JP2006294220A - 磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体および磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直磁気記録膜に酸化物系磁性材料を用い、カーボン保護膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合に、カーボン保護膜の剥離や潤滑膜の分離を防ぐことができ、しかも良好な記録再生特性を得ることができる磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１上に、少なくとも垂直磁気記録膜とカーボン保護膜とを備え、垂直磁気記録膜がＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料からなる磁気記録媒体を製造する方法であって、基板１上に垂直磁気記録膜を形成する垂直磁気記録膜形成工程と、垂直磁気記録膜を形成した基板１を加熱部２８で加熱する加熱工程と、垂直磁気記録膜を形成した基板１上に、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成する保護膜形成工程とを含む。
【選択図】図３
【解決手段】基板１上に、少なくとも垂直磁気記録膜とカーボン保護膜とを備え、垂直磁気記録膜がＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料からなる磁気記録媒体を製造する方法であって、基板１上に垂直磁気記録膜を形成する垂直磁気記録膜形成工程と、垂直磁気記録膜を形成した基板１を加熱部２８で加熱する加熱工程と、垂直磁気記録膜を形成した基板１上に、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成する保護膜形成工程とを含む。
【選択図】図３
Description
本発明は、磁気記録媒体、その製造方法、およびこの磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置に関するものである。
垂直磁気記録方式は、磁化容易軸が基板に対し垂直に向けられた磁気記録膜を用いる方式である。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べ、記録ビット間の境界である磁化遷移領域付近での反磁界が小さくなるため、記録密度が高くなるほど静磁気的に安定となって熱揺らぎ耐性が向上することから、面記録密度の向上に適している。
特に、基板と垂直磁気記録膜との間に軟磁性材料からなる裏打ち層を設けた媒体、いわゆる垂直２層媒体は、裏打ち層が磁気ヘッドからの記録磁界を還流させるため、記録再生効率を向上させることができる。
垂直磁気記録媒体としては、基板上に、裏打ち層、下地膜、垂直磁気記録膜および保護膜が形成されたものが一般的である。
特に、基板と垂直磁気記録膜との間に軟磁性材料からなる裏打ち層を設けた媒体、いわゆる垂直２層媒体は、裏打ち層が磁気ヘッドからの記録磁界を還流させるため、記録再生効率を向上させることができる。
垂直磁気記録媒体としては、基板上に、裏打ち層、下地膜、垂直磁気記録膜および保護膜が形成されたものが一般的である。
垂直磁気記録膜の材料としては、Ｃｏ−Ｃｒ系合金が広く用いられている。Ｃｏ−Ｃｒ系合金を用いる場合には、通常、成膜時の基板加熱により磁気記録膜内部で磁性相と非磁性相とを分離させる。
保護膜としては、プラズマＣＶＤ法により形成されたカーボン保護膜が広く用いられている。
保護膜としては、プラズマＣＶＤ法により形成されたカーボン保護膜が広く用いられている。
近年では、垂直磁気記録膜の材料として、Ｃｏ合金（例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ）と、ＳｉＯ２などの酸化物とを含む酸化物系磁性材料が用いられてきている。
酸化物系磁性材料では、Ｃｏ合金からなる磁性相を取り囲むようにして酸化物からなる非磁性相が析出するため、磁性結晶粒（磁性相）を孤立化、微細化し、磁化遷移領域を小さくすることができる。このため、媒体ノイズ低減を図ることができる（非特許文献１〜３を参照）。
及川、他６名「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２／Ｒｕ垂直磁気記録媒体のＳｉＯ２組成と粒の孤立化」：日本応用磁気学会誌 ２９、２３１−２３４（２００５） 松沼、他「新しい構造の中間層を含むＣｏＣｒＰｔ合金酸化物垂直磁気記録媒体」：信学技法 ＭＲ２００４−１０ 大月、上住「４００Ｇビット／（インチ）２にメド ＨＤＤ用垂直磁気記録媒体を開発」：日経エレクトロニクス ２００４年１月１９日
酸化物系磁性材料では、Ｃｏ合金からなる磁性相を取り囲むようにして酸化物からなる非磁性相が析出するため、磁性結晶粒（磁性相）を孤立化、微細化し、磁化遷移領域を小さくすることができる。このため、媒体ノイズ低減を図ることができる（非特許文献１〜３を参照）。
及川、他６名「ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ２／Ｒｕ垂直磁気記録媒体のＳｉＯ２組成と粒の孤立化」：日本応用磁気学会誌 ２９、２３１−２３４（２００５） 松沼、他「新しい構造の中間層を含むＣｏＣｒＰｔ合金酸化物垂直磁気記録媒体」：信学技法 ＭＲ２００４−１０ 大月、上住「４００Ｇビット／（インチ）２にメド ＨＤＤ用垂直磁気記録媒体を開発」：日経エレクトロニクス ２００４年１月１９日
しかしながら、従来の製造方法によって得られた磁気記録媒体では、カーボン保護膜に剥離が生じることがあった。また、カーボン保護膜表面への潤滑膜の定着が悪く、長時間の使用によって、潤滑膜の一部がヘッドスライダに付着することがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、垂直磁気記録膜に酸化物系磁性材料を用い、カーボン保護膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合に、カーボン保護膜の剥離や潤滑剤のヘッド付着を防ぐことができ、しかも良好な記録再生特性を得ることができる磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、垂直磁気記録膜に酸化物系磁性材料を用い、カーボン保護膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合に、カーボン保護膜の剥離や潤滑剤のヘッド付着を防ぐことができ、しかも良好な記録再生特性を得ることができる磁気記録媒体の製造方法、磁気記録媒体および磁気記録再生装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
（１）上記課題を解決するための第１の発明は、基板上に、少なくとも垂直磁気記録膜とカーボン保護膜とを備え、前記垂直磁気記録膜がＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料からなる磁気記録媒体を製造する方法であって、前記基板上に前記垂直磁気記録膜を形成する垂直磁気記録膜形成工程と、該垂直磁気記録膜を形成した基板を加熱する加熱工程と、前記垂直磁気記録膜を形成した基板上に、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成する保護膜形成工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
