JP2015015062A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた熱安定性と良好なライタビリティとを有する磁気記録層を含む磁気記録媒体の製造方法の提供。【解決手段】非磁性基体と、第１元素および第２元素からなる２元系規則合金を含む第１磁気記録層と、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素からなる３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層からなる磁気記録層とを含む磁気記録媒体の製造方法であって、（Ａ）非磁性基体の温度を単調に変化させながら２元系規則合金を堆積させて、第１磁気記録層を形成する工程と、（Ｂ）追加元素の堆積速度を単調に変化させながら３元以上の系の規則合金を堆積させて、第２磁気記録層を形成する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。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、優れた熱安定性と良好なライタビリティとを両立することができる磁気記録媒体の製造方法に関する。

磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基体と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含んでもよい。

従来、垂直磁気記録媒体用の金属磁性材料として、ＣｏＣｒＰｔをはじめとするＣｏＣｒ系不規則合金磁性層が主に研究されてきた。近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、磁性層中の磁性結晶粒の粒径を縮小させる必要に迫られている。一方で、磁性結晶粒の粒径の縮小は、記録された磁化（または記録信号とも呼ぶ）の熱安定性を低下させる。そのため、磁性結晶粒の粒径の縮小による熱安定性の低下を補償するために、磁性層中の磁性結晶粒を、より高い結晶磁気異方性を有する材料を用いて形成することが求められている。

求められる高い結晶磁気異方性を有する材料として、Ｌ１_０系規則合金が提案されている。特許第３３１８２０４号公報、特許第３０１０１５６号公報、特開２００１−１０１６４５号公報、特開２００４−１７８７５３号公報、および特表２０１０−５０３１３９号公報は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含むＬ１_０系規則合金を提案している（特許文献１〜５参照）。これらのＬ１_０系規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。さらに、これらの文献は、Ｌ１_０系規則合金薄膜の種々の製造方法を提案している。

一方、基本的に磁気記録層の膜厚は媒体面内方向に一様であるため、磁性結晶粒を小さくしていくことは、一定の高さを有する磁性結晶粒の断面積を小さくすることを意味する。その結果、磁性結晶粒自身に作用する反磁界が小さくなり、磁性結晶粒の磁化を反転させるために必要な磁界（反転磁界）は大きくなる。このように、磁性結晶粒の形状で考えた場合、記録密度の向上は、磁化の書込み（または信号の記録）の際により大きな磁界が必要となることを意味する。言い換えると、記録密度の向上に伴って、磁気記録媒体のライタビリティが低下する問題点が顕在化する。

記録信号の熱安定性を維持しつつ、磁気記録媒体のライタビリティを向上させる試みとして、Ｃｈｅｎらは、高い磁気異方性定数（Ｋｕ）を有する底層、中程度のＫｕを有する中層および低いＫｕを有する頂層の順に積層された傾斜(graded)磁気記録層を有する磁気記録媒体を提案している（非特許文献１参照）。ここで、底層、中層および頂層は、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ規則合金およびＣ粒界部からなるグラニュラー構造を有する。そして、底層、中層および頂層の形成温度を変化させてＬ１_０型ＦｅＰｔ規則合金の規則度を調整し、各層のＫｕを制御している。Ｃｈｅｎらは、高Ｋｕ層単独では１１．４ｋＯｅ（約９０７Ａ／ｍｍ）の保磁力を有するが、上記の３層構成では、保磁力が５．９ｋＯｅ（約４７０Ａ／ｍｍ）まで減少したことを報告している。

