JP4687645B2 - 磁気記録媒体、磁気記録再生装置及び凹凸パターンの凹部深さ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層を有する磁気記録媒体、これを備える磁気記録再生装置及び凹凸パターンの凹部深さ検査方法に関する。

従来、磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られている。更に近年、記録層と基板との間に軟磁性層が設置された垂直記録式の磁気記録媒体が普及しつつあり今後も一層の面記録密度の向上が期待されている。

しかしながら、磁気ヘッドの加工限界、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象のトラックに隣接する他のトラックへの誤った情報の記録、再生時のクロストークなどの問題が顕在化し、これら従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきている。

そこで、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、記録層がデータ領域においてトラックの形状の多数の記録要素に分割されたディスクリートトラックメディアや、トラックが周方向にも分割された形状の多数の記録要素に分割されたパターンドメディアが提案されている。尚、サーボ情報の記録効率の向上のためにサーボ領域において記録層をサーボパターンの形状で形成することも提案されている。このようなディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアも垂直記録式とすることで相乗的な面記録密度の向上が期待される。

記録層を多数の記録要素に分割する方法としては、半導体の製造分野で用いられるドライエッチングの手法を利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

良好な記録／再生特性を得るためには記録層をその基板側の面までエッチングし、記録層を分割することが好ましいと考えられている。一方、良好な記録／再生特性を得るためには軟磁性層をエッチングしないことが好ましいと考えられている。

従って、記録層の凹凸パターンの凹部深さを正確に制御すると共に、エッチングされた記録層の凹凸パターンの凹部深さを正確に確認できることが重要である。ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）やＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いれば、凹部深さを確認することができる。

特開平９−９７４１９号公報

しかしながら、ＴＥＭやＳＥＭを用いる場合、凹凸パターンの記録層を有する被検査体を切断してサンプルを作製する必要がある。一方、品質管理という点では実際に出荷される製品又はその製造工程における中間製品も検査できることが好ましく、記録層の凹凸パターンの凹部深さを非破壊で確認したいというニーズがある。更に、ＴＥＭやＳＥＭを用いる場合、サンプルの作製やサンプルの観察に要する時間が長いという問題もある。

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであって、記録層の凹凸パターンの凹部深さを非破壊で迅速に確認可能である磁気記録媒体、これを備える磁気記録再生装置及び被検査体を切断することなく記録層の凹凸パターンの凹部深さを迅速に確認できる凹凸パターンの凹部深さ検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、該基板の上に形成された軟磁性層と、軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層と、厚さ方向の核形成磁界の大きさが記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び軟磁性層の間に形成された中間磁性層と、を含み、凹凸パターンの凹部の底面が中間磁性層の領域に位置している磁気記録媒体により上記目的を達成するものである。

又、本発明は、基板、該基板の上に形成された軟磁性層、軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層及び厚さ方向の核形成磁界の大きさが記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び軟磁性層の間に形成された中間磁性層を含む被検査体の記録層側の面に光を照射すると共にその反射光を測定して磁気カー効果特性を測定する磁気カー効果特性測定工程と、該磁気カー効果特性の測定結果に基づいて凹凸パターンの凹部の底面の位置を判別する凹部深さ判別工程と、を含む凹凸パターンの凹部深さ検査方法により上記目的を達成するものである。

発明者らは、凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層と軟磁性層との間に厚さ方向の核形成磁界の大きさが記録層の厚さ方向の核形成磁界と異なる中間磁性層を設けることで、凹凸パターンの凹部の底面が中間磁性層の領域に位置している場合と、中間磁性層の領域に位置していない場合とで磁気記録媒体（被検査体）に照射される光の磁気カー効果特性に差異が生じることを見出した。

凹凸パターンの凹部の底面が記録層の領域に位置している場合には記録層の磁気特性だけが磁気カー効果特性に反映されるのに対し、凹凸パターンの凹部の底面が中間磁性層の領域に位置している場合には凸部の記録層の磁気特性及び凹部の中間磁性層の磁気特性の両方が磁気カー効果特性に反映されるため、このような磁気カー効果特性の差異が生じると考えられる。

従って、上記の磁気記録媒体は、記録層が分割されているか否かを非破壊で迅速に確認可能である。

又、発明者らは、分割されていない中間磁性層が記録層の下に存在しても、中間磁性層の飽和磁束密度を記録層の飽和磁束密度よりも小さく抑制することで凹部の下の中間磁性層からのノイズが小さく抑制され、記録層の下に中間磁性層が存在しない場合と同様の記録／再生特性が得られることを見出した。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）基板と、該基板の上に形成された軟磁性層と、該軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層と、厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び前記軟磁性層の間に形成された中間磁性層と、を含み、前記凹凸パターンの凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置していることを特徴とする磁気記録媒体。

（２） （１）において、前記中間磁性層の厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさよりも小さいことを特徴とする磁気記録媒体。

（３） （１）又は（２）において、前記中間磁性層の飽和磁束密度が前記記録層の飽和磁束密度よりも小さいことを特徴とする磁気記録媒体。

（４） （３）において、前記中間磁性層の飽和磁束密度が０．１５Ｔ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。

（５） （１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記凹凸パターンの凹部に充填された透光性の充填材を更に含むことを特徴とする磁気記録媒体。

