JP2009116986A - Method for manufacturing vertical magnetic recording medium, and magnetic recording/reproducing device - Google Patents
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Description
本発明は、垂直磁気記録媒体の製造方法及びこの垂直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。 The present invention relates to a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular magnetic recording medium.
近年、磁気ディスク装置、可撓性ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置の適用範囲は著しく増大され、その重要性が増すと共に、これらの装置に用いられる磁気記録媒体について、その記録密度の著しい向上が図られつつある。特にMRヘッド、およびPRML技術の導入以来、面記録密度の上昇はさらに激しさを増し、近年ではさらにGMRヘッド、TuMRヘッドなども導入され1年に約100%ものペースで増加を続けている。 In recent years, the range of application of magnetic recording devices such as magnetic disk devices, flexible disk devices, and magnetic tape devices has been remarkably increased, and the importance has increased, and the recording density of magnetic recording media used in these devices has increased. Significant improvements are being made. In particular, since the introduction of MR heads and PRML technology, the increase in areal recording density has become even more intense. In recent years, GMR heads, TuMR heads, etc. have also been introduced, and are increasing at a rate of about 100% per year.
このように、磁気記録媒体については今後更に高記録密度化を達成することが要求されており、そのために磁気記録層の高保磁力化と高信号対雑音比(S/N比)、高分解能を達成することが要求されている。これまで広く用いられてきた長手磁気記録方式においては、線記録密度が高まるにつれて、磁化の遷移領域の隣接する記録磁区同士がお互いの磁化を弱めあおうとする自己減磁作用が支配的になるため、それを避けるために磁気記録層をどんどん薄くして形状磁気異方性を高めてやる必要がある。 As described above, the magnetic recording medium is required to achieve higher recording density in the future. For this purpose, the magnetic recording layer has a higher coercive force, higher signal-to-noise ratio (S / N ratio), and higher resolution. It is required to be achieved. In the longitudinal magnetic recording method that has been widely used so far, as the linear recording density increases, the adjacent recording magnetic domains in the magnetization transition region dominated the self-demagnetization action that weakens each other's magnetization. In order to avoid this, it is necessary to increase the shape magnetic anisotropy by making the magnetic recording layer thinner and thinner.
その一方で、磁気記録層の膜厚を薄くしていくと、磁区を保つためのエネルギー障壁の大きさと熱エネルギーの大きさが同レベルに近づいてきて、記録された磁化量が温度の影響によって緩和される現象(熱揺らぎ現象)が無視できなくなり、これが線記録密度の限界を決めてしまうといわれている。 On the other hand, as the film thickness of the magnetic recording layer is reduced, the magnitude of the energy barrier for maintaining the magnetic domain and the magnitude of the thermal energy approach the same level, and the recorded magnetization amount is affected by the temperature. It is said that the phenomenon to be relaxed (thermal fluctuation phenomenon) cannot be ignored, and this determines the limit of the linear recording density.
このような中、長手磁気記録方式の線記録密度改良に答える技術として最近ではAFC(Anti Ferromagnetic Coupling)媒体が提案され、長手磁気記録で問題となる熱磁気緩和の問題を回避しようという努力がなされている。 Under these circumstances, recently, an AFC (Anti Ferromagnetic Coupling) medium has been proposed as a technique to respond to the improvement of the linear recording density of the longitudinal magnetic recording system, and an effort has been made to avoid the problem of thermal magnetic relaxation, which is a problem in longitudinal magnetic recording. ing.
また、今後一層の面記録密度を実現するための有力な技術として注目されているのが垂直磁気記録技術である。従来の長手磁気記録方式が、媒体を面内方向へ磁化させるのに対し、垂直磁気記録方式では媒体面に垂直な方向に磁化させることを特徴とする。このことにより、長手磁気記録方式で高線記録密度を達成する妨げとなる自己減磁作用の影響を回避することができ、より高密度記録に適していると考えられている。また一定の磁性層膜厚を保つことができるため、長手磁気記録で問題となっている熱磁気緩和の影響も比較的少ないと考えられている。 In addition, the perpendicular magnetic recording technique is attracting attention as a promising technique for realizing a higher areal recording density in the future. While the conventional longitudinal magnetic recording system magnetizes the medium in the in-plane direction, the perpendicular magnetic recording system is characterized by magnetizing in the direction perpendicular to the medium surface. Accordingly, it is considered that the influence of the self-demagnetization action that hinders the achievement of a high linear recording density in the longitudinal magnetic recording method can be avoided, and it is considered suitable for higher density recording. Further, since a certain magnetic layer thickness can be maintained, it is considered that the influence of thermomagnetic relaxation, which is a problem in longitudinal magnetic recording, is relatively small.