また、Ｚｈａらは、（ＦｅＰｔ）_{１００−ｘ}Ｃｕ_ｘ合金からなる磁気記録層を有し、Ｃｕの含有量ｘを底部における３０から頂部における０へと単調に減少させた傾斜磁性膜を提案している（非特許文献２参照）。Ｚｈａらは、（Ｆｅ_５３Ｐｔ_４７）_８５Ｃｕ_１５合金からなる均一組成の磁性膜が７．２１ｋＯｅ（約５７４Ａ／ｍｍ）の保磁力を有したのに対して、（Ｆｅ_５３Ｐｔ_４７）_{１００−ｘ}Ｃｕ_ｘ合金（ｘは３０から０まで単調減少する）からなる傾斜磁性膜が５．６７ｋＯｅ（約４５１Ａ／ｍｍ）の保磁力を有したことを報告している。

さらに国際公開第２０１２／１０５９０８号パンフレットは、磁気記録媒体にイオン注入を行い、イオン注入量のピークを磁気記録層の頂面とし、深さ方向に向かってイオン注入量を傾斜的に減少させる傾斜磁気記録層を形成することを開示している（特許文献６参照）。ここで、注入されるイオンは、Ｈｅ^＋、Ｃ^＋、Ｎ^２＋、Ａｒ^＋、Ｃｏ^＋およびＳｂ^＋からなる群から選択される。

特許第３３１８２０４号公報 特許第３０１０１５６号公報 特開２００１−１０１６４５号公報 特開２００４−１７８７５３号公報 特表２０１０−５０３１３９号公報 国際公開第２０１２／１０５９０８号パンフレット

Ｃｈｅｎら、J. Phys. D: Appl. Phys., 43 (2010) 185001 Ｚｈａら、Appl. Phys. Lett., 97 182504 (2010)

Ｌ１_０系規則合金を含み、優れた熱安定性と良好なライタビリティとを有する磁気記録層を含む磁気記録媒体の製造方法に対する要求が存在する。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基体と、第１元素および第２元素からなる２元系規則合金を含む第１磁気記録層と、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素からなる３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層からなる磁気記録層とを含む磁気記録媒体の製造方法であって、
（Ａ） 非磁性基体の温度を単調に変化させながら２元系規則合金を堆積させて、第１磁気記録層を形成する工程と、
（Ｂ） 追加元素の堆積速度を単調に変化させながら３元以上の系の規則合金を堆積させて、第２磁気記録層を形成する工程と
を含むことを特徴とする。ここで、工程（Ａ）を工程（Ｂ）の前に実施して、前記第１磁気記録層の上に前記第２磁気記録層を形成することが望ましい。

また、工程（Ａ）を工程（Ｂ）の前に実施する場合、工程（Ａ）において、非磁性基体の温度を単調に下降させることが望ましい。工程（Ａ）終了時の非磁性基体の温度は、前記２元系規則合金が不規則相から規則相に転移する温度領域の最大値以上の温度、より好ましくは、不規則相から規則相に転移する前述の温度領域の最大値より２０℃以上高い温度に設定することができる。

さらに、工程（Ａ）を工程（Ｂ）の前に実施する場合、工程（Ｂ）において追加元素の堆積速度を単調に増大させることが望ましい。具体的には、工程（Ｂ）をスパッタ法により実施し、スパッタリングパワーを増大させることによって追加元素の堆積速度を単調に増大させることができる。好ましくは、工程（Ｂ）の開始時において、追加元素のスパッタリングパワーは０であり、非磁性基体の温度が工程（Ａ）の終了時の非磁性基体の温度に等しくすることができる。

また、第１磁気記録層および第２磁気記録層において、第１元素は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、第２元素は、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素であることが望ましい。加えて、第１磁気記録層および第２磁気記録層のそれぞれは、非磁性粒界材料をさらに含んでもよい。用いることができる非磁性粒界材料は、Ｃ、Ｂ、Ａｇ、Ｇｅ、Ｗ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＧｅＯ_２およびＢ_２Ｏ_３からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことができる。

上記の構成を採用することにより、優れた熱安定性と良好なライタビリティとを有する磁気記録層ならびに当該磁気記録層を含む磁気記録媒体を、簡便な方法で製造することが可能となる。

