JP2008090906A - Method of manufacturing perpendicular magnetic recording medium - Google Patents

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修平 東
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a perpendicular magnetic recording medium which has a high S/N capable of making a recording density high by improving the crystal orientation properties of a magnetic layer of a granular structure. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the perpendicular magnetic recording medium 10, which includes: a glass substrate 1, an underlayer 5 formed on the glass substrate 1 and including a hexagonal metal; and a magnetic layer 6 formed on the underlayer 5 and having columnar magnetic crystal grains including a hexagonal metal and a grain boundary part including an oxide and partitioning the magnetic crystal grains, is characterized in that the magnetic layer 6 is deposited on the heated underlayer 5. Since perpendicular orientation properties of the underlayer 5 is enhanced by heat treatment of the hexagonal underlayer, a value of Δθ50 (an index showing the degree of crystal orientation) of a surface (0002) of the hexagonal underlayer is made narrow, film stress of a boundary part between the hexagonal underlayer and at least the hexagonal magnetic crystal grains can be relaxed, the magnetic layer 6 and the underlayer 5 can be film-deposited without incurring generation of high internal stress and crystal orientation properties of these layers can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高記録密度の垂直磁気記録方式のHDD等に搭載するのに適した垂直磁気記録媒体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium suitable for mounting in a high recording density perpendicular magnetic recording type HDD or the like.

磁気記録媒体の高記録密度化を達成するために垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式の磁気記録媒体(垂直磁気記録媒体)は、その磁性層の磁化容易化軸が主として基板に垂直に配向されたものである。この垂直磁気記録媒体において、さらなる高記録密度化のためには、低ノイズ化と高熱安定性を両立させることが必要である。このためには、磁性層の強磁性結晶粒子の微細化および均一化を図ることと、強磁性結晶粒子間の磁気的・空間的な分離を確実に行うことが要求される。   In order to achieve a high recording density of a magnetic recording medium, a perpendicular magnetic recording method has been proposed. A perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium (perpendicular magnetic recording medium) has a magnetic layer whose magnetization facilitating axis is oriented perpendicularly to a substrate. In this perpendicular magnetic recording medium, in order to further increase the recording density, it is necessary to achieve both low noise and high thermal stability. For this purpose, it is required to make the ferromagnetic crystal grains of the magnetic layer finer and uniform, and to reliably perform magnetic and spatial separation between the ferromagnetic crystal grains.

近年、強磁性結晶粒子を確実に分離して粒子間相互作用を低減するために、グラニュラー構造と呼ばれる磁性層が注目されている。グラニュラー構造の磁性層では、強磁性結晶粒子間の粒界を酸化物若しくは窒化物で構成して、強磁性結晶粒子の磁気的な分離性能を確保している。特許文献1には、磁気的分離性能を確保するために、磁性結晶粒子がSiO2添加物によって取り囲まれたグラニュラー構造の磁性層を形成する方法が提案されている。特許文献2には、磁性結晶粒子がTiO2添加剤によって取り囲まれたグラニュラー構造の磁性層を形成する方法が提案されている。
特開2002−83411号公報 特開2001−43526号公報
In recent years, a magnetic layer called a granular structure has attracted attention in order to reliably separate ferromagnetic crystal grains and reduce the interaction between the grains. In the magnetic layer having a granular structure, the grain boundary between the ferromagnetic crystal grains is made of an oxide or a nitride to ensure the magnetic separation performance of the ferromagnetic crystal grains. Patent Document 1 proposes a method of forming a magnetic layer having a granular structure in which magnetic crystal particles are surrounded by an SiO 2 additive in order to ensure magnetic separation performance. Patent Document 2 proposes a method of forming a magnetic layer having a granular structure in which magnetic crystal grains are surrounded by a TiO 2 additive.
JP 2002-83411 A JP 2001-43526 A

ここで、垂直磁気記録媒体の更なる高記録密度化および信頼性の向上のためには、例えば、150GB/平方インチ以上の高記録密度の垂直磁気記録媒体を実現するためには、その磁性層における磁気結晶粒子の間の磁気的、空間的な分離をより確実に形成して、S/N比をさらに高める必要がある。しかしながら、従来のグラニュラー構造の磁性層においては、結晶粒子間の交換結合が十分に低減されておらず、これが高S/N比を得るための障害となっている。   Here, in order to further increase the recording density and improve the reliability of the perpendicular magnetic recording medium, for example, to realize a perpendicular magnetic recording medium having a high recording density of 150 GB / in 2 or more, the magnetic layer It is necessary to further increase the S / N ratio by more surely forming a magnetic and spatial separation between the magnetic crystal grains. However, in the conventional granular magnetic layer, the exchange coupling between crystal grains is not sufficiently reduced, which is an obstacle for obtaining a high S / N ratio.

