい。（なお、１Ｏｅは７９Ａ／ｍである。）

【0033】

（磁気記録方法）
本発明を適用した磁気記録方法では、図１（ａ）に示すように、上記磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行う際に、記録用の磁気ヘッドＷを用いて、第１の磁性層Ｍ１の保磁力よりも高く且つ第２の磁性層Ｍ２の保磁力よりも低い磁界を印加しながら、第１の磁性層Ｍ１に対する情報の書き込みを行う。

【0034】

一方、図１（ｂ）に示すように、マイクロ波又はレーザー光を照射する加熱手段Ｈが設けられた記録用の磁気ヘッドＷを用いて、第２の磁性層Ｍ２を加熱して一時的に第２の磁性層Ｍ２の保磁力を第１の磁性層Ｍ１の保磁力よりも低下させた状態で、第１の磁性層Ｍ１の保磁力よりも低く且つ第２の磁性層Ｍ２の保磁力よりも高い磁界を印加しながら、第２の磁性層Ｍ２に対する情報の書き込みを行う。

【0035】

（磁気再生方法）
本発明を適用した磁気再生方法では、上記磁気記録方法により情報が記録された磁気記録媒体に対して情報の読み出しを行う際に、再生用の磁気ヘッドＲを用いて、第１の磁性層Ｍ１及び第２の磁性層Ｍ２で生じた磁界を検出し、検出された磁界の総和の違いに基づいて、第１の磁性層Ｍ１に記録された情報と、第２の磁性層Ｍ２に記録された情報とを、それぞれ別々に読み出す。

【0036】

具体的に、本発明を適用した磁気記録媒体から情報を読み出す際は、再生用の磁気ヘッドＲを用いて、第１の磁性層及び第２の磁性層で生じた磁界を検出したときの磁界の総和と、第１の磁性層及び第２の磁性層の磁化方向との違いによって、４値を得ることができる。

【0037】

例えば、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、第１の磁性層Ｍ１の磁界強度を１．５、第２の磁性層Ｍ２の磁界強度を０．５とし、磁化方向の違いによってプラス方向（＋）とマイナス方向（−）を区別することによって、図２（ａ）に示す−２．０（＝−１．５＋（−０．５））の場合と、図２（ｂ）に示す−１．０（＝−１．５＋（＋０．５））の場合と、図２（ｃ）に示す＋１．０（＝＋１．５＋（−０．５））の場合と、図２（ｄ）に示す＋２．０（＝＋１．５＋（＋０．５））の場合との４値を得ることが可能である。

【0038】

そして、この４値の違いに基づいて、第１の磁性層Ｍ１に記録された情報と、第２の磁性層Ｍ２に記録された情報とを、それぞれ別々に読み出す（分離・抽出する）ことが可能である。

【0039】

ここで、多層の磁性層を用いた多値記録の場合、データ記録に必要な層以外の層についても、既に記録されている情報を考慮する必要がある。このため、書き込み時に各磁性層の磁化方向を連動又は関連付ける必要がある。（例えば、全磁性層のＤＣ消去の後に新データの書き込みを行うなど。）これに対して、本発明では、第１の磁性層Ｍ１と第２の磁性層Ｍ２とが互いに独立しており、別の磁性層のデータ列を考慮する必要がない。

【0040】

また、記録磁性層は、記録磁性層３４に連続的な磁性層を用いることもできるが、その場合は、第１の磁性層Ｍ１に書き込んだデータと第２の磁性層Ｍ２に書き込んだデータとの間で、位置のズレを生じる可能性があり、これによるデータの読み出し時の誤読が起きやすくなる恐れがある。

【0041】

これを回避する方法として、本発明の磁性層としては、予め磁気的に分離したパターンを有することが好ましい。すなわち、本発明では、例えば図３（ａ）に示すようなビットパターンド媒体を用いることが好ましい。このビットパターンド媒体は、磁気ヘッドＷの走査方向（磁気記録媒体の周方向）Ｓに沿って、ドットｄを配列したものであり、１つのドットｄが１ビットの情報に相当する。

【0042】

また、本発明では、上述したビットパターンド媒体の他にも、例えば図３（ｂ）に示すようなディスオーダーパターンド媒体を用いてもよい。このディスオーダーパターンド媒体は、磁気ヘッドＷの走査方向（磁気記録媒体の周方向）とは無関係にドットｄを配置したものであり、１ビットの情報が複数のドットｄにより構成される。

【0043】

これらビットパターン型の磁気記録媒体では、書き込まれたデータが非磁性材料により独立したドットｄ上にしか保持されないため、データを書き込む際に多少の位置ズレが起きたとしても、実際に磁気記録媒体上のデータ位置は、ドットｄの位置により規制される。このため、データを読み込む際に、第１の磁性層Ｍ１に書き込まれたデータと第２の磁性層Ｍ２に書き込まれたデータとの位置が一致する。これにより、安定した書き込み／読み出し動作を行うことが可能である。なお、書き込み時の位置ズレは、ドットｄの径φの１５％以内であることが好ましく、更に好ましくは１０％以内である。

【0044】

また、ビットパターン型の磁気記録媒体は、その記録密度を高めるために、記録磁性層のうち、磁気記録パターンのドットｄの径φを５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とすることが好ましい。また、ドットｄ間の中心間距離（ドットピッチＰ）は、記録密度を高めるためにはできるだけ狭くすることが好ましい。一方、ドットピッチＰが狭すぎると、磁気的な分離が不十分となり、ドットｄ間の磁気的な相互作用が大きくなり、記録した磁性データの維持が難しくなる。

【0045】

また、書き込み時の位置ズレにより、目的のドットｄに隣接したドットｄにもデータを誤記してしまう現象が生じやすくなる。したがって、このような現象の発生を防ぐため、ドットピッチＰについては、ドットｄの半径の１２０％〜２００％の範囲となるように設定することが好ましい。

【0046】

以上のように、本発明によれば、非磁性基板側から順に、第１の磁性層Ｍ１と、非磁性層Ｎと、第２の磁性層Ｍ２とを含み、非磁性層Ｎを介して第１の磁性層Ｍ１と第２の磁性層Ｍ２とが磁気的に分離された構造を有する記録磁性層の第１の磁性層Ｍ１と第２の磁性層Ｍ２とに対して、それぞれ別々に情報の記録又は再生を行うことができる。

【0047】

したがって、本発明によれば、磁性層の層数が増えたことにより、従来の２倍の情報を記憶することが可能となり、磁気記録媒体の単位面積当たりの記録密度を更に高めることが可能となる。また、本発明によれば、第１の磁性層Ｍ１と第２の磁性層Ｍ２のうち一方の磁性層が、他方の磁性層に記録された情報に影響を及ぼさずに、且つ、情報の位置ずれを生じさせることなく、それぞれ独立に情報を記録することができる。そのため、本発明によれば、磁気記録媒体への高速な書き込みと読み出しとを精度良く行うことが可能となる。

【0048】

（磁気記録媒体の一実施形態）
以下、本発明を適用した磁気記録媒体の一実施形態について、例えば図４に示す磁気的に分離された磁気記録パターン３４ａを有する磁気記録媒体３０を例に挙げて詳細に説明する。
なお、以下の説明において例示される磁気記録媒体３０はほんの一例であり、本発明を適用して製造される磁気記録媒体は、そのような構成に必ずしも限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0049】

この磁気記録媒体３０は、図４に示すように、非磁性基板３１の両面に、軟磁性下地層３２と、非磁性中間層３３と、磁気記録パターン３４ａを有する記録磁性層３４と、保護層３５とが順次積層された構造を有し、更に最表面に潤滑膜３６が形成された構造を有している。また、記録磁性層３４は、非磁性基板３１側から順に、少なくとも第１の磁性層３７と、非磁性層３８と、第２の磁性層３９とを含み、非磁性層３８を介して第１の磁性層３７と第２の磁性層３９とが磁気的に分離された構造を有している。なお、図４においては、非磁性基板３１の片面のみを図示するものとする。

