JP2004039082A

JP2004039082A - Perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method, patterned medium and its manufacturing method

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Publication number: JP2004039082A
Application number: JP2002193904A
Authority: JP
Inventors: Shunji Takenoiri; 竹野入　俊司; Yasushi Sakai; 酒井　泰志
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve corrosionproofness and recording resolution, increase the life and realize high density recording without loosing thermal stability regarding a perpendicular magnetic recording medium and its manufacturing method, and a patterned medium and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The perpendicular magnetic recording medium is made by laminating a soft magnetic lining 2, a base layer 3, a magnetic recording layer 4, a nonmagnetic overcoat layer 5, a protective film 6, and a liquid lubricating later 7 in this order on a nonmagnetic base 1. The magnetic recording layer 4 is made of a rare earth-transition metal amorphous film. The nonmagnetic overcoat layer 5 consists of a metal selected from a group of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, Mo and an alloy of two or more of them selected from this group. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は垂直磁気記録媒体およびその製造方法、並びにパターンド媒体およびその製造方法に関し、特に、各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法、並びにパターンド媒体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
【０００３】
垂直磁気記録媒体は主に、硬質磁性材料の磁気記録層と、磁気記録層の表面を保護する保護膜、そしてこの記録層への記録に用いられる磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料の裏打ち層から構成される。近年記録密度が上昇するにつれ、熱揺らぎによる記録消失の問題が顕在化しているが、垂直記録媒体では高密度になるほどビットの安定性が増すため、熱揺らぎについては長手磁気記録方式ほど問題にならないと考えられていた。
【０００４】
しかし、今後磁気記録層の薄膜化が進むことが考えられる上、サーボパターンのような低密度の記録に対する安定性も求められることから、最近では垂直記録媒体においても熱安定性の向上が重要な課題となっている。このような背景から、従来用いられてきた磁気記録層材料である、ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔＢなどの結晶質のＣｏＣｒ合金に代わる熱安定性に優れた新たな材料が探索され始めている。
【０００５】
媒体の熱安定性は磁気記録層の一軸異方性定数（以下、Ｋｕ）に比例することから、熱安定性を向上させるにはＫｕを高くすれば良い。最近行われている高Ｋｕ化へのアプローチとして具体例を挙げると、Ｃｏ／ＰｔやＣｏ／Ｐｄ等の多層積層膜、ＣｏＰｔやＦｅＰｔ等の規則格子などがある。
【０００６】
しかし、例えばＣｏ／Ｐｔ多層積層膜ではＣｏとＰｔの薄膜を交互に数層（例えば２０層程度）積層する必要があるため量産が難しく、また規則格子では規則化のために４５０℃以上で数１０秒〜数分の熱処理が必要であり、量産化のためには熱処理温度を下げて熱処理時間を短くする必要があるなど、何れも問題を抱えているというのが実情である。
【０００７】
このような中で、光磁気ディスクの磁気記録層に使用されている、ＴｂＦｅＣｏに代表される希土類−遷移金属（以下、ＲＥ−ＴＭ）アモルファス薄膜をハードディスクの磁気記録層として使用することが検討され始めている。ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜は、▲１▼高いＫｕを持つ、▲２▼磁気特性の制御が容易、▲３▼室温で成膜可能、などの特徴を持ち、垂直磁気記録媒体への応用は１９８０年代から検討されていた。
【０００８】
一方、垂直磁気記録媒体よりも更に高密度化を狙う技術としてパターンド媒体がある。これは、磁気記録層に規則的に微細なパターンを施すもので、磁気的に分離されたｂｉｔを規則的に配置することで、超高密度記録を達成しようという試みである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＲＥ−ＴＭアモルファス材料は耐食性に欠け、保護膜を厚くしないと特性劣化を防止できないため、媒体−ヘッド間距離を狭めることが出来ず、当初は十分な記録／再生性能は得られていなかった。またＲＥ−ＴＭアモルファス材料は磁壁移動型の磁化反転をするため、磁化回転型の磁化反転をするＣｏＣｒ合金などと比べて磁化反転単位を小さくすることが難しく、そのため記録分解能を高くすることができないという問題点もあった。
【００１０】
これに対し、記録ヘッドや保護膜の進歩および層構成の工夫により、最近ではＴｂＦｅＣｏを用いて４００ｋＦＣｌ程度の記録／再生特性を実現したとの報告もあり（Ｋ．Ｏｚａｋｉ，Ｋ．Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｉ．Ｔａｇａｗａ　ａｎｄＫ．Ｓｈｏｎｏ．Ｊ．Ｍａｇｎ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ，２５（２００１）ｐ３２２）、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜を用いた垂直磁気記録媒体が現実味を帯びてきている。このように着実な進歩は見られるものの、耐食性、記録／再生特性とも十分であるとは言えず、実用化のためには更なる耐食性および記録／再生特性の向上が必要であるというのが現状である。
【００１１】
一方、パターンド媒体の手法を用いれば、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜のような磁壁移動型の膜でも、ｂｉｔを物理的に分離することで記録分解能を高めることが可能であると考えられるが、この場合も耐食性の改善が大きな課題となる。
【００１２】
本発明の課題は、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜を磁気記録層とする垂直磁気記録媒体およびパターンド媒体において、媒体の熱安定性を損なうことなく、▲１▼耐食性を向上させ、同時に▲２▼媒体の記録分解能を向上させることにより、長寿命化、高記録密度化といった媒体性能の向上を実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
磁気記録媒体の保護膜には通常カーボンが用いられている。磁気記録装置の記録／再生性能を向上させるためには磁気記録媒体と記録／再生ヘッドとの距離を出来る限り近づけることが必要であり、そのため保護膜であるカーボンも出来る限り薄くすることが求められている。最近では６ｎｍ程度の膜厚のカーボンが保護膜として用いられているが、このように薄いカーボンではＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜の腐食による劣化を防止できないことが問題となっていた。
【００１４】
また、一般に垂直記録媒体の磁気記録層としてよく用いられるＣｏＣｒＰｔ等の合金材料の磁化反転機構が磁化回転型であるのに対し、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜の磁化反転機構は磁壁移動が支配的であるため、低ノイズ化や記録分解能向上を成したい場合のアプローチ方法が異なる。媒体の低ノイズ化や記録分解能向上のためには磁化反転単位を小さくすることが有効である。ＣｏＣｒＰｔ等の合金材料では個々の結晶粒子が単磁区構造をとるため、結晶粒径を微細化することで磁化反転単位を小さくできるのに対し、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜では、磁化反転単位を小さくするためには膜中にＰｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅ（磁壁をピン止めする場所）を多く導入する必要がある。そこで、Ｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅ導入を目指し、これまで主に添加物を加える検討が行われてきたが、添加物が膜中の主成分と固溶してしまいＰｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを形成できなかったり、うまくＰｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを形成できても添加物が原因で膜のＫｕが低下し、熱安定性が損なわれてしまうなど、熱安定性を維持しながらＰｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを導入することは非常に困難であった。