（２）上記課題を解決するための第２の発明は、前記加熱工程における加熱温度が、前記保護膜形成工程においてカーボン保護膜を形成する際の基板温度より高いことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（３）上記課題を解決するための第３の発明は、前記垂直磁気記録膜形成工程において垂直磁気記録膜を形成する際の温度が８０℃未満であり、前記加熱工程における加熱温度は、前記カーボン保護膜を形成する際の基板温度が８０℃以上となるように設定されることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（４）上記課題を解決するための第４の発明は、前記垂直磁気記録膜が、酸化物からなる非磁性相がＣｏ合金からなる磁性相を取り囲む構造を有することを特徴とする（１）〜（３）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（５）上記課題を解決するための第５の発明は、前記酸化物が、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３のうち１または２以上であることを特徴とする（１）〜（４）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（６）上記課題を解決するための第６の発明は、（１）〜（５）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造されたものであることを特徴とする磁気記録媒体である。
（７）上記課題を解決するための第７の発明は、（６）に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置である。
（１）上記課題を解決するための第１の発明は、基板上に、少なくとも垂直磁気記録膜とカーボン保護膜とを備え、前記垂直磁気記録膜がＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料からなる磁気記録媒体を製造する方法であって、前記基板上に前記垂直磁気記録膜を形成する垂直磁気記録膜形成工程と、該垂直磁気記録膜を形成した基板を加熱する加熱工程と、前記垂直磁気記録膜を形成した基板上に、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成する保護膜形成工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
（２）上記課題を解決するための第２の発明は、前記加熱工程における加熱温度が、前記保護膜形成工程においてカーボン保護膜を形成する際の基板温度より高いことを特徴とする（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（３）上記課題を解決するための第３の発明は、前記垂直磁気記録膜形成工程において垂直磁気記録膜を形成する際の温度が８０℃未満であり、前記加熱工程における加熱温度は、前記カーボン保護膜を形成する際の基板温度が８０℃以上となるように設定されることを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（４）上記課題を解決するための第４の発明は、前記垂直磁気記録膜が、酸化物からなる非磁性相がＣｏ合金からなる磁性相を取り囲む構造を有することを特徴とする（１）〜（３）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（５）上記課題を解決するための第５の発明は、前記酸化物が、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３のうち１または２以上であることを特徴とする（１）〜（４）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法である。
（６）上記課題を解決するための第６の発明は、（１）〜（５）のうちいずれか１つに記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造されたものであることを特徴とする磁気記録媒体である。
（７）上記課題を解決するための第７の発明は、（６）に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置である。
本発明によれば、酸化物系磁性材料からなる垂直磁気記録膜を形成した後、基板を加熱してプラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成するので、優れた記録再生特性を有する垂直磁気記録膜が得られ、しかも高密度で密着性に優れたカーボン保護膜を形成することができる。
従って、記録再生特性と耐久性とを兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができる。
従って、記録再生特性と耐久性とを兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができる。
図１は、本発明の磁気記録媒体の第１の例を示すものである。
この磁気記録媒体は、基板１上に、第１軟磁性膜２と、反強磁性膜３と、第２軟磁性膜４と、配向制御膜５と、垂直磁気記録膜６と、カーボン保護膜７と、潤滑膜８とが順次形成された構成となっている。
図２は、本発明の磁気記録媒体の第２の例を示すものである。
この磁気記録媒体は、基板１と第１軟磁性膜２との間に、ピンニング下地膜９とピンニング膜１０を備えていること以外は図１に示す磁気記録媒体と同様の構成である。
この磁気記録媒体は、基板１上に、第１軟磁性膜２と、反強磁性膜３と、第２軟磁性膜４と、配向制御膜５と、垂直磁気記録膜６と、カーボン保護膜７と、潤滑膜８とが順次形成された構成となっている。
図２は、本発明の磁気記録媒体の第２の例を示すものである。
この磁気記録媒体は、基板１と第１軟磁性膜２との間に、ピンニング下地膜９とピンニング膜１０を備えていること以外は図１に示す磁気記録媒体と同様の構成である。
基板としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラス、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
基板のサイズは任意とすることができる。例えば、基板の直径は９５ｍｍ、６５ｍｍ、４８ｍｍ、２７．４ｍｍ、２１．６ｍｍなどとすることができる。
ガラス基板としては、アモルファスガラス、結晶化ガラスがあり、アモルファスガラスとしては汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスを使用できる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが使用可能である。
基板のサイズは任意とすることができる。例えば、基板の直径は９５ｍｍ、６５ｍｍ、４８ｍｍ、２７．４ｍｍ、２１．６ｍｍなどとすることができる。
基板は、平均表面粗さＲａを２ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以下とすると、ヘッドの浮上高さを低くすることができるため高密度記録に適している。
また、基板の表面の微小うねり（Ｗａ）を０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下とすると、ヘッドの浮上高さを低くすることができるため高密度記録に適している。微小うねり（Ｗａ）は、例えば、表面粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
基板は、端面のチャンファー部の面取り部と側面部のうち少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下、好ましくは９．５ｎｍ以下のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。
また、基板の表面の微小うねり（Ｗａ）を０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下とすると、ヘッドの浮上高さを低くすることができるため高密度記録に適している。微小うねり（Ｗａ）は、例えば、表面粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。
基板は、端面のチャンファー部の面取り部と側面部のうち少なくとも一方の表面平均粗さＲａが１０ｎｍ以下、好ましくは９．５ｎｍ以下のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。
ピンニング下地膜は、ピンニング膜の結晶構造を整えるためのもので、その材料としては、ＣｒまたはＣｒ合金を挙げることができる。Ｃｒ合金の例としては、ＣｒＭｏ系、ＣｒＴｉ系、ＣｒＷ系、ＣｒＶ系、ＣｒＳｉ系、ＣｒＮｂ系の合金を挙げることができる。
