JP2008123633A - 磁気記録媒体用基板および磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】低周波域ノイズおよび孤立スパイクノイズの低減を可能とした構造の垂直磁気記録媒体とそれを実現するための基板を提供すること。
【解決手段】シリコン基板として多結晶のものを用いることによりＮｉまたはＮｉＰ合金膜等の下地メッキ膜なしに基板上に軟磁性膜をメッキ法で成膜することを可能としている。下地メッキ膜を設けないために顕著なスパイクノイズ低減効果が得られる。１０nm以上１０００ｎｍ以下の厚みの酸化珪素膜１０６を主面に有する直径９０ｍｍ以下の多結晶シリコン基板１０２上に、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みのメッキ成膜された軟磁性裏打ち層１０２と磁気記録層１０３と保護層１０４と潤滑層１０５が順次積層されて記録媒体とされている。なお、酸化珪素膜１０６と軟磁性裏打ち層１０２との間に１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みのＰｄ含有膜１０７を設けるようにしてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気記録媒体製造用の基板およびそれを用いた磁気記録媒体に関する。

情報記録の技術分野において、文字や画像あるいは楽曲といった情報を磁気的に読み込み・書き出しする手段であるハードディスク装置は、パーソナルコンピュータを初めとする電子機器の一次外部記録装置や内蔵型記録手段として必須のものとなっている。このようなハードディスク装置には磁気記録媒体としてハードディスクが内蔵されているが、従来のハードディスクでは、ディスク表面に磁気情報を水平に書き込むいわゆる「面内磁気記録方式（水平磁気記録方式）」が採用されていた。

図１（Ａ）は、水平磁気記録方式のハードディスクの一般的な積層構造を説明するための断面概略図で、非磁性基板１上に、スパッタリング法で成膜されたＣｒ系下地層２、磁気記録層３および保護膜としてのカーボン層４が順次積層され、このカーボン層４の表面に液体潤滑剤を塗布して形成された液体潤滑層５が形成されている（例えば、特許文献１参照）。そして、磁気記録層３は、ＣｏＮｉＣｒ，ＣｏＣｒＰｄ，ＣｏＣｒＰｔ等の一軸結晶磁気異方性のＣｏ合金であり、このＣｏ合金の結晶粒がディスク面と水平に磁化されて情報が記録されることとなる。なお、磁気記録層３中の矢印は磁化方向を示している。

しかしながら、このような水平磁気記録方式では、記録密度を高めるために個々の結晶粒（磁区）のサイズを小さくすると隣接した磁区のＮ極同士およびＳ極同士が反発し合って磁化の打ち消し合いが生じるために高記録密度化のためには磁気記録層の厚みを薄くして結晶粒の垂直方向のサイズを小さくする必要があること、また、結晶粒の微細化（小体積化）が進むと熱エネルギによって結晶粒の磁化方向が乱されてデータが消失するという「熱揺らぎ」の現象が生じること、などの問題点が指摘され、高記録密度化には限界があるとされるようになった。

このような問題に鑑みて検討されるようになったのが「垂直磁気記録方式」である。この記録方式では、磁気記録層はディスク表面と垂直に磁化されるため、隣接ビットからの磁場が磁化方向と同じ方向となり、隣接ビットの間で閉磁路を形成するため、水平磁気記録に比較して自分自身の磁化による自己減磁場（以下、「反磁場」と呼ぶ）が少なく結果、磁化状態（磁気記録）の安定性が高くなる。

また、垂直に磁化方向が記録される場合には、隣接ビットの反磁界が相互に強め合うように作用するので、水平磁気記録方式とは異なり、結晶粒の垂直方向のサイズを小さくする必要はない。このため、結晶粒の水平方向のサイズを小さくしても、記録層厚を厚くして垂直方向を大きくとれば、全体としての結晶粒の体積が大きくなって「熱揺らぎ」の影響を小さくすることが可能である。さらに、磁気記録層である磁性膜厚の観点からは、記録密度が向上しても水平磁気記録方式の場合ほど薄くする必要がない。

つまり、垂直磁気記録方式は、反磁場の軽減とＫ_uＶ値（Ｋ_uは磁気記録層の結晶磁気異方性エネルギ、Ｖは単位記録ビット体積を表す）を確保できるため、「熱揺らぎ」による磁化不安定性が低減され、記録密度の限界を大幅に拡大することが可能となる磁気記録方式であることから、超高密度記録を実現する方式として期待されている。

垂直磁気記録方式の記録媒体は、磁気記録情報の書込みや読み出しも基本的には従来のものと同様の技術によることができるが、異なる点が幾つかある。

図１（Ｂ）は、軟磁性裏打ち層の上に垂直磁気記録のための記録層を設けた「垂直二層式磁気記録媒体」としてのハードディスクの基本的な層構造を説明するための断面概略図で、非磁性基板１１上に、軟磁性裏打ち層１２、磁気記録層１３、保護層１４、潤滑層１５が順次積層されている。ここで、軟磁性裏打ち層１２には、パーマロイやＣｏＺｒＴａアモルファスなどが典型的に用いられる。また、磁気記録層１３としては、ＣｏＣｒ系合金、ＰｔＣｏ層とＰｄとＣｏの超薄膜を交互に数層積層させた多層膜、あるいは、ＳｍＣｏアモルフアス膜などが用いられる。なお、磁気記録層３中の矢印は磁化方向を示している。