（６） （５）において、前記記録要素の上面及び前記充填材の上面を被覆する透光性の保護層を更に含むことを特徴とする磁気記録媒体。

（７） （１）乃至（６）のいずれかに記載の磁気記録媒体を有することを特徴とする磁気記録再生装置。

（８）基板、該基板の上に形成された軟磁性層、該軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層及び厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び前記軟磁性層の間に形成された中間磁性層を含む被検査体の前記記録層側の面に光を照射すると共にその反射光を測定して磁気カー効果特性を測定する磁気カー効果特性測定工程と、該磁気カー効果特性の測定結果に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面の位置を判別する凹部深さ判別工程と、を含むことを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

（９） （８）において、前記凹部深さ判別工程において、前記磁気カー効果特性の測定結果に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置しているか否かを判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

（１０） （８）又は（９）において、前記凹部深さ判別工程において、前記磁気カー効果特性の測定結果に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面が前記記録層の領域、前記中間磁性層の領域、前記軟磁性層の領域のいずれの領域に位置しているかを判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

（１１） （８）乃至（１０）のいずれかにおいて、前記磁気カー効果特性測定工程において前記被検査体に外部磁場をその大きさを変動させつつ印加して前記磁気カー効果特性としてカー回転角を測定し、前記凹部深さ判別工程において前記外部磁場の大きさ及び前記カー回転角の関係を示すヒステリシス曲線に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面の位置を判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

（１２） （１１）において、前記凹部深さ判別工程において前記ヒステリシス曲線の段部の有無に基づいて前記凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置しているか否かを判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

（１３） （８）乃至（１２）のいずれかにおいて、前記磁気カー効果特性の測定により得られる核形成磁界の大きさに基づいて前記凹部の底面の位置を判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

尚、本出願において、「所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層」とは、連続記録層が所定のパターンで多数の記録要素に分割された記録層の他、例えばトラックの形状の記録要素同士が端部で連続する記録層や記録要素が螺旋状の渦巻き形状である記録層のように基板上に部分的に形成される記録層も含む意義で用いることとする。

又、本出願において「磁気記録媒体」という用語は、情報の記録、読み取りに磁気のみを用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等に限定されず、磁気と光を併用するＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体も含む意義で用いることとする。

又、本出願において「凹凸パターンの凹部の底面が中間磁性層の領域に位置している」とは、凹部の底面が中間磁性層の上面に一致する場合、凹部の底面の全部が中間磁性層の厚さ方向の途中の領域に存在している場合を含む意義で用いることとする。「凹凸パターンの凹部の底面が軟磁性層の領域に位置している」についても同様である。

又、本出願において「凹凸パターンの凹部の底面が記録層の領域に位置している」とは、凹部の底面の全部が記録層の厚さ方向の途中の領域に存在している場合、及び凹部が形成されておらず記録層が一様な連続膜であり、いわば凹部の底面が記録層の上面に一致する場合を含む意義で用いることとする。

本発明によれば、記録層の凹凸パターンの凹部深さを非破壊で迅速に確認可能である磁気記録媒体、これを備える磁気記録媒体及び被検査体を切断することなく記録層の凹凸パターンの凹部深さを迅速に確認できる凹凸パターンの凹部深さ検査方法を実現できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１は、磁気記録媒体１０と、磁気記録媒体１０に対してデータの記録／再生を行うために磁気記録媒体１０の表面に近接して浮上可能であるように設置された浮上式の磁気ヘッド２と、を備え、磁気記録媒体１０の構成に特徴を有している。他の構成については本実施形態の理解のために特に必要とは思われないため、説明を適宜省略することとする。

尚、磁気記録媒体１０は中心孔を有し、中心孔においてチャック３に固定され、該チャック３と共に回転自在とされている。又、磁気ヘッド２は、アーム４の先端近傍に装着され、アーム４はベース５に回動自在に取付けられている。これにより、磁気ヘッド２は磁気記録媒体１０の表面に近接して浮上しつつ磁気記録媒体１０の径方向に沿う円弧軌道で可動とされている。

磁気記録媒体１０は、円板形状の垂直記録型のディスクリートトラックメディアであり、図２に示されるように、基板１２と、基板１２の上に形成された軟磁性層１４と、軟磁性層１４の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素１６Ａに分割された記録層１６と、厚さ方向の核形成磁界の大きさが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり記録層１６及び軟磁性層１４の間に形成された中間磁性層１８と、を含み、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置することを特徴としている。尚、厚さ方向とは、磁気記録媒体１０の表面に垂直な方向である。