ピンニング膜は、硬磁性材料、たとえばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ系合金、Ｃｏ−Ｓｍ系合金などからなる。ピンニング膜は軟磁性膜に比べてはるかに保磁力が大きいため、軟磁性膜内での磁壁の移動を抑制することができる。
ピンニング膜は、保磁力Ｈｃが５００（Ｏｅ）以上（好ましくは１０００（Ｏｅ）以上）であることが好ましい。なお、１（Ｏｅ）は、約７９Ａ／ｍである。
ピンニング膜は、保磁力Ｈｃが５００（Ｏｅ）以上（好ましくは１０００（Ｏｅ）以上）であることが好ましい。なお、１（Ｏｅ）は、約７９Ａ／ｍである。
軟磁性膜は、裏打ち層ともいい、図１および図２に示す例では第１軟磁性膜２および第２軟磁性膜４に相当する。
軟磁性膜を構成する軟磁性材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち少なくとも１つを含むものを用いることができる。この材料としては、ＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢなど）、ＦｅＮｉ合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ合金、ＦｅＮ合金、ＦｅＳｉ合金、ＦｅＰ合金、ＦｅＮｂ合金、ＦｅＨｆ合金、ＦｅＢ合金、ＣｏＢ合金、ＣｏＰ合金、ＣｏＮｉ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＢ、ＣｏＮｉＰなど）、ＦｅＣｏＮｉ合金（ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＣｏＮｉＰ、ＦｅＣｏＮｉＢなど）などを挙げることができる。
軟磁性膜の材料としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１つを含有するＣｏ合金を用いるのが好ましい。このＣｏ合金としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
また、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有する合金（ＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等）からなり、微結晶構造またはグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。グラニュラー構造とは、微細な結晶粒子が母材に取り囲まれた構造をいう。
軟磁性膜を構成する軟磁性材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏのうち少なくとも１つを含むものを用いることができる。この材料としては、ＦｅＣｏ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＢなど）、ＦｅＮｉ合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ合金、ＦｅＮ合金、ＦｅＳｉ合金、ＦｅＰ合金、ＦｅＮｂ合金、ＦｅＨｆ合金、ＦｅＢ合金、ＣｏＢ合金、ＣｏＰ合金、ＣｏＮｉ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＢ、ＣｏＮｉＰなど）、ＦｅＣｏＮｉ合金（ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＣｏＮｉＰ、ＦｅＣｏＮｉＢなど）などを挙げることができる。
軟磁性膜の材料としては、Ｃｏを８０ａｔ％以上含有し、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ等のうち少なくとも１つを含有するＣｏ合金を用いるのが好ましい。このＣｏ合金としては、ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＭｏ系合金などを好適なものとして挙げることができる。
また、Ｆｅを６０ａｔ％以上含有する合金（ＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮ等）からなり、微結晶構造またはグラニュラー構造を有する材料を用いてもよい。グラニュラー構造とは、微細な結晶粒子が母材に取り囲まれた構造をいう。
軟磁性膜は、アモルファス構造または微細結晶構造を有することが好ましい。軟磁性膜をアモルファス構造または微細結晶構造とすれば、表面粗さが悪化することがなく、垂直磁気記録膜の結晶配向性を悪化させることがないからである。
軟磁性膜の保磁力Ｈｃは、２０（Ｏｅ）以下（好ましくは１０（Ｏｅ）以下）とするのが好ましい。
軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。
軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔの総和は、２０Ｔ・ｎｍ以上、好ましくは４０Ｔ・ｎｍ以上であることが好ましい。Ｂｓ・ｔが上記範囲未満であると、ＯＷ特性が悪化するため好ましくない。
軟磁性膜の膜厚は、１２０ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下であることが好ましい。
軟磁性膜の厚さを上記範囲とすることによって、表面性を良好にし、特性劣化や生産性悪化が生じるのを防ぐことができる。
軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓは、０．６Ｔ以上（好ましくは１Ｔ以上）とするのが好ましい。
軟磁性膜の飽和磁束密度Ｂｓと膜厚ｔとの積Ｂｓ・ｔの総和は、２０Ｔ・ｎｍ以上、好ましくは４０Ｔ・ｎｍ以上であることが好ましい。Ｂｓ・ｔが上記範囲未満であると、ＯＷ特性が悪化するため好ましくない。
軟磁性膜の膜厚は、１２０ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下であることが好ましい。
軟磁性膜の厚さを上記範囲とすることによって、表面性を良好にし、特性劣化や生産性悪化が生じるのを防ぐことができる。
最上層の軟磁性膜の表面は、一部または全部が酸化されていてもよい。なお、最上層の軟磁性膜とは、軟磁性膜の数が１である場合にはその軟磁性膜であり、軟磁性膜が複数ある場合にはそれらのうち最上のものである。図１および図２に示す例では、最上層の軟磁性膜は第２軟磁性膜４である。
反強磁性膜は、軟磁性膜との交換結合により、軟磁性膜における磁化方向を揃えるためのものである。磁化方向は、基板半径方向が好ましい。
反強磁性膜の材料としては、ＭｎＩｒ系合金またはＭｎＦｅ系合金が好ましい。ＭｎＩｒ系合金またはＭｎＦｅ系合金を用いる場合には、軟磁性膜および反強磁性膜を磁場中で成膜することで軟磁性膜と反強磁性膜とを交換結合させることが可能であるため、成膜した後に磁場中でアニールや冷却などの工程が不要となるため好ましい。
反強磁性膜の膜厚は、ＭｎＩｒ系合金では３ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。ＭｎＦｅ系合金では１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。特に、ＭｎＩｒ系合金を用い、反強磁性膜の厚さを４ｎｍ以上７ｎｍ以下とすると、交換結合磁界を十分に大きくすることができ、しかも厚さによる不都合が生じないため好ましい。
図１および図２に示す例では、反強磁性膜３は第１軟磁性膜２と第２軟磁性膜４との間にのみ設けられているが、この構成に加えて、第１軟磁性膜２の下にも反強磁性膜を形成することができる。
反強磁性膜の材料としては、ＭｎＩｒ系合金またはＭｎＦｅ系合金が好ましい。ＭｎＩｒ系合金またはＭｎＦｅ系合金を用いる場合には、軟磁性膜および反強磁性膜を磁場中で成膜することで軟磁性膜と反強磁性膜とを交換結合させることが可能であるため、成膜した後に磁場中でアニールや冷却などの工程が不要となるため好ましい。