図１（Ｂ）に示したように、垂直磁気記録方式のハードディスクでは、磁気記録層１３の下地として軟磁性裏打ち層１２が設けられ、その磁気的性質は「軟磁性」であり、層厚みは概ね１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度とされる。この軟磁性裏打ち層１２は、垂直磁気記録方式の記録媒体に特有のものであり、書き込み磁場の増大効果と磁気記録層１３の反磁場低減に大変有効な膜であり、磁気記録層１３からの磁束の通り道であるとともに、記録ヘッドからの書き込み用磁束の通り道として機能する。つまり、軟磁性裏打ち層１２は、永久磁石磁気回路における鉄ヨークと同様の役割を果たす。このため、書き込み時における磁気的飽和の回避を目的として、磁気記録層１３の層厚に比較して厚く層厚設定される必要がある。

積層構成の観点からは、軟磁性裏打ち層１２は、水平磁気記録方式の記録媒体に設けられるＣｒ系下地層２に対応するものであるが、その成膜は、水平記録媒体のＣｒ系下地層２の成膜に比較して容易ではない。水平磁気記録方式におけるハードディスクの各層の厚みは通常はせいぜい２０ｎｍ前後であり、全てドライプロセス（主にマグネトロンスパッタ）で形成される（特許文献１参照）。垂直二層式記録媒体においても、磁気記録層１３と軟磁性裏打ち層１２をドライプロセスで形成する方法が種々検討されているが、ドライプロセスで軟磁性裏打ち層１２を形成する場合には、スパッタリング・ターゲットが飽和磁化の大きい強磁性体であること、しかも軟磁性裏打ち層１２の厚みとして１００ｎｍもしくはそれ以上のものが必要とされることなどの理由により、膜厚均一性や組成均一性、ターゲット寿命、プロセスの安定性、そして何よりも成膜速度の低さから、量産性や生産性の上で大きな問題を抱えている。

また、高記録密度化のためには、磁気ディスク表面を浮上する磁気ヘッドの浮上高さ（フライングハイト）を極力低くする必要があるが、ドライプロセスにより成膜された比較的厚い膜はその表面平滑性が劣化しがちでヘッドクラッシュの原因ともなってしまう。

このような理由により、厚膜化が容易でしかも研磨加工が可能なメッキ法で、非磁性基板上に金属膜を被覆する試みが検討されている（例えば特許文献２参照）。
特開平５−１４３９７２号公報 特開２００２−２７０４２６号公報 特開２００５−１０８４０７号公報

しかし、軟磁性層をメッキ法により成膜した場合、磁気異方性を有する軟磁性層は磁化容易軸に対して垂直方向に磁化リップルが生じる。そして、この磁化リップルは低周波域でのノイズの発生要因のひとつと考えられる。また、軟磁性層を構成するメッキ膜面の数ｍｍから数ｃｍの範囲にわたり特定の方向に磁性を帯びた磁区が多数発生し、それら磁区の界面には磁壁が発生するが、このような磁壁を有する軟磁性層を裏打ち層として垂直二層式磁気記録媒体用ハードディスクに用いた場合、磁壁部分より発生する漏れ磁界によりスパイクノイズやマイクロスパイクノイズと呼ばれる孤立パルスノイズが発生し、信号再生特性が大きく損なわれる可能性がある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、低周波域ノイズおよび孤立スパイクノイズの低減を可能とした構造の垂直磁気記録媒体とそれを実現するための基板を提供することにある。

本発明は、上述の課題を解決するために、請求項１に記載の磁気記録媒体用基板は、主面上に１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの酸化珪素膜を有する直径９０ｍｍ以下の多結晶シリコン基板上に、メッキ法で成膜された１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの軟磁性膜を備えている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気記録媒体用基板において、前記軟磁性膜は、ＣｏとＮｉとＦｅからなる一群から選択される２つ以上の元素を含み、ＢとＣとＰとＳからなる一群から選択された少なくとも１種の元素を含有する膜である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の磁気記録用基板において、前記軟磁性膜の組成は、ＣｏとＦｅとＮｉとＰとＢの含有量の合計を１００重量％とした場合に、Ｃｏ含有量が６０重量％以上８０重量％以下、Ｆｅ含有量が１０重量％以上２０重量％以下、Ｎｉ含有量が５重量％以上２０重量％以下の範囲にある。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板において、前記酸化珪素膜と前記軟磁性膜との間に１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みのＰｄ含有膜を備えている。

請求項５に記載の磁気記録媒体は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板上に磁気記録層を備えた記録媒体である。

本発明は、シリコン基板として多結晶のものを用いることによりＮｉまたはＮｉＰ合金膜等の下地メッキ膜なしに基板上に軟磁性膜をメッキ法で成膜することを可能としたので、低周波域ノイズおよび孤立スパイクノイズの低減を可能とした構造の垂直磁気記録媒体とそれを実現するための基板が得られる。

また、本発明の磁気記録媒体は、軟磁性膜を無電解メッキにより成膜するため、蒸着法等による成膜に比較してプロセスが大変簡便となり、軟磁性膜が厚膜の場合であっても高い生産性が維持されるとともに、膜の密着力が強いため、メッキ後の研磨によりその表面粗さのレベルを所定のものとする加工が容易であり、磁気記録媒体として極めて優れたヘッド浮上特性を有する。