垂直磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層、中間層、磁気記録層、保護層の順に成膜されるのが一般的である。また、保護層まで成膜した上で、表面に潤滑層を塗布する場合が多い。また、多くの場合、軟磁性裏打ち層とよばれる磁性膜が下地層の下に設けられる。中間層は磁気記録層の特性をより高める目的で形成される。また下地層は中間層、磁気記録層の結晶配向を整えると同時に磁性結晶の形状を制御する働きをするといわれている。 A perpendicular magnetic recording medium is generally formed on a nonmagnetic substrate in the order of an underlayer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer. In many cases, a lubricating layer is applied to the surface after forming a protective layer. In many cases, a magnetic film called a soft magnetic backing layer is provided under the underlayer. The intermediate layer is formed for the purpose of further improving the characteristics of the magnetic recording layer. The underlayer is said to function to control the shape of the magnetic crystal while adjusting the crystal orientation of the intermediate layer and the magnetic recording layer.
優れた特性を有する垂直磁気記録媒体を製造するためには、磁気記録層の結晶構造が重要である。すなわち、垂直磁気記録媒体においては、多くの場合その磁気記録層の結晶構造は六方最密充填構造(hcp構造)をとるが、その(002)結晶面が基板面に対して平行であること、換言するならば結晶c軸[002]軸が垂直な方向にできるだけ乱れなく配列していることが重要である。 In order to manufacture a perpendicular magnetic recording medium having excellent characteristics, the crystal structure of the magnetic recording layer is important. That is, in a perpendicular magnetic recording medium, the crystal structure of the magnetic recording layer often has a hexagonal close-packed structure (hcp structure), but the (002) crystal plane is parallel to the substrate surface. In other words, it is important that the crystal c-axis [002] axis is arranged in the perpendicular direction with as little disturbance as possible.
また、非特許文献1に示すように、S.H.Liouらは、磁性結晶を非磁性相で分離した、いわゆるグラニュラ磁性層を提案している。グラニュラ磁性層は、磁性粒間の磁気的相互作用が微弱であり、かつ、磁性結晶粒を微細化できるため極めて低ノイズの磁性層を達成できる。
上述のように、グラニュラ磁性層の採用により、より高密度の情報の記録再生が可能となった。しかしながら、垂直磁気記録媒体を構成する裏打ち層には、Co原子等のマイグレーションを起こしやすい元素が多く含まれているため、高温高湿の環境下で垂直磁気記録媒体の表面に拡散し腐食を生じさせるという問題があった。 As described above, the use of the granular magnetic layer makes it possible to record and reproduce information with higher density. However, since the backing layer constituting the perpendicular magnetic recording medium contains many elements that easily cause migration such as Co atoms, it diffuses and corrodes on the surface of the perpendicular magnetic recording medium in a high temperature and high humidity environment. There was a problem of letting.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、磁気記録媒体の耐食性を向上させると共に、磁気記録特性が優れた垂直磁気記録媒体の製造方法及び垂直磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, a perpendicular magnetic recording medium, and a magnetic recording / reproducing apparatus that improve the corrosion resistance of a magnetic recording medium and have excellent magnetic recording characteristics. The purpose is to do.
上記の目的を達成するために、本発明は以下に掲げた。
(1)非磁性基板上に、少なくとも裏打ち層と下地膜と中間層と少なくとも酸化物を含むグラニュラ磁性層を有する垂直磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記裏打ち層を形成後、当該裏打ち層の表面に不活性ガスを照射することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
(2)前記不活性ガスが、Ar,He,Xe,Krからなる群から選ばれた何れか1種以上のガスであることを特徴とする(1)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
(3)前記不活性ガスが、イオンガン、誘導結合プラズマ(ICP)、反応性イオンプラズマ(RIE)からなる群から選ばれた何れかの方法によって照射されることを特徴とする(1)又は(2)に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法
(4)(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された垂直磁気記録媒体。
(5)垂直磁気記録媒体と、該垂直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た磁気記録再生装置であって、前記垂直磁気記録媒体が、(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された垂直磁気記録媒体であることを特徴とする磁気記録再生装置。
In order to achieve the above object, the present invention is listed below.
(1) A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium having a perpendicular magnetic recording layer having at least a backing layer, an underlying film, an intermediate layer, and a granular magnetic layer containing at least an oxide on a nonmagnetic substrate, the backing layer And forming a perpendicular magnetic recording medium by irradiating the surface of the backing layer with an inert gas.
(2) The method for manufacturing a perpendicular magnetic recording medium according to (1), wherein the inert gas is at least one gas selected from the group consisting of Ar, He, Xe, and Kr. .
(3) The inert gas is irradiated by any method selected from the group consisting of an ion gun, inductively coupled plasma (ICP), and reactive ion plasma (RIE). (2) A perpendicular magnetic recording medium produced by the production method according to any one of (1) to (3).