反強磁性膜の膜厚は、ＭｎＩｒ系合金では３ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましい。ＭｎＦｅ系合金では１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。特に、ＭｎＩｒ系合金を用い、反強磁性膜の厚さを４ｎｍ以上７ｎｍ以下とすると、交換結合磁界を十分に大きくすることができ、しかも厚さによる不都合が生じないため好ましい。
図１および図２に示す例では、反強磁性膜３は第１軟磁性膜２と第２軟磁性膜４との間にのみ設けられているが、この構成に加えて、第１軟磁性膜２の下にも反強磁性膜を形成することができる。
軟磁性膜と、これに交換結合する反強磁性膜を成膜する際には、磁化方向を互いに異なる方向にするために、成膜時の磁界の向きを調整するのが好ましい。例えば、軟磁性膜と反強磁性膜の磁化方向を、基板半径方向かつ反平行にすると、製造が容易になるため好ましい。
本発明では、反強磁性膜に代えて、２つの軟磁性膜の間に反磁界結合を形成する中間膜を設けることもできる。中間膜はＲｕ、Ｒｕ合金などからなる。
軟磁性膜は磁区を形成しやすく、磁区はスパイク状のノイズの原因となるが、上記中間膜は、反磁界結合のバイアス磁界により軟磁性膜における磁壁の発生を抑え、ノイズを低減することができる。
軟磁性膜は磁区を形成しやすく、磁区はスパイク状のノイズの原因となるが、上記中間膜は、反磁界結合のバイアス磁界により軟磁性膜における磁壁の発生を抑え、ノイズを低減することができる。
反強磁性膜の下には、軟磁性材料からなる軟磁性結晶下地膜を形成することができる。
例えば、図１および図２に示す例においては、反強磁性膜３と第１軟磁性膜２との間に、軟磁性結晶下地膜を形成することができる。
軟磁性結晶下地膜は反強磁性膜の結晶性を改善し、交換結合磁界を大きくするためのものである。軟磁性結晶下地膜は、ｆｃｃまたはｈｃｐ構造を有する材料からなることが好ましい。特にＮｉ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｆｅ系合金は最適である。
軟磁性結晶下地膜は、軟磁性材料からなるため、軟磁性結晶下地膜の基板側に設けた軟磁性膜と反強磁性膜との間に交換結合が生じる。
例えば、図１および図２に示す例においては、反強磁性膜３と第１軟磁性膜２との間に、軟磁性結晶下地膜を形成することができる。
軟磁性結晶下地膜は反強磁性膜の結晶性を改善し、交換結合磁界を大きくするためのものである。軟磁性結晶下地膜は、ｆｃｃまたはｈｃｐ構造を有する材料からなることが好ましい。特にＮｉ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｆｅ系合金は最適である。
軟磁性結晶下地膜は、軟磁性材料からなるため、軟磁性結晶下地膜の基板側に設けた軟磁性膜と反強磁性膜との間に交換結合が生じる。
配向制御膜は、垂直磁気記録膜の配向および結晶粒径を制御するためのものである。
配向制御膜の材料としては、ＲｕまたはＲｕ合金が好ましい。
Ｒｕ合金としては、Ｒｕと酸化物を含む酸化物系材料が使用できる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５のうち１または２以上を挙げることができる。酸化物系材料を用いる場合には、配向制御膜は、Ｒｕを含む粒子が酸化物からなる母材に取り囲まれたグラニュラー構造とすることができる。配向制御膜の組成は記録再生特性が最良となるように定めるのが望ましい。配向制御膜には磁性材料を用いてもよいが、特に限定されない。
配向制御膜の材料としては、ＲｕまたはＲｕ合金が好ましい。
Ｒｕ合金としては、Ｒｕと酸化物を含む酸化物系材料が使用できる。酸化物としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５のうち１または２以上を挙げることができる。酸化物系材料を用いる場合には、配向制御膜は、Ｒｕを含む粒子が酸化物からなる母材に取り囲まれたグラニュラー構造とすることができる。配向制御膜の組成は記録再生特性が最良となるように定めるのが望ましい。配向制御膜には磁性材料を用いてもよいが、特に限定されない。
配向制御膜の飽和磁化Ｍｓは、０〜２００ｅｍｕ／ｃｃであることが好ましい。配向制御膜のＭｓが２００ｅｍｕ／ｃｃを越えると、配向制御膜から発生するノイズにより記録再生特性が悪化するおそれがある。なお、１ｅｍｕ／ｃｃ≒１２．５７＊１０−４Ｗｂ／ｍ２である。
配向制御膜の厚さは、３ｎｍ以上３０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのが好適である。配向制御膜の厚さが上記範囲であると、垂直磁気記録膜の配向性がよく、しかも記録時における磁気ヘッドと軟磁性膜との距離を小さくすることができるため、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
配向制御膜の厚さは、３ｎｍ以上３０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのが好適である。配向制御膜の厚さが上記範囲であると、垂直磁気記録膜の配向性がよく、しかも記録時における磁気ヘッドと軟磁性膜との距離を小さくすることができるため、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。
配向制御膜の下には、シード膜を形成することができる。
シード膜には、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴａＣ合金、ＮｉＴａＢ合金、ＣｏＮｉＴａ合金、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＭｏ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金、ＮｉＦｅＶ合金、ＮｉＣｏ合金が好ましい。
シード膜を形成することによって、配向制御膜の結晶配向性を良好にし、垂直磁気記録膜の結晶構造を整えることができる。
シード膜には、ＮｉＴａ合金、ＮｉＮｂ合金、ＮｉＴａＣ合金、ＮｉＴａＢ合金、ＣｏＮｉＴａ合金、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＭｏ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金、ＮｉＦｅＶ合金、ＮｉＣｏ合金が好ましい。
シード膜を形成することによって、配向制御膜の結晶配向性を良好にし、垂直磁気記録膜の結晶構造を整えることができる。
垂直磁気記録膜は、その磁化容易軸が基板に対して主に垂直方向に向いている。主に垂直方向に向くとは、垂直方向の保磁力Ｈｃ（Ｐ）と長手方向の保磁力Ｈｃ（Ｌ）がＨｃ（Ｐ）＞Ｈｃ（Ｌ）であることをいう。
垂直磁気記録膜には、少なくともＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料（以下、酸化物系磁性材料）が用いられる。
垂直磁気記録膜は、酸化物からなる非磁性相が、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）を取り囲む構造、すなわちグラニュラー構造となる。グラニュラー構造の垂直磁気記録膜では、多数の磁性相が非磁性相に分散した構造となる。このため、媒体ノイズ源となる磁化遷移領域を最小限にし、媒体ノイズを低減することができる。
Ｃｏ合金としては、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、特にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金が好ましい。
酸化物としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３のうち１または２以上が好適である。
酸化物系磁性材料としては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｃｒ２Ｏ３が好ましい。
垂直磁気記録膜は、酸化物からなる非磁性相が、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）を取り囲む構造、すなわちグラニュラー構造となる。グラニュラー構造の垂直磁気記録膜では、多数の磁性相が非磁性相に分散した構造となる。このため、媒体ノイズ源となる磁化遷移領域を最小限にし、媒体ノイズを低減することができる。