以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。

本発明者は、簡便な方法にて優れた特性を有する垂直二層式磁気記録媒体を得るべく、メッキ法により軟磁性膜を形成する条件ならびに適用可能な軟磁性膜の種類について鋭意研究を重ね、磁気記録媒体を形成する基板上に無電解メッキ法にてＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅの群から選択される２種以上の金属からなる合金からなり、かつ、基板の面内周方向に異方性を有する軟磁性膜を裏打ち層として用いると、軟磁性膜中での磁壁の発生が抑制され、スパイクノイズの低減に有効であることを既に見出している（特許文献３）。

本発明者の更なる検討の結果、（１）単結晶シリコン基板上にメッキ法で成膜された密着力の強い軟磁性膜を形成するために、単結晶シリコン基板上にＮｉまたはＮｉＰ合金膜を予め成膜させこの膜（核付け層）上に軟磁性膜を成膜することが有効であること、（２）単結晶シリコン基板上にＮｉまたはＮｉＰ合金膜を形成する際に、Ｎｉ濃度とＳｉ濃度が傾斜的に変化するように成膜すると、シリコン基板との密着力が向上すること、が明らかとなってきた。

さらに、（３）単結晶シリコン基板上に無電解めっき法にてＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅからなる群から選択される２種以上の元素からなる合金を用いて軟磁性膜を成膜する際、基板の面内周方向に異方性を有する軟磁性膜を積層させると、スパイクノイズの発生原因となる磁壁の発生抑止に有効であること、（４）メッキ法によっても面内径方向に異方性を有する軟磁性膜が成膜可能であり、面内周方向に異方性をもつ軟磁性膜と同様に良好なＳ／Ｎ比が得られること、（５）軟磁性膜中にＢとＰを含有させることにより、メッキ法で積層した軟磁性膜の結晶状態の制御が可能であり、これにより磁化リップルおよびスパイクノイズの低減が可能であること、も明らかになった。

本発明は、このような知見に基づいて更に鋭意検討を行った結果、シリコン基板として多結晶のものを用いることにより上述のＮｉまたはＮｉＰ合金膜等の下地メッキ膜なしに基板上に軟磁性膜をメッキ法で成膜することが可能となること、下地メッキ膜を設けないためにスパイクノイズ低減効果が顕著であること、また、軟磁性膜中にＢとＰを有意に含有させることによりメッキ法で積層させる軟磁性膜の結晶状態が磁化リップルとスパイクノイズの低減に効果的なものとなること、との新たな知見を得たことに基づくものである。

図２（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の磁気記録媒体の積層構造例を説明するための図で、これらの図において、符号１０１は直径９０ｍｍ以下の多結晶シリコン基板、１０２はメッキ法で成膜された１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの軟磁性裏打ち層、１０３は磁気記録層、１０４は保護層、１０５は潤滑層であり、多結晶シリコン基板１０１と軟磁性裏打ち層１０２との間には、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの酸化珪素膜１０６が設けられている。また、図２（Ｂ）中の符号１０７は、酸化珪素膜１０６と軟磁性裏打ち層１０２との間に設けられる１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みのＰｄ含有膜である。以下に、多結晶シリコン基板および各層毎に説明する。

多結晶シリコン基板（１０１）：本発明で用いるシリコン基板は多結晶であり、その基板直径は９０ｍｍ以下とされる。これは、後述の軟磁性裏打ち層１０２のメッキ成膜工程において、基板面上に均質なメッキ液の流れを形成するためである。この点は後述する。また、多結晶シリコン基板１０１の電気抵抗は特別な制限はないが、表面抵抗率で概ね０．１Ω／ｃｍ²以上１００Ω／ｃｍ²のものが用いられ、例えば、０．５Ω／ｃｍ²以上５０Ω／ｃｍ²のものとされる。この抵抗値は、シリコン結晶中に含まれるＢ、Ｐ、Ｎ、Ａｓ、Ｓｎ等のドーパント量で決まることとなる。

酸化珪素膜（１０６）：本発明の磁気記録媒体用基板には、多結晶シリコン基板１０１の主面に、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの酸化珪素膜１０６を有している。この酸化珪素膜１０６は、用意した多結晶シリコン基板１０１に表面処理を施し、表面をエッチングして自然酸化膜を除去するとともに、新たな酸化膜を形成して得られたものである。なお、酸化珪素膜１０６は多孔質状の膜であり、その厚みは１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とされる。酸化珪素膜１０６が多孔質の膜であることにより、その空隙が後述する軟磁性裏打ち層１０２と多結晶シリコン基板１０１の密着強度の向上に効果的に作用する。

酸化珪素膜１０６の厚みを上述の範囲とするのは、厚さが１０ｎｍ未満であると、酸化珪素膜１０６の上への軟磁性裏打ち層１０２の成膜が安定し難いためである。これは、酸化珪素膜１０６の多孔質の空隙に軟磁性膜の一部が進入してくることによるものと考えられる。また、酸化珪素膜１０６の厚みが１０００ｎｍを超えると、その上に形成される軟磁性裏打ち層１０２との間で生じる応力に耐えられなくなり、剥がれ易くなるためである。