(5) A magnetic recording / reproducing apparatus comprising a perpendicular magnetic recording medium and a magnetic head for recording / reproducing information on the perpendicular magnetic recording medium, wherein the perpendicular magnetic recording medium is any one of (1) to (3) A magnetic recording / reproducing apparatus, which is a perpendicular magnetic recording medium manufactured by the manufacturing method according to
本発明によれば、磁気記録媒体の耐食性を向上させると共に、磁気記録特性が優れた垂直磁気記録媒体の製造方法及び垂直磁気記録媒体、並びに磁気記録再生装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the corrosion resistance of a magnetic recording medium, the manufacturing method of a perpendicular magnetic recording medium excellent in magnetic recording characteristics, a perpendicular magnetic recording medium, and a magnetic recording / reproducing apparatus can be provided.
先ず、本発明の実施形態の一例である垂直磁気記録媒体について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本実施形態の垂直磁気記録媒体の断面模式図を示す。
本実施形態の垂直磁気記録媒体10は、図1に示すように、非磁性基板1上に少なくとも軟磁性裏打ち層(裏打ち層)2と、下地層4及び中間層5からなる配向制御層3と、垂直磁気記録層6と、保護層7と、潤滑剤層8とが形成され、概略構成されている。尚、図1は本実施形態の垂直磁気記録媒体10の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の垂直磁気記録媒体10の寸法関係とは異なる場合がある。以下に、先ず、垂直磁気記録媒体10の各層について詳細に説明する。
First, a perpendicular magnetic recording medium which is an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of a perpendicular magnetic recording medium according to this embodiment.
As shown in FIG. 1, the perpendicular
<非磁性基板>
非磁性基板1は、特に限定されるものではなく、Alを主成分とした例えばAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。より好ましくは、Al合金基板や結晶化ガラス、アモルファスガラス等のガラス製基板である。また、非磁性基板1としてガラス製基板を用いる場合では、ミラーポリッシュ基板や表面粗さ(Ra)が1(Å)未満である低Ra基板などがより好ましい。なお、軽度であれば、テクスチャが入っていても構わない。
<Non-magnetic substrate>
The
<軟磁性裏打ち層>
軟磁性裏打ち層(裏打ち層)2は、FeCo系合金、CoZrNb系合金、CoTaZr系合金などいわゆる軟磁気特性を有する材料から構成される軟磁性膜であり、媒体に信号を記録する際、ヘッドからの記録磁界を導き、垂直磁気記録層6に対して記録磁界の垂直成分を効率よく印加する働きをする。また、軟磁性裏打ち層2は、アモルファス(非結晶質)構造であることが特に好ましい。軟磁性裏打ち層2をアモルファス構造とすることで、表面粗さ(Ra)が大きくなることを防ぎ、ヘッドの浮上量を低減することが可能となり、さらなる高記録密度化が可能となる。さらに、軟磁性裏打ち層2は、単層のみでなく、2層の間にRuなどの極薄い非磁性薄膜をはさむことで、軟磁性層同士を反強磁性結合(AFC)させたものを適用することもできる。なお、軟磁性裏打ち層2の総膜厚は、20(nm)〜120(nm)程度とすることが好ましく、記録再生特性とオーバーライト(OW)特性とのバランスにより適宜決定することができる。
<Soft magnetic backing layer>
The soft magnetic backing layer (backing layer) 2 is a soft magnetic film made of a material having so-called soft magnetic characteristics such as an FeCo alloy, a CoZrNb alloy, a CoTaZr alloy, and the like when recording a signal on a medium. The recording magnetic field is guided, and the perpendicular magnetic recording layer 6 is efficiently applied with the perpendicular component of the recording magnetic field. The soft
<配向制御層>
配向制御層3は、軟磁性裏打ち層2の上に設けられており、配向制御層3の直上の膜の配向性を制御する。また、配向制御層3は複数層から構成されており、本実施形態の配向制御層3は、非磁性基板1側から下地層4、中間層5が積層されて構成されている。