記録層１６は表面に垂直な方向に磁気異方性を有するように配向されている。又、記録層１６と中間磁性層１８とは接している。

又、磁気記録媒体１０は、凹凸パターンの凹部２０を充填する透光性の充填材２２を有している。

更に、磁気記録媒体１０は、記録要素１６Ａの上面及び充填材２０の上面を被覆する透光性の保護層２４を有している。

尚、保護層２４の上には透光性の潤滑層２６が形成されている。又、中間磁性層１８と軟磁性層１４との間には、下地層２８が形成されている。

他の構成については本実施形態の理解のために特に必要とは思われないため、説明を適宜省略することとする。

基板１２は、記録層１６側の面が鏡面研磨されている。基板２２の材料としては、ガラス、ＮｉＰで被覆したＡｌ合金、Ｓｉ、Ａｌ₂Ｏ₃等の非磁性材料を用いることができる。

軟磁性層１４は、厚さが５０〜３００ｎｍである。軟磁性層１４の材料としては、Ｆｅ合金、Ｃｏアモルファス合金、フェライト等を用いることができる。尚、軟磁性層１４は、軟磁性を有する層と、非磁性層と、の積層構造であってもよい。軟磁性層１４の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは、０．０１〜０．１５ｋＡ／ｍであり、記録層１６及び中間磁性層１８よりも小さい。又、軟磁性層１４の飽和磁束密度は、１．２〜１．８Ｔである。

記録層１６は、厚さが５〜４０ｎｍである。記録層１６の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ合金等のＣｏ及びＣｒを含む合金、Ｃｏ及びＰｔを含む合金、Ｃｏ及びＰｄを含む合金、Ｆｅ及びＰｔを含む合金、Ｆｅ及びＣｏを含む合金これらの積層体、ＳｉＯ_２等の酸化物材料の中にＣｏＰｔ等の強磁性粒子をマトリックス状に含ませた材料等を用いることができる。記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｒは１３５〜４００ｋＡ／ｍであることが好ましい。又、記録層１６の飽和磁束密度Ｂｓは０．３〜１．０Ｔであることが好ましい。

記録要素１６Ａは、データ領域において同心円状のトラックの形状で径方向に微細な間隔で形成されており、図２はこれを図示したものである。又、記録要素１６Ａは、サーボ領域において所定のサーボパターンで形成されている（図示省略）。

中間磁性層１８は、厚さが２〜４０ｎｍである。中間磁性層１８の材料としては、Ｃｏを含む合金、Ｃｏ及びＰｔを含む合金、Ｆｅを含む合金、Ｆｅ及びＣｏを含む合金、Ｆｅ及びＮｉを含む合金、Ｆｅ及びＮを含む合金、Ｆｅ及びＡｌを含む合金、Ｆｅ及びＰｔを含む合金等を用いることができる。中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは記録層よりも小さい。中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｍは２５〜１８０ｋＡ／ｍであることが好ましい。又、中間磁性層１８は、飽和磁束密度Ｂｓも記録層１６よりも低い。中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓは０．０５〜０．１５Ｔであることが好ましい。

凹部２０は、中間磁性層１８の厚さ方向の途中まで形成され、底面２０Ａの全部が中間磁性層１８の厚さ方向の途中の領域に存在している。凹部２０は、中間磁性層１８における底面２０Ａの下の部分の厚さが２ｎｍ以上であるように形成されることが好ましい。

充填材２２の材料としては、ＳｉＯ₂を主成分とする酸化ケイ素、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の酸化物、ＡｌＮ等の窒化物や透光性の樹脂材料等の透光性の材料を用いることができる。

保護層２４は、厚さが１〜５ｎｍである。保護層２４の材料としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボンと呼称される透光性の硬質炭素膜等を用いることができる。尚、本出願において「ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という）」という用語は、炭素を主成分とし、アモルファス構造であって、ビッカース硬度測定で２×１０⁹〜８×１０¹⁰Ｐａ程度の硬さを示す材料という意義で用いることとする。

潤滑層２６は、厚さが１〜２ｎｍである。潤滑層２６の材料としては、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）等を用いることができる。

下地層２８は、厚さが２〜４０ｎｍである。下地層２８の材料としては、非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｒｕ、ＲｕとＴａの積層体、ＭｇＯ等を用いることができる。

次に、磁気記録媒体１０の作用について説明する。

磁気記録媒体１０は、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置し、記録層１６の記録要素１６Ａ同士が分割されているので記録／再生特性が良好である。

尚、分割されていない中間磁性層１８が記録層１６の下に存在するが、中間磁性層１８の飽和磁束密度が記録層１６の飽和磁束密度よりも小さく抑制されているので、凹部２０の下の中間磁性層１８からのノイズが小さく抑制され、記録層１６の下に中間磁性層１８が存在しない場合と同様の記録／再生特性が得られる。これについては後述するシミュレーション例で更に詳細に説明する。

又、中間磁性層１８が分割されておらず凹部２０の深さがそれだけ浅いので、凹部２０の加工が容易である。更に、凹部２０の深さが浅いので、凹部２０を充填して平坦化することもそれだけ容易である。

又、磁気記録媒体１０は、中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎよりも小さいので、記録時における記録層１６の磁化反転が円滑である。

又、磁気記録媒体１０は、凹凸パターンで多数の記録要素１６Ａに分割された記録層１６と軟磁性層１４との間に記録層１６よりも厚さ方向の核形成磁界Ｈｎが小さい中間磁性層１８が設けられているので、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置している場合と、中間磁性層１８の領域に位置していない場合とで記録層１６側に照射される光の磁気カー効果特性に差異が生じる。

凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の領域に位置する場合には記録層１６の磁気特性だけが反射光の磁気カー効果特性に反映されるのに対し、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置している場合には凸部の記録層１６（記録要素１６Ａ）の磁気特性及び凹部２０の中間磁性層１８の磁気特性の両方が磁気カー効果特性に反映されるため、このような磁気カー効果特性の差異が生じると考えられる。