この原因としては、垂直磁気記録媒体における磁性層を含む各層の材料やプロセス条件の違いにより、各層、あるいは各層間において発生する内部応力が大きく、これが膜の形成工程に悪影響を与えているものと考えられる。例えば、結晶配向性に悪影響を与えているものと考えられる。また、各層の膜の剥離やクラックなどの発生原因となっているものと考えられる。このような弊害が発生すると、結晶粒子間の交換結合が十分に低減できず、高S/N比を得ることができない。   This is because the internal stress generated in each layer or each layer is large due to the difference in the material and process conditions of each layer including the magnetic layer in the perpendicular magnetic recording medium, which adversely affects the film formation process. Conceivable. For example, it is considered that the crystal orientation is adversely affected. Further, it is considered that this is a cause of occurrence of peeling or cracking of the film of each layer. When such an adverse effect occurs, exchange coupling between crystal grains cannot be sufficiently reduced, and a high S / N ratio cannot be obtained.

本発明の課題は、このような点に鑑みて、成膜時において磁性層を含む各層の内部あるいは境界において発生する内部応力を緩和することにより、高S/N比の垂直磁気記録媒体を製造可能な方法を提案することにある。   In view of the above, the present invention has an object to manufacture a perpendicular magnetic recording medium having a high S / N ratio by relaxing internal stress generated in the inside or boundary of each layer including a magnetic layer during film formation. It is to propose a possible method.

上記の課題を解決するために、本発明は、基板と、前記基板上に形成された六方晶金属を含む下地層と、前記下地層上に形成され、六方晶金属を含む柱状の磁性結晶粒子と酸化物を含み前記磁性結晶粒子を区画する粒界部とを有する磁性層とを含む垂直磁気記録媒体の製造方法であって、加熱された下地層の上に前記磁性層を成膜することを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a substrate, a base layer containing a hexagonal metal formed on the substrate, and a columnar magnetic crystal particle formed on the base layer and containing a hexagonal metal. And a magnetic layer including an oxide and a magnetic layer having a grain boundary section that partitions the magnetic crystal grains, wherein the magnetic layer is formed on a heated underlayer It is characterized by.

すなわち、本発明では、酸化物粒界で相互に区画された六方晶磁性結晶粒子(単に結晶粒子ともいう)を含む磁性層の成膜前に、六方晶下地層が熱処理を受けていることが特徴の一つである。   That is, in the present invention, the hexagonal underlayer is subjected to heat treatment before the formation of the magnetic layer containing hexagonal magnetic crystal grains (also simply referred to as crystal grains) that are mutually partitioned by oxide grain boundaries. One of the features.

六方晶下地層が熱処理を受けていることにより、この六方晶下地層の垂直配向性が向上しているので、六方晶下地層(0002)面のΔθ50(結晶配向の程度を示す指標)は狭くなっている。   Since the hexagonal underlayer is subjected to heat treatment, the vertical orientation of the hexagonal underlayer is improved, so that Δθ50 (an index indicating the degree of crystal orientation) of the hexagonal underlayer (0002) is narrow. It has become.

六方晶磁性粒子は、六方晶下地層に対してエピタキシャルに成長させる。六方晶下地層の垂直配向性は熱処理により向上させてあるので、エピタキシャル成長する六方晶磁性結晶粒子の垂直配向性を向上させることができる。従って、六方晶磁性結晶粒子の(0002)面のΔθ50(結晶配向の程度を示す指標)は狭くなっている。好適には4.0度以内の角度とする。また、磁性結晶粒子は、前記基板表面に対して垂直上方に向かって延びる柱状に形成される。   Hexagonal magnetic particles are grown epitaxially with respect to the hexagonal underlayer. Since the vertical orientation of the hexagonal underlayer is improved by heat treatment, the vertical orientation of the hexagonal magnetic crystal grains that are epitaxially grown can be improved. Therefore, Δθ50 (an index indicating the degree of crystal orientation) of the (0002) plane of hexagonal magnetic crystal grains is narrow. The angle is preferably within 4.0 degrees. The magnetic crystal grains are formed in a column shape extending vertically upward with respect to the substrate surface.

なお、六方晶下地層を熱処理する方法については、特に制限は無いが、六方晶下地層を加熱してもよいし、予め加熱された基板上に六方晶下地層を成膜する方法や、基板と六方晶下地層との間に形成された膜を加熱し、この上に六方晶下地層を成膜する方法でもよい。   The method for heat-treating the hexagonal underlayer is not particularly limited, but the hexagonal underlayer may be heated, a method of forming a hexagonal underlayer on a preheated substrate, Alternatively, a method may be used in which a film formed between the first and second hexagonal underlayers is heated and a hexagonal underlayer is formed thereon.

本発明によれば、六方晶下地層の少なくとも六方晶磁性結晶粒子との境界部分についての膜応力を緩和することができる。   According to the present invention, it is possible to relieve the film stress at the boundary between the hexagonal underlayer and at least the hexagonal magnetic crystal grains.