<Orientation control layer>
The
(下地層)
下地層4の材料としては、Taや(111)面配向する面心立方構造(fcc構造)を有する金属または合金(例えばNi、Ni−Nb、Ni−Ta、Ni−V、Ni−W、Ptなど)を用いることができる。また、軟磁性裏打ち層2が微結晶又は非晶質構造をとる場合であっても、材料や成膜条件によって配向制御層3の表面粗さ(Ra)が大きくなることがあるため、軟磁性裏打ち層2と配向制御層3との間に非磁性の非晶質層を成膜することで配向制御層3の表面粗さ(Ra)を下げて、垂直磁気記録層6の結晶配向性を向上させることができる。
(Underlayer)
The material of the
(中間層)
中間層5は、下地層4の上に設けられている。中間層5の材料としては、垂直磁気記録層6と同様の六方最密充填構造(hcp構造)であるRuやRe、又はそれらの合金、或いはそれらの酸化物を用いることができる。また、中間層5は、垂直磁気記録層6の配向を制御する働きをするため、六方最密充填構造(hcp構造)である材料に限定されるものではなく、垂直磁気記録層6の配向を制御できる材料であれば用いることができる。
(Middle layer)
The
<磁気記録層>
垂直磁気記録層6は、少なくとも酸化物を含むグラニュラ磁性層を有する。また、垂直磁気記録層6は、実際に信号の記録がなされる層であり、磁化容易軸(結晶c軸)が非磁性基板1に対して主に垂直に配向している。したがって、最終的には垂直磁気記録層6の結晶構造および磁気的性質が記録再生を決定する。
<Magnetic recording layer>
The perpendicular magnetic recording layer 6 has a granular magnetic layer containing at least an oxide. The perpendicular magnetic recording layer 6 is a layer on which signals are actually recorded. The easy magnetization axis (crystal c axis) is oriented mainly perpendicularly to the
垂直磁気記録層6の構成材料としては、CoCr,CoCrPt,CoCrPtB,CoCrPtB−X,CoCrPtB−X−Y,CoCrPt−O,CoCrPt−SiO2,CoCrPt−Cr2O3,CoCrPt−TiO2,CoCrPt−ZrO2,CoCrPt−Nb2O5,CoCrPt−Ta2O5,CoCrPtTiO2などのCo系合金薄膜が例示される。なお、上記の構成材料中のXは、Ru、W等を示しており、Yは、Cu、Mg等を示している。
特に、垂直磁気記録層6の構成材料としてO,SiO2,Cr2O3,TiO2,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5などの酸化物とCoCrPtなどのCo合金とを含む磁性層(酸化物磁性層)を用いる場合は、非磁性である酸化物が、強磁性であるCo結晶粒の周りを取り囲んでグラニュラ構造を採用することが好ましい。これにより、Co結晶粒同士の磁気的相互作用が弱まり、ノイズを減少することができる。本実施形態では、垂直磁気記録層6は、少なくとも1層が酸化物を含むグラニュラ磁性層が形成されて構成されることが好ましい。
The constituent material of the perpendicular magnetic recording layer 6, CoCr, CoCrPt, CoCrPtB, CoCrPtB-X, CoCrPtB-X-Y, CoCrPt-O, CoCrPt-
In particular, a magnetic material containing an oxide such as O, SiO 2 , Cr 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 and a Co alloy such as CoCrPt as a constituent material of the perpendicular magnetic recording layer 6. In the case of using a layer (oxide magnetic layer), it is preferable that the non-magnetic oxide adopts a granular structure surrounding the ferromagnetic Co crystal grains. Thereby, the magnetic interaction between Co crystal grains is weakened, and noise can be reduced. In the present embodiment, the perpendicular magnetic recording layer 6 is preferably formed by forming a granular magnetic layer including at least one oxide.
<保護層>
保護層7は、磁気ヘッドと垂直磁気記録媒体10との接触によるダメージから垂直磁気記録媒体10を保護するために設けられている。保護層7の材質としては、カーボン膜、SiO2膜などが好ましく、特にカーボン膜が好ましい。
<Protective layer>
The
<潤滑剤層>
潤滑剤層8には、従来公知の材料、例えば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を用いるのが好ましい。
<Lubricant layer>
The lubricant layer 8 is preferably made of a conventionally known material such as perfluoropolyether, fluorinated alcohol, fluorinated carboxylic acid or the like.