従って、磁気記録媒体１０は、記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の深さを非破壊で迅速に確認可能である。

以下、磁気記録媒体１０の凹凸パターンの凹部深さ検査方法について図３のフローチャートに沿って説明する。

まず、磁気記録媒体１０（被検査体）の記録層１６側の面に直線偏光の光を照射すると共にその反射光を測定して磁気カー効果特性を測定する（Ｓ１０２）。

例えば、図４に示されるようなカー回転角測定装置３０を用いて、磁気記録媒体１０に外部磁場Ｈをその大きさを変動させつつ印加して磁気カー効果特性としてカー回転角θｋを測定する。

ここでカー回転角測定装置３０の構成について簡単に説明しておく。

カー回転角測定装置３０は、単色レーザ光を発する光源３０Ａと、直線偏光を得るための偏光子３０Ｃと、ハーフミラー３０Ｅと、ミラー３０Ｆと、電磁石３０Ｇとを有し、これらがこの順で磁気記録媒体１０にレーザ光を照射するための照射系の光路上に配置されている。尚、電磁石３０Ｇには照射系の光路に相当する部分に孔が形成されている。

更に、カー回転角測定装置３０は、電磁石３０Ｇ、ミラー３０Ｆを介してハーフミラー３０Ｅに到達し、偏光子３０Ｃと異なる方向に反射される磁気記録媒体１０からの反射光をその偏光方向により２方向に分けるためのビームスプリッタ３０Ｈと、一方の方向の偏光が入射する検光子３０Ｊと、他方の方向の偏光が入射する検光子３０Ｋと、検光子３０Ｊ及び３０Ｋに入射した各方向の偏光の強さの差を検出するための差動アンプ３０Ｌと、を有している。

磁気記録媒体１０には、電磁石３０Ｄにより表面に垂直な方向に外部磁場をその大きさを変動させつつ印加する。

予め標準試料を用いて差動アンプ３０Ｌが検出する各方向の偏光の強さの差とカー回転角θｋとの関係を測定しておくことで、差動アンプ３０Ｌの検出値に基づいて、磁気記録媒体１０（被検査体）のカー回転角θｋを求めることができる。

次に、磁気カー効果特性の測定結果に基づいて記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが、中間磁性層１８の領域に位置しているか否かを判別する（Ｓ１０４）。

例えば、外部磁場Ｈの大きさとカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線に基づいて記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが、中間磁性層１８の領域に位置しているか否かを判別する。

前記図２に示されるように凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置している場合には、図５に示されるように外部磁場Ｈの大きさとカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線に段部Ｓが存在する。これは、図６に拡大して示されるように、中間磁性層１８が磁化反転し始める外部磁場Ｈの大きさである中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｍが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｒよりも小さく、且つ、これらの間に中間磁性層１８の厚さ方向の飽和磁界Ｈｓｍが存在するためである。

本出願において核形成磁界Ｈｎ、飽和磁界Ｈｓとは、図６に示されるように外部磁場Ｈの大きさとカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線における直線部の延長線の交点に相当する外部磁場Ｈの大きさという意味で用いる。又、核形成磁界Ｈｎ、飽和磁界Ｈｓが大きい（又は小さい）とは、これらの絶対値が大きい（又は小さい）という意味で用いる。

尚、中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｍが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｒよりも大きい場合も、記録層１６の厚さ方向の飽和磁界Ｈｓｒが中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎｍよりも小さければ、図６と同様にヒステリシス曲線に段部Ｓが現れる。

一方、記録層１６の飽和磁界Ｈｓｒ及び中間磁性層１８の飽和磁界Ｈｓｍがいずれも記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒ及び中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍよりも大きい場合には、図７又は図８に示されるように、ヒステリシス曲線に段部Ｓは現れず、ヒステリシス曲線には中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍ、記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒ、中間磁性層１８の飽和磁界Ｈｓｍ（又は記録層１６の飽和磁界Ｈｓｒ）に相当する３つの屈曲部が現れる。

尚、図７において中間磁性層１８の飽和磁界Ｈｓｍと記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒとの値がほぼ等しい場合には、図９に示されるように、屈曲部が１つしか現れないことがある。図８において記録層１６の飽和磁界Ｈｓｒと中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍとの値がほぼ等しい場合も同様である。

一方、図１４に示されるような凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の厚さ方向の途中の領域に位置している磁気記録媒体４０や凹部が全く形成されておらず記録層が連続膜である磁気記録媒体の場合には、記録層１６の磁化状態だけがカー回転角θｋに反映され、中間磁性層１８の磁化状態はカー回転角θｋに反映されないので、図１３に示されるように外部磁場Ｈの大きさと反射光のカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線に段部は存在せず、図７及び８に示されるような複数の屈曲部も存在しない。

従って、例えば、ヒステリシス曲線に段部がないことを確認することにより凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１の領域に位置していないと判別し、ヒステリシス曲線に段部があることを確認することにより凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置していると判別することができる。