磁性層の成膜前において、基板表面を加熱しておくと、成膜時の熱膨張による歪、欠陥を除去でき、また、アニール効果によって結晶配向性を制御できることが確認された。したがって、加熱温度を適切に設定することにより、グラニュラー構造を有する磁性層の結晶配向性を改善して結晶粒子の均一化を図ることができ、また、剥離、クラックの無い状態で成膜できる。よって、結晶粒子間の交換結合が十分に低減されたグラニュラー構造の磁性層を成膜できるので、垂直磁気記録媒体のS/N比を改善できる。   It was confirmed that if the substrate surface was heated before the magnetic layer was formed, distortion and defects due to thermal expansion during the film formation could be removed, and the crystal orientation could be controlled by the annealing effect. Therefore, by appropriately setting the heating temperature, the crystal orientation of the magnetic layer having a granular structure can be improved to make the crystal grains uniform, and the film can be formed without peeling and cracking. Therefore, a magnetic layer having a granular structure in which exchange coupling between crystal grains is sufficiently reduced can be formed, so that the S / N ratio of the perpendicular magnetic recording medium can be improved.

ここで、グラニュラー構造とは、前述した六方晶金属を含む柱状の磁性結晶粒と、酸化物を含み前記磁性結晶粒を区画する粒界部とを含んでいる。   Here, the granular structure includes the above-described columnar magnetic crystal grains containing the hexagonal metal and the grain boundary part containing the oxide and partitioning the magnetic crystal grains.

本発明において、前記基板と前記下地層との間に軟磁性層を備えている場合において、前記軟磁性層の成膜工程と前記下地層の成膜工程の間、又は、前記下地層の成膜工程と前記磁性層の成膜工程との間において、前記基板を加熱することが好ましい。また、前記磁性結晶粒子に含まれる六方晶金属はCoであり、前記粒界部に含まれる酸化物は珪素酸化物であることが好ましい。さらには、前記下地層に含まれる前記六方晶金属がRuであることが好ましい。   In the present invention, when a soft magnetic layer is provided between the substrate and the underlayer, the soft magnetic layer is formed between the soft magnetic layer and the underlayer, or the underlayer is formed. It is preferable to heat the substrate between the film process and the film formation process of the magnetic layer. The hexagonal metal contained in the magnetic crystal grains is preferably Co, and the oxide contained in the grain boundary part is preferably silicon oxide. Furthermore, it is preferable that the hexagonal metal contained in the underlayer is Ru.

ここで、垂直磁気記録媒体では、磁気記録に用いる磁気ヘッドからの磁束を制御して、記録・再生特性を向上させるために、下地層の下側に軟磁性層が形成される場合がある。この場合には、軟磁性層の成膜工程と下地層の成膜工程の間の時点で、基板の表面を加熱する加熱工程を行うようにしてもよい。   Here, in the perpendicular magnetic recording medium, a soft magnetic layer may be formed below the underlayer in order to improve the recording / reproducing characteristics by controlling the magnetic flux from the magnetic head used for magnetic recording. In this case, a heating process for heating the surface of the substrate may be performed at a time between the film forming process of the soft magnetic layer and the film forming process of the underlayer.

また、軟磁性層と下地層の間に、下地層の結晶配向性を制御するためにシード層が形成される場合がある。この場合には、軟磁性層の成膜工程とシード層の成膜工程の間の時点で、基板の表面を加熱するようにしてもよい。   Further, a seed layer may be formed between the soft magnetic layer and the underlayer in order to control the crystal orientation of the underlayer. In this case, the surface of the substrate may be heated at a point between the soft magnetic layer forming step and the seed layer forming step.

次に、本発明の加熱工程では、基板の表面温度が130℃以上となるように加熱することが望ましい。一般的な成膜工程では基板表面温度が約100℃前後となっているが、これよりも高い温度となるように基板表面を加熱することにより、下地層、磁性層の結晶配向性を改善できる。   Next, in the heating process of the present invention, it is desirable to heat the substrate so that the surface temperature is 130 ° C. or higher. In a general film formation process, the substrate surface temperature is about 100 ° C., but by heating the substrate surface to a temperature higher than this, the crystal orientation of the underlayer and the magnetic layer can be improved. .

具体的には、磁気記録媒体における結晶配向性評価をX線回折装置で行い、磁性層と下地層との(0002)回折のロッキングカーブの半値幅Δθ50の値が4.0度以下、好ましくは、2.5〜4.0度の範囲内となるように、前記加熱工程によって得られる前記非磁性基板の表面温度を調整することが望ましい。   Specifically, the crystal orientation in the magnetic recording medium is evaluated with an X-ray diffractometer, and the value of the half-value width Δθ50 of the rocking curve of (0002) diffraction between the magnetic layer and the underlayer is 4.0 degrees or less, preferably It is desirable to adjust the surface temperature of the non-magnetic substrate obtained by the heating step so that it falls within the range of 2.5 to 4.0 degrees.

また、基板の表面温度が、前記加熱工程を経て得られる加熱温度まで上昇するように、軟磁性層の成膜工程における膜厚を増加させるようにしてもよい。一般的に採用されているスパッタリングなどの成膜工程では、膜厚を増加すると、それに伴って基板表面温度も上昇する。したがって、好適な加熱温度が得られるように膜厚を設定した場合においても、基板表面をヒーターを用いて直接に加熱する場合と同様な作用効果を得ることができる。   Further, the thickness of the soft magnetic layer in the film forming process may be increased so that the surface temperature of the substrate rises to the heating temperature obtained through the heating process. In a film forming process such as sputtering that is generally employed, when the film thickness is increased, the substrate surface temperature is increased accordingly. Therefore, even when the film thickness is set so that a suitable heating temperature can be obtained, the same effects as in the case of directly heating the substrate surface using a heater can be obtained.