次に、図1に示す垂直磁気記録媒体10の製造方法の一例について説明する。
図1に示す垂直磁気記録媒体10の製造方法は、基板の洗浄工程と磁性層の形成工程と不活性ガスの照射工程と保護層の形成工程とから概略構成されている。以下、各工程について説明する。
Next, an example of a method for manufacturing the perpendicular
The method for manufacturing the perpendicular
<基板の洗浄工程>
磁気ディスクの製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本実施形態においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。基板の洗浄工程では、非磁性基板1の洗浄方法は、水洗浄に限定されるものではなく、エッチング(逆スパッタ)による洗浄も含まれる。また、基板サイズも特に限定されるものではない。
<Substrate cleaning process>
In the manufacturing process of the magnetic disk, the substrate is usually first washed and dried. In this embodiment, it is desirable to perform washing and drying before formation from the viewpoint of ensuring the adhesion of each layer. . In the substrate cleaning step, the method for cleaning the
<磁性層の形成工程>
磁性層の形成工程においては、非磁性基板1のデータ記録領域上に、軟磁性裏打ち層2と下地層4と中間層5と垂直磁気記録層6とからなる磁性層を順次積層して形成する。
軟磁性裏打ち層2、下地層4、中間層5、垂直磁気記録層6の各層の成膜には通常DCマグネトロンスパッタリング法またはRFスパッタリング法が用いられる。また、RFバイアス、DCバイアス、パルスDC、パルスDCバイアス、O2ガス、H2Oガス、H2ガス、N2ガスを用いることも可能である。
成膜時のスパッタリングガス圧力は各層ごとに特性が最適になるように適宜決定することができ、一般には0.1〜30(Pa)程度の範囲で制御され、垂直磁気記録媒体10の性能を見ながら調整される。
<Formation process of magnetic layer>
In the magnetic layer forming step, a magnetic layer comprising a soft
A DC magnetron sputtering method or an RF sputtering method is usually used for forming the soft
The sputtering gas pressure at the time of film formation can be appropriately determined so that the characteristics are optimized for each layer, and is generally controlled in the range of about 0.1 to 30 (Pa), and the performance of the perpendicular
なお、垂直磁気記録層6をグラニュラ構造とするために、中間層5の成膜ガス圧を高くして中間層5の表面に凹凸をつけることが好ましい。これにより、垂直磁気記録層6を構成する酸化物を含む磁性層の酸化物が中間層5の表面の凹部分に集まるため、垂直磁気記録層6がグラニュラ構造となる。一方、中間層5の成膜ガス圧を高くすると中間層5の結晶配向性が悪化すると共に表面粗さが大きくなりすぎる恐れがある。このため、中間層5を低ガス圧成膜層及び高ガス圧成膜層の二層構造として順次形成することが好ましい。これにより、中間層5の配向性の維持と表面凹凸の形成とを両立させることができる。
In order to make the perpendicular magnetic recording layer 6 have a granular structure, it is preferable to increase the film forming gas pressure of the
<不活性ガスの照射工程>
本実施形態では、軟磁性裏打ち層2の形成後に、この軟磁性裏打ち層2に対して不活性ガスを照射することを特徴とする。軟磁性裏打ち層2は、CoやFe等を多く含むことから酸化しやすいため、垂直磁気記録媒体10の腐食の原因となっていると考えられる。そこで、不活性ガスの照射によって、軟磁性裏打ち層2内に不活性元素が侵入することにより磁性粒子の移動が抑制されるためCo結晶粒等の磁性粒子(以下、磁性粒子という)のマイグレーション等が抑制されると考えられる。また、軟磁性裏打ち層2の活性な表面が除去されることにより磁性粒子のマイグレーション等が抑制されると考えられる。これらにより、軟磁性裏打ち層2が安定し、高温多湿環境下においても磁性粒子のマイグレーション等の発生が抑制されると考えられる。さらに、軟磁性裏打ち層2の表面の酸化物が除去されることにより、軟磁性裏打ち層2の上に成膜する層の結晶配向性を向上させると考えられる。
<Inert gas irradiation process>
In the present embodiment, after the soft
不活性ガスには、Ar,He,Xe,Krからなる群から選ばれた何れか1種以上のガスを用いることが好ましい。上記の元素は化学的に安定であり、磁性粒子のマイグレーション等の抑制効果が高いため好ましい。 As the inert gas, it is preferable to use at least one gas selected from the group consisting of Ar, He, Xe, and Kr. The above elements are preferable because they are chemically stable and have a high effect of suppressing migration of magnetic particles.
不活性ガスの照射方法には、イオンガン、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、反応性イオンプラズマ(RIE;Reactive Ion Plasma)からなる群から選ばれた何れかの方法を用いることが好ましく、照射量の多さの点でICP又はRIEを用いることがより好ましい。
誘導結合プラズマ(ICP)は、気体に高電圧をかけることによってプラズマ化し、さらに高周波数の変動磁場によってそのプラズマ内部に渦電流によるジュール熱を発生させることによって得られる高温のプラズマである。誘導結合プラズマは電子密度が高いため、広い面積の磁性膜に対して高い効率で磁気特性の改質をすることができる。
反応性イオンプラズマ(RIE)は、プラズマ中にSF6、CHF3、CF4、CCl4等の反応性ガスを加えた反応性の高いプラズマである。このため、磁性膜の磁気特性の改質をより高い効率で実現することができる。
As the inert gas irradiation method, it is preferable to use any method selected from the group consisting of an ion gun, an inductively coupled plasma (ICP), and a reactive ion plasma (RIE). It is more preferable to use ICP or RIE in terms of a large amount of irradiation.
Inductively coupled plasma (ICP) is a high-temperature plasma obtained by generating a plasma by applying a high voltage to a gas and generating Joule heat due to an eddy current inside the plasma by a high-frequency variable magnetic field. Since inductively coupled plasma has a high electron density, it is possible to modify the magnetic properties with high efficiency over a wide area magnetic film.
Reactive ion plasma (RIE) is a highly reactive plasma in which a reactive gas such as SF 6 , CHF 3 , CF 4 , CCl 4 is added to the plasma. For this reason, the modification of the magnetic properties of the magnetic film can be realized with higher efficiency.