又、ヒステリシス曲線における外部磁場が正の領域（又は負の領域）において屈曲部が１つだけあることを確認することにより凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置していないと判別し、ヒステリシス曲線における外部磁場が正の領域（又は負の領域）において３つ又は２つの屈曲部があることを確認することにより凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置していると判別することができる。このようにヒステリシス曲線の屈曲部の個数に基づいて凹部２０の底面２０Ａの位置を判別することができる。

即ち、記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａの位置を非破壊で迅速に確認できる。

尚、中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍが記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒよりも小さい場合において、図９のように中間磁性層１８の飽和磁界Ｈｓｍと記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒとの値がほぼ等しい場合（屈曲部が１つしか現れない場合）には、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置していれば中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍに相当する屈曲部が現れ、凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の厚さ方向の途中の領域に位置していれば記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒに相当する屈曲部が現れるので、１つだけ現れる屈曲部に相当する磁界の大きさに基づいて凹部２０の底面２０Ａの位置を判別することができる。

又、中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍが記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒよりも大きい場合において、記録層１６の飽和磁界Ｈｓｒと中間磁性層１８の核形成磁界Ｈｎｍとの値がほぼ等しい場合も、図９に示されるヒステリシス曲線ように、Ｈが正でθｋが負の領域においては記録層１６の核形成磁界Ｈｎｒに相当する１つの屈曲部しか現われず、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置していれば、Ｈ及びθｋが正の領域において中間磁性層１８の飽和磁界Ｈｓｍに相当する１つの屈曲部が現れる。一方、凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の厚さ方向の途中の領域に位置していれば、中間磁性層１８の磁気特性がθｋに反映されないため、Ｈ及びθｋが正の領域において記録層１６の飽和磁界Ｈｓｒに相当する屈曲部が現れる。従って、このような場合にもヒステリシス曲線に基いて凹部２０の底面２０Ａの位置を判別することができる。

ヒステリシス曲線における段部の有無の確認や屈曲部の個数の確認、屈曲部に相当する磁界の大きさの確認は作業者が目視で行ってもよい。又、カー回転角測定装置３０に画像処理装置を備え、ヒステリシス曲線の段部の有無の確認や屈曲部の個数の確認、屈曲部に相当する磁界の大きさの確認を自動的に行ってもよい。

このように、磁気記録媒体１０は、記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の深さを非破壊で迅速に確認可能であるので、実際に出荷される製品の抽出検査や全数検査も可能であり品質管理の信頼性の向上に寄与する。例えば、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置するものを良品、それ以外のものを不良品とすることができる。

尚、中間磁性層１８が凹部２０で分割され凹部２０の底面２０Ａが下地層２８の厚さ方向の途中の領域に位置している場合や、凹部２０の底面２０Ａが軟磁性層１４の厚さ方向の途中の領域に位置している場合も、記録層１６の磁化状態と共に下地層２８の非磁性の特性や軟磁性層１４の磁化状態が、測定されるカー回転角θｋに反映され、それぞれの場合に特有の磁気カー効果特性を示すので、凹部２０の底面２０Ａが下地層２８の厚さ方向の途中の領域や軟磁性層１４の厚さ方向の途中の領域に位置していることを判別することが可能である。

例えば、凹部２０の底面２０Ａが下地層２８の厚さ方向の途中の領域に位置している場合、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置している場合に対して、カー回転角θｋが小さく測定されるので、凹部２０の底面２０Ａが下地層２８の厚さ方向の途中の領域に位置していることを判別できる。

又、記録層１６、中間磁性層１８、軟磁性層１４のそれぞれの厚さ方向の核形成磁界Ｈｎを予め把握しておくことで、磁気カー効果特性の測定により得られる核形成磁界Ｈｎの大きさに基づいて凹部２０の底面２０Ａが、これらの層のうちのいずれの層の領域に位置しているかを判別することも可能である。

例えば、軟磁性層１４の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは、記録層１６、中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎよりも小さく、この小さい核形成磁界Ｈｎに相当する屈曲部がヒステリシス曲線に現れていることを確認することで、凹部２０の底面２０Ａが軟磁性層１４の厚さ方向の途中の領域に位置していることを判別できる。

核形成磁界Ｈｎの求め方は、ヒステリシス曲線から求める方法に限定されず、例えば磁気カー効果特性の測定により得られた数値データを演算して求めることもできる。

尚、本実施形態では完成品である磁気記録媒体１０の凹凸パターンの凹部２０の深さを検査しているが、磁気記録媒体１０の製造工程における中間製品の凹凸パターンの凹部深さを検査してもよい。

磁気記録媒体１０は、例えば、記録層１６をドライエッチング等で凹凸パターンに加工し、充填材２２を成膜して凹部２０を充填材２２で充填し、余剰の充填材２２をドライエッチング等で除去して平坦化し、保護層２４を成膜し、潤滑層を塗布することで製造される。例えば、記録層１６をドライエッチング等で凹凸パターンに加工した後であって、充填材２２を成膜する前に中間製品の凹凸パターンの凹部深さを検査し、記録層１６が分割されておらず凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置しない中間製品を製造ラインから取り除くようにすれば、記録層１６が分割されていない不適切な中間製品に充填材２２の成膜等の後工程を実施する必要がなくなるので生産効率の向上に寄与する。