【0050】

非磁性基板３１としては、例えば、Ａｌ−Ｍｇ合金などのＡｌを主成分としたＡｌ合金基板、ソーダガラスやアルミノシリケート系ガラス、結晶化ガラスなどのガラス基板、シリコン基板、チタン基板、セラミックス基板、樹脂基板等の各種基板を挙げることができるが、その中でも、Ａｌ合金基板や、ガラス基板、シリコン基板を用いることが好ましい。また、非磁性基板３１の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｎｍ以下である。

【0051】

軟磁性下地層３２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするために、また情報が記録される記録磁性層３４の磁化方向をより強固に非磁性基板３１と垂直な方向に固定する効果を有する。この効果は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして単磁極構造を基本としたヘッドを用いる場合により顕著にあらわれる。

【0052】

軟磁性下地層３２としては、例えば、ＦｅやＮｉ、Ｃｏなどを含むアモルファス若しくは微結晶構造の軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮｂ、ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。

【0053】

その他にも、軟磁性下地層３２としては、Ｃｏを主成分とし、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏのうち少なくとも１種を含有し、アモルファス若しくは微結晶構造有するＣｏ合金を用いることができる。具体的な材料としては、例えば、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏなどを好適なものとして挙げることができる。

【0054】

軟磁性下地層３２は、２層以上の軟磁性膜から構成されており、積層した軟磁性膜の間にはＲｕ膜を設けることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６ｎｍ〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、Ｒｕ膜を挟んだ上下の軟磁性膜間にアンチフェロカップリング（ＡＦＣ）が生じ、いわゆるスパイクノイズを抑制することができる。

【0055】

軟磁性膜の総数は、偶数であることが好ましい。これによりＡＦＣにより互いに逆方向に向いた磁化が相殺し合い、結果として軟磁性下地層３２全体の残留磁化が０となり、信号再生時の磁気的な影響（ノイズ）を抑えることができる。一方、軟磁性膜の総数が奇数であっても、非磁性基板３１側から奇数番目の膜と偶数番目の軟磁性膜のそれぞれの合計の磁化が等しくなるようにすることで、同様の効果を得ることが可能である。

【0056】

非磁性中間層３３は、直上の層の配向性や結晶サイズを制御する配向制御層として機能する。非磁性中間層３３としては、記録磁性層３４の種類に応じて適した材料を用いることが好ましい。例えば、Ｃｏ系材料（ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｄなど）を記録磁性層３４として用いた場合は、Ｒｕ単体あるいはＲｕを主成分とし、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃのうち少なくとも１種を含有し、ｈｃｐ結晶構造を有したＲｕ系合金材料を用いることが好ましく、ｈｃｐ結晶構造のＣ軸が非磁性基板３１に対して垂直に向くように形成することが好ましい。

【0057】

具体的には、軟磁性下地層３２の上に、Ｎｉを主成分とする合金（Ｎｉ、ＮｉＷ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａなど）の膜を形成し、その上にＲｕ系合金膜を形成する。Ｎｉ系合金膜は、Ｐｔ系合金、Ｔａ系合金、Ｃ系合金に置き換えることもできる。また、Ｒｕ系合金としては、ＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２などの酸化物を加えたグラニュラー構造の材料を用いることもできる。

【0058】

第１の磁性層３７は、磁気的に独立したドットｄからなる構造であり、このドットｄは、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｏ、Ｂのうち何れかを含む磁性材料からなる。具体的には、例えば、ＣｏＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔ系、ＣｏＣｒＰｔＢ系、ＣｏＣｒＰｔＴａ系の磁性層や、ＣｏとＰｔやＰｄの積層材料を使うことができる。さらに、これらにＳｉ酸化物や、Ｔｉ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｗ酸化物、Ｒｕ酸化物、Ｃｏ酸化物等の酸化物材料を１種類以上加えたグラニュラー構造の磁性層も用いることができる。

【0059】

また、このドットｄは、単一の磁区を持った構成とすることが好ましい。このような材料として、上記磁性材料の他、ＣｏＰｔ系やＣｏＰｄ系のような材料があげられる。この場合、単一の合金膜でもよいし、ＣｏとＰｔもしくはＰｄの積層膜でもよい。

【0060】

また、ノイズの軽減や磁気特性を安定化させる目的で、磁性粒子間に析出し易い添加物（Ｓｉ、Ｏ、Ｎ等の添加元素や、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｗ酸化物、Ｒｕ酸化物、Ｃｏ酸化物等の酸化物材料）を多く含ませると、磁性粒子の上下にも添加物の析出が生じてしまい、磁性粒子の結晶性や配向性を損なうため好ましくない。したがって、そのような添加物については、データの読み込み時のノイズを抑えるのに最低限必要な量とするのが望ましい。具体的には、添加物の合計を１０モル％以下とすることが好ましい。また、第１の磁性層３７にグラニュラー構造の磁性層を用いる場合、磁性粒子間に形成される粒界の厚さは、１ｎｍ以下であることが好ましい。

【0061】

第１の磁性層３７の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、より好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とし、使用する磁性材料の種類に合わせて、十分なヘッド出力が得られるように形成すればよい。また、第１の磁性層３７は、再生の際に一定以上の出力を得るのにある程度以上の層厚（膜厚）が必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。

【0062】

第２の磁性層３９は、磁気的に独立したドットｄからなる構造であり、このドットｄは、結晶磁気異方性の高い高Ｋｕ磁性材料で構成されていることが好ましい。このような材料としては、ＦｅＰｔ系やＣｏＰｔ系、ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系、ＴｂＦｅＣＯ系等が挙げられる。これらは単一の合金層としてスパッタ法などで形成してもよいし、ＦｅとＰｔ、Ｃｏなどの薄膜を積層した多層膜であってもよい。また、キュリー温度低下を狙って、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉの中から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を添加することができる。その他、ノイズ低減のため、Ｓｉ酸化物や、Ｔｉ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｗ酸化物、Ｒｕ酸化物、Ｃｏ酸化物等の酸化物材料の他、カーボン等を添加することで、第２の磁性層３９をグラニュラー構造とすることができる。また、このドットｄは、単一の磁区を持った構成とすることが好ましい。

【0063】

また、ノイズの軽減や磁気特性を安定化させる目的で、磁性粒子間に析出し易い添加物（Ｓｉ、Ｏ、Ｎ等の添加元素や、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｗ酸化物、Ｒｕ酸化物、Ｃｏ酸化物等の酸化物材料）を多く含ませると、磁性粒子の上下にも添加物の析出が生じてしまい、磁性粒子の結晶性や配向性が損なわれるため好ましくない。したがって、そのような添加物については、データの読み込み時のノイズを抑えるのに最低限必要な量とするのが望ましい。具体的には、添加物の合計を１０原子％以下とすることが好ましい。また、第１の磁性層３７にグラニュラー構造の磁性層を用いる場合、磁性粒子間に形成される粒界の厚さは、１ｎｍ以下であることが好ましい。

【0064】

第２の磁性層３９の厚みは、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１５ｎｍ以下とし、より好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下とし、使用する磁性材料の種類に合わせて、十分なヘッド出力が得られるように形成すればよい。また、第２の磁性層３９は、再生の際に一定以上の出力を得るためにある程度以上の膜厚を有することが必要であり、一方で記録再生特性を表す諸パラメーターは出力の上昇とともに劣化するのが通例であるため、最適な膜厚に設定する必要がある。

【0065】

第２の磁性層３９としては、ＦｅＰｔ系では、５０Ｆｅ−５０Ｐｔや４５Ｆｅ−４５Ｐｔ−１０Ｃｕや４５Ｆｅ−４５Ｐｔ−１０Ｃ、９５（５０Ｆｅ−５０Ｐｔ）−５（ＴｉＯ_２）などが、またｏＰｔ系合金としては、８０Ｃｏ−２０Ｐｔ、７５Ｃｏ−２５Ｐｔ、７５Ｃｏ−２０Ｐｔ−５Ｃなどを好適に用いることができる。