<保護層の形成工程>
保護層7の形成には、スパッタリング法、プラズマCVD法などが用いることが可能であり、プラズマCVD法が特に好ましい。さらに、マグネトロンプラズマCVD法を用いることも可能である。また、保護層7の膜厚は、1〜10(nm)の範囲であり、好ましくは2〜6(nm)の範囲、さらに好ましくは2〜4(nm)の範囲である。
<Protective layer formation process>
The
潤滑剤層8の形成には、例えばディッピング法、スピンコート法等の従来公知の方法を用いることができる。また、潤滑剤層8の膜厚は、通常1〜4(nm)の範囲である。
以上のようにして、図1に示す垂直磁気記録媒体10を製造することができる。
For the formation of the lubricant layer 8, a conventionally known method such as a dipping method or a spin coating method can be used. The film thickness of the lubricant layer 8 is usually in the range of 1 to 4 (nm).
As described above, the perpendicular
<磁気記録再生装置>
次に、上記の垂直磁気記録媒体10を用いた磁気記録再生装置について説明する。
図2は、上記垂直磁気記録媒体10を用いた磁気記録再生装置の一例を示すものである。磁気記録再生装置100は、図2に示すように、上述した構成を有する垂直磁気記録媒体10と、垂直磁気記録媒体10を回転駆動させる媒体駆動部101と、垂直磁気記録媒体10に情報を記録再生する磁気ヘッド102と、この磁気ヘッド102を垂直磁気記録媒体10に対して相対運動させるヘッド駆動部103と、記録再生信号処理系104とを備えて構成されている。
<Magnetic recording / reproducing device>
Next, a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular
FIG. 2 shows an example of a magnetic recording / reproducing apparatus using the perpendicular
記録再生信号処理系104は、外部から入力されたデ−タを処理して記録信号を磁気ヘッド102に送り、磁気ヘッド102からの再生信号を処理してデ−タを外部に送ることができるようになっている。
The recording / reproducing
本実施形態の磁気記録再生装置100に用いる磁気ヘッド102には、再生素子として異方性磁気抵抗効果(AMR)を利用したMR(Magneto Resistance)素子だけでなく、巨大磁気抵抗効果(GMR)を利用したGMR素子、トンネル効果を利用したTuMR素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。
The
以上説明したように、本実施形態の垂直磁気記録媒体10の製造方法によれば、軟磁性裏打ち層2に不活性ガスイオンを照射するため、この軟磁性裏打ち層2の腐食を低減することができる。これにより、垂直磁気記録媒体10の耐食性を向上させることができる。
As described above, according to the method of manufacturing the perpendicular
また、軟磁性裏打ち層2に不活性ガスイオンを照射することにより、軟磁性裏打ち層2の表面の微量な酸化層や不純物等が除去されるため、軟磁性裏打ち層2の上に積層して形成する下地層4、中間層5、垂直磁気記録層6の結晶性を向上させることができる。
Further, by irradiating the soft
したがって、本実施形態の垂直磁気記録媒体10の製造方法によれば、耐食性に優れると共に磁気記録特性が優れた垂直磁気記録媒体10を製造することができる。また、本実施形態の製造方法によって製造された垂直磁気記録媒体10を適用した磁気記録再生装置100を提供することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the perpendicular
また、本実施形態の垂直磁気記録媒体10は、今後のさらなる記録密度の向上が期待されるECC媒体、ディスクリートトラックメデイア、パターンメディア等の新しい垂直記録媒体において適用することができる。
Further, the perpendicular
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
(実施例)
HD用ガラス基板をセットした真空チャンバをあらかじめ1.0×10−5(Pa)以下に真空排気した。
次に、この基板上にスパッタリング法を用いて、軟磁性裏打ち層としてCo28Fe4Zrを50(nm)の膜厚となるように成膜した。
(Example)
The vacuum chamber in which the glass substrate for HD was set was evacuated to 1.0 × 10 −5 (Pa) or less in advance.
Next, a Co 28 Fe 4 Zr film was formed as a soft magnetic underlayer on this substrate to a thickness of 50 (nm) by using a sputtering method.