本発明の方法で得られる磁気記録媒体の構成例を示す断面図である。 実施例１における第１磁気記録層形成時の基板温度のプロファイルを示すグラフである。 実施例１における第２磁気記録層形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーのプロファイルを示すグラフである。 比較例１における第１磁気記録層形成時の基板温度のプロファイルを示すグラフである。 比較例２における第２磁気記録層形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーのプロファイルを示すグラフである。

本発明に係る方法によって製造される磁気記録媒体は、非磁性基体と磁気記録層とを含み、磁気記録層は、第１元素および第２元素からなる２元系規則合金を含む第１磁気記録層と、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素からなる３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層とから構成される。磁気記録媒体の構成例を図１に示す。図１の構成例において、磁気記録媒体は、非磁性基体１０、軟磁性裏打ち層２０、シード層３０、磁気記録層４０、保護層５０、および液体潤滑剤層６０を含み、磁気記録層４０は、第１磁気記録層４１と第２磁気記録層４２とからなる。ここで、軟磁性裏打ち層２０、シード層３０、保護層５０、および液体潤滑剤層６０は、必要に応じて設けることができる任意選択的な構成層である。本発明に係る方法によって製造される磁気記録媒体は、非磁性基体１０と磁気記録層４０との間に、密着層、中間層などをさらに含んでもよい。

非磁性基体１０は、表面が平滑である様々な基体であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料（ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、強化ガラス、結晶化ガラス等）を用いて、非磁性基体１０を形成することができる。

任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層２０は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層２０を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層２０の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層２０を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層２０が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。

任意選択的に設けてもよい密着層（不図示）は、その上に形成される層とその下に形成される層（非磁性基体１０を含む）との密着性を高めるために用いられる。密着層を非磁性基体１０の上面に設ける場合、密着層は、前述の非磁性基体１０の材料との密着性が良好な材料を用いて形成することができる。そのような材料は、ＣｒＴｉ合金などを含む。あるいはまた、非磁性基体１０以外の２つの構成層の間に密着層２０を形成する場合、密着層を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。密着層は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。

シード層３０の機能は、上層である磁気記録層４０中の磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御することである。シード層３０に、シード層３０の下にある層と磁気記録層４０との密着性を確保する機能を持たせてもよい。また、シード層３０と磁気記録層４０の間に中間層等の他の層を配置してもよい。中間層等を配置する場合は、シード層３０は、中間層等の結晶粒の粒径および結晶配向を制御することにより磁気記録層４０の磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御する機能を担うことになる。シード層３０は非磁性であることが好ましい。シード層３０の材料は、磁気記録層４０の材料に合わせて適宜選択される。より具体的には、シード層３０の材料は、磁気記録層の磁性結晶粒の材料に合わせて選択される。たとえば、磁気記録層４０の磁性結晶粒がＬ１_０型規則合金で形成される場合、ＮａＣｌ型の化合物を用いてシード層３０を形成することが好ましい。特に好ましくは、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ_３などの酸化物、あるいはＴｉＮなどの窒化物を用いてシード層３０を形成する。また、上記の材料からなる複数の層を積層して、シード層３０を形成することもできる。磁気記録層４０の磁性結晶粒の結晶性の向上、および生産性の向上の観点から、シード層３０は、１ｎｍ〜６０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。シード層３０は、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタ法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

中間層（不図示）は、磁気記録層４０の結晶配向性を高めるため、および磁気記録層４０中の磁性結晶粒のサイズなどを制御するために配置する層である。中間層は、中間層の下に形成される層の結晶構造を引き継いで磁気記録層４０に継承する機能を担ってもよい。また、軟磁性裏打ち層２０を設ける場合、中間層は、軟磁性裏打ち層２０が磁気記録層４０に与える磁気的影響を抑制する機能を担ってもよい。中間層は非磁性であることが好ましい。中間層を形成するための材料は、ＣｒおよびＴａなどの金属、ＮｉＷ合金、およびＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、およびＣｒＷなどのＣｒをベースとする合金を含む。中間層は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