【0066】

第２の磁性層３９を成膜した後、熱処理（アニール）により結晶性を高める処理を行うことも有効であり、例えば、真空雰囲気下で３００℃以上で、１５分〜４時間の条件でアニールを行うことが好ましい。また、アニール温度は、材料毎に適切な温度を設定すればよく、例えばＣｏＰｔ合金では４００℃以上、ＦｅＰｔ系合金では５００℃以上とすることが好ましい。若しくは、予め上記温度以上に加熱した基板上に成膜する方法を用いれば、成膜後のアニールと同じく結晶の規則性を高めた第２の磁性層３９を得ることができる。

【0067】

非磁性層３８は、第１の磁性層３７と第２の磁性層３９との磁気結合を遮断する役割と、第２の磁性層３９に熱アシスト方式で情報を記録する際に、一時的に保持力を下げるために使うレーザー光照射で生じる熱が第１の磁性層３７に及ばないようにする断熱の役割とを有している。非磁性層３８としては、第２の磁性層３９を冷却するヒートシンク層、第２の磁性層３９の配向を制御する配向制御層、粒径を制御する粒径制御層などを設けることができる。一方、第２の磁性層３９にマイクロ波アシスト記録を用いて情報を記録する場合には、非磁性層３８による断熱効果は必ずしも必要ではない。

【0068】

熱アシスト記録方式では、記録時に加熱された磁性層の冷却速度が遅いと、磁化遷移幅が広がりＳＮＲが劣化するため、第２の磁性層３９は速やかに冷却される必要がある。このため、第１の磁性層３７と第２の磁性層３９との間の非磁性層３８中には、熱伝導率の高い材料からなるヒートシンク層を設けることが望ましい。このヒートシンク層としては、例えば、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、若しくはこれらの元素を主成分とする合金などを用いることができる。

【0069】

また、本発明を適用した磁気記録媒体には、第１の磁性層３７と第２の磁性層３９との間に、上記ヒートシンク層以外にも、配向制御や粒径制御などを目的とした複数の下地層を設けてもよい。

【0070】

第２の磁性層３９として、Ｌ１_０構造を有するＦｅＰｔ合金を用いる場合、垂直方向の高いＨｃを実現するため、このＦｅＰｔ合金は（００１）配向をとっていることが望ましい。このため、上記Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ又はＡｌを主成分として含むヒートシンク層の結晶相は、ＦＣＣ（１００）配向をとっていることが好ましい。（１００）配向したヒートシンク層にＬ１_０−ＦｅＰｔを形成することにより、エピタキシャル成長によってＬ１_０−ＦｅＰｔは、（００１）配向をとることになる。

【0071】

また、ヒートシンク層に（１００）配向をとらせるため、ヒートシンク層の前に、例えばＭｇＯ層等の配向制御層を設けることができる。例えば、非磁性基板３１としてガラス基板上に形成したＭｇＯは、（１００）配向をとるため、その上に形成されたヒートシンク層に（１００）配向をとらせることができる。

【0072】

また、第１の磁性層３７を形成した後、３００℃程度に加熱し、配向制御層として、Ｃｒや、ＣｒＴｉ、ＣｒＷ、ＣｒＭｏ、ＣｒＲｕ等のＢＣＣ構造のＣｒ合金を形成し、その上にヒートシンク層を形成してもよい。この場合、ＢＣＣ構造のＣｒ又はその合金が（１００）配向をとるため、その上に形成されたヒートシンク層に（１００）配向をとらせることができる。

【0073】

但し、Ｃｕは、ＡｇやＡｌに比べて格子定数が小さいため、Ｃｕ（１００）面とＭｇＯ（１００）面、又はＣｒ（１００）面との格子ミスフィットが大きい。したがって、この格子ミスフィットを低減するために、Ｃｕに原子半径の大きなＡｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｚｒ等の元素を添加してもよい。また、格子ミスフィットを低減するために、Ｃｕヒートシンク層とＭｇＯ層等の配向制御層との間に、格子定数がＣｕよりも大きく、且つ、ＭｇＯより小さいＰｔ等をミスフィット緩和層として導入してもよい。

【0074】

記録磁性層３４が有する磁気記録パターン３４ａは、隣接するドットと磁気的に分離されてなり、第１の磁性層３７、非磁性層３８及び第２の磁性層３９を積層方向に貫いた状態でドット状に設けられている。また、上記のようなパターンドットを磁気的に分離し、且つ、平滑な媒体表面を維持するには、ドット間に非磁性材料４０を充填することが好ましい。

【0075】

なお、本発明における磁気記録パターンとは、磁気記録データが１ビットごとに一定の規則性をもって配置されたパターン及び１ビットが多数の磁気ドットで構成されたパターンであり、その中にサーボ信号として機能するデータを含んでもよい。例えば、ビットパターン型とは、このような磁気記録データを、磁気的に分離された個々のエリアに１ビットずつ記録するものである。また、ディスクリートトラック型とは、円周状に形成され、半径方向に隣接するエリアとは磁気的に分離された弧状エリアに幾つかのビット列を連続で記録するものである。また、パターンド媒体とは、上記ビットパタ−ン型やディスクリートトラック型など、磁気的に分離したエリアで形成された磁性層を有する磁気記録媒体である。

【0076】

また、本発明における磁気記録パターンは、上述した記録磁性層３４の一部が非磁性材料４０により完全に分離された状態に限らず、例えば、第２の磁性層３９のみを磁気的に分離したものであってもよい。この場合、記録磁性層３４が表面側から見て分離されていれば、記録磁性層３４の底部において分離されていなくとも、本発明の目的を達成することが可能であり、本発明の磁気的に分離された磁気記録パターンの概念に含まれる。

【0077】

また、本発明では、マスク層を用いて記録磁性層３４を当該マスク層に対応した形状にパターニングすることによって、磁気記録パターン３４ａを形成してもよい。

【0078】

この場合、記録磁性層３４のマスク層で覆われていない部分を表面からドライエッチングで除去する方法や、イオン注入を行い当該箇所の磁性を消磁する方法などを用いることができる。

【0079】

例えば、ドライエッチングの場合、パターン加工したマスク層の上から、Ａｒ^＋やＣＯ^＋などのイオンビームにより記録磁性層３４のマスク層に覆われていない部分をエッチング除去する。

【0080】

また、本発明では、記録磁性層３４をエッチング加工した後に、記録磁性層３４の表面に形成された凹凸の間に非磁性材料４０を埋め込み、その後、記録磁性層３４に形成された凸表面の高さより上にある余分な非磁性材料４０をマスク層と共に除去することも可能である。

【0081】

この場合、非磁性材料４０としては、Ｃ又は樹脂膜、若しくはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒの中から選ばれる少なくとも１種の金属又は複数種を含む合金からなる非磁性材料を用いることが好ましい。また、合金には、例えば、ＣｒＮｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＦｅ、ＣＮｉ、ＣＣｏ、ＣＦｅ、ＣＣｒなどを好適に用いることができる。また、この場合の非磁性材料４０は、マスク層の厚さよりも厚く形成する必要はなく、表面に凹凸を残した状態でもかまわない。

【0082】

余分な非磁性材料４０の除去は、Ａｒ^＋やＣＯ^＋、Ｎ^＋、Ｏ^＋といったイオンビームによるエッチバックや、ＣＭＰ（化学的機械研磨）法により行うことができる。

【0083】

また、イオン注入の場合、パターン加工したマスク層の上から、Ｐ^＋やＮ_２^＋、Ｎ^＋、Ｃ^＋、Ｈｅ^＋、Ｎｅ^＋、Ａｒ^＋、Ｋｒ^＋、Ｘｅ^＋、Ａｓ^＋、Ｆ^＋、Ｓｉ^＋、Ｂ^＋などのイオンを注入する。これにより、第１の磁性層３７及び第２の磁性層３９のイオン注入された箇所の結晶構造が乱れる、或いはこれらの磁性層３７，３９に含まれるＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどと反応して非磁性組織となることで、マスク層に覆われていない第１の磁性層３７及び第２の磁性層３９の磁化を消磁させることができ、この消磁化した部分が非磁性材料４０と同等の機能を有する。