このような酸化珪素膜１０６の形成は、以下のような工程で実行される。先ず、表面処理剤として、酸またはアルカリと酸化剤の組合せを選択する。酸としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸でも、蟻酸や酢酸等の有機酸の何れでもよいが、無機酸の方が取り扱い易い。アルカリとしては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムあるいはアンモニア水等がよい。酸化剤としては、酸との組み合わせでは過硫酸ナトリウムや過マンガン酸カリウム等が好ましく、アルカリとの組み合わせでは過酸化水素や過硫酸ナトリウムを選択することが好ましい。

エッチングおよび酸化の条件としては、例えば、苛性ソーダ等のアルカリ水溶を用いる場合には濃度２〜６０重量％で、３０〜１００℃の液中で過酸化水素や過硫酸ナトリウム等の酸化剤を用いてエッチングしながら酸化を行い、多孔質酸化珪素膜を得る。酸化珪素膜の厚さは、酸化剤の濃度と反応時間によって制御される。例えば、酸化剤の濃度が０．０１モル／リットル以上１モル／リットルの場合、０．５分以上２０分以下の処理時間となる。

Ｐｄ含有膜（１０７）：本発明において必須ではないが、図２（Ｂ）に図示したように、酸化珪素膜１０６と軟磁性裏打ち層１０２との間に厚み１ｎｍ以上２００ｎｍ以下のＰｄ含有膜１０７を設けることとすると、密着強度の向上という効果が得られる。

このＰｄ含有膜１０７は、公知の一般的な手法（メッキ法、蒸着法、スパッタ法等）で成膜されたパラジウムを含有する膜である。例えば、パラジウム水溶液を用いた処理を施すなどにより形成することが可能である。この場合の条件としては、パラジウム源として、塩化パラジウム、硫酸パラジウム、硝酸パラジウム、テトラアンミンパラジウムクロライド等の化合物を用い、溶液中のパラジウム濃度が０．００１モル／リットル以上０．１モル／リットル以下となるように薬液調合してその薬液中に多孔質の酸化珪素膜１０６を主面に備えた多結晶シリコン基板１０１を浸漬させることで成膜を行う。

軟磁性裏打ち層（１０２）：軟磁性裏打ち層１０２は、無電解メッキとして知られる一般的な方法で成膜した後に、このメッキ膜を所定の厚み（１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下）まで研磨して厚み調整する。本発明では、この軟磁性膜を、ＣｏとＮｉとＦｅからなる一群から選択される２つ以上の元素を含み、ＢとＣとＰとＳからなる一群から選択された少なくとも１種の元素を含有する膜とする。例えば、この軟磁性膜の組成は、ＣｏとＦｅとＮｉとＰとＢの含有量の合計を１００重量％とした場合に、Ｃｏ含有量が６０重量％以上８０重量％以下、Ｆｅ含有量が１０重量％以上２０重量％以下、Ｎｉ含有量が５重量％以上２０重量％以下の範囲にある。なお、この軟磁性膜の組成は、メッキ液の組成調整により制御される。

軟磁性膜の組成は、磁気特性の観点から、当該膜を立方晶結晶とする必要から定められる。したがって、メッキ浴の組成もメッキ膜の磁気特性を軟磁性膜としてのものとすると同時にその結晶構造を立方晶とする組成とされる。無電解メッキには、金属の硫化物浴又は塩化物浴の何れを用いることも可能であるが、具体的な浴組成例としては、ニッケル、コバルト及び鉄から選ばれる２つ以上の金属イオンを含む「硫酸ニッケルと硫酸コバルト混合浴」、あるいはこの混合浴にさらに硫酸鉄を含む混合浴等が挙げられ、その好ましい濃度は０．０１〜０．５Ｎである。このような金属元素選択とするのは、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＦｅは何れも無電解メッキが可能であるものの、単独元素のメッキ膜からは良好な軟磁気特性得ることが困難なためである。なお、メッキ浴の温度は４０〜１００℃の範囲に設定することが好ましい。

無電解メッキで用いられる還元剤としては、燐系の還元剤と硼素系の還元剤を同時に用いる。燐系還元剤としては次亜燐酸（Ｈ₂ＰＯ₂）や次亜燐酸ナトリウム等を、硼素系還元剤としてはジメチルアミンボラン（ＤＭＡＢ：（ＣＨ₃）₂ＨＮＢＨ₃）を用いることができる。

軟磁性膜は、無電解メッキ時に燐系還元剤と硼素系還元剤を同時使用するため、ＰおよびＢの軽元素が膜中に有意に取り込まれることとなる。このＰおよびＢの膜中への取り込まれが乾式成膜法（スパッタ法など）で成膜された軟磁性膜と顕著に異なる点である。

軟磁性膜の厚みは、先ず、１０００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度に厚めに成膜し、これに熱処理を施した後に研磨して１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下に調整する。最終厚みが１００nm未満では、その下に設けられている多孔質酸化珪素膜１０６の表面状態の影響を受けて目的とする軟磁性膜の表面平滑性を確保することが困難となりノイズも高くなる。また、１０００ｎｍを越える厚膜とすると膜強度が低下し易くなるので望ましくない。

メッキ成膜直後の厚さは、研磨後の最終膜厚の２〜６倍程度とするのがよい。これは、メッキ成分や水分が軟磁性膜中に残留し易くこれが腐食の原因となるため、これを気化させて除去する目的で熱処理を施すが、その熱処理の際に、軟磁性膜の表面が酸化したり、気化に伴って膜に孔が開いたりする。このような「変質層」を取り除くためにＣＭＰ処理などの研磨を施す際の「取りしろ」を確保しておくためである。