【００１５】
上記の問題に対し、本発明者らは、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択される金属、およびこれらのうち２種類以上を選択して作製した合金からなる薄膜をＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜上に形成し、更にその上に媒体で通常用いられるカーボン等の保護膜を形成することで、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜の腐食を防止し、同時に熱安定性を損なわずにＰｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを導入できることを見出した。
【００１６】
上記の知見に基づいて本出願人は、本発明の一態様において、非磁性基体上に軟磁性裏打ち層、下地層、磁気記録層、非磁性オーバーコート層、保護膜、液体潤滑層を順次積層されてなる垂直記録媒体であって、前記磁気記録層は、希土類−遷移金属アモルファス薄膜からなる形態の垂直磁気記録媒体を実施することで上記の目的を達成した。
【００１７】
ここで、前記非磁性オーバーコート層は、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択された金属と、これらのうちから選択された２種類以上の材料を含んだ合金とからなる形態とすることができる。あるいは、前記磁気記録層の磁化反転単位は、前記非磁性オーバーコート層により微細化されている形態とすることができる。
【００１８】
また他の態様において、垂直磁気記録媒体の磁気記録層が規則的で微細なパターンによって磁気的に分離されてなるパターンド媒体において、前記磁気記録層は、希土類−遷移金属アモルファス材料からなる形態のパターンド媒体を実施した。
【００１９】
ここで、前記磁気記録層上に非磁性オーバーコート層を、前記非磁性オーバーコート層上に保護膜を積層されてなる形態とすることができる。あるいは、前記オーバーコート層は、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択される金属、これらのうちから選択された２種類以上の材料を含んだ合金とからなる形態とすることができる。
【００２０】
また他の態様において、非磁性基体上に軟磁性裏打ち層、下地層、磁気記録層、非磁性オーバーコート層、保護膜、液体潤滑層を順次積層する垂直記録媒体の製造方法であって、希土類−遷移金属アモルファス薄膜を使用して前記磁気記録層を形成する形態の垂直磁気記録媒体の製造方法を実施した。
【００２１】
ここで、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択された金属と、これらのうちから選択された２種類以上の材料を含んだ合金とを使用して、前記非磁性オーバーコート層を形成する形態とすることができる。あるいは、前記非磁性オーバーコート層を形成することにより前記磁気記録層の磁化反転単位を微細化する形態とすることができる。
【００２２】
また他の態様において、垂直磁気記録媒体の磁気記録層を規則的で微細なパターンによって磁気的に分離して形成するパターンド媒体の製造方法において、希土類−遷移金属アモルファス材料を使用して前記磁気記録層を形成する形態のパターンド媒体の製造方法を実施した。
【００２３】
ここで、前記磁気記録層上に非磁性オーバーコート層を形成し、前記非磁性オーバーコート層上に保護膜を形成する形態とすることができる。あるいは、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ、Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択された金属と、これらのうちから選択された２種類以上の材料を含んだ合金とを使用して、前記オーバーコート層を形成する形態とすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい形態について説明する。図１は本発明に係る垂直磁気記録媒体媒体の断面模式図である。本発明に係る垂直単層磁気記録媒体は、非磁性基体１と、非磁性基体１の上に設けられた軟磁性裏打ち層２と、軟磁性裏打ち層２の上に設けられた下地層３と、下地層３の上に設けられた磁気記録層４と、磁気記録層４の上に設けられたオーバーコート膜５と、オーバーコート膜５の上に設けられた保護膜６と、保護膜６の上に設けられた液体潤滑層７とから構成される。
【００２５】
非磁性基体１としては表面が平滑である様々な基体であってよく、例えば、磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。
【００２６】
軟磁性裏打ち層２としては、結晶のＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金等、また非晶質のＣｏ合金であるＣｏＺｒＮｂ，ＣｏＴａＺｒなどを用いることができる。軟磁性裏打ち層２の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、慨ね１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下程度であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００２７】
下地層３は、表面に微細な凹凸を有する様々な材料を用いることができ、例えば、Ｔａ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ｃｒ，ＳｉＯ_２，ＡｌＮ，ＳｉＣなどが挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。
【００２８】
磁気記録層４としては、希土類と遷移金属を含む様々なアモルファス材料を用いることができ、例えば、ＴｂＣｏ，ＴｂＦｅ，ＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＦｅ，ＧｄＴｂＦｅなどが挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。
【００２９】
オーバーコート膜５としては、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択される金属、およびこれらのうち２種類以上を選択して作製した合金からなる薄膜が用いられる。オーバーコート膜５の膜厚は、耐食性およびＰｉｎｎｉｎｇ効果を維持しつつ、記録／再生ヘッドと媒体の距離が離れすぎないように調整されるが、慨ね５ｎｍ以下程度であることが望ましい。またＰｉｎｎｉｎｇ効果を促進するために、オーバーコート膜５を成膜する際に、基板にマイナス方向にバイアスを印加することが好ましい。
【００３０】
保護膜６には、例えばカーボンを主体とする薄膜が用いられる。その他、磁気記録媒体の保護膜として一般的に用いられる様々な薄膜材料を使用しても良い。保護膜６の膜厚は、オーバーコート膜５を導入しても記録／再生ヘッドと媒体間の距離が変化しないよう、オーバーコート膜５の膜厚との兼ね合いから決定することが望ましい。例えば、オーバーコート膜５を用いない場合の保護膜６の膜厚が８ｎｍであり、オーバーコート膜５の膜厚が４ｎｍであるならば、保護膜６の膜厚を４ｎｍとすることで、記録／再生ヘッドと媒体間の距離を変化させずにオーバーコート膜５を導入することができる。
【００３１】
液体潤滑層７には、例えばパープルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。その他、磁気記録媒体の液体潤滑層材料として一般的に用いられる様々な潤滑材料を使用しても良い。
【００３２】
非磁性基体１の上に積層される各層は、磁気記録媒体の分野で通常用いられる様々な成膜技術によって形成することが可能である。液体潤滑層７を除く各層の形成には、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法、ＲＦマグネトロンスパッタリング法、あるいは真空蒸着法を用いることが出来る。また、液体潤滑層７の形成には、例えばディップ法やスピンコート法を用いることができる。しかし、これらの方法に限定されるものではない。
【００３３】
【実施例】
以下に本発明の垂直磁気配鐸媒体について実施例により詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３４】
［実施例１］
本実施例は、非磁性基体と、その上に順次積層して設けられる下地層、ＲＥ−ＴＭアモルファス磁気記録層、Ｔａオーバーコート層、保護膜、液体潤滑層とを有する垂直磁気記録媒体に関する。
【００３５】
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを洗浄後、スパッタ装置内に導入し、Ｔａターゲットを用いてＴａ下地層を１５ｎｍ成膜した。引き続き、ＲＥ−ＴＭアモルファス合金である１５ＴｂＣｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧４．０Ｐａ下でＴｂＣｏ磁気記録層を２０ｎｍ成膜した。引き続きＴａターゲットを用いて、基板がマイナス電位になるようにバイアスを２００Ｖ印加しながらＴａオーバーコート層を２ｎｍ成膜した。
【００３６】
最後にカーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜８ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。ＴｂＣｏ磁気記録層の成膜を除くこれらの成膜はすべてＡｒガス圧０．６７Ｐａ下で行い、全ての成膜はＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００３７】
［実施例２］