【0084】

イオン注入でパターニングした場合には、イオン注入によって記録磁性層３４にエッチングが生じないか、或いは、エッチングが生じる場合でも５ｎｍ以下の深さになるようにイオン注入の条件を調整することが好ましい。これにより、マスク層を剥離した後の平坦化処理が不要となる。一方で５ｎｍを超えるエッチングを伴うイオン注入の場合には、エッチング法と同じく非磁性材料４０による埋め込みが別途必要となる。

【0085】

保護層３５には、磁気記録媒体において通常使用される材料を用いればよく、そのような材料として、例えば、炭素（Ｃ）、水素化炭素、窒素化炭素（ＣＮ）、アルモファスカーボン、炭化珪素（ＳｉＣ）等の炭素質材料や、ＳｉＯ_２、Ｚｒ_２Ｏ_３、ＴｉＮなどを挙げることができる。また、保護層３５は、２層以上積層したものであってもよい。保護層３５の厚みは、１０ｎｍを越えると、磁気ヘッドと記録磁性層３４との距離が大きくなり、十分な入出力特性が得られなくなるため、１０ｎｍ未満とすることが好ましい。

【0086】

潤滑膜３６は、例えば、フッ素系潤滑剤や、炭化水素系潤滑剤、これらの混合物等からなる潤滑剤を保護層３５上に塗布することにより形成することができる。また、潤滑膜３６の膜厚は、通常は１〜４ｎｍ程度である。

【0087】

以上のように、本発明を適用した磁気記録媒体では、第１の磁性層３７が３０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］≦６０００、０．１≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．２の特性を有し、第２の磁性層３９が１２０００≦Ｈｃ［Ｏｅ］、０．０３≦Ｍｒｔ［memu/cm^２］≦０．０９の特性を有している。

【0088】

これにより、従来の磁気的な方式により第１の磁性層３７のみに記録を行い、熱アシスト記録を用いて第２の磁性層３９のみに記録を行うことにより、それぞれ別々に情報の記録を行うことができる。これにより、多値による記録再生を行うことができる。

【0089】

また、本発明を適用した磁気記録媒体では、記録磁性層３４が磁気的に孤立したドットからなっており、個々のドットの内部に第１の磁性層３７と第２の磁性層３９とが形成されていることから、それぞれの磁性層３７，３９に異なるタイミングで個々にデータを書き込んだとしても、データを読み出す際に、書き込み時の誤差による第１の磁性層３７からの信号と、第２の磁性層３９からの信号とのズレを抑制できる。

【0090】

データを再生する際は、従来同様にＴＭＲ素子若しくはＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドを用いて、第１の磁性層３７及び第２の磁性層３９に記録されたデータの合成信号を読み出す。このとき、第１の磁性層３７からの信号強度と、第２の磁性層３９からの信号強度とが異なるため、合成信号の信号強度の違いから、第１の磁性層３７と第２の磁性層３９とにそれぞれ記録されたデータの組み合せを判断し、それぞれのデータを信号処理により容易に分離することできる。

【0091】

（磁気記録再生装置）
次に、本発明を適用した磁気記録再生装置（ＨＤＤ）について説明する。
本発明を適用した磁気記録再生装置は、図５に示すように、上記本発明を適用した磁気記録媒体３０１と、磁気記録媒体３０１を回転させるための媒体駆動部３０２と、磁気記録媒体３０１に対して記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド３０３と、磁気ヘッド３０３を磁気記録媒体３０１に対して相対移動させるためのヘッド駆動部３０４と、磁気ヘッド３０３への信号入力と磁気ヘッド３０３からの出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系３０５とから概略構成される。

【0092】

また、上記磁気記録再生装置に組み込んだ磁気ヘッド３０３の構造を図６に模式的に示す。この磁気ヘッド３０３は、主磁極４０１と、補助磁極４０２と、磁界を発生させるためのコイル４０３と、レーザーダイオード（ＬＤ）４０４と、ＬＤから発生したレーザー光Ｌを近接場光発生素子４０５まで伝達するための導波路４０６とを備える記録ヘッド４０７と、一対のシールド４０８で挟み込まれたＴＭＲ素子等の再生素子４０９とを備える再生ヘッド４１０とから概略構成されている。

【0093】

そして、この磁気記録再生装置では、磁気ヘッド３０３の近接場光発生素子４０５から発生した近接場光を磁気記録媒体３０１に照射し、その表面を局所的に加熱して磁性層の保磁力を一時的にヘッド磁界以下まで低下させて書き込みを行う。

【0094】

また、この磁気記録再生装置では、上記ビットパターン型の磁気記録媒体３０１を用いることにより、この磁気記録媒体３０１に磁気記録を行う際、１ドットにつき１ビットのデータを書き込むため、高い面密度でも安定してデータを記録することが可能である。また、ドット径をより小さく、ドットピッチをより狭くすることで、より高密度の記録が可能となる。

【0095】

すなわち、上記ビットパターン型の磁気記録媒体３０１を用いることで記録密度の高い磁気記録再生装置を構成することが可能となる。また、上記ビットパターン型の磁気記録媒体３０１の記録ビットを磁気的に孤立したドットに加工したことによって、従来はノイズ源となり、線記録密度を向上する妨げとなっていたドット間の磁化遷移領域の影響を排除することができ、よりＳＮ比の高い再生信号を取り出すことができる。また、同様に個々のトラックも磁気的に孤立しているため、隣り合うトラック間の磁化遷移領域の影響を排除することができ、高密度で記録を行う場合においても十分な再生出力と高いＳＮＲを得ることができるようになる。

【0096】

さらに、再生ヘッド４１０をＧＭＲヘッド又はＴＭＲヘッドで構成することにより、高密度で記録を行う場合においても十分な信号強度を得ることができ、高密度の記録が可能な磁気記録再生装置を実現することができる。また、この磁気ヘッド３０３の浮上量を０．００３μｍ〜０．０１０μｍの範囲内とし、従来より低い高さで浮上させることで、出力が向上して高い装置ＳＮＲが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録再生装置を提供することができる。

【0097】

さらに、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度４００ｋトラック／インチ以上、線記録密度２０００ｋビット／インチ以上、１平方インチ当たり８００Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳＮＲが得られる。

【0098】

なお、本発明を適用した磁気記録媒体は、熱アシスト記録に限ったものではない。例えば、ヘッドに搭載された高周波発生素子から発生した高周波（例えばマイクロ波）を印加することにより記録する高周波アシスト磁気記録媒体として使用することもできる。この高周波アシスト記録の場合は、高周波印加により磁性層の反転磁界を大幅に低減できるため、熱アシスト記録の場合と同様に、熱安定性に優れた高Ｋｕ媒体を用いることが可能である。

【実施例】

【0099】

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

【0100】

［第１の実施例］
先ず、第１の実施例として、表１に示す実施例１〜８の磁気記録媒体及び比較例１，２の磁気記録媒体について説明する。

【0101】

【表1】

【0102】

（実施例１）
実施例１では、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容した。続いて、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、チャンバ内を０．８ＰａになるようにＡｒガスを導入し、このガラス基板の上に、５０Ｃｒ−５０Ｔｉ｛Ｃｒ含有量５０原子％、Ｔｉ含有量５０原子％｝ターゲットを用いて、層厚２０ｎｍの密着層を成膜した。ここで使用したガラス基板は、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍ、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍであった。

【0103】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｏ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜、厚さ０．６ｎｍのＲｕ膜、厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｏ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜をこの順で積層した。その後、中間層として厚さ５ｎｍの９５Ｎｉ−５Ｗ｛Ｎｉ含有量９５原子％、Ｗ含有量５原子％｝膜、厚さ１０ｎｍのＲｕ膜、さらにチャンバ内の圧力を８．０Ｐａとして厚さ１０ｎｍのＲｕ膜の順で積層した。その後、チャンバ内の圧力を０．８ＰａになるようにＡｒガスを調整し、第１の磁性層として厚さ１０ｎｍの（８０Ｃｏ−２０Ｐｔ）９５−（ＳｉＯ_２）５｛Ｃｏ含有量８０原子％、Ｐｔ含有量２０原子％からなる合金９５モル％、ＳｉＯ_２からなる酸化物５モル％｝膜を積層した。この段階で保磁力を測定したところ、保磁力５２００Ｏｅ、残留磁化０．１５memu/cm^２であった。