保護層５０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層５０を形成することができる。また、保護層５０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層５０は、たとえば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、または金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層５０は、ＣＶＤ法、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

また、任意選択的に、本発明の磁気記録媒体は、保護層５０の上に設けられる液体潤滑剤層６０をさらに含んでもよい。液体潤滑剤層６０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料（たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤など）を用いて形成することができる。液体潤滑剤層６０は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。

磁気記録層４０は、第１元素および第２元素からなる２元系規則合金を含む第１磁気記録層４１と、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素からなる３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層４２とから構成される。第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２の積層順序は任意に設定することができる。第１磁気記録層４１が非磁性基体１０に近い層であり、第２磁気記録層４２が第１磁気記録層４１上に形成される構成が好ましい。図１には、非磁性基体１０側から順に、第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２が積層された好ましい構成を示した。

第１磁気記録層４１は、２元系規則合金のみから構成されていてもよいし、２元系規則合金からなる磁性結晶粒と、非磁性粒界とで構成されるグラニュラー構造を有していてもよい。同様に、第２磁気記録層４２は、３元以上の系の規則合金のみから構成されていてもよいし、３元以上の系の規則合金からなる磁性結晶粒と、非磁性粒界とで構成されるグラニュラー構造を有していてもよい。

第１磁気記録層４１中の２元系規則合金は、第１元素および第２元素から構成される。好ましくは、２元系規則合金はＬ１_０型規則合金である。第１元素は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む。第２元素は、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む。好ましい２元系規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。第２磁気記録層４２中の３元以上の系の規則合金は、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素から構成される。好ましくは、３元以上の系の規則合金はＬ１_０型規則合金である。第１元素および第２元素は、第１磁気記録層４１中の２元系規則合金と同等である。追加元素は、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｔｉなどの非磁性元素を含む。好ましい３元以上の系の規則合金は、ＦｅＰｔＣｕ、ＦｅＰｔＭｎ、ＣｏＰｔＮｉなどを含む。

第１磁気記録層４１および／または第２磁気記録層４２がグラニュラー構造を有する場合、非磁性粒界の材料は、Ｃ、Ｂ、Ａｇ、Ｇｅ、およびＷからなる群から選択される少なくとも１種の元素、またはＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＧｅＯ_２およびＢ_２Ｏ_３からなる群から選択される酸化物を含む。

第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２は、スパッタ法で形成することができる。第１磁気記録層４１の形成の際には、第１元素および第２元素を所定の比率で含むターゲットを用いることが好ましい。グラニュラー構造を有する第１磁気記録層４１の形成には、第１元素、第２元素および非磁性粒界の材料を所定の比率で含むターゲットを用いることができる。

第２磁気記録層４２の形成の際には、第１元素および第２元素を所定の比率で含むターゲットと、追加元素を含むターゲットを用いることが好ましい。また、第２磁気記録層４２の形成の際には、第１元素および第２元素を含むターゲットに対するスパッタリングパワーと、追加元素を含むターゲットに対するスパッタリングパワーとを独立的に制御することが必要である。グラニュラー構造を有する第２磁気記録層４２の形成においては、第１元素および第２元素を含むターゲットに、所定の比率の非磁性粒界の材料を添加する。

第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２は、それぞれ層表面（すなわち、非磁性基体１０の被成膜面）に垂直な方向に一軸磁気異方性を有する。磁気記録層４０は、第１磁気記録層４１の外表面から第２磁気記録層４２の外表面に向かって、単調に変化する磁気異方性定数Ｋｕの分布を有する。本明細書において、第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２の「外表面」とは、それぞれの層において、第１磁気記録層４１と第２磁気記録層４２との界面とは反対側の面を意味する。好ましくは、磁気記録層４０は、第１磁気記録層４１の外表面から第２磁気記録層４２の外表面に向かって、連続的に変化する磁気異方性定数Ｋｕの分布を有する。本明細書における「単調変化」とは、ある特性値が、膜厚方向に沿って常に増大または減少することを意味する。単調変化は特性値の不連続点の存在を許容する。本明細書における「連続変化」とは、特性値の不連続点が存在しない単調変化を意味する。