研磨後の軟磁性膜は、その上に磁気記録層１０３が成膜されるものであるため、研磨後の表面は平滑なものであることが望ましい。したがって、研磨後の軟磁性膜の表面精度はＡＦＭ（原子間力顕微鏡）やＺｙｇｏ社製の非接触三次元表面形状測定装置）を用いて表面粗さ（Ｒｍｓ）を測定した場合の平坦度が０．５ｎｍ以下であることが好ましい。また、Phase Shifter社製のOpti-Flatで測定した湾曲度（マイクロウェビネス：μＷａ）が１ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以下とする。

図３に例示したように、本発明の軟磁性膜は無電解メッキ時に、５０エルステッド（Ｏｅ）以上５キロエルステッド（ｋＯｅ）以下の磁場を基板に対して印加しつつ、かつ、メッキ浴中で基板を回転させながら成膜される。すなわち、メッキ浴２０１を溜めた浴槽２０２を、磁石から発生する磁力線２０３がメッキ浴２０１中を通るように、永久磁石磁気回路のＮ極２０２ａとＳ極２０２ｂとの間に配置し、このメッキ浴２０１に基板１００を浸漬させ、基板１００面と磁力線２０３の成す角度を設定して外部磁場が印加される。

なお、基板に対する磁場方向と磁場中の基板の位置により軟磁性の磁気的異方性方向を制御することができる。例えば、基板の径方向に磁気的異方性を持たせる場合には、基板面に対して、４５°以上９０°以下の方向で磁場を印加し、基板位置は磁場中心にあることが望ましい。また、基板の周方向に磁気的異方性を持たせる場合には、基板面に対して０°以上４５°未満の方向で磁場印加し、基板位置は磁場中心からずらすことが好ましい。

本発明においては、無電解メッキ時に磁場を印加することにより、磁化方向が面内にある軟磁性膜を得る。つまり、軟磁性膜は、基板の径方向または周方向に磁気的異方性を有する。このような異方性の軟磁性膜は、磁壁発生が顕著に抑えられ、スパイクノイズが抑制される。

この無電解メッキ工程中の基板表面近傍におけるメッキ液の流れ方は、得られる軟磁性膜の磁気異方性に影響を及ぼす。また、メッキされる基板の直径が９０ｍｍを超えると基板面に均質なメッキ液の流れを形成することが困難となる。これが多結晶シリコン基板として直径９０ｍｍ以下のものを選択する理由である。したがって、メッキ成膜時の液循環を調整したり、パドル等の攪拌子を用いてメッキ液を攪拌したり、あるいは被メッキ基板を自公転させたりすることでメッキ浴中の液流を調整することが好ましい。これらのうち、浴中で被メッキ基板を自公転させる方法は、液流速を適切なものとするのに簡便かつ効果的な方法である。したがって、浴中での被メッキ基板の自公転と、メッキ液の循環や攪拌とを適宜組み合わせることでメッキ浴中の液流が調整される。

メッキ成膜された軟磁性膜中には、僅かではあるが、残留メッキ液成分や水分が含まれており、これが腐食の原因となるので、成膜後に５０℃以上３５０℃以下（好ましくは１００℃以上２５０℃以下）の熱処理を施して、これらを除去する。この熱処理は、大気中、減圧下、真空中、加圧下、不活性雰囲気中、還元雰囲気中の何れで行ってもよい。なお、この熱処理を、５０Ｏｅ以上５ｋＯｅ以下の磁場を印加させながら、すなわち、磁気的異方性を高めるための磁場印加を加えながら、実行してもよい。

軟磁性膜の磁気的異方性の測定は、主に、軟磁性膜をメッキ成膜した基板を切り出して得た試料をＶＳＭ（振動試料型磁力計）測定、あるいは、カー効果を利用した磁化曲線の測定で行う。一般的には、基板面内の周方向と径方向の２方向につき測定を行う。ＶＳＭ測定では磁化の絶対値も含めて磁化曲線が厳密に求められるが、測定試料の切り出し（試料の破壊）が必要なため、軟磁性膜の残留応力の様子が非破壊時とは異なる場合もあり得ることから、正確な測定とはならない場合もあり得る。

一方、カー効果を利用した磁化曲線の測定は非破壊で磁化曲線が測定可能で、しかも測定エリアも２〜３ｍｍ程度の狭い領域であるため、基板面内での分布を求めるための多点計測をも容易である。しかし、得られる情報はあくまでも「カー回転角」でしかないため、磁化の絶対値を知ることはできない。また、カー効果は膜表面での可視光反射によるため、膜の極表面の情報でしかなく、膜全体の磁化曲線とは異なる可能性がある。このように、上記何れの測定法もそれぞれの短所を有しているので、両手法を使い分けて、磁気的異方性を把握する必要がある。

上述したように、本発明の磁気記録媒体が備える軟磁性膜は、基板面内の周方向と径方向の磁化曲線に異方性があり、例えば、径方向が磁化容易方向で、径方向と周方向の異方性が５Ｏｅ以上である。ここで、磁気的異方性とは、上述した測定から得られる周方向と径方向の磁化曲線において、磁化が飽和する外部磁場強度の差をいう。