【0104】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、チャンバ内が０．８ＰａになるようにＡｒガスの量や圧力等を調整し、非磁性層として、厚さ２ｎｍのＳｉＯ_２膜と、ヒートシンク層としての層厚３ｎｍのＡｕ膜を積層した後、ＲＦスパッタリング法により第２の磁性層の配向を制御する配向制御層として厚さ５ｎｍのＭｇＯ膜をこの順で積層した。

【0105】

次に、ランプヒーターを用いて、５５０℃になるまで基板を加熱した後、速やかにＤＣスパッタリング法により、第２の磁性層として膜厚５ｎｍの４５Ｆｅ−４５Ｐｔ−１０Ｃ｛Ｆｅ含有量４５原子％、Ｐｔ含有量４５原子％、Ｃ含有量１０原子％｝膜を積層した。この段階で保磁力を測定したところ、途中に段のあるヒステリシスループが得られた。このループから第１の磁性層のループを差し引いたところ、第２の磁性層の保磁力として１７５００Ｏｅ、残留磁化０．０４２memu/cm^２が得られた。

【0106】

次に、この上にマスク層としてのＣ膜を２０ｎｍ、Ｓｉ膜を５ｎｍの順で、ＤＣスパッタリング法により形成した。この状態でＸ線測定をしたところ、Ｒｕ（００１）、ＣｏＰｔ（００１）、ＭｇＯ（２００）の各ピークが観測された。さらに、ＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（２００）のピークが観測された。前者はＬ１_０由来のピークであり、後者はＦＣＣ由来のピークである。後者に対する前者のピーク強度比は１．８であり、第２の磁性層である５０Ｆｅ−５０Ｐｔ層がＬ１_０構造を取っていることが確認できた。

【0107】

次に、この上に、レジストをスピンコート法により塗布し、層厚４０ｎｍのレジスト層を形成した。なお、レジストには、エポキシ系紫外線硬化樹脂を用いた。そして、所望の磁気記録パターンに対応したポジパターンを有するガラス製のスタンプを用いて、このスタンプを１ＭＰａ（約１０kgf/cm^２）の圧力でレジスト層に押し付けた状態で、波長３６５ｎｍの紫外線を、紫外線の透過率が９５％以上であるガラス製のスタンプの上部から１０秒間照射し、レジスト層を硬化させた。その後、スタンプをレジスト層から分離し、レジスト層に磁気記録パターンに対応した凹凸パターンを転写した。

【0108】

なお、レジスト層に転写した凹凸パターンは、１平方インチあたり２テラビット（Ｔｂｐｓｉ）の磁気記録パターンに対応しており、データ領域の凸部が直径１０ｎｍの円筒（ドット）状、円周方向に隣り合う凸部同士の間隔は１７．９６ｎｍ、円周に沿った等間隔配置によりトラックを形成していた。また、途中トラックを横切るように、２５６本のサーボ領域を設けてあった。レジスト層の層厚は凸部分で３５ｎｍ、凹部分で約５ｎｍであった。

【0109】

次に、レジスト層の凹部の箇所とその下のシリコン膜をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、ＣＦ_４ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．３Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、ＲＦバイアスを１０Ｗ、エッチング時間を１５秒とした。その後、シリコン膜に空いた開口部を通して、カーボン膜をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、Ｏ_２ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．５Ｐａ、高周波プラズマ電力を２００Ｗ、ＲＦバイアスを５０Ｗ、エッチング時間を４０秒とした。

【0110】

次に、記録磁性層でマスク層に覆われていない箇所をイオンビームで加工した。イオンビームの条件は、Ａｒガスを５ｓｃｃｍ、圧力を０．０５Ｐａ、高周波プラズマ電力を２００Ｗ、加速電圧を１０００Ｖ、引出し電圧を−５００Ｖ、加工時間を８０秒とした。

【0111】

次に、マスク層のエッチング加工を行った。加工条件は、ガス化したメタノールを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．５Ｐａ、高周波プラズマ電力を６００Ｗ、直流バイアスを１５０Ｖ、エッチング時間を３０秒とした。その結果、凸部の磁性層表面が表出し、炭素膜とシリコン膜およびレジスト膜は、除去されていた。凹凸の高さをＡＦＭにより測定したところ、２７ｎｍであった。これにより、第２の磁性層から第１の磁性層までを加工し、さらに中間層のＲｕ層の一部までをエッチングしたことが確認できた。

【0112】

次に、加工後の表面に非磁性層として５０Ｃｒ−５０Ｔｉ｛Ｃｒ含有量５０原子％、Ｔｉ含有量５０原子％｝膜を５０ｎｍ成膜し、その後、イオンビームを用いた平坦化加工により、凸部の記録磁性層を表出させた。イオンビームは、Ａｒガスを３０ｓｃｃｍ、圧力を２．０Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、加速電圧を３００Ｖ、引出し電圧を−３００Ｖとした。ＳＩＭＳによりＣｏのピークをモニターすることで終点検出を行い、凸部記録磁性層が表出したところで停止した。時間は１２０秒を要した。このときの平均表面粗さ（Ｒａ）は、別途原子力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定したところ、０．４ｎｍ（１μｍ角視野）であった。

【0113】

次に、ＣＶＤ法にてＤＬＣ膜を厚さ４ｎｍ形成し、潤滑剤を２ｎｍ塗布することによって、実施例１の磁気記録媒体を作製した。

【0114】

以上の方法で作製された実施例１の磁気記録媒体について電磁変換特性の評価試験を行った。具体的に、電磁変換特性の評価試験は、スピンスタンドを用いて実施した。評価用ヘッドは、主磁極、補助磁極、磁界を発生させるためのコイル、レーザーダイオード、近接場光発生素子、レーザーダイオードから近接場光発生素子まで光を導く導波路から構成された記録素子部、及びシールドで挟まれた再生素子から構成される再生素子部からなる。

【0115】

第１の磁性層の記録は、主磁極から第１の磁性層のダイナミック保磁力よりも高く、第２の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った。一方、第２の磁性層の記録は、近接場光発生素子から発生した近接場光により第２の磁性層を加熱し、第２の磁性層のダイナミック保磁力を第１の磁性層よりも低下させ、第１の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った。再生は、再生素子部（ＴｕＭＲ薄膜）を用いて行った。

【0116】

磁気記録媒体には、事前に基板の上下に磁石を有した専用のイレーズ装置を用いて、基板の垂直方向に磁場を印加し、ＤＣイレーズを行った。この磁気記録媒体を毎分７２００回転で回転させ、評価用ヘッドを用いて位置決めが正しくできることを確認した。

【0117】

その後、データ領域の信号を読み出し、オシロスコープを用いてフーリエ変換したところ、半径２０ｍｍにおいて８３９．２ＭＨｚにピークが得られた。これは、ドット間隔１７．９６ｎｍに相当する周波数であり、パターンが正しく２Ｔｂｐｓｉの記録密度に相当することがわかった。

【0118】

この周波数に合せて、周波数の異なる２種類の記録／再生テストを行い、それぞれの信号を記録したときのビットエラーレートを測定した。最初は、ＤＣイレーズ状態の磁気記録媒体上に、主磁極のみを使い主磁極からの磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように８３９．２ＭＨｚで高周波信号の書き込みを行った。次に、近接場光を併用し、主磁極で発生した磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように、１３９．９ＭＨｚで低周波信号の書き込みを行った。

【0119】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚと１３９．９ＭＨｚの２つのピークが得られた。これにより、第１の磁性層と第２の磁性層とのそれぞれに独立したデータが記録されていることがわかった。この合成波信号について周波数の分離処理を行い、それぞれのビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−６．９、１３９．９ＭＨｚで１０^−７．０であった。

【0120】

次に、同じ磁気記録媒体にＤＣイレーズを施し、今度は近接場光を併用し主磁極からの磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように８３９．２ＭＨｚの高周波信号の書き込みを行った。次に、主磁極のみを使い主磁極からの磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように１３９．９ＭＨｚの低周波信号の書き込みを行った。