本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法では、酸化物粒界で相互に区画された六方晶磁性結晶粒子(単に結晶粒子ともいう)を含む磁性層の成膜前に、六方晶下地層が熱処理を受けていることを特徴としている。六方晶下地層が熱処理を受けていることにより、この下地層の垂直配向性が向上しているので、六方晶下地層(0002)面のΔθ50(結晶配向の程度を示す指標)は狭くなり、六方晶下地層の少なくとも六方晶磁性結晶粒子との境界部分についての膜応力を緩和することができる。   In the method for producing a perpendicular magnetic recording medium of the present invention, the hexagonal underlayer is heat-treated before the formation of a magnetic layer containing hexagonal magnetic crystal grains (also simply referred to as crystal grains) partitioned by oxide grain boundaries. It is characterized by having received. Since the hexagonal underlayer is subjected to a heat treatment, the vertical orientation of the underlayer is improved, so the Δθ50 (an index indicating the degree of crystal orientation) of the hexagonal underlayer (0002) plane is narrowed. The film stress at the boundary between the hexagonal underlayer and at least the hexagonal magnetic crystal grains can be relaxed.

したがって、本発明によれば、大きな内部応力の発生を伴うことなく、磁性層および/または下地層を成膜できるので、それらの層の結晶配向性を改善して結晶粒子の均一化を図ることができ、また、剥離、クラックの無い状態でそれらの層を成膜できる。この結果、垂直磁気記録媒体のS/N比を一層高めることができるので、例えば、150GB/平方インチ以上の高記録密度の垂直磁気記録媒体の製造に適している。   Therefore, according to the present invention, since the magnetic layer and / or the underlayer can be formed without generating a large internal stress, the crystal orientation of these layers can be improved and the crystal grains can be made uniform. In addition, these layers can be formed without peeling or cracking. As a result, the S / N ratio of the perpendicular magnetic recording medium can be further increased, which is suitable for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium having a high recording density of, for example, 150 GB / square inch or more.

図1は本発明によって製造した垂直磁気記録媒体の実施の形態を示す断面模式図である。本実施の形態に係る垂直磁気記録媒体10は、ガラス基板1の上に、付着層2、軟磁性層3、シード層4、下地層5、グラニュラー構造の磁性層6、炭素系保護層7、および潤滑層8がこの順序で形成された構成となっている。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of a perpendicular magnetic recording medium manufactured according to the present invention. A perpendicular magnetic recording medium 10 according to the present embodiment includes an adhesion layer 2, a soft magnetic layer 3, a seed layer 4, an underlayer 5, a granular magnetic layer 6, a carbon-based protective layer 7 on a glass substrate 1. The lubricating layer 8 is formed in this order.

ここで、ガラス基板1(非磁性基板)としては化学強化ガラス、結晶化ガラスなどを用いることができる。ガラス基板1の代わりに、NiPメッキを施したAl合金製の基板を用いることもできる。   Here, as the glass substrate 1 (nonmagnetic substrate), chemically strengthened glass, crystallized glass, or the like can be used. Instead of the glass substrate 1, a substrate made of Al alloy plated with NiP may be used.

付着層2は軟磁性層3の付着性を改善するための層であり、例えば非晶質のTi、TiCrを用いることができる。軟磁性層3は、磁気ヘッドからの磁束を制御して記録・再生特性を改善するために形成されたものであり、非晶質のCoNbZr、CoTaZrなどのCo合金を用いることができる。   The adhesion layer 2 is a layer for improving the adhesion of the soft magnetic layer 3, and for example, amorphous Ti or TiCr can be used. The soft magnetic layer 3 is formed in order to improve the recording / reproducing characteristics by controlling the magnetic flux from the magnetic head, and an amorphous Co alloy such as CoNbZr or CoTaZr can be used.

シード層4は下地層5の配向性の改善、および、下地層4の結晶粒径の微細化を図るために配置されるものであり、Ni合金、例えば、NiTaを用いることができる。この層は非晶質とすることができる。結晶構造の場合には、fccあるいはbcc構造とされる。   The seed layer 4 is disposed in order to improve the orientation of the underlayer 5 and to refine the crystal grain size of the underlayer 4, and a Ni alloy such as NiTa can be used. This layer can be amorphous. In the case of a crystal structure, it is an fcc or bcc structure.