図４は、磁気的異方性の意味を説明するための、面内での周方向および径方向の磁化曲線の概念図である。この図に示した例では、径方向の磁化飽和磁場強度は周方向のそれに比較して高く、この差（δＨ）が「磁気的異方性」である。磁気的異方性が５Ｏｅ以上の径方向磁気異方性を付与することとすると、例えば軟磁性裏打ち層１２から発生するスパイクノイズを極めて効果的に抑制できる。なお、この磁気的異方性を２ｋＯｅ以上とすることはプロセス上困難ではあるが、２ｋＯｅ未満の異方性で充分なノイズ抑制効果が得られる。

磁気記録層１０３:上述のようにして得られた磁気記録媒体用基板上に磁気記録層を設けて記録媒体とする。軟磁性裏打ち層１０２の上に設けられる磁気記録層１０３は、軟磁性裏打ち層１０２の上に直接形成してもよいが、結晶粒径および磁気特性の整合をとるなどのために、必要に応じて、種々の中間膜を設け、この中間膜上に形成するようにしてもよい。中間膜としては、例えばＲｕ膜などが用いられる。また、中間膜を複数層積層させるようにしてもよい。

磁気記録層１０３の組成は、層面に垂直な方向に磁化容易な磁区を形成可能な磁性材料であれば特別な制限はない。スパッタ法成膜する場合には、たとえば、Ｃｏ−Ｃｒ系合金膜、Ｆｅ−Ｐｔ合金膜、ＣｏＣｒ−Ｓｉグラニュール膜、Ｃｏ／Ｐｄ多層膜などを用いることができる。また、湿式法により成膜する場合には、たとえば、Ｃｏ−Ｎｉ系メッキ膜やマグネトプランバイト相よりなるバリウム・フェライトの塗布膜などを用い得る。

磁気記録層１０３の厚みは、概ね５〜１００ｎｍ程度が好ましく、より好ましくは１０〜５０ｎｍ程度である。また、磁気記録層１３は、その保磁力が、好ましくは０．５〜１０ｋＯｅとなるように成膜され、より好ましくは３〜６ｋＯｅとなるように成膜される。

保護層１０４および潤滑層１０５：磁気記録層１０３の上面に設けられる保護層１０４は、従来の磁気記録媒体に用いられてきた材料で形成することができる。たとえば、スパッタ法やＣＶＤ法により形成される非晶質カーボン系の保護膜をはじめ、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などの結晶質の保護膜を用いることができる。また、この保護層１０４の上面に設けられる潤滑層１０５もまた、従来の磁気記録媒体に用いられてきた材料を塗布して形成することができ、その剤種及び塗布方法についての制限は特にない。たとえば、フッ素系油脂を塗布して単分子膜を形成するなどにより潤滑層１５を形成する。なお、これら保護層１０４および潤滑層１０５の厚みは何れも、例えば２〜２０ｎｍ程度とされる。

以下に、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

ポリシリコン（純度「７ナイン」：９９．９９９９９％）を原料として得られた直径２００ｍｍの多結晶シリコン基板から、コア抜き、芯取り、およびラップを行い直径６５ｍｍの多結晶シリコン基板（Ｐドープのｎ型）を得た。この多結晶シリコン基板の表面を、平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカを研磨剤として両面研磨し、表面粗さ（Ｒｍｓ）が５ｎｍの基板を得た。なお、「Ｒｍｓ」は平方平均粗さであり、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて測定した値である。

この多結晶シリコン基板を、液温４５℃の苛性ソーダ浴（０．５モル／リットル）に５分間浸漬して表面の薄い酸化膜を除去し、純水洗浄の後、苛性ソーダ（１モル／リットル）と過酸化水素（０．１モル／リットル）の混合水溶液（液温４５℃）に１０分間浸漬して基板表面に多孔質の酸化珪素膜（厚み３５０ｎｍ）を成膜した。

図５は、得られた酸化珪素膜の平面透過電子顕微鏡像（ＴＥＭ像）で、このＴＥＭ写真からは数十ｎｍ程度のサイズの濃淡の分布が観察され、酸化珪素膜が多孔質であることが確認できる。

酸化珪素膜形成後の基板を純水で洗浄した後、０．００５モル／リットルの濃度の塩化パラジウム水溶液に塩酸を０．０００１モル／リットル添加した活性化浴を調合し、２５℃に加熱した浴中に基板を０．５分間浸漬させ、酸化珪素膜上にパラジウムの膜を成膜した。このパラジウム膜の厚みは概ね３０ｎｍであった。

次に、この基板を、硫酸アンモニウム（０．２モル／リットル）、硫酸コバルト（０．１モル／リットル）、硫酸ニッケル（０．０１モル／リットル）、硫酸鉄（０．０２モル／リットル）、還元剤としての亜燐酸（０．３モル／リットル）およびジメチルアミンボラン（０．１モル／リットル）を含むメッキ液を建浴し、無電解メッキによる成膜速度が０．１μｍ／ｍｉｎとなるように浴温を６８℃に設定した。

このメッキ液中に基板を浸漬させ、基板面に対して垂直に５００Ｏｅの磁場を印加しながら基板を回転数４０ｒｐｍで自転させつつ、１２分の無電解メッキを行い、厚み約１．２μｍの軟磁性膜を得た。磁気特性測定の結果、この軟磁性膜の保磁力は２Ｏｅで、径方向に磁気的異方性を有する良好な軟磁気特性を示していた。