【0121】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚと１３９．９ＭＨｚの２つのピークが得られた。これにより、第１の磁性層と第２の磁性層とのそれぞれに独立したデータが記録されていることがわかった。この合成波信号を周波数の分離処理を行い、それぞれのビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−６．９、１３９．９ＭＨｚで１０^−７．１であった。

【0122】

以上のように、実施例１の磁気記録媒体では、第１の磁性層と第２の磁性層に別々のデータを記録することで、単位面積当たり倍の密度でデータを記録することが可能である。

【0123】

（実施例２〜実施例８）
実施例２〜実施例８では、第１の磁性層及び第２の磁性層の材料を表１中に示す材料及び膜厚とし、それに合わせてイオンビームの加工時間を調整した以外は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。

【0124】

そして、これら実施例２〜実施例８の磁気記録媒体について、実施例１と同様に電磁変換特性の評価試験を行った。これら実施例２〜実施例８の磁気記録媒体における評価結果を表１にまとめて示す。

【0125】

（比較例１）
比較例１では、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０^−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、チャンバ内を０．８ＰａになるようにＡｒガスを導入し、このガラス基板の上に、５０Ｃｒ−５０Ｔｉ｛Ｃｒ含有量５０原子％、Ｔｉ含有量５０原子％｝ターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。ここで使用したガラス基板は、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍ、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍであった。

【0126】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｏ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜、厚さ０．４ｎｍのＲｕ膜、厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｏ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜をこの順で積層した。その後、中間層として厚さ５ｎｍの９５Ｎｉ−５Ｗ｛Ｎｉ含有量９５原子％、Ｗ含有量５原子％｝膜、厚さ１０ｎｍのＲｕ膜、さらにチャンバ内の圧力を８．０Ｐａとして厚さ１０ｎｍのＲｕ膜の順で積層した。その後、チャンバ内の圧力を０．８ＰａになるようにＡｒガスを調整し、第１の磁性層として厚さ１０ｎｍの（８０Ｃｏ−２０Ｐｔ）９５−（ＳｉＯ_２）５｛Ｃｏ含有量８０原子％、Ｐｔ含有量２０原子％からなる合金９５モル％、ＳｉＯ_２からなる酸化物５モル％｝膜を積層した。この段階で保磁力を測定したところ、保磁力５２００Ｏｅ、残留磁化０．１５memu/cm^２であった。

【0127】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、チャンバ内を０．８ＰａになるようにＡｒガスの量や圧力等を調整し、非磁性層として、厚さ２ｎｍのＳｉＯ_２膜と、ヒートシンク層としての厚さ３ｎｍのＡｕ膜を積層し、次にＲＦスパッタリング法により第２の磁性層の配向制御層として厚さ５ｎｍのＭｇＯ膜をこの順で積層した。

【0128】

次に、ランプヒーターを用いて、５５０℃になるまで基板を加熱した後、速やかにＤＣスパッタリング法により、第２の磁性層として膜厚５ｎｍの（５０原子％Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ）９０モル％−１０モル％Ｃを積層した。この段階で保磁力を測定したところ、途中に段のあるヒステリシスループが得られた。このループから第１の磁性層のループを差し引いたところ、第２の磁性層の保磁力として１７５００Ｏｅ、残留磁化０．０４２memu/cm^２が得られた。

【0129】

次に、ＣＶＤ法にてＤＬＣ膜を厚さ４ｎｍ形成し、潤滑剤を２ｎｍ塗布することによって、比較例１の磁気記録媒体を作製した。

【0130】

以上の方法で作製された比較例１の磁気記録媒体について電磁変換特性の評価試験を行った。具体的に、電磁変換特性の評価試験は、スピンスタンドを用いて実施した。評価用ヘッドは、主磁極、補助磁極、磁界を発生させるためのコイル、レーザーダイオード、近接場光発生素子、レーザーダイオードから近接場光発生素子まで光を導く導波路から構成された記録素子部、及びシールドで挟まれた再生素子から構成される再生素子部からなる。

【0131】

第１の磁性層の記録は、主磁極から第１の磁性層のダイナミック保磁力よりも高く、第２の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った。一方、第２の磁性層の記録は、近接場光発生素子から発生した近接場光により第２の磁性層を加熱し、第２の磁性層のダイナミック保磁力を第１の磁性層よりも低下させ、第１の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った。再生は、再生素子部（ＴｕＭＲ薄膜）を用いて行った。

【0132】

磁気記録媒体には、事前に基板の上下に磁石を有した専用のイレーズ装置を用いて、基板の垂直方向に磁場を印加し、ＤＣイレーズを行った。この磁気記録媒体を毎分７２００回転で回転させ、評価用ヘッドを用いて位置決めが正しくできることを確認した。

【0133】

その後、データ領域の信号を読み出し、オシロスコープを用いてフーリエ変換したところ、信号は得られなかった。このため、実施例１の磁気記録媒体と同様の手順と周波数で記録／再生テストを行い、それぞれの信号を記録したときのビットエラーレートを測定した。最初は、ＤＣイレーズ状態の磁気記録媒体上に、主磁極のみを使い主磁極からの磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように８３９．２ＭＨｚで高周波信号の書き込みを行った。次に、近接場光を併用し主磁極からの磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように１３９．９ＭＨｚで低周波信号の書き込みを行った。

【0134】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚと１３９．９ＭＨｚの２つのピークが得られたが、それぞれの周波数の周辺に、具体的には、８３０．０ＭＨｚ〜８５０ＭＨｚの間と、１３５．０ＭＨｚ〜１４５．０ＭＨｚの間で、小さいピークが多数見られた。これにより、第１の磁性層と第の２磁性層とのそれぞれに独立したデータが記録されていることがわかったが、個々のデータビットで書き込み位置にズレが生じていることがわかった。この合成波信号について周波数の分離処理を行い、それぞれのビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−２．４、１３９．９ＭＨｚで１０^−２．９であった。

【0135】

次に、同じ磁気記録媒体にＤＣイレーズを施し、今度は近接場光を併用し主磁極で発生する磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように、８３９．２ＭＨｚの高周波信号の書き込みを行った。次に、主磁極のみを使い主磁極からの磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように１３９．９ＭＨｚの低周波信号の書き込みを行った。

【0136】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚと１３９．９ＭＨｚの２つのピークが得られたが、それぞれの周波数の周辺に、具体的には８３０．０ＭＨｚ〜８５０ＭＨｚの間と、１３５．０ＭＨｚ〜１４５．０ＭＨｚとの間で、小さいピークが多数見られた。これにより、第１の磁性層と第２の磁性層とのそれぞれに独立したデータが記録されていることが分かったが、個々のデータビットで書き込み位置にズレが生じていることがわかった。この合成波信号について周波数の分離処理を行い、それぞれのビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−２．９、１３９．９ＭＨｚで１０^−２．５であった。

【0137】

（比較例２）
比較例２では、先ず、洗浄済みのガラス基板（コニカミノルタ社製、外形２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を減圧排気した後、チャンバ内を０．８ＰａになるようにＡｒガスを導入し、このガラス基板の上に、５０Ｃｒ−５０Ｔｉ｛Ｃｒ含有量５０原子％、Ｔｉ含有量５０原子％｝からなるターゲットを用いて、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。ここで使用したガラス基板は、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍ、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２ｎｍであった。

【0138】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、軟磁性層として厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｒ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜、厚さ０．６ｎｍのＲｕ膜、厚さ３０ｎｍの５７Ｆｅ−３０Ｃｏ−１３Ｂ｛Ｆｅ含有量５７原子％、Ｃｒ含有量３０原子％、Ｂ含有量１３原子％｝膜をこの順で積層した。

【0139】

次に、ＤＣスパッタリング法を用いて、チャンバ内を０．８ＰａになるようにＡｒガスを調整し、中間層として、厚さ２ｎｍのＳｉＯ_２膜と、ヒートシンク層としての厚さ３ｎｍのＡｕ膜を積層した後、ＲＦスパッタリング法により第２の磁性層の配向制御層として厚さ５ｎｍのＭｇＯ膜をこの順で積層した。