Ｃｏ合金としては、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、特にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金が好ましい。
酸化物としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３のうち１または２以上が好適である。
酸化物系磁性材料としては、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｃｒ２Ｏ３が好ましい。
Ｃｒの含有量は、５ａｔ％以上３０ａｔ％以下（好ましくは８ａｔ％以上１５ａｔ％以下）が好適であり、Ｐｔの含有量は、１０ａｔ％以上２２ａｔ％以下（好ましくは１３ａｔ％以上２０ａｔ％以下）が好適である。
酸化物の含有量は、２ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下（好ましくは４ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下）が好適である。
酸化物の含有量は、２ｍｏｌ％以上１５ｍｏｌ％以下（好ましくは４ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下）が好適である。
Ｃｒまたは酸化物の含有量が上記範囲未満であると、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）の間の交換結合が大きくなり、磁気クラスター径が大きくなり、ノイズが増大するため好ましくない。また、Ｃｒまたは酸化物の含有量が上記範囲を越えると、保磁力およびＭｒ／Ｍｓが低下する。なお、Ｍｒは残留磁化であり、Ｍｓは飽和磁化である。
Ｐｔの含有量が上記範囲未満であると、記録再生特性の改善効果が不十分になるとともに、Ｍｒ／Ｍｓが低下し熱揺らぎ耐性が悪化するおそれがある。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えると、ノイズが増大するおそれがある。
垂直磁気記録膜は、単層構造とすることもできるし、組成の異なる材料からなる２層以上の構造とすることもできる。
Ｐｔの含有量が上記範囲未満であると、記録再生特性の改善効果が不十分になるとともに、Ｍｒ／Ｍｓが低下し熱揺らぎ耐性が悪化するおそれがある。また、Ｐｔの含有量が上記範囲を超えると、ノイズが増大するおそれがある。
垂直磁気記録膜は、単層構造とすることもできるし、組成の異なる材料からなる２層以上の構造とすることもできる。
垂直磁気記録膜の厚さは、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下（好ましくは１０ｎｍ以上１６ｎｍ以下）が好適である。垂直磁気記録膜の厚さが５ｎｍ以上であると、十分な磁束が得ることができ、再生時における出力が低くならず、出力波形が明確になるため、高密度記録に適している。また、垂直磁気記録膜の厚さが２０ｎｍ以下であると、磁性相（磁性粒子）の粗大化を抑えることができ、ノイズの増大といった記録再生特性の劣化が生じにくい。
垂直磁気記録膜の保磁力は、４０００（Ｏｅ）以上が好ましい。保磁力がこの範囲未満であると分解能および熱揺らぎ耐性が低くなる。
垂直磁気記録膜のＭｒ／Ｍｓは、０．９５以上とすると、熱揺らぎ耐性を良好にすることができる。
垂直磁気記録膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１０００以上とすると、熱揺らぎ耐性を良好にすることができる。
垂直磁気記録膜のＭｒ／Ｍｓは、０．９５以上とすると、熱揺らぎ耐性を良好にすることができる。
垂直磁気記録膜の逆磁区核形成磁界（−Ｈｎ）は、１０００以上とすると、熱揺らぎ耐性を良好にすることができる。
垂直磁気記録膜は、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）の平均粒径が４ｎｍ以上８ｎｍ以下であることが好ましい。この平均粒径は、例えば垂直磁気記録膜をＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察し、観察像を画像処理することにより求めることができる。
垂直磁気記録膜は、複数形成することもできる。
垂直磁気記録膜は、複数形成することもできる。
カーボン保護膜は、垂直磁気記録膜の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐためのもので、カーボンからなる。
カーボン保護膜は、プラズマＣＶＤ法により形成される。
カーボン保護膜の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることが望ましく、１ｎｍ以上５ｎｍ以下がさらに好適である。カーボン保護膜の厚さをこの範囲とすることによって、ヘッドと垂直磁気記録膜の距離を小さくできるため、高記録密度化の点で望ましい。
カーボン保護膜は、少なくとも一部がプラズマＣＶＤ法により形成されていればよく、例えばプラズマＣＶＤ法により形成された第１カーボン層と、スパッタ法により形成された第２カーボン層とを有する構成としてもよい。
カーボン保護膜は、プラズマＣＶＤ法により形成される。
カーボン保護膜の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることが望ましく、１ｎｍ以上５ｎｍ以下がさらに好適である。カーボン保護膜の厚さをこの範囲とすることによって、ヘッドと垂直磁気記録膜の距離を小さくできるため、高記録密度化の点で望ましい。
カーボン保護膜は、少なくとも一部がプラズマＣＶＤ法により形成されていればよく、例えばプラズマＣＶＤ法により形成された第１カーボン層と、スパッタ法により形成された第２カーボン層とを有する構成としてもよい。
潤滑膜には、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いるのが好ましい。
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法を説明する。
図３は、本発明の磁気記録媒体の製造方法に使用できる製造装置の一例を示すものであり、この製造装置は、基板１上に第１軟磁性膜２を形成する第１軟磁性膜形成室２２と、反強磁性膜３を形成する反強磁性膜形成室２３と、第２軟磁性膜４を形成する第２軟磁性膜形成室２４と、配向制御膜５を形成する配向制御膜形成室２５と、垂直磁気記録膜６を形成する垂直磁気記録膜形成室２６と、加熱部２８と、カーボン保護膜７を形成する保護膜形成室２７とを備えた成膜装置である。
図３は、本発明の磁気記録媒体の製造方法に使用できる製造装置の一例を示すものであり、この製造装置は、基板１上に第１軟磁性膜２を形成する第１軟磁性膜形成室２２と、反強磁性膜３を形成する反強磁性膜形成室２３と、第２軟磁性膜４を形成する第２軟磁性膜形成室２４と、配向制御膜５を形成する配向制御膜形成室２５と、垂直磁気記録膜６を形成する垂直磁気記録膜形成室２６と、加熱部２８と、カーボン保護膜７を形成する保護膜形成室２７とを備えた成膜装置である。
形成室２２〜２６は、スパッタ法などにより成膜を行うようにされている。スパッタ法を採用する場合には、形成室２２〜２６内に、形成するべき膜の材料の少なくとも一部を含むスパッタリングターゲットを設ける。
スパッタ法により成膜を行う際の操作条件は、例えば次の通りとすることができる。
基板を形成室内に入れ、形成室の真空度を１０−４〜１０−７Ｐａとする。Ａｒなどのスパッタ用ガスを形成室に導入し、スパッタリングターゲットに給電することによって成膜を行う。なお、成膜法としては、真空蒸着法、イオンビーム法などもある。
スパッタ法により成膜を行う際の操作条件は、例えば次の通りとすることができる。
基板を形成室内に入れ、形成室の真空度を１０−４〜１０−７Ｐａとする。Ａｒなどのスパッタ用ガスを形成室に導入し、スパッタリングターゲットに給電することによって成膜を行う。なお、成膜法としては、真空蒸着法、イオンビーム法などもある。
以下、図１に示す磁気記録媒体を製造する場合を例として、本発明の製造方法の一例を説明する。