第１磁気記録層４１における磁気異方性定数Ｋｕの分布は、形成時の非磁性基体の温度（以下、単に「基板温度」と称する）を単調に変化させ、２元系規則合金の規則度を単調に変化させることによって得ることができる。形成時の基板温度を単調に上昇させて２元系規則合金の規則度を単調に上昇させることによって、第１磁気記録層４１の下面から上面に向かってＫｕを増大させてもよい。あるいはまた、形成時の基板温度を単調に下降させて２元系規則合金の規則度を単調に下降させることによって、第１磁気記録層４１の下面から上面に向かってＫｕを減少させてもよい。形成時の基板温度の変化は連続的であることが好ましい。第１磁気記録層４１形成時の最低温度を、２元系規則合金が不規則相と規則相との間の転移が発生する温度領域の最大値以上とすることが望ましい。より好ましくは、第１磁気記録層４１形成時の最低温度を、２元系規則合金が不規則相と規則相との間の転移が発生する温度領域の最大値より２０℃以上高い温度とすることができる。第１磁気記録層４１形成時の最低温度は、基板温度を単調下降させる場合には第１磁気記録層４１形成終了時の基板温度であり、基板温度を単調上昇させる場合には第１磁気記録層４１形成開始時の基板温度である。

第２磁気記録層４２における磁気異方性定数Ｋｕの分布は、形成時に追加元素のスパッタリングパワーを単調に変化させ、追加元素の堆積速度を単調に変化させることによって得ることができる。形成時に追加元素のスパッタリングパワーを単調に増大させて追加元素の堆積速度を単調に増大させることによって、第２磁気記録層４２の下面から上面に向かってＫｕを減少させてもよい。あるいはまた、形成時に追加元素のスパッタリングパワーを単調に減少させて追加元素の堆積速度を単調に減少させることによって、第２磁気記録層４２の下面から上面に向かってＫｕを増大させてもよい。形成時の追加元素のスパッタリングパワーの変化は連続的であることが好ましい。

磁気記録層４０の磁気異方性定数Ｋｕの分布を連続にするために、第１磁気記録層４１と第２磁気記録層４２との界面において、両層のスパッタ条件を一致させることが好ましい。一致させるスパッタ条件は、第１元素および第２元素の種類および比率、追加元素の比率、および基板温度を含む。第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２において用いる第１元素および第２元素をそれぞれ同一とし、その比率も同一とすることが望ましい。非磁性基体１０側から第１磁気記録層４１、第２磁気記録層４２の順で形成する場合、第１磁気記録層４１の形成時の基板温度を単調に下降させ、第２磁気記録層４２の形成時の基板温度を第１磁気記録層４１の形成終了時の温度とし、第２磁気記録層４２の形成時の追加元素のスパッタリングパワーを０から単調に増大させることで、磁気異方性定数Ｋｕの連続的分布を達成することができる。一方、非磁性基体１０側から第２磁気記録層４２、第１磁気記録層４１の順で形成する場合、第２磁気記録層４２の形成時の追加元素のスパッタリングパワーを単調に減少させて最終的に０とし、第１磁気記録層４１の形成時の基板温度を第２磁気記録層４２の形成終了時の温度から単調に上昇させることで、磁気異方性定数Ｋｕの連続的分布を達成することができる。