【0140】

次に、ランプヒーターを用いて、５５０℃になるまで基板を加熱した後、速やかにＤＣスパッタリング法により、第１の磁性層として膜厚５ｎｍの（５０Ｆｅ−５０Ｐｔ）９０−Ｃ１０｛Ｆｅ含有量５０原子％、Ｐｔ含有量５０原子％からなる合金９０モル％、Ｃ１０モル％｝を積層した。この段階で保磁力を測定したところ、保磁力１７５００Ｏｅ、残留磁化０．０４２memu/cm^２であった。

【0141】

その後、基板温度を１００℃まで冷却したあと、チャンバ内の圧力を０．８Ｐａに調整し、非磁性層として厚さ５ｎｍの９５Ｎｉ−５Ｗ｛Ｎｉ含有量９５原子％、Ｗ含有量５原子％｝膜、厚さ１０ｎｍのＲｕ膜、さらにチャンバ内の圧力を８．０Ｐａとして厚さ１０ｎｍのＲｕ膜の順で積層した。その後、チャンバ内の圧力を０．８ＰａになるようにＡｒガスの量や圧力等を調整し、第２の磁性層として厚さ１０ｎｍの（８０Ｃｏ−２０Ｐｔ）９５−（ＳｉＯ_２）５｛Ｃｏ含有量８０原子％、Ｐｔ含油量の２０原子％からなる合金９５モル％、ＳｉＯ_２からなる酸化物５モル％｝膜を積層した。

【0142】

この段階で保磁力を測定したところ、途中に段のあるヒステリシスループが得られた。このループから第１の磁性層のループを差し引いたところ、第２の磁性層の保磁力として５２００Ｏｅ、残留磁化０．１５memu/cm^２が得られた。

【0143】

次に、この上にマスク層としてのＣ膜を２０ｎｍ、Ｓｉ膜を５ｎｍの順で、ＤＣスパッタリング法により形成した。この状態でＸ線測定をしたところ、Ｒｕ（００１）、ＣｏＰｔ（００１）、ＭｇＯ（２００）の各ピークが観測された。さらに、ＦｅＰｔ（００１）とＦｅＰｔ（２００）のピークが観測された。前者はＬ１_０由来のピークであり、後者はＦＣＣ由来のピークである。後者に対する前者のピーク強度比は１．８であり、第２の磁性層である５０Ｆｅ−５０Ｐｔ層がＬ１_０構造を取っていることが確認できた。

【0144】

次に、この上に、レジストをスピンコート法により塗布し、層厚４０ｎｍのレジスト層を形成した。なお、レジストには、エポキシ系紫外線硬化樹脂を用いた。そして、磁気記録パターンに対応したポジパターンを有するガラス製のスタンプを用いて、このスタンプを１ＭＰａ（約１０kgf/cm^２）の圧力でレジスト層に押し付けた状態で、波長３６５ｎｍの紫外線を、紫外線の透過率が９５％以上であるガラス製のスタンプの上部から１０秒間照射し、レジスト層を硬化させた。その後、スタンプをレジスト層から分離し、レジスト層に磁気記録パターンに対応した凹凸パターンを転写した。

【0145】

なお、レジスト層に転写した凹凸パターンは、１平方インチあたり２テラビット（Ｔｂｐｓｉ）の磁気記録パターンに対応しており、データ領域の凸部が直径１０ｎｍの円筒（ドット）状、円周方向に隣り合う凸部同士の間隔は１７．９６ｎｍ、円周に沿った等間隔配置によりトラックを形成していた。また、途中トラックを横切るように、２５６本のサーボ領域を設けてあった。レジスト層の層厚は凸部分で３５ｎｍ、凹部分で約５ｎｍであった。

【0146】

次に、レジスト層の凹部の箇所とその下のシリコン膜をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、ＣＦ_４ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．３Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、ＲＦバイアスを１０Ｗ、エッチング時間を１５秒とした。その後、シリコン膜に空いた開口部を通して、カーボン膜をドライエッチングにより除去した。ドライエッチングの条件は、Ｏ_２ガスを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．５Ｐａ、高周波プラズマ電力を２００Ｗ、ＲＦバイアスを５０Ｗ、エッチング時間を４０秒とした。

【0147】

次に、記録磁性層でマスク層に覆われていない箇所をイオンビームで加工した。イオンビームの条件は、Ａｒガスを５ｓｃｃｍ、圧力を０．０５Ｐａ、高周波プラズマ電力を２００Ｗ、加速電圧を１０００Ｖ、引出し電圧を−５００Ｖ、加工時間を８０秒とした。

【0148】

次に、マスク層のエッチング加工を行った。加工条件は、ガス化したメタノールを４０ｓｃｃｍ、圧力を０．５Ｐａ、高周波プラズマ電力を６００Ｗ、直流バイアスを１５０Ｖ、エッチング時間を３０秒とした。その結果、凸部の磁性層表面が表出し、炭素膜とシリコン膜およびレジスト膜は、除去されていた。凹凸の高さをＡＦＭにより測定したところ、２７ｎｍであった。これにより、第２の磁性層から第１の磁性層までを加工し、さらに中間層のＲｕ層の一部までをエッチングしたことが確認できた。

【0149】

次に、加工後の表面に非磁性層として５０Ｃｒ−５０Ｔｉ｛Ｃｒ含有量５０原子％、Ｔｉ含有量５０原子％｝膜を５０ｎｍ成膜し、その後、イオンビームを用いた平坦化加工により、凸部の記録磁性層を表出させた。イオンビームは、Ａｒガスを３０ｓｃｃｍ、圧力を２．０Ｐａ、高周波プラズマ電力を３００Ｗ、加速電圧を３００Ｖ、引出し電圧を−３００Ｖとした。ＳＩＭＳによりＣｏのピークをモニターすることで終点検出を行い、凸部記録磁性層が表出したところで停止した。時間は１２０秒を要した。このときの平均表面粗さ（Ｒａ）は、別途原子力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定したところ、０．４ｎｍ（１μｍ角視野）であった。

【0150】

次に、ＣＶＤ法にてＤＬＣ膜を厚さ４ｎｍ形成し、潤滑剤を２ｎｍ塗布することによって、比較例２の磁気記録媒体を作製した。

【0151】

以上の方法で作製された比較例２の磁気記録媒体について電磁変換特性の評価試験を行った。具体的に、電磁変換特性の評価試験は、スピンスタンドを用いて実施した。評価用ヘッドは、主磁極、補助磁極、磁界を発生させるためのコイル、レーザーダイオード、近接場光発生素子、レーザーダイオードから近接場光発生素子まで光を導く導波路から構成された記録素子部、及びシールドで挟まれた再生素子から構成される再生素子部からなる。

【0152】

第１の磁性層の記録は、近接場光発生素子から発生した近接場光により表面を加熱し、第１の磁性層の保磁力を低下させ、第２の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った。一方、第２の磁性層の記録は、主磁極から第２の磁性層のダイナミック保磁力よりも高く、第１の磁性層のダイナミック保磁力よりも低い磁界を発生させることで行った再生は、再生素子部（ＴｕＭＲ薄膜）を用いて行った。

【0153】

磁気記録媒体には、事前に基板の上下に磁石を有した専用のイレーズ装置を用いて、基板の垂直方向に磁場を印加し、ＤＣイレーズを行った。この磁気記録媒体を毎分７２００回転で回転させ、評価用ヘッドを用いて位置決めが正しくできることを確認した。

【0154】

その後、データ領域の信号を読み出し、オシロスコープを用いてフーリエ変換したところ、信号は得られなかった。このため、実施例１の磁気記録媒体と同様の手順と周波数で記録／再生テストを行い、それぞれの信号を記録したときのビットエラーレートを測定した。最初は、ＤＣイレーズ状態の磁気記録媒体上に、主磁極のみを使い、主磁極で発生した磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように、８３９．２ＭＨｚで高周波信号の書き込みを行った。次に、近接場光を併用し主磁極からの磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように１３９．９ＭＨｚで低周波信号の書き込みを行った。