又、本実施形態において、充填材２２、保護層２４、潤滑層２６は透光性を有しているが、磁気記録媒体１０の製造工程における中間製品の凹凸パターンの凹部深さを検査する場合には、充填材２２、保護層２４、潤滑層２６の材料として透光性を有していない材料又は透光性が不充分な材料を用いてもよい。

又、本実施形態において、保護層２４は記録要素１６Ａ及び充填材２２に直接接しているが、記録要素１６Ａの上に例えば平坦化工程におけるエッチングレートが低い隔膜を形成してもよい。又、隔膜は記録要素１６Ａの側面や凹部２０の底面２０Ａにも形成してもよい。尚、完成品である磁気記録媒体の凹凸パターンの凹部深さを検査する場合には、隔膜の材料として透光性の材料を用いる。一方、磁気記録媒体１０の製造工程における中間製品の凹凸パターンの凹部深さを検査する場合には、充填材２２、隔膜の材料として透光性を有していない材料又は透光性が不充分な材料を用いてもよい。

又、本実施形態において、記録要素１６Ａ及び充填材２２の上に保護層２４及び潤滑層２６が形成されているが、要求される性能に応じて保護層２４及び潤滑層２６の一方又は両方を省略してもよい。

又、本実施形態において、凹部２０が中間磁性層１８の厚さ方向の途中まで形成され、底面２０Ａの全部が中間磁性層１８の領域に存在しているが、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の上面に一致する構成としてもよい。

この場合も、記録層１６の記録要素１６Ａ同士が分割されるので良好な記録／再生特性が得られる。又、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の厚さ方向の途中の領域に位置している場合に対する磁気カー効果特性に差異が生じるので記録層１６の凹凸パターンの凹部深さを非破壊で確認可能である。

又、本実施形態において、中間磁性層１８は単層構造であるが、中間磁性層は厚さ方向の核形成磁界が記録層の厚さ方向の核形成磁界と異なる複数の層が積層された構造としてもよい。

又、本実施形態において、中間磁性層１８と軟磁性層１４との間に下地層２８が形成されているが、下地層は省略してもよい。又、中間磁性層１８が下地層を兼ねる構成としてもよい。

又、本実施形態において、中間磁性層１８は記録層１６に直接接しているが、中間磁性層１８と記録層１６との間に非磁性の他の層を形成してもよい。この場合も、凹凸パターンの凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置する場合と、凹部２０の底面２０Ａが記録層１６や非磁性の他の層の領域に位置している場合とで磁気カー効果特性に差異が生じるので記録層１６の凹凸パターンの凹部深さを非破壊で確認可能である。

又、本実施形態において、中間磁性層１８と軟磁性層１６との間に下地層２８が形成されているが、中間磁性層１８と軟磁性層１６との間との間に非磁性層の他の層を形成してもよい。

又、本実施形態において、軟磁性層１６は基板１２に直接接しているが、軟磁性層１６と基板１２との間に反強磁性層や下地層を形成してもよい。

又、本実施形態において、中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎよりも小さいが、中間磁性層１８の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎが記録層１６の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎよりも大きい構成としてもよい。この場合も、両者の厚さ方向の核形成磁界Ｈｎの差異により、凹部２０の底面２０Ａの位置を確認できる。

又、本実施形態において、磁気記録媒体１０は、基板１２の片面に記録層１６等が形成されているが、基板の両面に記録層等が形成された両面記録式の磁気記録媒体についても本発明は適用可能である。

又、本実施形態において、磁気記録媒体１０はディスクリートトラックメディアであるが、例えば、パターンドメディアや、トラックが螺旋形状をなす磁気ディスクについても本発明は適用可能である。又、光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気ディスクに対しても本発明は適用可能である。

上記実施形態と同様の構成を有する磁気記録媒体１０について磁気カー効果を利用して記録層１６の凹凸パターンの凹部２０の深さを検査した。尚、記録要素１６Ａ上のマスク層は完全に除去した。作製した磁気記録媒体１０の主な構成は下記のとおりであった。

基板１２は直径が約４５ｍｍで材料はガラスであった。軟磁性層１４は、厚さが約１００ｎｍで、材料はＦｅＣｏ合金、厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは０．０６ｋＡ／ｍ、飽和磁束密度Ｂｓは１．５Ｔであった。記録層１６は、厚さが約１２ｎｍで、材料はＣｏＣｒＰｔ合金、厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは２７０ｋＡ／ｍ、飽和磁束密度Ｂｓは０．５Ｔであった。中間磁性層１８は、厚さが約１８ｎｍで、材料は記録層とは組成の異なるＣｏＣｒＰｔ合金、厚さ方向の核形成磁界Ｈｎは５９ｋＡ／ｍ、飽和磁束密度Ｂｓは０．１２Ｔであった。中間磁性層１８と軟磁性層１４との間にはＲｕ（非磁性材）が厚さが約３０ｎｍで形成されていた。

又、データ領域におけるトラックピッチ（記録要素１６Ａ同士の径方向のピッチ）は約１７０ｎｍ、記録要素１６Ａの上面の幅（径方向の幅）は約８５ｎｍであった。凹部２０の深さは１８ｎｍだった。即ち、記録層１６の凹凸パターンの凹部２０は中間磁性層１８の厚さ方向の途中まで形成され、凹部２０の底面２０Ａの全部が中間磁性層１８の厚さ方向の途中の領域に位置していた。中間磁性層１８における凹部２０の底面２０Ａの下の部分の厚さは約１２ｎｍだった。