磁気特性測定の後、軟磁性膜の組成を蛍光Ｘ線分析法とＩＰＣ法で分析した。その結果、膜の主成分は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐ、Ｂのそれぞれにつき、６９ｗｔ％、１４．４ｗｔ％、１６ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％であった。

このようにして得られた軟磁性膜付き基板に、大気中で１５０℃の径方向磁場中熱処理を施した。磁場印加にはＳｍＣｏ系磁石を用い、磁場強度約１ｋＯｅとし、基板を磁気回路の相対回転数差約３０ｒｐｍで回転させながら、約１時間の磁場中熱処理を実行した。

次に、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカを用いて両面研磨を施して軟磁性膜の厚みを約２００ｎｍに調厚した。この調厚後の軟磁性膜の表面をＡＦＭで表面粗さ測定した結果、Ｒｍｓ値が０．２ｎｍで、マイクロウェビネス（μＷａ）の値として０．４ｎｍを得た。

この軟磁性膜上に、垂直磁気記録層、保護層（厚み１５ｎｍのアモルファスカーボン）、潤滑層（ディップ形成フッ素潤滑膜）を設けて垂直磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体をスピンスタンドに設置しＤＣイレーズを実施後、浮上高１０ｎｍのナノスライダーヘッドにより書き込みを行い再生信号の測定を行った結果、低周波域の２０ＨｚでのＳ／Ｎ比の平均レベルは４０ｄＢと良好であった。

ポリシリコン（いわゆる「金属珪素」であり純度「４ナイン」：９９．９９％）を原料として得られた直径２００ｍｍの多結晶シリコン基板から、コア抜き、芯取り、およびラップを行い直径６５ｍｍの多結晶シリコン基板（Ｐドープのｎ型）を得た。この多結晶シリコン基板の表面を、平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカを研磨剤として両面研磨し、表面粗さ（Ｒｍｓ）が５ｎｍの基板を得た。

この多結晶シリコン基板を、液温４５℃のアンモニア水溶液（１モル／リットル）に５分間浸漬して表面の薄い酸化膜を除去し、純水洗浄の後、苛性ソーダ（０．３モル／リットル）と過酸化水素（０．０１モル／リットル）の混合水溶液（液温４５℃）に５分間浸漬して基板表面に多孔質の酸化珪素膜（厚み２５０ｎｍ）を成膜した。

酸化珪素膜形成後の基板を純水で洗浄した後、０．０１モル／リットルの濃度のテトラアミンパラジウムクロライド水溶液に塩化アンモニウムを０．００１モル／リットル添加した活性化浴を調合し、２５℃に加熱した浴中に基板を５分間浸漬させ、酸化珪素膜上にパラジウムの膜を成膜した。このパラジウム膜の厚みは概ね１００ｎｍであった。

次に、この基板を、硫酸アンモニウム（０．３モル／リットル）、硫酸コバルト（０．１２モル／リットル）、硫酸ニッケル（０．０２モル／リットル）、硫酸鉄（０．０３モル／リットル）、還元剤としての次亜燐酸ナトリウム（０．２モル／リットル）およびジメチルアミンボラン（０．０５モル／リットル）を含むメッキ液を建浴し、無電解メッキによる成膜速度が０．０８μｍ／ｍｉｎとなるように浴温を６５℃に設定した。

このメッキ液中に基板を浸漬させ、基板面に対して水平に５００Ｏｅの磁場を印加しながら基板を回転数２０ｒｐｍで自転させつつ、１５分の無電解メッキを行い、厚み約１．２μｍの軟磁性膜を得た。磁気特性測定の結果、この軟磁性膜の保磁力は３Ｏｅで、周方向に磁気的異方性を有する良好な軟磁気特性を示していた。

磁気特性測定の後、軟磁性膜の組成を蛍光Ｘ線分析法とＩＰＣ法で分析した。その結果、膜の主成分は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｐ、Ｂのそれぞれにつき、７５ｗｔ％、８ｗｔ％、１４．９ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．１ｗｔ％であった。

このようにして得られた軟磁性膜付き基板に、Ａｒ雰囲気中で２５０℃の周方向磁場中熱処理を施した。磁場印加にはＳｍＣｏ系磁石を用い、磁場強度約１ｋＯｅとし、基板を磁気回路の相対回転数差約３０ｒｐｍで回転させながら、約４時間の磁場中熱処理を実行した。

次に、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカを用いて両面研磨を施して軟磁性膜の厚みを約７００ｎｍに調厚した。この調厚後の軟磁性膜の表面をＡＦＭで表面粗さ測定した結果、Ｒｍｓ値が０．５ｎｍで、マイクロウェビネス（μＷａ）の値として０．５ｎｍを得た。

この軟磁性膜上に、垂直磁気記録層、保護層（厚み１５ｎｍのアモルファスカーボン）、潤滑層（ディップ形成フッ素潤滑膜）を設けて垂直磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体をスピンスタンドに設置しＤＣイレーズを実施後、浮上高１０ｎｍのナノスライダーヘッドにより書き込みを行い再生信号の測定を行った結果、２０ＨｚでのＳ／Ｎ比の平均レベルは５０ｄＢと良好であった。