【0155】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚのピークのみ得られ、１３９．９ＭＨｚのピークは得られなかった。また、信号の強度から、第１の磁性層の他、第２の磁性層にも８３９．２ＭＨｚの信号が記録されていることが分った。この合成波信号について周波数の分離処理を行い、ビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−４．８であった。

【0156】

次に、同じ磁気記録媒体にＤＣイレーズを施し、今度は近接場光を併用し、主磁極で発生した磁界が媒体表面で２５００Ｏｅになるように、８３９．２ＭＨｚの高周波信号の書き込みを行った。次に、主磁極のみを使い主磁極からの磁界が媒体表面で６５００Ｏｅになるように１３９．９ＭＨｚの低周波信号の書き込みを行った。

【0157】

読み出した合成波信号をフーリエ変換したところ、８３９．２ＭＨｚと１３９．９ＭＨｚの２つのピークが得られた。これにより、第１の磁性層と第２の磁性層とのそれぞれに独立したデータが記録されていることが分かった。ノイズこの合成波信号について周波数の分離処理を行い、それぞれのビットエラーレートを算出したところ、８３９．２ＭＨｚで１０^−４．１、１３９．９ＭＨｚで１０^−５．６であった。

【0158】

表１に示すように、実施例１と比較例１との比較から、比較例１の磁気記録媒体は、実施例１の磁気記録媒体のように記録磁性層をドット形状に加工していないため、第１の磁性層と第２の磁性層とのそれぞれに書き込まれたデータに位置ずれが生じ、その結果、データの間隔が乱れてしまい、エラーレートが悪化していることがわかる。

【0159】

また、実施例２，３と実施例１３，１５との比較から、第１の磁性層の保磁力は３０００〜６０００Ｏｅの範囲にあることが好ましいことがわかる。すなわち、３０００Ｏｅ未満の場合は、第２の磁性層に対するデータの書き込み時に、第１の磁性層に対するデータの書き換えが生じてしまい、エラーレートが悪化する。一方、第１の磁性層の保磁力が６０００Ｏｅを超える場合は、第２の磁性層の保磁力が低い組み合わせにおいて、第１の磁性層に対する書き込み時に、第２の磁性層に対するデータの書き換えが生じてしまい、エラーレートが悪化する。

【0160】

また、実施例５，６と実施例９，１０との比較から、第１の磁性層の残留磁化は、０．１〜０．２meumu/cm^２の範囲であることが好ましいことがわかる。すなわち、第１の磁性層の残留磁化が０．１memu/cm^２未満の場合は、再生出力が小さくなり過ぎて、ノイズ信号との区別がつき難くなるため、エラーレートが悪化する。一方、第１の磁性層の残留磁化が０．２memu/cm^２を超える場合は、第１の磁性層の再生出力が大きくなり過ぎて、第２の磁性層の信号が判別し難くなるため、エラーレートが悪化する。

【0161】

また、実施例４と実施例１４との比較から、第２の磁性層の保磁力は、１２０００Ｏｅ以上必要であることがわかる。すなわち、第２の磁性層の保磁力が１２０００Ｏｅ未満であると、第１の磁性層に対するデータの書き込み時に、第２の磁性層に対するデータの書き換えが生じてしまい、エラーレートが悪化する。

【0162】

また、実施例７，８と実施例１１，１２との比較から、第２の磁性層の残留磁化は、０．０３〜０．０６memu/cm^２の範囲が好ましいことがわかる。すなわち、第２の磁性層の残留磁化が０．０３memu/cm^２未満であると、磁性ドットの体積が小さくなり過ぎて、熱的な揺らぎによりデータの消失が生じ、また再生信号が小さくノイズと区別がつき難くなる。一方、０．０６memu/cm^２よりも大きい場合は、近接場光による保磁力低減効果が十分でなく、データを書き込み難くなるため、エラーレートが悪化する。

【0163】

また、実施例１２のように、第１の磁性層と第２の磁性層との残留磁化の大きさが近接するため、それぞれに記録した信号の組み合わせによっては、合成波信号の出力が極端に小さくなり、第１の磁性層からの再生信号と第２の磁性層からの再生信号とを分離した際に、信号（データ）の欠落が生じてしまうことで、エラーレートを悪化させる。例えば、第の１磁性層に＋１の信号を、第２の磁性層に−１に対応をする信号を記録した場合、再生信号は残留磁化０．０３memu/cm^２に相当する信号出力しか得られない。

【0164】

実施例１と比較例２との比較から、第１の磁性層の保磁力が第２の磁性層よりも高い場合には、第１の磁性層にデータを記録する際、第２の磁性層のデータを書き換えてしまい、多層記録に適さないことがわかる。

【0165】

［第２の実施例］
次に、第２の実施例として、表２に示す実施例１，１６〜２７の磁気記録媒体及び比較例３〜６の磁気記録媒体について説明する。

【0166】

【表2】

【0167】

（実施例１６〜実施例２７）
実施例１６〜実施例２７では、第１の磁性層及び第２の磁性層の材料を表２中に示す材料及び膜厚とし、それに合せてイオンビームエッチングの加工時間を調整した以外は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。

【0168】

そして、これら実施例１６〜実施例２７の磁気記録媒体について、実施例１と同様に電磁変換特性の評価試験を行った。これら実施例１６〜実施例２７の磁気記録媒体における評価結果を表２にまとめて示す。また、信号の記録再生評価の結果は、各磁性層でエラーレートが１０^−４．０以下の場合を独立して記録再生できると判断して“○”を記載し、１０^−４．０を超える場合を独立しての記録再生に耐えないと判断して“×”を記載した。

【0169】

（比較例３〜比較例６）
比較例３〜比較例６では、第１の磁性層及び第２の磁性層の材料を表２中に示す材料及び膜厚とし、それに合せてイオンビームエッチングの加工時間を調整した以外は、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。

【0170】

そして、これら比較例３〜比較例６の磁気記録媒体について、実施例１と同様に電磁変換特性の評価試験を行った。これら比較例３〜比較例６の磁気記録媒体における評価結果を表２にまとめて示す。また、信号の記録再生評価の結果は、各磁性層でエラーレートが１０^−４．０以下の場合を独立して記録再生できると判断して“○”を記載し、１０の^−４．０を超える場合を独立しての記録再生に耐えないと判断して“×”を記載した。

【0171】

表２に示すように、第１の磁性層には、Ｃｏを主成分とし、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｏ、Ｂのうち何れか１つ又は複数を含む磁性材料が適していることがわかる。また、第２の磁性層には、Ｆｅ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｔ、Ｃｏ及びＰｄのうち何れかを含む磁性材料が適していることがわかる。

【0172】

また、実施例１、１６〜２７から、第１の磁性層及び第２の磁性層と共に、磁性粒子間に析出し易い添加物（Ｓｉ、Ｏ、Ｎ等の添加元素や、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物、Ｔａ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｃｒ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｗ酸化物、Ｒｕ酸化物、Ｃｏ酸化物等の酸化物材料）を含む材料を使うことができることがわかる。

【符号の説明】

【0173】

Ｍ１…第１の磁性層 Ｍ２…第２の磁性層 Ｎ…非磁性層 Ｗ…記録用の磁気ヘッド Ｒ…再生用の磁気ヘッド ｄ…ドット（磁気的に分離されたパターン）
３０…磁気記録媒体 ３１…非磁性基板 ３２…軟磁性下地層 ３３…非磁性中間層 ３４…記録磁性層 ３４ａ…磁気記録パターン ３５…保護層 ３６…潤滑膜 ３７…第１の磁性層 ３８…非磁性層 ３９…第２の磁性層 ４０…非磁性材料
３０１…磁気記録媒体 ３０２…媒体駆動部 ３０３…磁気ヘッド ３０４…ヘッド駆動部 ３０５…記録再生信号処理系
４０１…主磁極 ４０２…補助磁極 ４０３…コイル ４０４…レーザーダイオード（ＬＤ） ４０５…近接場光発生素子 ４０６…導波路 ４０７…記録ヘッド ４０８…シールド ４０９…再生素子 ４１０…再生ヘッド Ｌ…レーザー光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】