本発明の方法で得られる好ましい磁気記録媒体において、Ｋｕが比較的高い２元系規則合金を含む第１磁気記録層４１を形成する際に、形成時の基板温度によってＫｕの分布を制御する。基板温度によりＫｕを大きく変化させようとする場合に、Ｋｕを適切に制御できない問題があった。たとえばＦｅＰｔからなる２元系規則合金の場合、３００℃〜３５０℃の温度範囲でＬ１_０規則相とＡ１不規則相との間の転移が急激に発生する。そのため、Ｋｕが比較的低い領域でＫｕを適切に制御することが困難であった。本発明の方法においては、第２磁気記録層４２と組み合わせることによって、第１磁気記録層４１の形成時の基板温度を不規則相と規則相との間の転移が発生する温度（たとえば、ＦｅＰｔにおける３５０℃）まで下降させる必要が排除されるため、第１磁気記録層４１におけるＫｕの分布を良好に制御することが可能となる。

一方、本発明の方法で得られる好ましい磁気記録媒体において、Ｋｕが比較的低い３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層４２を形成する際に、追加元素の堆積速度によってＫｕの分布を制御する。規則合金に対する追加元素の添加量が一定量以上となる領域では、飽和磁化（Ｍｓ）の減少が顕著になる問題があった。このため、追加元素の堆積速度のみでＫｕの広い分布を得ることは、Ｍｓの均一性を低下させる恐れがある。本発明においては、第１磁気記録層４１と組み合わせることによって、第２磁気記録層４２における追加元素の堆積速度を一定量以下の狭い範囲に限定することが可能となり、Ｍｓの均一性を確保することが可能となる。

その結果、第１磁気記録層４１または第２磁気記録層４２単独では不可能な広い範囲においてＫｕの膜厚方向の連続的変化を可能とし、同時に第１磁気記録層４１および第２磁気記録層４２におけるＭｓの均一性を確保することができる。得られる磁気記録層４０は、十分に保磁力が減少することによって優れたライタビリティを示し、同時に記録密度の向上の際にも優れた記録信号の熱安定性を示す。

（実施例１）
表面が平滑な化学強化ガラス基体（ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基体）を洗浄し、非磁性基体１０を準備した。洗浄後の非磁性基体１０を、スパッタ装置内に導入した。

そして、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中でＮｉＦｅターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタリング法により、軟磁性裏打ち層２０を形成した。

次に、Ｔａ層およびＭｇＯ層からなる２層構造のシード層３０を形成した。具体的には、圧力０．６７ＰａのＡｒガス中で、Ｔａターゲットを用いたＤＣマグネトロンスバッタ法により、膜厚１０ｎｍのＴａ層を形成した。次に、Ｔａ層が形成された積層体を２５０℃に加熱し、圧力０．０６ＰａのＡｒガス中でＭｇＯターゲットを用いたＲＦスパッタ法により膜厚５ｎｍのＭｇＯ層を形成して、シード層３０を得た。

次に、シード層３０を形成した積層体を５００℃に加熱した。８０体積％のＦｅ_５０Ｐｔ_５０と２０体積パーセントのＳｉＯ_２を混合したＦｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２ターゲットを用いて、膜厚１０ｎｍのＦｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２からなる第１磁気記録層４１を形成した。ここで、スパッタ装置のチャンバー内に配置された膜厚測定用センサを用いて堆積した層の膜厚をモニターした。加えて、図２に示すように、基板温度を膜厚に対して連続的に下降させ、最終基板温度を３７０℃とした。

次に、前述のＦｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２ターゲットとＣｕターゲットとを用いて、膜厚１０ｎｍの（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０）_ｘＣｕ_{（１−ｘ）}−ＳｉＯ_２からなる第２磁気記録層４２を形成して、磁気記録層４０を得た。ここで、基板温度を第１磁気記録層４１形成時の最終基板温度である３７０℃に固定した。加えて、膜厚測定用センサを用いてモニターしている膜厚に対してＣｕターゲットのスパッタリングパワーを図３に示すように連続的に増大させた。本実施例において、Ｃｕターゲットのスパッタリングパワーを、形成開始時の０Ｗから形成終了時の８０Ｗまで変化させた。