次に、不活性ガスの照射は、Ar,He,Xe,Krを用いて軟磁性裏打ち層の表面に上記不活性ガスのプラズマを照射した。不活性ガスのプラズマの照射には、ガスの流量:5(sccm)、圧力:0.014(Pa)、加速電圧:300(V)、電流密度:0.4(mA/cm2)、処理時間:5,15,25(sec)の照射条件を用いた。ここで、Arプラズマの処理時間:5,15,25(sec)で処理された垂直磁気記録媒体をそれぞれ実施例1,2,3とした。また、処理時間を15(sec)とし、不活性ガスのプラズマとしてHe,Xe,Krを用いて処理された垂直磁気記録媒体をそれぞれ実施例4,5,6とした。 Next, the inert gas plasma was irradiated to the surface of the soft magnetic underlayer using Ar, He, Xe, or Kr. For inert gas plasma irradiation, gas flow rate: 5 (sccm), pressure: 0.014 (Pa), acceleration voltage: 300 (V), current density: 0.4 (mA / cm 2 ), treatment Irradiation conditions of time: 5, 15, 25 (sec) were used. Here, perpendicular magnetic recording media processed at Ar plasma processing times of 5, 15, and 25 (sec) were referred to as Examples 1, 2, and 3, respectively. Also, the perpendicular magnetic recording media processed using He, Xe, and Kr as the inert gas plasma were set to Examples 4, 5, and 6 for a processing time of 15 (sec), respectively.
不活性ガスのプラズマ照射後には、下地層として面心立方構造(fcc構造)をとるNiFeを5(nm)の膜厚となるように、ガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で成膜した。
次に中間層として、Ruをガス圧0.6(Pa)のAr雰囲気中で10(nm)成膜した後、ガス圧を10(Pa)に上げてさらに10(nm)成膜した。
After plasma irradiation with an inert gas, NiFe having a face-centered cubic structure (fcc structure) as an underlayer is formed in an Ar atmosphere at a gas pressure of 0.6 (Pa) so as to have a film thickness of 5 (nm). Filmed.
Next, as an intermediate layer, Ru was deposited in a thickness of 10 (nm) in an Ar atmosphere having a gas pressure of 0.6 (Pa), and then the gas pressure was increased to 10 (Pa) to further deposit 10 (nm).
垂直磁気記録層は、ガス圧2(Pa)のAr雰囲気中で主記録層―補助記録層の順に成膜した。主記録層として90(Co12Cr18Pt)−10(SiO2)を10(nm)の膜厚となるように成膜した。上記の90(Co12Cr18Pt)―10(SiO2)における90−10はモル比を示す。さらに上記の12,18,3は、それぞれCrが12モル%、Ptが18モル%、Ruが3モル%、Coが残部であることを示す。
次に、保護層としてカーボン膜(C膜)を成膜し、さらに潤滑剤層として、パーフルオロポリエーテル(PFPE)をディップ法により15(Å)の厚さに塗布した。
The perpendicular magnetic recording layer was formed in the order of the main recording layer and the auxiliary recording layer in an Ar atmosphere at a gas pressure of 2 (Pa). As the main recording layer, 90 (Co 12 Cr 18 Pt) -10 (SiO 2 ) was formed to a thickness of 10 (nm). 90-10 in the above 90 (Co 12 Cr 18 Pt) -10 (SiO 2 ) represents a molar ratio. Further, the above-mentioned 12, 18, and 3 indicate that Cr is 12 mol%, Pt is 18 mol%, Ru is 3 mol%, and Co is the balance.
Next, a carbon film (C film) was formed as a protective layer, and perfluoropolyether (PFPE) was applied as a lubricant layer to a thickness of 15 (Å) by a dip method.
(比較例)
実施例1〜6と同様の製造条件を用いて磁気記録媒体を製造した。ここで軟磁性裏打ち層に不活性ガスのプラズマ照射を行わなかった垂直磁気記録媒体を比較例1とした。
(Comparative example)
Magnetic recording media were manufactured using the same manufacturing conditions as in Examples 1-6. Here, a perpendicular magnetic recording medium in which the soft magnetic underlayer was not irradiated with plasma of an inert gas was used as Comparative Example 1.
(電磁変換特性の評価)
実施例及び比較例として製造したそれぞれの磁気記録媒体について、スピンスタンドを用いて電磁変換特性の評価を行った。具体的には、評価用の磁気ヘッドには、記録用に垂直記録ヘッド、再生用にTuMRヘッドを用い、750kFCIの信号を記録したときのSNR値を測定した。その測定結果を表1に示す。
(Evaluation of electromagnetic conversion characteristics)
Each magnetic recording medium manufactured as an example and a comparative example was evaluated for electromagnetic conversion characteristics using a spin stand. Specifically, a perpendicular recording head for recording and a TuMR head for reproduction were used as magnetic heads for evaluation, and SNR values were measured when a 750 kFCI signal was recorded. The measurement results are shown in Table 1.