下地層5は磁性層6の結晶配向性、結晶粒径、粒径分布などを制御するための層である。次に述べるように、磁性層6はグラニュラー構造の垂直磁気記録層であり、hcp結晶構造となっているので、この下地層5も同じくhcp結晶構造とすることが好ましく、例えば、層材料としてRuが用いられる。   The underlayer 5 is a layer for controlling the crystal orientation, crystal grain size, grain size distribution and the like of the magnetic layer 6. As will be described next, the magnetic layer 6 is a granular perpendicular magnetic recording layer and has an hcp crystal structure. Therefore, the underlayer 5 also preferably has an hcp crystal structure. Is used.

磁性層6は、磁性結晶粒子が非磁性粒界(粒界部)によって取り囲まれた柱状構造をしたグラニュラー構造のものである。ここで、グラニュラー構造とは、磁性結晶粒子が基板表面に対して垂直上方に向かって延びる柱状に形成されている構造である。磁性結晶粒子はCoを主成分とする強磁性材料から形成することができ、非磁性粒界はCr、Si、Ti、Taなどの酸化物材料から形成することができる。   The magnetic layer 6 has a granular structure having a columnar structure in which magnetic crystal grains are surrounded by nonmagnetic grain boundaries (grain boundary portions). Here, the granular structure is a structure in which magnetic crystal grains are formed in a columnar shape extending vertically upward with respect to the substrate surface. The magnetic crystal grains can be formed from a ferromagnetic material containing Co as a main component, and the nonmagnetic grain boundaries can be formed from an oxide material such as Cr, Si, Ti, or Ta.

磁性層6のCo結晶粒子は、下地層5のRu結晶粒子上にエピタキシャル成長して柱状構造となる。また、磁性層6の非磁性粒界は下地層5の結晶粒界上に成長している。磁性層6の結晶粒界の幅は、下地層5との界面から膜厚方向において一定である事が必要である。   The Co crystal grains of the magnetic layer 6 are epitaxially grown on the Ru crystal grains of the underlayer 5 to form a columnar structure. The nonmagnetic grain boundaries of the magnetic layer 6 are grown on the crystal grain boundaries of the underlayer 5. The width of the crystal grain boundary of the magnetic layer 6 needs to be constant in the film thickness direction from the interface with the underlayer 5.

なお、炭素系保護層7および潤滑層8は、一般的に使用されている材料を用いて構成することができる。   Note that the carbon-based protective layer 7 and the lubricating layer 8 can be configured using generally used materials.

ところで、下地層5は、上部下地層と下部下地層との2層からなる。磁性層6において、Coを含む磁性結晶粒子と、この磁性結晶粒子を取り巻いて磁性結晶粒子を区画する酸化物からなる粒界部とを有する構造にするためには、磁性層6の下に位置する下地層5において粒界形成のきっかけとなる凹凸を形成する必要がある。また、酸化物を有する磁性層6を上部下地層の上に成膜すると結晶配向性が劣化しやすいため、上部下地層の下に位置する下部下地層の結晶配向をできるだけ高めておく必要がある。   By the way, the foundation layer 5 is composed of two layers, an upper foundation layer and a lower foundation layer. In order to make the magnetic layer 6 have a structure having magnetic crystal grains containing Co and a grain boundary portion made of an oxide surrounding the magnetic crystal grains and partitioning the magnetic crystal grains, the magnetic layer 6 is positioned below the magnetic layer 6. In the underlying layer 5 to be formed, it is necessary to form irregularities that trigger grain formation. In addition, if the magnetic layer 6 having an oxide is formed on the upper underlayer, the crystal orientation is likely to deteriorate. Therefore, it is necessary to increase the crystal orientation of the lower underlayer located below the upper underlayer as much as possible. .

結晶配向性の高い膜を形成するためには、低いガス圧雰囲気中でのスパッタリング、あるいは高い成膜レートでのスパッタリングで形成することが望ましいが、この場合、表面に凹凸がつきにくい。一方、表面凹凸を形成するためには、高いガス圧雰囲気中でのスパッタリング、あるいは低い成膜レートでのスパッタリングで形成することが望ましいが、表面凹凸の増大とともに結晶配向性が劣化するという問題が生じる。   In order to form a film having high crystal orientation, it is desirable to form the film by sputtering in a low gas pressure atmosphere or by sputtering at a high film formation rate. On the other hand, in order to form surface irregularities, it is desirable to form by sputtering in a high gas pressure atmosphere or sputtering at a low film formation rate. Arise.

そこで、高い結晶配向性と表面凹凸の形成を両立するために下部下地層と上部下地層とを異なった成膜プロセスで積層する。しかしながら、実験により、低ガス圧中で成膜した下部下地層の上に高ガス圧中で上部下地層を成膜した場合、下部下地層のRuに対する上部下地層のRuの回折ピークの分離及びシフトが確認された。このように成膜中のガス圧によりRuの格子定数は変化するので、下部下地層と上部下地層とを積層した場合に内部応力が発生することが考えられる。本発明では、高いガス圧成膜後(即ち下地層5成膜後)に熱処理を施し、欠陥と歪の除去を行なう。   Therefore, in order to achieve both high crystal orientation and formation of surface irregularities, the lower underlayer and the upper underlayer are laminated by different film forming processes. However, when an upper underlayer is formed under high gas pressure on a lower underlayer formed under low gas pressure by experiment, separation of the Ru diffraction peak of the upper underlayer from Ru of the lower underlayer and A shift was confirmed. Thus, since the lattice constant of Ru changes depending on the gas pressure during film formation, it is considered that internal stress is generated when the lower underlayer and the upper underlayer are laminated. In the present invention, heat treatment is performed after high gas pressure film formation (that is, after the underlayer 5 film formation) to remove defects and strain.