次に、Ａｒガス雰囲気中でカーボンターゲットを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚２ｎｍのカーボンからなる保護層５０を形成した。保護層５０の形成後、積層体をスパッタ装置から取り出した。最後に、ディップコート法を用いてパーフルオロポリエーテルを塗布して膜厚２ｎｍの液体潤滑剤層６０を形成し、図１に示す磁気記録媒体を得た。

（比較例１）
第２磁気記録層４２（（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０）_ｘＣｕ_{（１−ｘ）}−ＳｉＯ_２層）を形成しなかったこと、第１磁気記録層４１（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２層）の膜厚を２０ｎｍとしたこと、および第１磁気記録層４１形成中の基板温度を図４に示すように５００℃から３００℃まで連続的に変化させたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、単層構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を得た。

（比較例２）
第１磁気記録層４１（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２層）を形成しなかったこと、第２磁気記録層４２（（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０）_ｘＣｕ_{（１−ｘ）}−ＳｉＯ_２層）の膜厚を２０ｎｍとしたこと、第２磁気記録層４２形成時の基板温度を３７０℃に固定したこと、第２磁気記録層４２形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーを膜厚に対して図５に示すように０Ｗから１２０Ｗまで連続的に増大させたことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、単層構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を得た。

（比較例３）
第２磁気記録層４２（（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０）_ｘＣｕ_{（１−ｘ）}−ＳｉＯ_２層）を形成しなかったこと、第１磁気記録層４１（Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０−ＳｉＯ_２層）の膜厚を２０ｎｍとしたこと、および第１磁気記録層４１形成中の基板温度を５００℃に固定したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、単層構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を得た。

（比較例４）
第１磁気記録層４１形成中の基板温度を５００℃に固定したこと、および第２磁気記録層４２形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーを１２０Ｗに固定したことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、２層構造の磁気記録層を有する磁気記録媒体を得た。

（評価）
実施例１および比較例１〜４で作製した磁気記録媒体のそれぞれについて、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）で磁化曲線を測定し、保磁力Ｈｃを求めた。さらに、それぞれの磁気記録媒体のダイナミック保持力を複数種の時間スケールで測定し、結果をシャーロックの式にフィッティングさせることにより、絶対温度３００Ｋにおける熱安定性指標β（＝ΔＥ／ｋ_ｂＴ、ΔＥはエネルギー障壁、ｋ_ｂはボルツマン定数、Ｔは絶対温度）を求めた。それぞれの磁気記録媒体の磁気記録層の形成条件、Ｈｃおよびβを第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明に係る実施例１の磁気記録媒体は７．５ｋＯｅ（約５９７Ａ／ｍｍ）のＨｃを有し、第１磁気記録層４１のみからなる磁気記録層を有する比較例３の磁気記録媒体は、１５．３ｋＯｅ（約１２２０Ａ／ｍｍ）のＨｃを有した。実施例１の磁気記録媒体は、比較例３の磁気記録媒体に比較して、約５０％減少したＨｃを有する。一方、比較例３の磁気記録媒体に比較して、実施例１の磁気記録媒体のβの減少は２０％程度であった。このことから、本発明に係る実施例１の磁気記録媒体は、優れたライタビリティと記録信号の高い熱安定性とを両立していることが分かる。

また、２元系規則合金を含む第１磁気記録層４１のみからなる磁気記録媒体において、基板温度の変化範囲を５００℃〜３００℃まで拡大した比較例１の磁気記録媒体は、実施例１と同程度のβを示すものの、実施例１と比較して明らかに高いＨｃを有した。このことは、３００℃〜３５０℃の温度範囲におけるＦｅＰｔ合金のＬ１_０規則相からＡ１不規則相への急激な転移によって、３５０℃付近を境界として膜厚方向のＫｕの変化の連続性が損なわれたためと考えられる。一方、本発明に係る実施例１において、第１磁気記録層４１形成時の最終基板温度は３７０℃であり、ＦｅＰｔ合金のＬ１_０規則相からＡ１不規則相への転移が発生せず、理想的なＫｕ分布が得られたと考えられる。