本実施例は、オーバーコート層材料をＴｉＣｒとしたことを除き、実施例１と同様に構成される垂直磁気記録媒体に関する。
【００３８】
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを洗浄後、スパッタ装置内に導入し、Ｔａ下地層、ＴｂＣｏ磁気記録層を実施例１と全く同様に成膜した。引き続きＴｉ１０Ｃｒターゲットを用いて、基板がマイナス電位になるようにバイアスを２００Ｖ印加しながらＴｉＣｒオーバーコート層を２ｎｍ成膜した。
【００３９】
最後にカーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜８ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。ＴｂＣｏ磁気記録層の成膜を除くこれらの成膜はすべてＡｒガス圧０．６７Ｐａ下で行い、全ての成膜はＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００４０】
［比較例１］
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを洗浄後、スパッタ装置内に導入し、Ｔａ下地層、ＴｂＣｏ磁気記録層を実施例１，２と全く同様に成模した。次に、オーバーコート層を設けず、カーボン保護膜を１０ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。実施例１および２と同様に、ＴｂＣｏ磁気記録層の成膜を除くこれらの成膜はすべてＡｒガス圧０．６７Ｐａ下で行い、全ての成膜はＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００４１】
完成した垂直磁気記録媒体の磁気特性をＶＳＭ（振動試料磁力計）で、また磁気異方性定数Ｋｕを磁気トルクメータにより測定した。実施例１，２および比較例１の媒体の特性を比較して表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
なお、表１からも明らかなように、オーバーコート層とカーボン保護膜の合計膜厚は何れの場合も１０ｎｍで統一されている。表１から明らかであるが、実施例１および２では比較例１よりもＨｃが増加していることがわかる。
【００４４】
磁壁移動型の磁性膜では、Ｈｃの増加はＫｕの増加あるいはｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅの増加の何れかが原因であると考えられる。そこで、Ｋｕを比較すると、実施例１および２では比較例と比べて若干の増加は見られるものの、大きな差にはなっていない。次に、磁化曲線の傾きパラメータαを比較する。αは、垂直媒体におけるＨｃ付近の磁化曲線の傾き、即ち４π×（ｄＭ／ｄＨ）_Ｈ＝Ｈｃで表される磁化曲線の傾きパラメータであり、αが１に近づくほど磁化反転単位が小さくなっていることを意味する。
【００４５】
表１から、比較例１に比べて実施例１および２では、αが半減していることがわかる。これは、オーバーコート層を設けたことにより磁化反転単位が小さくなっていること、即ち多くのｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅが導入されていることを意味する。このように、実施例１ではＴａオーバーコート層を、実施例２ではＴｉＣｒオーバーコート層を設けることでｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを導入することができ、磁気特性上はＨｃの増加に繋がった。
【００４６】
次に、耐食性を評価するためにＨｃの経時変化を調べた。図２に、成膜後一定時間経過後にＶＳＭにより測定したＨｃを成膜直後の保磁力であるＨｃ_０で規格化した値であるＨｃ／Ｈｃ_０の経時変化を示す。表１から、実施例１と実施例２の経時変化に比べ、比較例１の劣化が大きいことが分かる。Ｈｃ／Ｈｃ_０の劣化率を、経過時間が１桁増加した時の劣化率で示すと、実施例１では１．３３［％−ｄｅｃａｄｅ］、実施例２では１．４２［％−ｄｅｃａｄｅ］、比較例１では８．５９［％−ｄｅｃａｄｅ］となっている。このように、オーバーコート膜を設けることで、耐食性を大幅に向上させることができた。
【００４７】
［実施例３］
本実施例は、非磁性基体と、その上に順次積層して設けられる軟磁性裏打ち層、下地層、ＲＥ−ＴＭアモルファス磁気記録層、Ｔａオーバーコート層、保護膜、液体潤滑層とを有する、二層垂直磁気記録媒体に関する。
【００４８】
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを洗浄後、スパッタ装置内に導入し、Ｃｏ５Ｚｒ８Ｎｂターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ形成した。次に、Ｃｒ２０Ｍｎターゲットを用いてＣｒＭｎ下地層を１５ｎｍ成膜した。引き続き、ＲＥ−ＴＭアモルファス合金である１５ＴｂＦｅ１０Ｃｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧４．０Ｐａ下でＴｂＦｅＣｏ磁気記録膚を２０ｎｍ成膜した。
【００４９】
引き続きＴａターゲットを用いて、基板がマイナス電位になるようにバイアスを２００Ｖ印加しながらＴａオーバーコート層を２ｎｍ成膜した。最後にカーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜８ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。ＴｂＦｅＣｏ磁気記録層の成膜を除くこれらの成膜はすべてＡｒガス圧０．６７Ｐａ下で行い、全ての成膜はＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑層２ｎｍをディップ法により形成し、軟磁性裏打ち層を有する二層垂直磁気記録媒体とした。
【００５０】
［比較例２］
オーバーコート層を設けず、カーボン保護膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は実施例３と全く同様にして軟磁性裏打ち層を有する二層垂直磁気記録媒体を作製した。
【００５１】
上述のようにして得られた二層磁気記録媒体について、磁気カー効果により保磁力Ｈｃおよび角型比Ｓを測定した。Ｈｃは、実施例３の媒体と比較例２の媒体で、それぞれ３６６．２［Ａ／ｍ］および２８２．６［Ａ／ｍ］であり、オーバーコート層を設けた実施例３の媒体の方が高いＨｃが得られた。オーバーコート層を設けた方が高いＨｃを得られるという傾向は、実施例１，２および比較例１で示した単層磁気記録媒体（軟磁性裏打ち層を設けない媒体）の時と全く同様であり、裏打ち層の有無に係らずオーバーコート層の効界が得られることがわかった。また、角型比はどちらの場合も１．０であった。
【００５２】
次に電磁変換特性を調べるため、リード・ライトテスタを用いてノイズスペクトルおよびＳＮＲ（信号出カーノイズ比）を測定した。図３に実施例３および比較例２に係る媒体における媒体ノイズの線記録密度依存を、図４にＳＮＲの線記録密度依存を示す。図３から、Ｔａオーバーコート層を設けた実施例３の媒体においてノイズが減少していることがわかる。ノイズ−線記録密度のグラフの傾きが減少しているということは、遷移ノイズの減少、即ち磁化反転単位が小さくなっていることを表しており、Ｔａオーバーコート層により記録分解能が向上したと言える。この記録分解能の向上は図４のＳＮＲの向上にも表れており、ＳＮＲは最大で約４［ｄＢ］改善されている。
【００５３】
［実施例４］
本実施例は、表面に樹脂をコーティングしてその樹脂上に微細なパターンを形成した非磁性基体と、その上に順次積層して設けられる下地層、ＲＥ−ＴＭアモルファス磁気記録層、ＴｉＣｒオーバーコート層、保護膜、液体潤滑層とを有するパターンド媒体に関する。
【００５４】
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えばＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、基板上にクロロホルムに溶解したＰＭＭＡをスピンコートにより５０ｎｍ成膜した。なおこの時、溶液内に含まれるＰＭＭＡの濃度は０．５ｗｔ％とした。次に基板およびスタンパを１９０℃まで加熱し、スタンパを３．９ＭＰａの圧力で基板上に押し付け、１００℃まで冷却した後離型した。なお、スタンパには電子ビームリソグラフィを用いてφ１００ｎｍのｄｏｔパターンが１００ｎｍ間隔で形成されている。なお、ＰＭＭＡ膜にパターンを形成する時の凹部の深さが、「下地層の膜厚」よりも深く、「下地層＋磁気記録層の膜厚」以下となるように、ＰＭＭＡ膜厚、加熱温度、成形圧力を調整している。次に基板を再びスパッタ装置内に導入し、Ｔａターゲットを用いてＴａ下地層を１５ｎｍ，ＲＥ−ＴＭアモルファス合金である１８ＴｂＣｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧４．０Ｐａ下でＴｂＣｏ磁気記録層を２０ｎｍ成膜した。その後真空装置から取り出し、ダイヤモンドスラリを用いてパターンの凸上に成膜された磁気記録層を除去した。研磨量はレーザ変位計によりモニターし、変位量の変化が急激に落ちたところを終点とした。引き続いてこれを洗浄して、スパッタ装置内に導入し、Ｓｉターゲットを用いてＳｉオーバーコート層を２ｎｍ、カーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護膜８ｎｍを成膜後、真空装置から取り出した。その後、パープルオロポリエーテルからなる液体潤滑層２ｎｍをディップ法により形成し、パターンド媒体とした。なお、真空装置内におけるすべての成膜はＡｒガス圧０．６７Ｐａ下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。
【００５５】
［比較例３］
オーバーコート層を設けず、カーボン保護膜の膜厚を１０ｎｍとしたこと以外は実施例４と全く同様にしてパターンド媒体を作製した。
【００５６】
完成したパターンド媒体の磁気特性をＶＳＭにより測定した。実施例４および比較例３の特性を比較して表２に示す。
【００５７】
【表２】

