JP4348952B2 - 垂直磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関し、より詳細には、コンピュータの外部記憶装置を初めとする各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
【０００３】
垂直磁気記録媒体は、硬質磁性材料の磁気記録層と、この磁気記録層への記録に用いられる、磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料で形成される裏打ち層を構成要素に含んでいる。このような構造の垂直磁気記録媒体において問題となるノイズのひとつであるスパイクノイズは、裏打ち層である軟磁性膜に形成された磁壁によるものであることが知られている。そのため垂直磁気記録方式を実現化させるためには、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止する必要がある。
【０００４】
この軟磁性裏打ち層の磁壁の制御については、軟磁性裏打ち層の上層や下層に、Ｃｏ合金等の強磁性層を形成してこれを所望の方向に磁化させるように着磁する方法や、反強磁性薄膜を形成し、交換結合を利用して磁化をピン止めする方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。さらに、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。これらの方法を用いることにより、軟磁性裏打ち層に起因のスパイクノイズを抑制することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１８０８３４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２１４７１９号公報
【０００７】
【非特許文献１】
IEEE Trams.Magn.,37,1586(2001)
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような方法を用いることにより、軟磁性裏打ち層に起因のスパイクノイズを抑制することはできるが、その層構成はかなり複雑なものとなる。例えば、反強磁性層を用いて磁壁形成の阻止を行なう場合、反強磁性層を所望の結晶配向ならびに粒径に形成するために反強磁性層の下層に下地層を数層形成し、反強磁性層を成膜後に、さらに反強磁性結合磁界Ｈｅｘを強めるためのエンハンス層等を用いる必要がある。
【０００９】
更に、高いＨｅｘの導出を望む場合は、同一装置内にて基板加熱を行なう必要がある。このように形成した層構成の上に、さらに軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層とを連続で形成しようとした場合、従来の量産用に用いられてきた成膜装置では層数が多すぎて、全てを連続成膜することは非常に困難である。
【００１０】
軟磁性裏打ち層の上層や下層にＣｏ合金等の強磁性層を形成し、これを所望の方向に磁化させるように着磁することにより磁壁の形成を抑制する方法や、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等においても、反強磁性層を用いる場合と同様に層構成が複雑となり、従来の量産装置を用いて連続成膜を行なうことは非常に難しい。
【００１１】
これに対し、従来の成膜装置２台を用いて成膜する方法や１台の成膜装置で、垂直磁気記録媒体を途中まで成膜後、一旦装置から取り出し、ターゲットを全部交換後、続きの成膜を行なう方法も考えられる。しかしながら、いずれの方法においても、連続成膜の途中で成膜装置から取り出すことにより、パーティクルが付着したり、また、全てを連続成膜できないことにより、所望の特性が得られないという問題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の成膜装置を用いても、垂直磁気記録媒体として十分に機能し、なおかつ生産性を有する垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と第一保護層及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層までを成膜後に一旦成膜装置から前記非磁性基板を大気中に取り出し、該非磁性基板の純水または有機溶剤による洗浄を行なった後に再び前記成膜装置内に導入して前記中間層からの成膜を行なう垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記軟磁性裏打ち層を成膜後、前記成膜装置から取り出す前に、前記軟磁性裏打ち層の劣化を防ぐために連続して第二保護層を成膜することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記洗浄後に成膜装置に導入後、前記中間層を成膜する前にシード層を成膜することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の一参考例を説明するための断面模式図で、図中符号１は非磁性基体、２は軟磁性裏打ち層、５は中間層、６は磁気記録層、７は第一保護層、８は液体潤滑剤層を示している。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００１８】
図２は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の実施形態を説明するための断面模式図で、図中符号３は第二保護層を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と第二保護層３と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００１９】
図３は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の参考例を説明するための断面模式図で、図中符号４はシード層を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２とシード層４と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００２０】
図４は、本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の実施形態を説明するための断面模式図である。なお、図１〜図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と第二保護層３とシード層４と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００２１】