したがって、垂直磁気記録媒体10の製造においては、加熱した下地層5の上に磁性層6を成膜する。下地層5を熱処理する方法については、特に制限は無いが、下地層5を成膜した後にガラス基板1(つまり、下地層5)を加熱してもよいし、予め加熱されたガラス基板1上に下地層5を成膜する方法や、ガラス基板1と下地層5との間に形成された膜(例えば軟磁性層3,シード層4)を加熱し、この上に下地層5を成膜する方法でもよい。   Therefore, in the manufacture of the perpendicular magnetic recording medium 10, the magnetic layer 6 is formed on the heated underlayer 5. The method for heat-treating the underlayer 5 is not particularly limited, but the glass substrate 1 (that is, the underlayer 5) may be heated after the underlayer 5 is formed, or the preheated glass substrate 1 may be heated. A method of forming the underlayer 5 on the substrate or a film (for example, the soft magnetic layer 3 and the seed layer 4) formed between the glass substrate 1 and the underlayer 5 is heated, and the underlayer 5 is formed thereon. It is also possible to do it.

この加熱によって、下地層5および磁性層6の結晶配向性が改善されたことが確認された。また、軟磁性層3の厚さを増加させることにより、下地層5の成膜前の基板表面温度を高めるようにしても、同様な作用効果が得られることが確認された。   It was confirmed that the crystal orientation of the underlayer 5 and the magnetic layer 6 was improved by this heating. Further, it was confirmed that the same effect can be obtained even when the substrate surface temperature before the formation of the underlayer 5 is increased by increasing the thickness of the soft magnetic layer 3.

(実施例1)
上記構成の垂直磁気記録媒体の具体的な製造工程を説明する。
(Example 1)
A specific manufacturing process of the perpendicular magnetic recording medium having the above configuration will be described.

まず、非晶質のアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型してガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる直径が65mmの平滑なガラス基板1を得た。   First, an amorphous aluminosilicate glass was formed into a disk shape by direct pressing to produce a glass disk. The glass disk was ground, polished, and chemically strengthened in order to obtain a smooth glass substrate 1 made of a chemically strengthened glass disk and having a diameter of 65 mm.

得られたガラス基板1の上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、DCマグネトロンスパッタリング法により、Ar雰囲気中で、付着層2、軟磁性層3を順次に成膜した。このとき、付着層2は、膜厚20nmのTi層となるように、Tiターゲットを用いて成膜した。また、軟磁性層3は、膜厚20nmの非晶質のCoTaZr(Co:88at%、Ta:7.0at%、Zr:4.9at%)層となるように、CoTaZrターゲットを用いて成膜した。   On the glass substrate 1 obtained, an adhesion layer 2 and a soft magnetic layer 3 were sequentially formed in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method using a film forming apparatus that was evacuated. At this time, the adhesion layer 2 was formed using a Ti target so as to be a 20 nm thick Ti layer. The soft magnetic layer 3 is formed using a CoTaZr target so as to be an amorphous CoTaZr (Co: 88 at%, Ta: 7.0 at%, Zr: 4.9 at%) layer having a thickness of 20 nm. did.

次に、軟磁性層3の上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、Ar雰囲気中で、シード4、下地層5を順次成膜した。   Next, the seed 4 and the underlayer 5 were sequentially formed on the soft magnetic layer 3 by DC magnetron sputtering in an Ar atmosphere.

まず、アモルファスのNiTa(Ni:45at%、Ta:55at%)からなる10nm厚のシード層4を成膜し、その後、六方晶金属Ruからなる30nm厚の下地層5を形成した。なお、下地層5は、まず、下部下地層を成膜し、その後、下部下地層の成膜時のガス圧よりも高いガス圧(または、下部下地層の成膜時の成膜レートよりも低い成膜レート)で、上部下地層を成膜した。   First, a 10 nm-thick seed layer 4 made of amorphous NiTa (Ni: 45 at%, Ta: 55 at%) was formed, and then a 30 nm-thick underlayer 5 made of hexagonal metal Ru was formed. For the underlayer 5, first, a lower underlayer is formed, and then the gas pressure higher than the gas pressure during the formation of the lower underlayer (or the film formation rate during the formation of the lower underlayer). The upper underlayer was formed at a low film formation rate.

こうして下地層5まで成膜された垂直磁気記録媒体用基板を成膜装置から取り出して、加熱装置を用いてその基板表面を加熱した。加熱条件について後述する。   The perpendicular magnetic recording medium substrate thus formed up to the underlayer 5 was taken out of the film forming apparatus, and the substrate surface was heated using a heating device. The heating conditions will be described later.