【００５８】
これまでの実施例および比較例の場合と異なり、オーバーコートがあっても（実施例４）無くても（比較例１）、Ｈｃに差が無いという結果になった。これは、ＲＥ−ＴＭアモルファス膜をパターンの中に埋め込むことで、一つのｄｏｔが一つの磁化反転単位となり磁化反転単位が微細化されたため、オーバーコート膜によるｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅ形成効果が表れにくくなっているものと考えられる。Ｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅ微細化は、αの値を見ると明らかである。
【００５９】
オーバーコート層の有無によらず、αの値は９程度になっているが、この値はパターン内に埋め込まない場合（表１中、比較例１参照）に比べて１／３程度になっている。以上から、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜は通常成膜ではｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅを導入することが難しいが、パターンド媒体にすることで微細なｐｉｎを導入することができることがわかった。
【００６０】
しかし、表２中のＨｃの低下率を見ると明らかであるが、オーバーコート層を設けていない比較例３では、Ｈｃの低下率（一定時間経過後のＨｃを成膜直後のＨｃ_０で規格化したＨｃ／Ｈｃ_０の低下率を、経過時間が１桁増加した時の劣化率で示したもの）が非常に大きくなっていることがわかる。このように、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜をパターンド媒体に使用した場合にも、オーバーコート層を設けることで、特性の経時劣化を大幅に低減することができた。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜を磁気記録層とする垂直記録媒体において、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏからなる群から選択される金属、およびこれらのうち２種類以上を選択して作製した合金からなる薄膜をオーバーコート層として磁気記録層の直上に設けることで、磁気記録層の熱安定性を低下させることなく媒体の記録分解能を向上し、特性劣化を低減することができる。また、ＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜をパターンド媒体の磁気記録層とすることで、ｐｉｎｎｉｎｇ　ｓｉｔｅ導入が難しいＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜に微細なｐｉｎを導入することができるが、このようにして作製したパターンド媒体においても、上述と同様の材料からなるオーバーコート層を設けることで、特性の劣化を低減することができる。これらの結果、高い熱安定性を持つＲＥ−ＴＭアモルファス薄膜を用いて、記録分解能が高く、経時劣化の少ない媒体を作製することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る垂直媒体の断面模式図である。
【図２】実施例１，２，比較例１に係るＨｃの経時変化を示す特性図である。
【図３】実施例３および比較例２に係る媒体ノイズの線記録密度依存性を示す特性図である。
【図４】実施例３および比較例２に係る信号−ノイズ比の線記録密度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
１　非磁性基体
２　軟磁性裏打ち層
３　下地層
４　磁気記録層
５　オーバーコート膜
６　保護膜
７　液体潤滑層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium and a method of manufacturing the same, and a patterned medium and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a perpendicular magnetic recording medium mounted on various magnetic recording apparatuses and a method of manufacturing the same, and a patterned medium and a method of manufacturing the same. .
[0002]
[Prior art]
As a technique for realizing a higher density of magnetic recording, a perpendicular magnetic recording method is attracting attention instead of a conventional longitudinal magnetic recording method.
[0003]
Perpendicular magnetic recording media mainly have a magnetic recording layer of a hard magnetic material, a protective film for protecting the surface of the magnetic recording layer, and a role of concentrating magnetic flux generated by a magnetic head used for recording on this recording layer. It is composed of a soft magnetic material backing layer. In recent years, as the recording density has increased, the problem of recording loss due to thermal fluctuations has become apparent.However, in a perpendicular recording medium, the higher the density, the greater the stability of bits, so thermal fluctuations are not as problematic as in longitudinal magnetic recording systems. Was considered.
[0004]
However, the magnetic recording layer is expected to become thinner in the future, and stability for low-density recording such as servo patterns is also required. It has become a challenge. From such a background, a new material having excellent thermal stability has been started to be substituted for crystalline CoCr alloys such as CoCrPt, CoCrTa, and CoCrPtB, which are conventionally used magnetic recording layer materials.
[0005]
Since the thermal stability of the medium is proportional to the uniaxial anisotropy constant (hereinafter, Ku) of the magnetic recording layer, the thermal stability can be improved by increasing Ku. Specific examples of recent approaches to high Ku include multilayered films of Co / Pt and Co / Pd, and ordered lattices of CoPt and FePt.
[0006]
However, for example, in a Co / Pt multilayer laminated film, it is necessary to alternately laminate several layers of Co and Pt thin films (for example, about 20 layers), and mass production is difficult. It is necessary to perform a heat treatment for 10 seconds to several minutes, and for mass production, it is necessary to lower the heat treatment temperature and shorten the heat treatment time.
[0007]
Under such circumstances, the use of a rare earth-transition metal (hereinafter, RE-TM) amorphous thin film represented by TbFeCo, which is used for a magnetic recording layer of a magneto-optical disk, as a magnetic recording layer of a hard disk has been studied. Has begun. RE-TM amorphous thin films are characterized by (1) high Ku, (2) easy control of magnetic properties, (3) film formation at room temperature, etc., and applied to perpendicular magnetic recording media in the 1980s. Had been considered.
[0008]
On the other hand, there is a patterned medium as a technique aiming at higher density than a perpendicular magnetic recording medium. This is an attempt to achieve a very high density recording by regularly arranging fine patterns on a magnetic recording layer and regularly arranging magnetically separated bits.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, RE-TM amorphous material lacks corrosion resistance, and characteristic deterioration cannot be prevented unless the protective film is thickened. Therefore, the distance between the medium and the head cannot be reduced, and sufficient recording / reproducing performance cannot be obtained at first. Was. Further, since the RE-TM amorphous material performs domain wall displacement type magnetization reversal, it is difficult to reduce the unit of magnetization reversal as compared with a CoCr alloy or the like that performs magnetization rotation type magnetization reversal, and therefore, it is not possible to increase the recording resolution. There was also a problem.
[0010]
On the other hand, there has been a report that a recording / reproducing characteristic of about 400 kFCl has recently been realized by using TbFeCo due to the progress of the recording head and the protective film and the contrivance of the layer configuration (K. Ozaki, K. Matsumoto, I. et al. Tagawa and K. Shono.J. Magn. Soc. Japan, 25 (2001) p322), and a perpendicular magnetic recording medium using an RE-TM amorphous thin film is becoming realistic. Although progress has been made steadily in this way, it cannot be said that both corrosion resistance and recording / reproducing characteristics are sufficient, and it is necessary to further improve corrosion resistance and recording / reproducing characteristics for practical use. It is.
[0011]
On the other hand, if the technique of the patterned medium is used, it is considered that even in a domain wall displacement type film such as an RE-TM amorphous thin film, it is possible to increase the recording resolution by physically separating bits. In such cases, improvement of corrosion resistance is a major issue.
[0012]
An object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording medium and a patterned medium using an RE-TM amorphous thin film as a magnetic recording layer, without impairing the thermal stability of the medium; By improving the recording resolution of the medium, an improvement in medium performance such as a longer life and a higher recording density is realized.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Usually, carbon is used for the protective film of the magnetic recording medium. In order to improve the recording / reproducing performance of the magnetic recording device, it is necessary to make the distance between the magnetic recording medium and the recording / reproducing head as short as possible. Therefore, it is required that the carbon as the protective film is made as thin as possible. ing. Recently, carbon having a thickness of about 6 nm has been used as a protective film. However, with such a thin carbon, there has been a problem that deterioration due to corrosion of the RE-TM amorphous thin film cannot be prevented.
[0014]
In general, the magnetization reversal mechanism of an alloy material such as CoCrPt, which is often used as a magnetic recording layer of a perpendicular recording medium, is a magnetization rotation type, whereas the domain reversal mechanism of an RE-TM amorphous thin film is dominated by domain wall motion. Therefore, there is a difference in approach method when it is desired to reduce noise and improve recording resolution. To reduce the noise of the medium and improve the recording resolution, it is effective to reduce the unit of magnetization reversal. In the case of alloy materials such as CoCrPt, individual crystal grains have a single magnetic domain structure. Therefore, the magnetization reversal unit can be reduced by reducing the crystal grain size. On the other hand, in the RE-TM amorphous thin film, the magnetization reversal unit is reduced. For this purpose, it is necessary to introduce a lot of pinning sites (locations for pinning the domain wall) into the film. Thus, aiming at introducing a pinning site, studies have mainly been made on adding an additive so far. However, the additive forms a solid solution with a main component in the film, so that the pinning site cannot be formed, or the pinning site cannot be successfully formed. Even if it can be formed, it is very difficult to introduce a pinning site while maintaining the thermal stability, such as a decrease in the Ku of the film due to the additive and the thermal stability is impaired.
[0015]
In order to solve the above problem, the present inventors have proposed a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and a thin film made of an alloy prepared by selecting two or more of these metals. By forming on the RE-TM amorphous thin film and further forming a protective film such as carbon which is usually used for a medium on the RE-TM amorphous film, corrosion of the RE-TM amorphous thin film is prevented and, at the same time, pinning without impairing thermal stability. site can be introduced.
[0016]
Based on the above findings, the present applicant, in one embodiment of the present invention, sequentially laminated a soft magnetic underlayer, an underlayer, a magnetic recording layer, a nonmagnetic overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer on a nonmagnetic substrate. The above object has been attained by implementing a perpendicular recording medium comprising a perpendicular magnetic recording medium in which the magnetic recording layer comprises a rare earth-transition metal amorphous thin film.
[0017]