図３に示すように、基板１を第１軟磁性膜形成室２２に導入し、スパッタ法等により第１軟磁性膜２を形成する。
次いで、形成室２２を経た基板１を反強磁性膜形成室２３に導入し、スパッタ法等により反強磁性膜３を形成する。
次いで、形成室２３を経た基板１を第２軟磁性膜形成室２４に導入し、スパッタ法等により第２軟磁性膜４を形成する。
次いで、形成室２４を経た基板１を配向制御膜形成室２５に導入し、スパッタ法等により配向制御膜５を形成する。
形成室２２〜２５における成膜では、酸化物系材料以外の材料を用いる場合には、基板１を加熱した状態で成膜を行うのが好ましい。加熱温度は例えば１００〜４００℃とすることができる。
図３に示すように、基板１を第１軟磁性膜形成室２２に導入し、スパッタ法等により第１軟磁性膜２を形成する。
次いで、形成室２２を経た基板１を反強磁性膜形成室２３に導入し、スパッタ法等により反強磁性膜３を形成する。
次いで、形成室２３を経た基板１を第２軟磁性膜形成室２４に導入し、スパッタ法等により第２軟磁性膜４を形成する。
次いで、形成室２４を経た基板１を配向制御膜形成室２５に導入し、スパッタ法等により配向制御膜５を形成する。
形成室２２〜２５における成膜では、酸化物系材料以外の材料を用いる場合には、基板１を加熱した状態で成膜を行うのが好ましい。加熱温度は例えば１００〜４００℃とすることができる。
次いで、形成室２５を経た基板１を垂直磁気記録膜形成室２６に導入し、スパッタ法等によって、酸化物系磁性材料、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｃｒ２Ｏ３からなる垂直磁気記録膜６を形成する。
垂直磁気記録膜６は、上記酸化物系磁性材料からなるスパッタリングターゲットを用いて成膜してもよいし、酸化物の原料となる酸素を含むスパッタ用ガスの存在下で成膜を行う反応性スパッタ法を採用してもよい。垂直磁気記録膜６を形成する工程を垂直磁気記録膜形成工程という。
垂直磁気記録膜６は、上記酸化物系磁性材料からなるスパッタリングターゲットを用いて成膜してもよいし、酸化物の原料となる酸素を含むスパッタ用ガスの存在下で成膜を行う反応性スパッタ法を採用してもよい。垂直磁気記録膜６を形成する工程を垂直磁気記録膜形成工程という。
垂直磁気記録膜６には、酸化物系磁性材料が用いられるため、成膜時の基板１の加熱は不要である。垂直磁気記録膜６を形成する際の基板１の温度は、８０℃未満、好ましくは５０℃未満とするのが好ましい。これによって、保磁力、角型比などの磁気特性を良好にし、優れた記録再生特性を得ることができる。
垂直磁気記録膜６は、酸化物からなる非磁性相が、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）を取り囲む構造、すなわちグラニュラー構造となる。
垂直磁気記録膜６は、酸化物からなる非磁性相が、Ｃｏ合金からなる磁性相（磁性粒子）を取り囲む構造、すなわちグラニュラー構造となる。
次いで、形成室２６を経た基板１を加熱部２８に導入し、ヒータ２９を用いて加熱する。加熱部２８において加熱を行う工程を加熱工程という。
加熱部２８は、保護膜形成室２７でカーボン保護膜７を形成する際の基板１の温度（以下、成膜温度という）を高めるものであって、加熱温度は、成膜温度が８０℃以上、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは２００℃以上となるように設定するのが好ましい。
加熱部２８から保護膜形成室２７に基板１を搬送する際に基板１の温度が低下する可能性があることを考慮し、加熱温度は、上記成膜温度よりも高い温度とすることができる。
加熱温度は、例えば成膜温度より５〜２０℃高い温度とすることが好ましい。具体的には例えば１００℃以上とすることができる。
加熱温度は、基板１または成膜装置の耐熱温度を考慮し、例えば４００℃以下とすることができる。
加熱部２８は、保護膜形成室２７でカーボン保護膜７を形成する際の基板１の温度（以下、成膜温度という）を高めるものであって、加熱温度は、成膜温度が８０℃以上、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは２００℃以上となるように設定するのが好ましい。
加熱部２８から保護膜形成室２７に基板１を搬送する際に基板１の温度が低下する可能性があることを考慮し、加熱温度は、上記成膜温度よりも高い温度とすることができる。
加熱温度は、例えば成膜温度より５〜２０℃高い温度とすることが好ましい。具体的には例えば１００℃以上とすることができる。
加熱温度は、基板１または成膜装置の耐熱温度を考慮し、例えば４００℃以下とすることができる。
次いで、加熱部２８で加熱された基板１を、保護膜形成室２７に導入する。
保護膜形成室２７は、例えばプラズマ電極と、この電極に高周波電力を供給する高周波電源と、カーボン保護膜７の原料となる反応ガスの供給源を備えた構成とされる。
保護膜形成室２７に導入された基板１には、上記成膜温度において、反応ガスを原料としてプラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７が形成される。反応ガスとしては、アセチレン、エチレン、トルエンなどの有機化合物が用いられる。カーボン保護膜７を形成する工程を保護膜形成工程という。
保護膜形成室２７は、例えばプラズマ電極と、この電極に高周波電力を供給する高周波電源と、カーボン保護膜７の原料となる反応ガスの供給源を備えた構成とされる。
保護膜形成室２７に導入された基板１には、上記成膜温度において、反応ガスを原料としてプラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７が形成される。反応ガスとしては、アセチレン、エチレン、トルエンなどの有機化合物が用いられる。カーボン保護膜７を形成する工程を保護膜形成工程という。
垂直磁気記録膜６に続けて、低温でプラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７を成膜する場合には、十分に密度が高く、密着性に優れたカーボン保護膜を形成することは難しいが、加熱により上記成膜温度においてカーボン保護膜７を成膜することによって、高密度で密着性に優れたカーボン保護膜７を得ることができる。
次いで、カーボン保護膜７上に、ディッピング法などにより潤滑剤を塗布することにより潤滑膜８を形成し、上記磁気記録媒体を得る。
次いで、カーボン保護膜７上に、ディッピング法などにより潤滑剤を塗布することにより潤滑膜８を形成し、上記磁気記録媒体を得る。
上記製造方法によれば、酸化物系磁性材料からなる垂直磁気記録膜６を形成した後、基板１を加熱し、上記成膜温度にてプラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７を形成する。
垂直磁気記録膜６を形成する際には、温度を低く抑えることによって、保磁力、角型比などの磁気特性の劣化を防ぎ、良好な記録再生特性を得ることができる。
垂直磁気記録膜６の材料として酸化物系磁性材料を用いるため、Ｃｏ−Ｃｒ系合金などの非酸化物系材料を用いる場合と異なり、低温でも磁性相と非磁性相とを分離させることができる。
プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７を形成する際には、高温、すなわち上記成膜温度で成膜を行うことによって、炭素の結合歪が少なく、高密度かつ密着性に優れたカーボン保護膜７が得られる。
従って、記録再生特性と耐久性とを兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができる。
垂直磁気記録膜６を形成する際には、温度を低く抑えることによって、保磁力、角型比などの磁気特性の劣化を防ぎ、良好な記録再生特性を得ることができる。
垂直磁気記録膜６の材料として酸化物系磁性材料を用いるため、Ｃｏ−Ｃｒ系合金などの非酸化物系材料を用いる場合と異なり、低温でも磁性相と非磁性相とを分離させることができる。
プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７を形成する際には、高温、すなわち上記成膜温度で成膜を行うことによって、炭素の結合歪が少なく、高密度かつ密着性に優れたカーボン保護膜７が得られる。