次に、下地層5の上にSiO2とCoCrPtとを含む強磁性体のターゲットを用いて、15nmのhcp結晶構造からなる磁性層6を形成した。この磁性層6を形成するためのターゲットの組成は、Co:62at%、Cr:10at%、Pt:16at%、SiO2:12at%とし、ガス圧4Paで成膜した。 Next, a magnetic layer 6 having an hcp crystal structure of 15 nm was formed on the underlayer 5 using a ferromagnetic target containing SiO 2 and CoCrPt. The composition of the target for forming the magnetic layer 6 was Co: 62 at%, Cr: 10 at%, Pt: 16 at%, SiO 2 : 12 at%, and the film was formed at a gas pressure of 4 Pa.

次いで、Arに水素を18体積%含有させた混合ガスを用いて、カーボンターゲットをスパッタリングすることにより、水素化カーボンからなる4.5nm厚の炭素系保護層7を形成した。   Next, a carbon-based protective layer 7 made of hydrogenated carbon and having a thickness of 4.5 nm was formed by sputtering a carbon target using a mixed gas containing 18 vol% hydrogen in Ar.

最後に、PFPE(パーフロロポリエーテル)からなる潤滑層8をディップコート法により形成した。この潤滑層8の膜厚を1nmとした。   Finally, a lubricating layer 8 made of PFPE (perfluoropolyether) was formed by dip coating. The thickness of the lubricating layer 8 was 1 nm.

ここで、かかる製造工程において、下地層5の成膜直後(磁性層6の成膜工程の直前)の加熱工程において加熱条件を変えて、下地層5および磁性層6の結晶配向性の変化を調べた。結晶配向性を評価するために、X線解析評価による配向性Δθ50を測定した。   Here, in such a manufacturing process, the heating conditions are changed in the heating process immediately after the formation of the underlayer 5 (immediately before the formation process of the magnetic layer 6), thereby changing the crystal orientation of the underlayer 5 and the magnetic layer 6. Examined. In order to evaluate crystal orientation, orientation Δθ50 by X-ray analysis evaluation was measured.

Δθ50とは、X線回折測定(2θ/θ)で観測されるCo,Ruの(0002)回折に対するロッキングカーブの半値幅のことをいう。また、ロッキングカーブは、Co、Ruの(0002)回折の強度ピーク角度で2θ(検出角度)を固定してθ(X線入射角度)を変化させ測定する。この測定から各Co、Ruの(0002)のディスク面直に対する強度バラつきが評価できる。   Δθ50 refers to the half width of the rocking curve for Co, Ru (0002) diffraction observed by X-ray diffraction measurement (2θ / θ). The rocking curve is measured by changing θ (X-ray incident angle) while fixing 2θ (detection angle) at the intensity peak angle of (0002) diffraction of Co and Ru. From this measurement, the strength variation of each Co and Ru with respect to the (0002) disk surface can be evaluated.

図2は測定結果の一例を示す図表である。図示の例は、加熱工程において、ヒーター出力を200W、400W、600W、800Wおよび1000Wに切り替えて、基板表面温度を、それぞれ、130℃、190℃、250℃、300℃および360℃に加熱した結果である。これらの測定結果から、下地層5のRuの結晶配向性および磁性層6のCoの結晶配向性が、基板表面温度の上昇に伴って改善されることが確認された。また、基板表面温度を130℃以上にすれば、Δθ50を4.0度以下の値にできることが確認された。さらに、磁気特性などのその他のパラメータを考慮して、Δθ50の値が4.0度以下、好ましくは、2.5〜4.0度の範囲内となるように、基板表面を加熱することが望ましいことが確認された。   FIG. 2 is a chart showing an example of measurement results. In the illustrated example, the heater output is switched to 200 W, 400 W, 600 W, 800 W and 1000 W in the heating process, and the substrate surface temperature is heated to 130 ° C., 190 ° C., 250 ° C., 300 ° C. and 360 ° C., respectively. It is. From these measurement results, it was confirmed that the Ru crystal orientation of the underlayer 5 and the Co crystal orientation of the magnetic layer 6 were improved as the substrate surface temperature increased. Further, it was confirmed that if the substrate surface temperature is 130 ° C. or higher, Δθ50 can be made 4.0 degrees or less. Furthermore, in consideration of other parameters such as magnetic characteristics, the substrate surface may be heated so that the value of Δθ50 is 4.0 degrees or less, preferably 2.5 to 4.0 degrees. Desirable.

(実施例2)
次に、軟磁性層3の膜厚を増加させることにより基板表面温度を高める工程を含む垂直磁気記録媒体の製造法の実施例を説明する。
(Example 2)
Next, an example of a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium including the step of increasing the substrate surface temperature by increasing the thickness of the soft magnetic layer 3 will be described.