Here, the nonmagnetic overcoat layer is made of a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. It can be in the form of: Alternatively, the unit of magnetization reversal of the magnetic recording layer may be made finer by the nonmagnetic overcoat layer.
[0018]
In yet another aspect, in a patterned medium in which a magnetic recording layer of a perpendicular magnetic recording medium is magnetically separated by a regular and fine pattern, the magnetic recording layer is formed of a rare earth-transition metal amorphous material. A patterned medium was implemented.
[0019]
Here, a nonmagnetic overcoat layer may be formed on the magnetic recording layer, and a protective film may be formed on the nonmagnetic overcoat layer. Alternatively, the overcoat layer is formed of a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy including two or more materials selected from these. be able to.
[0020]
In still another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a perpendicular recording medium comprising sequentially laminating a soft magnetic underlayer, an underlayer, a magnetic recording layer, a nonmagnetic overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer on a nonmagnetic substrate. -A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium in which the magnetic recording layer is formed using a transition metal amorphous thin film was performed.
[0021]
Here, the nonmagnetic overcoat is formed by using a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. A form in which a coat layer is formed can be adopted. Alternatively, a mode in which the magnetization reversal unit of the magnetic recording layer is miniaturized by forming the nonmagnetic overcoat layer can be adopted.
[0022]
In yet another aspect, a method of manufacturing a patterned medium in which a magnetic recording layer of a perpendicular magnetic recording medium is magnetically separated by a regular and fine pattern to form the magnetic recording layer, wherein the rare-earth-transition metal amorphous material is used. A method for manufacturing a patterned medium in which a recording layer was formed was performed.
[0023]
Here, a non-magnetic overcoat layer may be formed on the magnetic recording layer, and a protective film may be formed on the non-magnetic overcoat layer. Alternatively, the overcoat layer is formed using a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. It can be formed in a form.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording medium according to the present invention. The perpendicular single-layer magnetic recording medium according to the present invention includes a non-magnetic substrate 1, a soft magnetic backing layer 2 provided on the non-magnetic base 1, and an underlayer 3 provided on the soft magnetic backing layer 2. A magnetic recording layer 4 provided on the underlayer 3, an overcoat film 5 provided on the magnetic recording layer 4, a protective film 6 provided on the overcoat film 5, and a protective film 6. And a liquid lubricating layer 7 provided on the substrate.
[0025]
As the non-magnetic substrate 1, various substrates having a smooth surface may be used. For example, a NiP-plated Al alloy, tempered glass, crystallized glass, or the like, which is used for a magnetic recording medium, can be used.
[0026]
As the soft magnetic underlayer 2, crystalline FeTaC, sendust (FeSiAl) alloy, or the like, or amorphous Co alloys such as CoZrNb and CoTaZr can be used. Although the optimum value of the thickness of the soft magnetic underlayer 2 varies depending on the structure and characteristics of the magnetic head used for recording, it is generally preferable that the thickness is about 10 nm or more and 500 nm or less in view of productivity.
[0027]
For the underlayer 3, various materials having fine irregularities on the surface can be used. For example, Ta, Ti, Mn, Cr, SiO ₂ , AlN, SiC, etc., but are not limited to these materials.
[0028]
Various amorphous materials including rare earths and transition metals can be used for the magnetic recording layer 4, and examples thereof include TbCo, TbFe, TbFeCo, GdFe, and GdTbFe, but are not limited to these materials. .
[0029]
As the overcoat film 5, a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and a thin film made of an alloy prepared by selecting two or more of these metals are used. The thickness of the overcoat film 5 is adjusted so that the distance between the recording / reproducing head and the medium is not too large while maintaining the corrosion resistance and the Pinning effect, but it is generally preferable that the thickness is about 5 nm or less. In order to promote the Pinning effect, it is preferable to apply a bias to the substrate in the minus direction when forming the overcoat film 5.
[0030]
As the protective film 6, for example, a thin film mainly composed of carbon is used. In addition, various thin film materials generally used as a protective film of a magnetic recording medium may be used. It is desirable that the thickness of the protective film 6 be determined in consideration of the thickness of the overcoat film 5 so that the distance between the recording / reproducing head and the medium does not change even when the overcoat film 5 is introduced. For example, if the thickness of the protective film 6 when the overcoat film 5 is not used is 8 nm and the thickness of the overcoat film 5 is 4 nm, the recording is performed by setting the thickness of the protective film 6 to 4 nm. / The overcoat film 5 can be introduced without changing the distance between the reproducing head and the medium.
[0031]
For the liquid lubricating layer 7, for example, a perfluoropolyether-based lubricant can be used. In addition, various lubricating materials generally used as a liquid lubricating layer material for a magnetic recording medium may be used.
[0032]
Each layer laminated on the non-magnetic substrate 1 can be formed by various film forming techniques generally used in the field of magnetic recording media. For forming each layer except the liquid lubricating layer 7, for example, a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, or a vacuum evaporation method can be used. The liquid lubricating layer 7 can be formed by, for example, a dipping method or a spin coating method. However, it is not limited to these methods.
[0033]
【Example】
Hereinafter, the perpendicular magnetic dot recording medium of the present invention will be described in detail with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited thereto, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention. .
[0034]
[Example 1]
The present embodiment relates to a perpendicular magnetic recording medium having a non-magnetic substrate and an underlayer, an RE-TM amorphous magnetic recording layer, a Ta overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer which are sequentially laminated thereon.
[0035]
A chemically strengthened glass substrate having a smooth surface (for example, N-10 glass substrate manufactured by HOYA) is used as the non-magnetic substrate, washed, introduced into a sputtering apparatus, and a Ta underlayer is formed to a thickness of 15 nm using a Ta target. did. Subsequently, a TbCo magnetic recording layer was formed to a thickness of 20 nm under a Ar gas pressure of 4.0 Pa using a 15 TbCo target, which is an RE-TM amorphous alloy. Subsequently, a Ta overcoat layer was formed to a thickness of 2 nm using a Ta target while applying a bias of 200 V so that the substrate had a negative potential.
[0036]
Finally, a protective film made of carbon having a thickness of 8 nm was formed using a carbon target, and then taken out of the vacuum apparatus. All of these films except for the TbCo magnetic recording layer were formed under an Ar gas pressure of 0.67 Pa, and all films were formed by DC magnetron sputtering. Thereafter, a liquid lubricating layer of purple fluoropolyether having a thickness of 2 nm was formed by dipping to obtain a perpendicular magnetic recording medium.
[0037]
[Example 2]
The present embodiment relates to a perpendicular magnetic recording medium configured in the same manner as in Embodiment 1, except that the material of the overcoat layer is TiCr.
[0038]
A chemically strengthened glass substrate (for example, N-10 glass substrate manufactured by HOYA) having a smooth surface was used as the non-magnetic substrate, and after cleaning, the substrate was introduced into a sputtering apparatus to form a Ta underlayer and a TbCo magnetic recording layer in Example 1. A film was formed in exactly the same manner as described above. Subsequently, a TiCr overcoat layer was formed to a thickness of 2 nm using a Ti10Cr target while applying a bias of 200 V so that the substrate had a negative potential.
[0039]
Finally, a protective film made of carbon having a thickness of 8 nm was formed using a carbon target, and then taken out of the vacuum apparatus. All of these films except for the TbCo magnetic recording layer were formed under an Ar gas pressure of 0.67 Pa, and all films were formed by DC magnetron sputtering. Thereafter, a liquid lubricating layer of purple fluoropolyether having a thickness of 2 nm was formed by dipping to obtain a perpendicular magnetic recording medium.
[0040]
[Comparative Example 1]
A chemically strengthened glass substrate (for example, N-10 glass substrate manufactured by HOYA) having a smooth surface was used as the non-magnetic substrate, and after cleaning, the substrate was introduced into a sputtering apparatus to form a Ta underlayer and a TbCo magnetic recording layer in Example 1. , 2. Next, without forming an overcoat layer, a carbon protective film was formed to a thickness of 10 nm and then taken out of the vacuum apparatus. As in Examples 1 and 2, these films except for the TbCo magnetic recording layer were all formed under an Ar gas pressure of 0.67 Pa, and all films were formed by DC magnetron sputtering. Thereafter, a liquid lubricating layer of purple fluoropolyether having a thickness of 2 nm was formed by dipping to obtain a perpendicular magnetic recording medium.
[0041]
The magnetic properties of the completed perpendicular magnetic recording medium were measured with a VSM (vibrating sample magnetometer), and the magnetic anisotropy constant Ku was measured with a magnetic torque meter. Table 1 shows the characteristics of the media of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.
[0042]
[Table 1]