磁気カー効果特性測定工程（Ｓ１０２）では、以下のように条件を設定した。

光の波長：４０８ｎｍ
光のスポット直径：２ｍｍ

これにより前記図５に示されるような、外部磁場Ｈの大きさと反射光のカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線が得られた。

[比較例]
上記実施例に対し、前記図１４に示されるような凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の厚さ方向の途中の領域に位置している磁気記録媒体４０について、実施例と同様に磁気カー効果特性測定工程（Ｓ１０２）を実行した。尚、凹部２０の深さは６ｎｍであった。又、他の条件は実施例と同じ条件とした。

これにより前記図１３に示されるような、外部磁場Ｈの大きさと反射光のカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線が得られた。

実施例は図５に示されるようにヒステリシス曲線に段部Ｓが存在していた。一方、比較例は図１３に示されるようにヒステリシス曲線に段部が存在しなかった。従って、ヒステリシス曲線の段部の有無に基づいて凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置しているか否かを判別できることが確認された。

[シミュレーション例１]
上記実施例及び比較例と同じ条件の２種類のシミュレーションモデル及びこれらと凹部２０の深さが異なる４種類のシミュレーションモデルを作製した。具体的には、凹部２０の深さが０、６、１２、１８、２４、３０ｎｍである６種類のシミュレーションモデルを作製した。

磁気的ギャップ（記録要素１６Ａの上面と磁気ヘッドの下面とのギャップ）は１８ｎｍに設定した。又、線記録密度は９７０ｋｂｐｉに設定した。他の条件は、上記実施例及び比較例と同じ条件に設定した。尚、記録層１６の飽和磁束密度Ｂｓは０．５に設定した。

以上の条件で記録再生のシミュレーションを実行し、各シミュレーションモデルのＳ／Ｎ比を算出した。凹部２０の深さとＳ／Ｎ比との関係を表１及び図１０に示す。

又、これら６種類のシミュレーションモデルに対し、記録層１６の飽和磁束密度Ｂｓを１．０に設定した６種類のシミュレーションモデルを作製し、シミュレーションを実行し、各シミュレーションモデルのＳ／Ｎ比を算出した。凹部２０の深さとＳ／Ｎ比との関係を表１に併記する。

更に、上記６種類のシミュレーションモデルに対し、記録層１６の飽和磁束密度Ｂｓを０．３に設定した６種類のシミュレーションモデルを作製し、シミュレーションを実行し、各シミュレーションモデルのＳ／Ｎ比を算出した。凹部２０の深さとＳ／Ｎ比との関係を表１に併記する。

表１及び図１０に示されるように、凹部２０の深さが１２ｎｍよりも浅く、凹部２０の底面２０Ａが記録層１６の領域に位置する場合は、Ｓ／Ｎ比が相対的に低く、且つ、凹部２０の深さが浅い程Ｓ／Ｎ比が低下する傾向があった。これに対し、凹部２０の深さが１２ｎｍ以上、３０ｎｍ未満で凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置する場合は、Ｓ／Ｎ比は一定であり、Ｓ／Ｎ比は凹部２０の深さが３０ｎｍで中間磁性層１８が分割されている場合と同じ高い値であった。

即ち、分割されていない中間磁性層１８が記録層１６の下に設置されていても、凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の領域に位置すれば中間磁性層１８が分割されている場合と同様の良好なＳ／Ｎ比が得られることが確認された。

[シミュレーション例２]
上記実施例に対し、凹部２０の深さが１２ｎｍで凹部２０の底面２０Ａが中間磁性層１８の上面と一致し、記録層の飽和磁束密度Ｂｓが１．０Ｔであり、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０．０、０．０５、０．１、０．１５、０．２、０．３Ｔである６種類のシミュレーションモデルを作製した。

尚、シミュレーション例１と同様に磁気的ギャップ（記録要素１６Ａの上面と磁気ヘッドの下面とのギャップ）は１８ｎｍに設定した。又、線記録密度は９７０ｋｂｐｉに設定した。他の条件は、上記実施例と同じに設定した。

以上の条件でシミュレーションを実行し、各シミュレーションモデルのＳ／Ｎ比を算出した。中間磁性層１８の飽和磁束密度ＢｓとＳ／Ｎ比との関係を図１１に示す。

又、これら６種類のシミュレーションモデルに対し、記録層の飽和磁束密度Ｂｓを０．３Ｔに設定した６種類のシミュレーションモデルを作製し、シミュレーションを実行し、各シミュレーションモデルのＳ／Ｎ比を算出した。中間磁性層１８の飽和磁束密度ＢｓとＳ／Ｎ比との関係を図１２に示す。

図１１及び図１２に示されるように、記録層の飽和磁束密度Ｂｓを１．０Ｔに設定した場合及び０．３Ｔに設定した場合のいずれの場合においても、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０．１５Ｔよりも大きい場合には、Ｓ／Ｎ比が相対的に低く、且つ、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが増大するにつれてＳ／Ｎ比が低下する傾向があった。これに対し、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０．１５Ｔ以下である場合は、Ｓ／Ｎ比は一定であり、且つ、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０である場合と同じ高い値であった。