さらに、３元系規則合金からなる第２磁気記録層４２のみからなる磁気記録媒体において、Ｃｕターゲットのスパッタリングパワーの変化範囲を０Ｗ〜１２０Ｗまで拡大した比較例２の磁気記録媒体もまた、実施例１と同程度のβを示すものの、実施例１と比較して明らかに高いＨｃを有した。このことは、第２磁気記録層４２の上部において、Ｃｕ濃度の増大に伴うＭｓの減少が顕著となり、膜厚方向におけるＭｓの均一性が低下したためと考えられる。一方、本発明に係る実施例１において、第２磁気記録層４２形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーは最大８０Ｗであり、Ｍｓの過度の減少が抑制され、理想的なＫｕ分布が得られたと考えられる。

また、第１磁気記録層４１形成時の基板温度および第２磁気記録層４２形成時のＣｕターゲットのスパッタリングパワーを固定した比較例４の磁気記録媒体は、従来型のハード・ソフトスタック構造を有する磁気記録媒体である。比較例４の磁気記録媒体との比較において、実施例１の磁気記録媒体は、約６％のβの低下が認められるものの、約３４％減少したＨｃを有した。このことからも、本発明に係る実施例１の磁気記録媒体は、従来型の磁気記録媒体に比べて、優れたライタビリティと記録信号の高い熱安定性とを有していることが分かる。

１０ 非磁性基体
２０ 軟磁性裏打ち層
３０ シード層
４０ 磁気記録層
４１ 第１磁気記録層
４２ 第２磁気記録層
５０ 保護層
６０ 液体潤滑剤層

Claims (11)

1. 非磁性基体と、第１元素および第２元素からなる２元系規則合金を含む第１磁気記録層と、第１元素、第２元素、および１種または複数種の追加元素からなる３元以上の系の規則合金を含む第２磁気記録層からなる磁気記録層とを含む磁気記録媒体の製造方法であって、
   （Ａ） 非磁性基体の温度を単調に変化させながら２元系規則合金を堆積させて、第１磁気記録層を形成する工程と、
   （Ｂ） 追加元素の堆積速度を単調に変化させながら３元以上の系の規則合金を堆積させて、第２磁気記録層を形成する工程と
   を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 工程（Ａ）を工程（Ｂ）の前に実施して、前記第１磁気記録層の上に前記第２磁気記録層を形成することを特徴とする、請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 工程（Ａ）において、非磁性基体の温度を単調に下降させることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 工程（Ａ）終了時の非磁性基体の温度は、前記２元系規則合金が不規則相と規則相との間の転移が発生する温度領域の最大値以上であることを特徴とする請求項３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 工程（Ａ）終了時の非磁性基体の温度は、前記２元系規則合金が不規則相と規則相との間の転移が発生する温度領域の最大値より２０℃以上高いことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 工程（Ｂ）において、追加元素の堆積速度を単調に増大させることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 工程（Ｂ）をスパッタ法により実施し、スパッタリングパワーを増大させることによって追加元素の堆積速度を単調に増大させることを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 工程（Ｂ）の開始時において、追加元素のスパッタリングパワーは０であり、非磁性基体の温度が工程（Ａ）の終了時の非磁性基体の温度に等しいことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 前記第１磁気記録層および前記第２磁気記録層の第１元素は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、前記第１磁気記録層および前記第２磁気記録層の第２元素は、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素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の製造方法。
10. 前記第１磁気記録層および前記第２磁気記録層のそれぞれは、非磁性粒界材料をさらに含む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。
11. 前記非磁性粒界材料は、Ｃ、Ｂ、Ａｇ、Ｇｅ、Ｗ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＧｅＯ_２およびＢ_２Ｏ_３からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の磁気記録媒体の製造方法。

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