[0043]
As is clear from Table 1, the total thickness of the overcoat layer and the carbon protective film is unified at 10 nm in each case. As is clear from Table 1, it can be seen that Hc is higher in Examples 1 and 2 than in Comparative Example 1.
[0044]
In the domain wall displacement type magnetic film, the increase in Hc is considered to be caused by either the increase in Ku or the increase in pinning site. Therefore, when Ku is compared, Examples 1 and 2 show a slight increase as compared with the comparative example, but do not show a large difference. Next, the inclination parameter α of the magnetization curve is compared. α is the inclination of the magnetization curve near Hc in the perpendicular medium, that is, 4π × (dM / dH) _{H = Hc} Is the slope parameter of the magnetization curve represented by, and means that the unit of magnetization reversal decreases as α approaches 1.
[0045]
From Table 1, it can be seen that α is reduced by half in Examples 1 and 2 as compared with Comparative Example 1. This means that the magnetization reversal unit is reduced by providing the overcoat layer, that is, a large number of pinning sites are introduced. Thus, by providing the Ta overcoat layer in Example 1 and the TiCr overcoat layer in Example 2, a pinning site could be introduced, leading to an increase in Hc in terms of magnetic properties.
[0046]
Next, the change with time of Hc was examined in order to evaluate the corrosion resistance. FIG. 2 shows the coercive force Hc measured immediately after the film formation, measured by a VSM after a lapse of a certain time after the film formation. ₀ Hc / Hc which is the value standardized by ₀ Shows the change over time. From Table 1, it can be seen that the deterioration of Comparative Example 1 is larger than that of Example 1 and Example 2 with time. Hc / Hc ₀ Is expressed as a deterioration rate when the elapsed time increases by one digit, 1.33 [% -decade] in Example 1, 1.42 [% -decade] in Example 2, and Comparative Example 1 It is 8.59 [% -decade]. Thus, by providing the overcoat film, the corrosion resistance could be significantly improved.
[0047]
[Example 3]
This embodiment has a nonmagnetic substrate, a soft magnetic backing layer, an underlayer, an RE-TM amorphous magnetic recording layer, a Ta overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer which are sequentially laminated thereon. The present invention relates to a two-layer perpendicular magnetic recording medium.
[0048]
A chemically strengthened glass substrate (for example, N-10 glass substrate manufactured by HOYA) having a smooth surface is used as the non-magnetic substrate. Formed. Next, a CrMn underlayer was formed to a thickness of 15 nm using a Cr20Mn target. Subsequently, using a 15TbFe10Co target, which is an RE-TM amorphous alloy, a TbFeCo magnetic recording layer was formed to a thickness of 20 nm under an Ar gas pressure of 4.0 Pa.
[0049]
Subsequently, a Ta overcoat layer was formed to a thickness of 2 nm using a Ta target while applying a bias of 200 V so that the substrate had a negative potential. Finally, a protective film made of carbon having a thickness of 8 nm was formed using a carbon target, and then taken out of the vacuum apparatus. All of these films except for the TbFeCo magnetic recording layer were formed under an Ar gas pressure of 0.67 Pa, and all films were formed by DC magnetron sputtering. Thereafter, a liquid lubricating layer of purple fluoropolyether having a thickness of 2 nm was formed by a dipping method to obtain a two-layer perpendicular magnetic recording medium having a soft magnetic underlayer.
[0050]
[Comparative Example 2]
A two-layer perpendicular magnetic recording medium having a soft magnetic underlayer was produced in exactly the same manner as in Example 3, except that the overcoat layer was not provided and the thickness of the carbon protective film was 10 nm.
[0051]
The coercive force Hc and the squareness S of the two-layer magnetic recording medium obtained as described above were measured by the magnetic Kerr effect. Hc is 366.2 [A / m] and 282.6 [A / m] for the medium of Example 3 and the medium of Comparative Example 2, respectively, and is higher for the medium of Example 3 provided with the overcoat layer. High Hc was obtained. The tendency that a higher Hc can be obtained by providing the overcoat layer is exactly the same as that of the single-layer magnetic recording media (medium without the soft magnetic underlayer) shown in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. It was found that the effect of the overcoat layer was obtained regardless of the presence or absence of the backing layer. The squareness ratio was 1.0 in both cases.
[0052]
Next, in order to examine the electromagnetic conversion characteristics, the noise spectrum and the SNR (signal output car noise ratio) were measured using a read / write tester. FIG. 3 shows the dependence of the medium noise on the linear recording density of the medium according to Example 3 and Comparative Example 2, and FIG. 4 shows the dependence of the SNR on the linear recording density. FIG. 3 shows that noise was reduced in the medium of Example 3 provided with the Ta overcoat layer. A decrease in the slope of the noise-linear recording density graph indicates a decrease in the transition noise, that is, a decrease in the unit of magnetization reversal, and it can be said that the recording resolution was improved by the Ta overcoat layer. . This improvement in recording resolution is also reflected in the improvement in SNR in FIG. 4, and the SNR is improved by about 4 [dB] at the maximum.
[0053]
[Example 4]
This example is a non-magnetic substrate having a surface coated with a resin to form a fine pattern on the resin, an underlayer, an RE-TM amorphous magnetic recording layer, and a TiCr overcoat that are sequentially laminated thereon. The present invention relates to a patterned medium having a layer, a protective film, and a liquid lubricating layer.
[0054]
A chemically strengthened glass substrate having a smooth surface (for example, N-10 glass substrate manufactured by HOYA) was used as the non-magnetic substrate, and PMMA dissolved in chloroform was deposited to a thickness of 50 nm on the substrate by spin coating. At this time, the concentration of PMMA contained in the solution was 0.5 wt%. Next, the substrate and the stamper were heated to 190 ° C., the stamper was pressed onto the substrate at a pressure of 3.9 MPa, cooled to 100 ° C., and released. Note that dot patterns having a diameter of 100 nm are formed at intervals of 100 nm on the stamper by using electron beam lithography. The thickness of the PMMA film and the thickness of the heating layer are set so that the depth of the concave portion when the pattern is formed in the PMMA film is deeper than the “film thickness of the underlayer” and equal to or less than “film thickness of the underlayer + magnetic recording layer”. Temperature and molding pressure are adjusted. Next, the substrate was introduced into the sputtering apparatus again, and a Ta underlayer was formed to a thickness of 15 nm using a Ta target, and a TbCo magnetic recording layer was formed to a thickness of 20 nm under an Ar gas pressure of 4.0 Pa using an 18 TbCo target as an RE-TM amorphous alloy. A film was formed. Thereafter, the magnetic recording layer was removed from the vacuum device, and the magnetic recording layer formed on the protrusions of the pattern was removed using diamond slurry. The amount of polishing was monitored by a laser displacement meter, and the point at which the change in the amount of displacement sharply dropped was taken as the end point. Subsequently, this was washed, introduced into a sputtering apparatus, and a 2 nm thick Si overcoat layer was formed using a Si target, and a protective film 8 nm made of carbon was formed using a carbon target, and then taken out of the vacuum apparatus. Thereafter, a liquid lubricating layer made of purple fluoropolyether having a thickness of 2 nm was formed by a dipping method to obtain a patterned medium. All film formation in the vacuum apparatus was performed by a DC magnetron sputtering method under an Ar gas pressure of 0.67 Pa.
[0055]
[Comparative Example 3]
A patterned medium was produced in exactly the same manner as in Example 4 except that the overcoat layer was not provided and the thickness of the carbon protective film was 10 nm.
[0056]
The magnetic characteristics of the completed patterned medium were measured by VSM. Table 2 shows a comparison between the characteristics of Example 4 and Comparative Example 3.
[0057]
[Table 2]