すなわち、実施例1では、軟磁性層3を、膜厚20nmのアモルファスCoTaZr(Co:88at%、Ta:7.0at%、Zr:4.9at%)層となるように、CoTaZrターゲットを用いて成膜した。本実施例2では、軟磁性層3の成膜工程において、その膜厚を変えて、下地層5および磁性層6の結晶配向性の変化を測定した。結晶配向性の測定は、X線解析評価による配向性Δθ50を測定することにより行った。   That is, in Example 1, the CoTaZr target is used so that the soft magnetic layer 3 becomes an amorphous CoTaZr (Co: 88 at%, Ta: 7.0 at%, Zr: 4.9 at%) layer having a thickness of 20 nm. A film was formed. In Example 2, the change in crystal orientation of the underlayer 5 and the magnetic layer 6 was measured by changing the film thickness in the film forming process of the soft magnetic layer 3. The crystal orientation was measured by measuring the orientation Δθ50 by X-ray analysis evaluation.

図3は測定結果の一例を示す図表である。図示の例は、軟磁性層3の成膜工程において、軟磁性層3の膜厚を20nm、40nm、80nm、120nmに変えた場合の結果である。膜厚が20nmの場合の基板表面温度は100℃であったが、膜厚を40nm、80nm、120nmにすると、基板表面温度がそれぞれ、130℃、180℃、240℃に上がり、下地層5のRuの結晶配向性および磁性層6のCoの結晶配向性が、軟磁性層4の膜厚を増加させることに伴って改善されることが確認された。よって、軟磁性膜3の成膜後に、基板表面を加熱する代わりに、軟磁性層3の膜厚を増加させることで、基板が加熱され、実施例1と同様な作用効果を得ることができる。   FIG. 3 is a chart showing an example of measurement results. The illustrated example is a result when the thickness of the soft magnetic layer 3 is changed to 20 nm, 40 nm, 80 nm, and 120 nm in the film forming process of the soft magnetic layer 3. When the film thickness was 20 nm, the substrate surface temperature was 100 ° C. However, when the film thickness was 40 nm, 80 nm, and 120 nm, the substrate surface temperature increased to 130 ° C., 180 ° C., and 240 ° C., respectively. It was confirmed that the Ru crystal orientation and the Co crystal orientation of the magnetic layer 6 were improved as the thickness of the soft magnetic layer 4 was increased. Therefore, after the soft magnetic film 3 is formed, instead of heating the substrate surface, the thickness of the soft magnetic layer 3 is increased, whereby the substrate is heated, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. .

本発明により製造された垂直磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of the perpendicular magnetic recording medium manufactured by this invention. 基板表面の加熱温度に対する結晶配向性の変化を示す図表である。It is a graph which shows the change of the crystal orientation with respect to the heating temperature of a substrate surface. 軟磁性層の膜厚に対する結晶配向性の変化を示す図表である。It is a graph which shows the change of the crystal orientation with respect to the film thickness of a soft-magnetic layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2 付着層
3 軟磁性層
4 シード層
5 下地層
6 磁性層
7 炭素系保護層
8 潤滑層
10 垂直磁気記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Adhesion layer 3 Soft magnetic layer 4 Seed layer 5 Underlayer 6 Magnetic layer 7 Carbon-based protective layer 8 Lubricating layer 10 Perpendicular magnetic recording medium

Claims (6)

基板と、
前記基板上に形成された六方晶金属を含む下地層と、
前記下地層上に形成され、六方晶金属を含む柱状の磁性結晶粒子と、酸化物を含み前記磁性結晶粒子を区画する粒界部とを有する磁性層と、
を含む垂直磁気記録媒体の製造方法であって、
加熱された下地層の上に前記磁性層を成膜する
ことを特徴とする、垂直磁気記録媒体の製造方法。
A substrate,
An underlayer containing a hexagonal metal formed on the substrate;
A magnetic layer formed on the underlayer and having a columnar magnetic crystal particle containing a hexagonal metal, and a grain boundary part containing an oxide and defining the magnetic crystal particle;
A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium including:
A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, comprising forming the magnetic layer on a heated underlayer.
前記基板と前記下地層との間に軟磁性層を備え、
前記軟磁性層の成膜工程と前記下地層の成膜工程の間、又は、前記下地層の成膜工程と前記磁性層の成膜工程との間に、前記基板を加熱する
ことを特徴とする、請求項1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
A soft magnetic layer is provided between the substrate and the underlayer,
The substrate is heated between the soft magnetic layer deposition step and the underlayer deposition step or between the underlayer deposition step and the magnetic layer deposition step. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 1.
前記磁性結晶粒子に含まれる六方晶金属はCoであり、前記粒界部に含まれる酸化物は珪素酸化物である
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
3. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the hexagonal metal contained in the magnetic crystal grains is Co, and the oxide contained in the grain boundary is silicon oxide. 4. Method.
前記下地層に含まれる前記六方晶金属は、Ruである
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the hexagonal metal contained in the underlayer is Ru.
前記磁性結晶粒子は、前記基板表面に対して垂直上方に向かって延びる柱状に形成されている
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
5. The method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic crystal grains are formed in a column shape extending vertically upward with respect to the surface of the substrate. .
請求項1〜5の何れか1項に記載の製造方法によって製造された
ことを特徴とする、垂直磁気記録媒体。
A perpendicular magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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