比較例：チョクラルスキ(ＣＺ)法で結晶成長させて得た直径２００ｍｍの単結晶シリコン基板から、コア抜き、芯取り、ラップを行い、直径６５ｍｍの（１００）単結晶シリコン基板（Ｐドープのｎ型基板）を得た後、平均粒径１５ｎｍのコロイダルシリカにより両面研磨し、その表面粗さをＲｍｓ値で０．５ｎｍとした。

この基板を４５℃、０．５モル／リットルの苛性ソーダに５分間浸漬して基板表面の薄い表面酸化膜を除去した。純水で洗浄後、０．２モル／リットルの硫酸ニッケル水溶液に硫酸アンモニウムを１．０モル／リットル添加したＮｉメッキ浴を調合し、８０℃に加熱した浴中に５分間浸漬してＮｉ下地メッキ膜を得た。

次に、この基板を、硫酸アンモニウム（０．２モル／リットル）、硫酸コバルト（０．１モル／リットル）、硫酸ニッケル（０．０１モル／リットル）、硫酸鉄（０．０２モル／リットル）、還元剤としてのジメチルアミンボラン（０．０５モル／リットル）を含むメッキ液を建浴し、無電解メッキによる成膜速度が０．１μｍ／ｍｉｎとなるように浴温を６８℃に設定した。

このメッキ液中に基板を浸漬させ、基板面に対する磁場印加なしに、基板を回転数４０ｒｐｍで自転させつつ、１２分の無電解メッキを行い、厚み約１．２μｍの軟磁性膜を得た。磁気特性測定の結果、この軟磁性膜の保磁力は４Ｏｅの良好な軟磁気特性を示していた。

このようにして得られた軟磁性膜付き基板に、大気中で３５０℃の周方向磁場中熱処理を施した。磁場印加にはＳｍＣｏ系磁石を用い、磁場強度約１ｋＯｅとし、基板を磁気回路の相対回転数差約３０ｒｐｍで回転させながら、約１時間の磁場中熱処理を実行した。

次に、平均粒径１０ｎｍのコロイダルシリカを用いて両面研磨を施して軟磁性膜の厚みを約６００ｎｍに調厚した。この調厚後の軟磁性膜の表面をＡＦＭで表面粗さ測定した結果、Ｒｍｓ値５ｎｍを得た。

さらに、この軟磁性膜上に、垂直磁気記録層、保護層（厚み１５ｎｍのアモルファスカーボン）、潤滑層（ディップ形成フッ素潤滑膜）を設けて垂直磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体をスピンスタンドに設置しＤＣイレーズを実施後、浮上高１０ｎｍのナノスライダーヘッドにより書き込みを行い再生信号の測定を行った結果、２０ＨｚでのＳ／Ｎ比の平均レベルは８０ｄＢであり、実施例１および２の値に比較して高い値となった。つまり、本発明は、基板を多結晶シリコン基板とすることにより下地メッキ層を不要として、低周波域でのノイズ低減とスパイクノイズ低減が実現される。

本発明は、低周波域ノイズおよび孤立スパイクノイズの低減を可能とした構造の垂直磁気記録媒体とそれを実現するための基板を提供する。

水平磁気記録方式（Ａ）および垂直磁気記録方式（Ａ）のハードディスクの一般的な積層構造を説明するための断面概略図である。 本発明の磁気記録媒体の積層構造例を説明するための図である。 軟磁性膜をメッキ成膜する際の様子を説明するための概念図である。 磁気的異方性の意味を説明するための、面内での周方向および径方向の磁化曲線の概念図である。 酸化珪素膜のＴＥＭ像である。

符号の説明

１、１１ 非磁性基板
２ Ｃｒ系下地層
３、１３、１０３ 磁気記録層
４、１４、１０４ 保護層
５、１５、１０５ 潤滑層
１２、１０２ 軟磁性裏打ち層
１００ 基板
１０１ 多結晶シリコン基板
１０６ 酸化珪素膜
１０７ Ｐｄ含有膜
２０１ メッキ浴
２０２ 浴槽
２０３ 磁力線
２０２ａ Ｎ極
２０２ｂ Ｓ極

Claims (5)

1. 主面上に１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの酸化珪素膜を有する直径９０ｍｍ以下の多結晶シリコン基板上に、メッキ法で成膜された１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚みの軟磁性膜を備えた磁気記録媒体用基板。
2. 前記軟磁性膜は、ＣｏとＮｉとＦｅからなる一群から選択される２つ以上の元素を含み、ＢとＣとＰとＳからなる一群から選択された少なくとも１種の元素を含有する請求項１に記載の磁気記録媒体用基板。
3. 前記軟磁性膜の組成は、ＣｏとＦｅとＮｉとＰとＢの含有量の合計を１００重量％とした場合に、Ｃｏ含有量が６０重量％以上８０重量％以下、Ｆｅ含有量が１０重量％以上２０重量％以下、Ｎｉ含有量が５重量％以上２０重量％以下の範囲にある請求項２に記載の磁気記録媒体用基板。
4. 前記酸化珪素膜と前記軟磁性膜との間に１ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みのＰｄ含有膜を備えている請求項１乃至３の何れか１項に記載の磁気記録媒体用基板。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板上に磁気記録層を備えた磁気記録媒体。

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