[0058]
Unlike the cases of the examples and the comparative examples up to this point, the result was that there was no difference in Hc even if there was no overcoat (Example 4) or without (Comparative Example 1). This is because, by embedding the RE-TM amorphous film in the pattern, one dot becomes one magnetization reversal unit and the magnetization reversal unit is miniaturized, so that the effect of forming a pinning site by the overcoat film becomes difficult to appear. It is considered. The pinning site miniaturization is apparent from the value of α.
[0059]
The value of α is about 9 irrespective of the presence or absence of the overcoat layer, but this value is about 1/3 as compared with the case where it is not embedded in the pattern (see Comparative Example 1 in Table 1). I have. From the above, it has been found that it is difficult to introduce a pinning site in a normal film formation of an RE-TM amorphous thin film, but a fine pin can be introduced by using a patterned medium.
[0060]
However, it is clear from the Hc reduction rate in Table 2 that the Hc reduction rate in Comparative Example 3 without the overcoat layer (the Hc after a certain period of time has been changed from the Hc immediately after film formation) ₀ Hc / Hc standardized by ₀ (Shown by the deterioration rate when the elapsed time is increased by one digit) is very large. As described above, even when the RE-TM amorphous thin film was used for the patterned medium, the provision of the overcoat layer could significantly reduce the deterioration over time of the characteristics.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a perpendicular recording medium having a RE-TM amorphous thin film as a magnetic recording layer, a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo; By providing a thin film made of an alloy prepared by selecting two or more of them as an overcoat layer immediately above the magnetic recording layer, the recording resolution of the medium can be improved without lowering the thermal stability of the magnetic recording layer, and the characteristics can be improved. Deterioration can be reduced. Further, by using the RE-TM amorphous thin film as the magnetic recording layer of the patterned medium, fine pins can be introduced into the RE-TM amorphous thin film, which is difficult to introduce a pinning site. Also in the medium, by providing an overcoat layer made of the same material as described above, deterioration of characteristics can be reduced. As a result, it is possible to manufacture a medium having a high recording resolution and a little deterioration over time by using an RE-TM amorphous thin film having high thermal stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a perpendicular medium according to the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing changes with time of Hc according to Examples 1, 2 and Comparative Example 1.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the linear recording density dependence of medium noise according to Example 3 and Comparative Example 2.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing linear recording density dependence of a signal-to-noise ratio according to Example 3 and Comparative Example 2.
[Explanation of symbols]
1 Non-magnetic substrate
2 Soft magnetic underlayer
3 Underlayer
4 Magnetic recording layer
5 Overcoat film
6 Protective film
7 Liquid lubrication layer