即ち、分割されていない中間磁性層１８が記録層１６の下に設置されていても、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０．１５Ｔ以下であれば中間磁性層が存在しない場合と同様の良好なＳ／Ｎ比が得られることが確認された。

尚、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓが０．０５Ｔよりも小さいとヒステリシス曲線における中間磁性層１８や記録層１６の核形成磁界Ｈｎの判別が困難となり、これらに相当するヒステリシス曲線の段部、屈曲部の判別が困難となるので、中間磁性層１８の飽和磁束密度Ｂｓは０．０５Ｔ以上であることが好ましい。

本発明は、例えば、ディスクリートトラック媒体、パターンド媒体等の、記録層が所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された磁気記録媒体に利用することができる。

本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置の概略構造を模式的に示す斜視図 同磁気記録再生装置の磁気記録媒体の構造を模式的に示す径方向に沿う断面図 同磁気記録媒体の凹凸パターンの凹部深さ検査方法の概要を示すフローチャート 同検査に用いられるカー回転角測定装置の構成の概要を示すブロック図 本発明の実施例に係る磁気記録媒体に印加された外部磁場Ｈの大きさとカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線 図５の一部を拡大して模式的に示すグラフ 本発明の実施形態に係るヒステリシス曲線の他の例の一部を拡大して模式的に示すグラフ 本発明の実施形態に係るヒステリシス曲線の他の例の一部を拡大して模式的に示すグラフ 本発明の実施形態に係るヒステリシス曲線の他の例の一部を拡大して模式的に示すグラフ シミュレーション例１に係る凹部の深さとＳ／Ｎ比との関係を示すグラフ シミュレーション例２に係る中間磁性層の飽和磁束密度ＢｓとＳ／Ｎ比との関係を示すグラフ シミュレーション例２に係る他のシミュレーションで算出された中間磁性層の飽和磁束密度ＢｓとＳ／Ｎ比との関係を示すグラフ 比較例に係る磁気記録媒体に印加された外部磁場Ｈの大きさとカー回転角θｋとの関係を示すヒステリシス曲線 比較例に係る磁気記録媒体の構造を模式的に示す径方向に沿う断面図

符号の説明

１…磁気記録再生装置
１０…磁気記録媒体（被検査体）
１２…基板
１４…軟磁性層
１６…記録層
１６Ａ…記録要素
１８…中間磁性層
２０…凹部
２２…充填材
２４…保護層
２６…潤滑層
２８…下地層
Ｓ…段部
Ｓ１０２…磁気カー効果特性測定工程
Ｓ１０４…凹部深さ判別工程

Claims (10)

1. 基板と、該基板の上に形成された軟磁性層と、該軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層と、厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び前記軟磁性層の間に形成された中間磁性層と、を含み、前記中間磁性層の飽和磁束密度が前記記録層の飽和磁束密度よりも小さく、且つ、前記中間磁性層の飽和磁束密度が０．０５〜０．１５Ｔの範囲であり、前記凹凸パターンの凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置していることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記中間磁性層の厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさよりも小さいことを特徴とする磁気記録媒体。
3. 請求項１又は２において、
   前記凹凸パターンの凹部に充填された透光性の充填材を更に含むことを特徴とする磁気記録媒体。
4. 請求項３において、
   前記記録要素の上面及び前記充填材の上面を被覆する透光性の保護層を更に含むことを特徴とする磁気記録媒体。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気記録媒体を有することを特徴とする磁気記録再生装置。
6. 基板、該基板の上に形成された軟磁性層、該軟磁性層の上に形成され、且つ、所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割された記録層及び厚さ方向の核形成磁界の大きさが前記記録層の厚さ方向の核形成磁界の大きさと異なり該記録層及び前記軟磁性層の間に形成された中間磁性層を含む被検査体の前記記録層側の面に光を照射すると共にその反射光を測定して磁気カー効果特性を測定する磁気カー効果特性測定工程と、該磁気カー効果特性の測定結果に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置しているか否かを判別する凹部深さ判別工程と、を含むことを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。
7. 請求項６において、
   前記凹部深さ判別工程において、前記磁気カー効果特性の測定結果に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面が前記記録層の領域、前記中間磁性層の領域、前記軟磁性層の領域のいずれの領域に位置しているかを判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。
8. 請求項６又は７において、
   前記磁気カー効果特性測定工程において前記被検査体に外部磁場をその大きさを変動させつつ印加して前記磁気カー効果特性としてカー回転角を測定し、前記凹部深さ判別工程において前記外部磁場の大きさ及び前記カー回転角の関係を示すヒステリシス曲線に基づいて前記凹凸パターンの凹部の底面の位置を判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。
9. 請求項８において、
   前記凹部深さ判別工程において前記ヒステリシス曲線の段部の有無に基づいて前記凹部の底面が前記中間磁性層の領域に位置しているか否かを判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。
10. 請求項６乃至９のいずれかにおいて、
    前記磁気カー効果特性の測定により得られる核形成磁界の大きさに基づいて前記凹部の底面の位置を判別することを特徴とする凹凸パターンの凹部深さ検査方法。

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