(結晶構造の評価)
実施例及び比較例として製造したそれぞれの磁気記録媒体について、ロッキングカーブの半減値を用いて結晶構造の評価を行った。具体的には、先ず、基板上に成膜した膜をX線回折装置にかけ、基板面に対して平行な結晶面を分析した。
ここで、試料が中間層や磁気記録層のように六方最密構造をとる膜を含有する場合には、その結晶面に対応する回折ピークが観測される。そしてCo系合金を用いた垂直磁気記録媒体の場合には、六方最密構造のc軸[002]方向が基板面に垂直になるような配向をするため、(002)面に対応するピークを観測することとなる。
(Evaluation of crystal structure)
For each magnetic recording medium manufactured as an example and a comparative example, the crystal structure was evaluated using the half value of the rocking curve. Specifically, first, a film formed on the substrate was applied to an X-ray diffractometer, and a crystal plane parallel to the substrate surface was analyzed.
Here, when the sample contains a film having a hexagonal close-packed structure such as an intermediate layer or a magnetic recording layer, a diffraction peak corresponding to the crystal plane is observed. In the case of a perpendicular magnetic recording medium using a Co-based alloy, since the c-axis [002] direction of the hexagonal close-packed structure is oriented perpendicular to the substrate surface, a peak corresponding to the (002) plane is obtained. It will be observed.
次に、(002)面を回折するブラッグ角を維持したまま光学系を基板面に対してスイングさせる際に、光学系を傾けた角度に対して(002)結晶面の回折強度をプロットして、ひとつの回折ピーク(ロッキングカーブとよぶ)を描いた。
ここで、(002)結晶面が、基板面に対して極めてよく平行にそろっている場合では、鋭い形状のロッキングカーブが得られる。一方、(002)結晶面の向きが広く分散している場合では、ブロードなロッキングカーブが得られる。
したがって、このロッキングカーブの半値幅Δθ50を垂直磁気記録媒体の結晶配向の良否の指標として用いることができる。そして、このΔθ50の値が小さいほど、垂直磁気記録媒体の結晶配向は優れていると評価することができる。Δθ50の測定結果を表1に示す。
Next, when the optical system is swung with respect to the substrate surface while maintaining the Bragg angle diffracting the (002) plane, the diffraction intensity of the (002) crystal plane is plotted against the angle at which the optical system is tilted. A single diffraction peak (called rocking curve) was drawn.
Here, when the (002) crystal plane is aligned very well in parallel with the substrate surface, a sharp rocking curve is obtained. On the other hand, when the orientation of the (002) crystal plane is widely dispersed, a broad rocking curve is obtained.
Therefore, the half-value width Δθ50 of the rocking curve can be used as an index of the quality of the crystal orientation of the perpendicular magnetic recording medium. It can be evaluated that the smaller the value of Δθ50, the better the crystal orientation of the perpendicular magnetic recording medium. The measurement results of Δθ50 are shown in Table 1.
表1に示すように、電磁変換特性(SN比)は、軟磁性裏打ち層に不活性ガスのプラズマ照射を行わなかった比較例1に対して、Arプラズマ照射を行った実施例1,2,3及びHe,Xe,Krのプラズマ照射を行った実施例4,5,6では改善していることを確認できた。
また、結晶構造(結晶配向)は、比較例1に対して実施例1〜6では大幅に向上していることを確認できた。
As shown in Table 1, the electromagnetic conversion characteristics (S / N ratio) of Examples 1, 2, and 3 in which Ar plasma irradiation was performed relative to Comparative Example 1 in which the soft magnetic backing layer was not irradiated with plasma of an inert gas. 3 and Examples 4, 5, and 6 in which He, Xe, and Kr plasma irradiations were performed were confirmed to be improved.
Moreover, it has confirmed that the crystal structure (crystal orientation) was improving significantly in Examples 1-6 with respect to the comparative example 1. FIG.
1・・非磁性基板、2・・・軟磁性裏打ち層、3・・・配向制御層、4・・・下地層、5・・・中間層、6・・・垂直磁気記録層、7・・・保護層、8・・・潤滑剤層、10・・・垂直磁気記録媒体、100・・・磁気記録再生装置、101・・・媒体駆動部、102・・・磁気ヘッド、103・・・ヘッド駆動部、104・・・記録再生信号系 1 ... Nonmagnetic substrate, 2 ... Soft magnetic backing layer, 3 ... Orientation control layer, 4 ... Underlayer, 5 ... intermediate layer, 6 ... perpendicular magnetic recording layer, 7 ... Protective layer, 8 ... lubricant layer, 10 ... perpendicular magnetic recording medium, 100 ... magnetic recording / reproducing apparatus, 101 ... medium drive unit, 102 ... magnetic head, 103 ... head Drive unit, 104... Recording / reproducing signal system
Claims (5)
前記裏打ち層を形成後、当該裏打ち層の表面に不活性ガスを照射することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。 A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium having a perpendicular magnetic recording layer having a granular magnetic layer including at least a backing layer, an underlayer, an intermediate layer, and at least an oxide on a nonmagnetic substrate,
A method of manufacturing a perpendicular magnetic recording medium, wherein after forming the backing layer, the surface of the backing layer is irradiated with an inert gas.
Priority Applications (3)
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