Claims

A perpendicular recording medium in which a soft magnetic backing layer, an underlayer, a magnetic recording layer, a nonmagnetic overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer are sequentially laminated on a nonmagnetic substrate,
The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording layer comprises a rare earth-transition metal amorphous thin film.

In claim 1,
The non-magnetic overcoat layer is made of a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. Characteristic perpendicular magnetic recording medium.

In claim 1 or 2,
The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein a magnetization reversal unit of the magnetic recording layer is miniaturized by the nonmagnetic overcoat layer.

In a patterned medium in which a magnetic recording layer of a perpendicular magnetic recording medium is magnetically separated by a regular and fine pattern,
The patterned medium, wherein the magnetic recording layer is made of a rare earth-transition metal amorphous material.

In claim 4,
A patterned medium comprising: a non-magnetic overcoat layer on the magnetic recording layer; and a protective film on the non-magnetic overcoat layer.

In claim 4 or 5,
The overcoat layer is made of a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. Patterned media.

A method for manufacturing a perpendicular recording medium comprising sequentially laminating a soft magnetic underlayer, an underlayer, a magnetic recording layer, a nonmagnetic overcoat layer, a protective film, and a liquid lubricating layer on a nonmagnetic substrate,
A method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, wherein the magnetic recording layer is formed using a rare earth-transition metal amorphous thin film.

In claim 7,
The non-magnetic overcoat layer is formed by using a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo and an alloy containing two or more materials selected from these. Forming a perpendicular magnetic recording medium.

In claim 7 or 8,
A method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, comprising: miniaturizing a magnetization reversal unit of the magnetic recording layer by forming the nonmagnetic overcoat layer.

In a method for manufacturing a patterned medium in which a magnetic recording layer of a perpendicular magnetic recording medium is magnetically separated and formed by a regular and fine pattern,
A method for manufacturing a patterned medium, wherein the magnetic recording layer is formed using a rare earth-transition metal amorphous material.

In claim 10,
A method for manufacturing a patterned medium, comprising: forming a nonmagnetic overcoat layer on the magnetic recording layer; and forming a protective film on the nonmagnetic overcoat layer.

In claim 10 or 11,
The overcoat layer is formed using a metal selected from the group consisting of Si, Ti, Ta, Cr, Mn, and Mo, and an alloy containing two or more materials selected from these. A method for manufacturing a patterned medium, comprising: