JP2010102802A

JP2010102802A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2010102802A
Application number: JP2008275613A
Authority: JP
Inventors: Michiko Horiguchi; 道子堀口
Original assignee: Fuji Electric Device Technology Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP5344283B2

Abstract

【課題】凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上する。
【解決手段】凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁の底辺に対する角度（第二テーパ角度）が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度（第一テーパ角度）より小さい角度であることを特徴とする磁気記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体に関する。より詳しくは、基板上に磁気記録層が所定の凹凸パターンで形成された、ディスクリートタイプの磁気記録媒体に関する。

磁気記録媒体の記録容量は、それに要される磁性体の開発、垂直磁化方式の採用、磁気記録装置の書き込み・読み出し時における磁気ヘッドの低浮上化による磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との狭小化等により、著しく増加してきている。

このような磁気記録媒体は、通常、アルミニウムなどの金属基板、ガラス基板、プラスチックフィルム基板などの平坦な非磁性基板上に、軟磁性層、磁性層等を積層し、その上に保護層を成膜している。

これに対し、ディスクリートトラックメディア用の磁気記録媒体（ディスクリートタイプの磁気記録媒体）では、面記録密度を向上させるために隣り合うトラック間の磁性層を切り離し、磁性層に凹凸パターンを形成してこの凹凸パターンの上に保護層を成膜する。

凹凸形状の場合、保護層は凸部側壁や凹部底辺、凸部の角部に膜がつきにくく、その部分の保護層膜厚が薄くなり、ピンホールが発生しやすくなる。保護層のカバレッジ性の低下により、磁性層からの金属溶出、耐腐食性低下がおこる。

保護層の付き方は、凹凸形状により変わってくる。
特許文献１、２、３には、データトラック及びサーボトラックの凸構造形状を垂直磁気記録媒体の特性に合わせて特定の形状の台形にすることが記載されている。

特許文献４にも台形断面形状を有する磁気記録層が設けられている。ここでは台形の磁気記録層の上に長方形断面形状のシリコン層が設けられ、凸部形状としては凸部側壁のテーパ角度が２段階になっている。

特開２００６−３１７４３号公報特開２００６−３１７９０号公報特開２００６−９９８５２号公報特開２００６−１２２１６号公報

特許文献１、２、３に記載の凸部形状はいずれも単純な台形断面であり、保護層のつきやすさやカバレッジ性との関連については記述していない。
特許文献４に記載の凸部形状はテーパを有する（台形断面である）ことは記載されているがテーパを有することの意味、効果はまったく記載されておらず、磁気記録層の上のシリコン層も、酸素プラズマエッチングのストッパー層となって、磁気記録層の磁性を維持する役割のみが記載され、保護層のつきやすさやカバレッジ性との関連はおろか、凸部断面形状の有する意味は何も記載されていない。
即ち、これらの特許文献は、ディスクリートタイプの磁気記録媒体のように凹凸形状を有する磁性層の上に保護層を形成する場合、上述のように保護層が凸部側壁や凹部底辺、凸部の角部に膜がつきにくくなるという問題を解決する思想を何も示唆していないのである。

このような状況に鑑み、本発明は凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁の底辺に対する角度（第二テーパ角度）が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度（第一テーパ角度）より小さい角度であることを特徴とする。

本発明によれば、側壁のテーパ角度を二段階にすることにより、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上することが可能となり、特に、凸部の角部からの金属溶出を防ぐことができる。

本発明のディスクリートタイプの磁気記録媒体を、図１を用いて説明する。図１は本発明のディスクリートタイプの磁気記録媒体の一実施態様を示す図である。

図１に示す磁気記録媒体は、基体１と、該基体１上に設けられた下地層２、該下地層２上にトラック状および／またはドット状を有するナノオーダーの凹凸パターンとして配置された磁性層３、該磁性層３の凹凸パターンの全体を被覆する保護層４からなる。

本発明において、基体１は、通常の磁気記録媒体に使用されている各種の基体、たとえばガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板、非磁性金属基板などの各種基板や、非磁性金属ドラムなどを用いることができる。

下地層２は、非磁性ないし軟磁性材料、たとえば、Ｃｏ、ＣｏＮｉ系合金などの垂直磁気異方性を有する材料やパーマロイなどの軟磁性材料などからなり、平坦な表面を有するか、または磁性層３に対応したナノオーダーの凹凸パターンを表面に有する。

磁性層３は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔおよびそれらを含む合金などの磁性金属を含む層からなり、情報記録領域を画定するトラック状および／またはドット状の凹凸パターンに対応した凸部パターンおよび凹部パターンの幅がそれぞれ１００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜６０ｎｍ、深さが５０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ〜４０ｎｍのナノオーダーの凹凸パターンを有する。磁性層３は、凹凸パターンの少なくとも凸部パターンに配置されるが、凸部パターンと凹部パターンの双方に配置されていてもよい。

磁性層３は、溝底辺と側壁のなす角度を第一テーパ角度５、凹部底辺から凸部高さ８０％のところで側壁の傾きを変え、この角度を第二テーパ角度６とする。
本発明においては、第二テーパ角度６が第一テーパ角度５より小さい角度であることを特徴とする。
本発明においては第二テーパ角度が５０°以下であることが好ましい。

保護層４は、本質的に金属成分からなる磁性層を外部雰囲気から遮断し、その腐食を防止することを目的とし、膜厚が４．０ｎｍ以下の、比較的に低硬度で被覆性に優れたＳｉＯ₂などの金属酸化物膜、金属窒化物膜等の無機膜、グラファイト膜、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜などの炭素質膜からなる。
これらの膜の中では、磁気ヘッドの低浮上化に伴いさらなる薄膜化が要求される状況から、磁気ヘッドとの接触に対する耐破損性、耐摩耗性、保護層上に塗布される潤滑剤の吸着性などに優れることから種々の形態の炭素質膜が多用されてきている。

これらの炭素質膜として、グラファイトをターゲットに用いたマグネトロン・スパッタリング法により形成されるグラファイト膜、炭化水素、たとえば、メタン、エタン、プロパン、ブタンなどのアルカン類、エチレン、プロピレンなどのアルケン類、アセチレンなどのアルキン類などを原料に用いたプラズマＣＶＤ法により形成したダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜などがある。

ＤＬＣ膜の成膜法としてはスパッタリング法とＣＶＤ法があるが、これらの成膜法で形成したＤＬＣ膜を比べた場合、ＣＶＤ法で形成したＤＬＣ膜の方がｓｐ３性の高い構造を持ち、緻密で硬い。また、スパッタリング法に比べてトレンチ構造への成膜性はよいとされている。そこで、炭素膜としては、プラズマＣＶＤ法により形成される膜厚が４．０ｎｍ以下のＤＬＣ膜からなることが好ましい。

前記保護層４は、基体１上に配置された凹凸パターンを被覆して磁性層３および下地層２に含まれる金属成分の腐食を防止する。
ナノオーダーの凹凸パターンを有する磁性層３は、基体１上に下地層２および磁性層３もしくは磁性層３上にさらに仮保護層を形成した後、磁性層３もしくは仮保護層および磁性層３をエッチングする方法、もしくは、基体１上に形成した下地層３をエッチングして下地層３にナノオーダーの凹凸パターンを形成した後、該下地層３上に磁性層３を形成する方法により製造される。

ナノオーダーの凹凸パターンを有する下地層２または磁性層３は、下地層２または磁性層３もしくは仮保護層上に、光硬化性エッチングレジストを塗布し、該レジスト塗膜に所望の凹凸パターンが形成された石英モールドを押圧し、該石英モールドを介して紫外線を照射してレジスト塗膜を硬化させてエッチングパターンを形成し、該エッチングパターンに沿って下地層２または磁性層３を所望の深さにエッチングする等のナノインプリント法により製造することができる。

上記の方法において、基体１上への下地層２、該下地層２上への磁性層３および該磁性層３上への仮保護層の形成方法には特に制限はなく、従来の磁気記録媒体の製造に採用されている公知の方法を採用することができる。

磁性層３に公知の方法で凹凸パターンを形成した時、第二テーパ角度は第一テーパ角度に等しく、凸部の角部がほぼ９０°となっている。そこで、保護層４を成膜する前に、例えば、試料を３０°〜５０°、次に−３０°〜−５０°傾け、其々Ａｒガスで１０〜３０秒間エッチングすることで、第一テーパ角度５より小さい角度である第二テーパ角度６を形成することができる。