従って、記録再生特性と耐久性とを兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができる。
図４は、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の例を示すものである。
ここに示す磁気記録再生装置は、磁気記録媒体１１と、磁気記録媒体１１を回転駆動させる媒体駆動部１２と、磁気記録媒体１１に情報を記録再生する磁気ヘッド１３と、ヘッド駆動部１４と、記録再生信号処理系１５とを備えている。記録再生信号処理系１５は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１３に送ったり、磁気ヘッド１３からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
ここに示す磁気記録再生装置は、磁気記録媒体１１と、磁気記録媒体１１を回転駆動させる媒体駆動部１２と、磁気記録媒体１１に情報を記録再生する磁気ヘッド１３と、ヘッド駆動部１４と、記録再生信号処理系１５とを備えている。記録再生信号処理系１５は、入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド１３に送ったり、磁気ヘッド１３からの再生信号を処理してデータを出力することができるようになっている。
（試験例１）
結晶化ガラス基板（直径４８ｍｍ、開口部径１２ｍｍ、厚さ０．５０８ｍｍ、平均表面粗さＲａ＝０．５ｎｍ）である基板１を用意した。試料数は５０とした。
ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ製Ｃ−３０１０）を用いて、基板１上に次のようにして成膜を行った。成膜は、形成室の真空度を２×１０−５Ｐａとした後、スパッタ用ガスとしてＡｒガスを形成室に導入し、Ａｒガス分圧０．６Ｐａの条件で行った。
基板１上に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂからなるピンニング膜１０（厚さ３０ｎｍ）を成膜した。
次いで、ＦｅＣｏからなる第１軟磁性膜２（厚さ１００ｎｍ）を成膜した。
次いで、Ｒｕからなる中間膜３（厚さ２０ｎｍ）を成膜した。
次いで、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２からなる垂直磁気記録膜６（厚さ１０ｎｍ）を成膜した。
垂直磁気記録膜６を形成する際の基板１の温度は４０℃とした。
次いで、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７（厚さ４ｎｍ）を成膜した。カーボン保護膜７を形成した際の温度（成膜温度）は４０℃であった。
カーボン保護膜７表面に、テープバーニッシュ処理を行った。使用研磨テープは３Ｍ社製アルミナテープ、ロール加重３０ｇｆ（２９０ｍＮ）、回転数１０００ｒｐｍ、コンタクト速度０．３ｍｍ／ｓである。
次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜８を形成した。潤滑膜８を形成する際には、潤滑膜８の厚さが１．８ｎｍになるように潤滑剤液濃度、引き上げ速度を調整した。
結晶化ガラス基板（直径４８ｍｍ、開口部径１２ｍｍ、厚さ０．５０８ｍｍ、平均表面粗さＲａ＝０．５ｎｍ）である基板１を用意した。試料数は５０とした。
ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ製Ｃ−３０１０）を用いて、基板１上に次のようにして成膜を行った。成膜は、形成室の真空度を２×１０−５Ｐａとした後、スパッタ用ガスとしてＡｒガスを形成室に導入し、Ａｒガス分圧０．６Ｐａの条件で行った。
基板１上に、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂからなるピンニング膜１０（厚さ３０ｎｍ）を成膜した。
次いで、ＦｅＣｏからなる第１軟磁性膜２（厚さ１００ｎｍ）を成膜した。
次いで、Ｒｕからなる中間膜３（厚さ２０ｎｍ）を成膜した。
次いで、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２からなる垂直磁気記録膜６（厚さ１０ｎｍ）を成膜した。
垂直磁気記録膜６を形成する際の基板１の温度は４０℃とした。
次いで、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜７（厚さ４ｎｍ）を成膜した。カーボン保護膜７を形成した際の温度（成膜温度）は４０℃であった。
カーボン保護膜７表面に、テープバーニッシュ処理を行った。使用研磨テープは３Ｍ社製アルミナテープ、ロール加重３０ｇｆ（２９０ｍＮ）、回転数１０００ｒｐｍ、コンタクト速度０．３ｍｍ／ｓである。
次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜８を形成した。潤滑膜８を形成する際には、潤滑膜８の厚さが１．８ｎｍになるように潤滑剤液濃度、引き上げ速度を調整した。
（試験例２）
基板１としてシリコン基板（直径４８ｍｍ、開口部径１２ｍｍ、厚さ０．５０８ｍｍ、平均表面粗さＲａ＝０．５ｎｍ）を用いること以外は試験例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
基板１としてシリコン基板（直径４８ｍｍ、開口部径１２ｍｍ、厚さ０．５０８ｍｍ、平均表面粗さＲａ＝０．５ｎｍ）を用いること以外は試験例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
（試験例３〜１４）
垂直磁気記録膜６を形成した後、カーボン保護膜７を形成する直前に、加熱部２８のヒータ２９を用いて基板１を加熱すること以外は試験例１または試験例２と同様にして磁気記録媒体を作製した。加熱部２８における加熱温度、およびカーボン保護膜７を形成する際の成膜温度を表１、２に示す。温度は赤外線温度計を用いて検出した。
垂直磁気記録膜６を形成した後、カーボン保護膜７を形成する直前に、加熱部２８のヒータ２９を用いて基板１を加熱すること以外は試験例１または試験例２と同様にして磁気記録媒体を作製した。加熱部２８における加熱温度、およびカーボン保護膜７を形成する際の成膜温度を表１、２に示す。温度は赤外線温度計を用いて検出した。
（参考例）
参考のため、酸化物を含まない磁気記録膜を備えた長手磁気記録媒体を用意した。この例では、各膜を形成する前に基板が約３００℃に加熱され、プラズマＣＶＤ法によってカーボン保護膜を形成する際の温度は約３００℃であった。
参考のため、酸化物を含まない磁気記録膜を備えた長手磁気記録媒体を用意した。この例では、各膜を形成する前に基板が約３００℃に加熱され、プラズマＣＶＤ法によってカーボン保護膜を形成する際の温度は約３００℃であった。
各試験例の５０枚の試料を温度８０℃、湿度９０％の恒温恒湿槽に１時間入れた。次いで、これら５０枚の試料を１枚ずつスピンスタンドにかけ、ヘッドを１０回シークさせた。
ヘッドスライド表面を光学顕微鏡で観察し、潤滑剤の付着が確認された面数を表１に示す。試料の両面を対象としたため、５０枚の試料の面数は１００である。
ヘッドスライド表面を光学顕微鏡で観察し、潤滑剤の付着が確認された面数を表１に示す。試料の両面を対象としたため、５０枚の試料の面数は１００である。
各試料に対し、Ｈｅｉｄｏｎ１４型表面性測定機を用い、ダイヤモンド圧子（円錐角９０°、先端Ｒ２５μｍ）に荷重１００ｇｆ（９８０ｍＮ）をかけて３０ｍｍ摺動させ、カーボン保護膜７の表面に傷または剥離を生じた面数を表１に示した。
加熱工程における加熱温度に対する潤滑剤付着数、円周傷付着数の推移を図５および図６に示した。
加熱工程における加熱温度に対する潤滑剤付着数、円周傷付着数の推移を図５および図６に示した。
表１より、酸化物系磁性材料を用いた垂直磁気記録媒体の製造に加熱工程を採用することによって、ヘッドスライダへの潤滑剤の付着は劇的に減少することが明らかとなった。
また、カーボン保護膜７の表面に傷、剥離が生じにくくなり、カーボン保護膜７の密着性が高められたことがわかった。これは、カーボン保護膜７の硬度が適度な値となったことによると考えられる。
基板加熱温度は、カーボン保護膜７の成膜温度が８０℃以上となるように設定すると、媒体の品質を良好にすることができることがわかった。加熱温度は、成膜装置の耐熱性などを考慮すると４００℃以下が望ましい。
また、カーボン保護膜７の表面に傷、剥離が生じにくくなり、カーボン保護膜７の密着性が高められたことがわかった。これは、カーボン保護膜７の硬度が適度な値となったことによると考えられる。
基板加熱温度は、カーボン保護膜７の成膜温度が８０℃以上となるように設定すると、媒体の品質を良好にすることができることがわかった。加熱温度は、成膜装置の耐熱性などを考慮すると４００℃以下が望ましい。
試験例、参考例の磁気記録媒体について、カーボン保護膜７の膜質を比較するため、ラマン分光測定を行った。
測定は、５０枚の試料のうち無作為に選んだ５枚について、半径２２ｍｍの位置で周方向に９０°おきに３点で行い、その平均値をとった。
ラマン分光測定のＩｄ／Ｉｇは、カーボンのｓｐ２結合のＧバンドとｓｐ３結合のＤバンドの強度比であり、カーボンの結合状態の指標となる。一般にＩｄ／Ｉｇが小さいほどカーボンのｓｐ３結合カーボン（ミクロスコピックなダイアモンド構造）が増加すると考えられている。
Ｂ／Ａは、ノイズ成分を含むピーク高さ／ピーク高さで定義され、膜中の有機成分の指標である。値が小さいほどＣ−Ｈ量が少ない。
ラマン分光測定の結果を表２に示す。
測定は、５０枚の試料のうち無作為に選んだ５枚について、半径２２ｍｍの位置で周方向に９０°おきに３点で行い、その平均値をとった。
ラマン分光測定のＩｄ／Ｉｇは、カーボンのｓｐ２結合のＧバンドとｓｐ３結合のＤバンドの強度比であり、カーボンの結合状態の指標となる。一般にＩｄ／Ｉｇが小さいほどカーボンのｓｐ３結合カーボン（ミクロスコピックなダイアモンド構造）が増加すると考えられている。
Ｂ／Ａは、ノイズ成分を含むピーク高さ／ピーク高さで定義され、膜中の有機成分の指標である。値が小さいほどＣ−Ｈ量が少ない。
ラマン分光測定の結果を表２に示す。
表２より、カーボン保護膜７を形成する直前の基板加熱によって、Ｂ／Ａの値はほとんど変化しないことがわかる。また、加熱温度の上昇に従ってＩｄ／Ｉｇ値は増加し、加熱温度が約３００℃では長手磁気記録媒体並みの水準に達している。
このことから、基板加熱を行わない場合にはＩｄ／Ｉｇ値が非常に小さく、従って膜硬度が高く、膜応力が高く、膜の密着性に劣ることが予想される。基板加熱を行った場合には、加熱温度が高くなるに従ってＩｄ／Ｉｇ値が高くなり、膜が相対的にやわらかくなり、長手磁気記録媒体並みの水準となった。したがって、現在生産されている長手磁気記録媒体並みの膜密着性が期待できると考えられる。
このことから、基板加熱を行わない場合にはＩｄ／Ｉｇ値が非常に小さく、従って膜硬度が高く、膜応力が高く、膜の密着性に劣ることが予想される。基板加熱を行った場合には、加熱温度が高くなるに従ってＩｄ／Ｉｇ値が高くなり、膜が相対的にやわらかくなり、長手磁気記録媒体並みの水準となった。したがって、現在生産されている長手磁気記録媒体並みの膜密着性が期待できると考えられる。
（試験例１５〜２８）
垂直磁気記録膜６の材料としてＣｏＣｒＰｔＴａ系合金を用いること以外は試験例１〜１４と同様にして磁気記録媒体を作製した。評価結果を表３に示す。
垂直磁気記録膜６の材料としてＣｏＣｒＰｔＴａ系合金を用いること以外は試験例１〜１４と同様にして磁気記録媒体を作製した。評価結果を表３に示す。
表３より、非酸化物系磁性材料であるＣｏ-Ｃｒ-Ｐｔ-Ｔａ系合金を用いる場合には、酸化物系磁性材料を使用した場合と同様に、カーボン保護膜形成直前の基板加熱によってカーボン保護膜の密着性、耐傷性が良好になり、ヘッドスライダへの潤滑剤付着も抑制できることがわかる。
しかしながら、非酸化物系磁性材料を用いる場合には、高温で成膜を行わないと、膜内部での相分離が促進されず、保磁力などの磁気特性が不十分になりやすい。すなわち、磁気記録膜を成膜した後で基板加熱を行う場合は、トライボロジ的な効果は期待できるが、磁気特性は損なわれる。従って、本発明は特に酸化物系垂直磁気記録材料を用いた垂直磁気記録媒体により効果的であるということができる。
しかしながら、非酸化物系磁性材料を用いる場合には、高温で成膜を行わないと、膜内部での相分離が促進されず、保磁力などの磁気特性が不十分になりやすい。すなわち、磁気記録膜を成膜した後で基板加熱を行う場合は、トライボロジ的な効果は期待できるが、磁気特性は損なわれる。従って、本発明は特に酸化物系垂直磁気記録材料を用いた垂直磁気記録媒体により効果的であるということができる。
（試験例２９〜３６）
各膜を形成する前に予備的に基板加熱を行う（以下、予備加熱と呼ぶ）こと以外は試験例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
予備加熱は、真空度を２×１０−５Ｐａとした形成室内で、カーボンコンポジットヒータを用いて行った。
予備加熱温度、および垂直磁気記録膜６を形成する際の温度（垂直磁気記録膜の成膜温度）を表４に示す。
各試験例の試料について、半径１５ｍｍの位置において垂直方向の保磁力Ｈｃを測定した結果を表４および図７に示す。
各膜を形成する前に予備的に基板加熱を行う（以下、予備加熱と呼ぶ）こと以外は試験例１と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
予備加熱は、真空度を２×１０−５Ｐａとした形成室内で、カーボンコンポジットヒータを用いて行った。
予備加熱温度、および垂直磁気記録膜６を形成する際の温度（垂直磁気記録膜の成膜温度）を表４に示す。
各試験例の試料について、半径１５ｍｍの位置において垂直方向の保磁力Ｈｃを測定した結果を表４および図７に示す。
表４および図７より、酸化物系磁性材料からなる垂直磁気記録膜を高温で形成すると、その保磁力が損なわれることがわかる。
垂直記録方式の磁気記録媒体では、保磁力は４０００（Ｏｅ）以上が好ましいが、垂直磁気記録膜を高温で形成すると保磁力が低下し、記録再生特性の劣化を招く。
垂直記録方式の磁気記録媒体では、保磁力は４０００（Ｏｅ）以上が好ましいが、垂直磁気記録膜を高温で形成すると保磁力が低下し、記録再生特性の劣化を招く。
１…基板、２…第１軟磁性膜、３…反強磁性膜、４…第２軟磁性膜、５…配向制御膜、６…垂直磁気記録膜、７…カーボン保護膜、８…潤滑膜、２８…加熱部
Claims (7)
- 基板上に、少なくとも垂直磁気記録膜とカーボン保護膜とを備え、前記垂直磁気記録膜がＣｏ合金および酸化物を含む磁性材料からなる磁気記録媒体を製造する方法であって、
前記基板上に前記垂直磁気記録膜を形成する垂直磁気記録膜形成工程と、
該垂直磁気記録膜を形成した基板を加熱する加熱工程と、
前記垂直磁気記録膜を形成した基板上に、プラズマＣＶＤ法によりカーボン保護膜を形成する保護膜形成工程とを含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 前記加熱工程における加熱温度は、前記保護膜形成工程においてカーボン保護膜を形成する際の基板温度より高いことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記垂直磁気記録膜形成工程において垂直磁気記録膜を形成する際の温度は８０℃未満であり、
前記加熱工程における加熱温度は、前記カーボン保護膜を形成する際の基板温度が８０℃以上となるように設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。 - 前記垂直磁気記録膜は、酸化物からなる非磁性相がＣｏ合金からなる磁性相を取り囲む構造を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 前記酸化物が、ＳｉＯ２、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３のうち１または２以上であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法によって製造されたものであることを特徴とする磁気記録媒体。
- 請求項６に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドとを備えていることを特徴とする磁気記録再生装置。
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