＜実施例１〜６、比較例１＞
図１に示す磁性層に凹凸形状のある磁気記録媒体試料を製作した。試料は表面が平滑な化学強化ガラス基板からなる１．８インチディスク片面に下地層としてＣｏＦｅＮｉからなる層を形成した後、磁気記録層としてライン幅（凸部幅）を１００ｎｍ、溝幅（凹部開口部）８０ｎｍ、深さ１５ｎｍとしたＣｏ７７Ｃｒ９Ｐｔ１０ＳｉＯ₂からなる凹凸パターンを形成した。

磁気記録層凸部の第一テーパ角度を７０°に固定し、第二テーパ角度を４０°（実施例１）、４５°（実施例２）、５０°（実施例３）、５５°（実施例４）、６０°（実施例５）、６５°（実施例６）、７０°（比較例１）の7試料を作製し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層をプラズマＣＶＤ装置で４．０ｎｍ成膜した。

保護層のカバレッジ性を評価するため、金属溶出試験を行った。保護層面以外からの金属溶出を防ぐため、試料周囲を樹脂で封止し、試料を８０℃純水中に１ｈ放置した後、純水中に溶出した金属量を調べた。その結果を図２に示す。図２では、第二テーパ角度が４５°の試料（実施例２）の金属溶出量を１とし、他の試料はそれに対する比率を示した。

実施例２の試料の磁性層からの金属溶出量を１とすると、第二テーパ角度４５°以下では溶出量は４５°の場合と変わらない。しかし、第二テーパ角度５０°以上の試料からの金属溶出量は徐々に増加し、第二テーパ角度が第一テーパ角度と同じ、すなわち凸部の角が出ている試料（比較例１）の場合は、約１０倍であった。凹凸パターンに沿ってカーボン保護層を成膜する場合、凸部角部分に保護層がつきにくく、金属溶出の起点となりやすいことを示している。

＜実施例7、８、比較例２＞
図１に示す磁性層に凹凸形状のある磁気記録媒体試料を製作した。試料は表面が平滑な化学強化ガラス基板からなる１．８インチディスク片面に下地層としてＣｏＦｅＮｉからなる層を形成した後、磁気記録層としてライン幅（凸部幅）を１００ｎｍ、溝幅（凹部開口部）１００ｎｍ、深さ１２ｎｍとしたＣｏ７７Ｃｒ９Ｐｔ１０ＳｉＯ₂からなる凹凸パターンを形成した。

第一テーパ角度を８５°に固定し、第二テーパ角度を４０°（実施例７）、５５°（実施例８）、７０°（比較例２）の３試料を作製し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層をプラズマＣＶＤ装置で２．５ｎｍ成膜した。

保護層のカバレッジ性を評価するため、８０℃、８５％ＲＨの環境下に５００ｈ放置後、０．０５ｗｔ％硝酸を滴下し１ｈ放置した後、その液を回収しＩＣＰ−ＭＳで溶出した金属量を測定した。その結果を図３に示す。図３では、第二テーパ角度が４０°の試料の金属溶出量を１とし、他の試料はそれに対する比率を示した。

第一テーパ角度が８５°と垂直に近い試料の場合でも、第二テーパ角度が７０°の試料（比較例２）に比べ、第二テーパ角度４０°の試料（実施例７）の金属溶出量は低い値を示した。第二テーパ角度５５°の試料（実施例８）の金属溶出量は実施例７に比べると高いが、比較例２に比べると低い値を示した。

以上から、凸部側壁の角度（テーパ角度）を二段階にして凸部側壁の底辺に対する角度（第二テーパ角度）が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度（第一テーパ角度）より小さい角度とすることにより、保護層の凹凸カバレッジ性を向上させる効果があることがわかった。

本発明の磁気記録媒体の一実施態様を示す図である。実施例１〜６、比較例１の金属溶出試験結果を示す図である。実施例７、８、比較例２の金属溶出試験結果を示す図である。

符号の説明

１：基体、２：下地層、３：磁性層、４：保護層
５：第一テーパ角度６：第二テーパ角度

Claims

凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁の底辺に対する角度（第二テーパ角度）が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度（第一テーパ角度）より小さい角度であることを特徴とする磁気記録媒体。
第二テーパ角度が５０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。