本発明において、非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。
【００２２】
また、軟磁性裏打ち層２としては、ＮｉＦｅ系合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、飽和磁束密度の大きなＦｅＣｏ合金等を用いることができるが、非晶質のＣｏ合金、例えば、ＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層２の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００２３】
軟磁性裏打ち層２の磁壁の形成を抑制するためには、軟磁性裏打ち層２の下層にＣｏ合金等の強磁性層を形成し、これを所望の方向に磁化させるように着磁する方法や、反強磁性薄膜を形成し、交換結合を利用して磁化をピン止めする方法、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等が挙げられる。
【００２４】
磁壁制御層として、非磁性基体１の半径方向に磁化を配向させたＣｏ合金等の硬質磁性膜を用いる場合には、その下地層としてＣｒ合金等を用いることが望ましい。さらにその下地層の微細構造を制御するために複数層の下地層を設けてもよい。
【００２５】
磁壁制御層として、Ｍｎを含む合金系からなる反強磁性膜を用いることもできる。下地層としては、面心立方構造を有する単金属あるいは合金等を用いることが望ましい。さらにその下地層の微細構造を制御するためにさらに複数の下地層を設けることも大きなＨｅｘを導出するために有効である。磁壁制御の目的で軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層する場合には、例えば、非磁性層としてＣ，Ｓｉなどを用いることができる。
【００２６】
また、第二保護層３は、軟磁性裏打ち層２の成膜後、成膜装置から非磁性基体１を取り出す際、軟磁性裏打ち層２の表面が酸化してしまうことを防ぐために用いられる。第二保護層３として用いることができる材料としては、Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｗ等の単金属や、ＴｉＣｒ，ＴａＷ等の合金が挙げられるが、これに限定されない。第二保護層３の膜厚としては、軟磁性裏打ち層２の酸化を防ぐのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。厚すぎる場合には、信号の書込み能力を低下させてしまう原因となる。
【００２７】
また、シード層４は、中間層５の配向ならびに結晶性を制御するために用いられる。全層を連続成膜する場合には、特に必要とされないが、軟磁性裏打ち層２あるいは第二保護層３を成膜後に、一旦非磁性基体１を成膜装置から出してしまうと最表面に酸素等が付着するため、中間層５の結晶成長性が悪くなることがある。そのためシード層４を用いることにより、この中間層５の劣化を防ぐことができる。シード層４として用いることができる材料としては、第二保護層３として用いることができる材料と同じ種類のものである。第二保護層３とシード層４を同時に用いる場合には、同じ材料を用いることが望ましい。シード層４の膜厚は、中間層５の結晶成長を制御するのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。厚すぎる場合には、第二保護層３の場合と同様に、信号の書込み能力を低下させてしまう原因となる。
【００２８】
また、中間層５は、磁気記録層６の結晶配向性、結晶粒径及び粒界偏析を好適に制御するために用いられる。材料としては、面心立方（ｆｃｃ）構造あるいは六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有する単金属膜あるいは合金膜が好ましく、Ｔｉ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｐｔやそれらを含む合金膜が挙げられるが、それらに限定されない。中間層５の膜厚としては、磁気記録層６の構造制御を行なうのに必要最小限の膜厚とすることが、記録の面からは必要である。
【００２９】
また、磁気記録層６としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金膜、結晶粒界にＳｉＯ２等の非磁性酸化物や窒化物を有するグラニュラー膜、さらにはＣｏ／Ｐｄ等の積層膜、希土類−遷移金属合金非晶質膜、ＦｅＰｔ規則合金膜等を用いることができる。
【００３０】
また、第一保護層７は、従来から使用されている保護膜を用いることができる。例えば、カーボンを主体とする保護膜を用いることができる。第一保護層７の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。
【００３１】
また、液体潤滑剤層８も従来から使用されている材料を用いることができる。例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。液体潤滑剤層８の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。
【００３２】
本発明では、軟磁性裏打ち層２を成膜後あるいは第二保護層３を成膜後、非磁性基体１は一旦成膜装置から取り出される。この時、装置から取り出すことにより、軟磁性裏打ち層２あるいは第二保護層３の表面にパーティクル等が付着することがある。このパーティクルが付着したままその後の成膜を行なった場合、完成した垂直磁気記録媒体の信頼性に大きな影響を及ぼす可能性がある。そこで、表面に付着したパーティクル等を除去するために、非磁性基体の洗浄を行なうことが非常に重要な工程となる。
【００３３】
この洗浄方法は、通常、磁気記録媒体の成膜前に行われているものをそのまま用いることができる。ただし、通常の成膜前の洗浄工程では、酸やアルカリ等の洗剤や溶剤が使われる場合があるが、本工程では既に一部薄膜の成膜が行なわれているため、これらの洗剤や溶剤を使うことは好ましくない。本工程では、純水や有機溶剤等を用いることが好ましい。更に、ウレタン等のパットを用いて表面を物理的に擦り洗いすることは表面付着物を除去するためには有効である。ただし、この場合にも、洗剤等は用いずに純水のみとする必要がある。
【００３４】
以下に本発明の参考例としての実施例１および３を含む実施例について説明するが、以下の実施例は、本発明の好適に説明する代表例に過ぎず、本発明をなんら限定するものではない。
【００３５】
［実施例１］
非磁性基体１として表面にテクスチャー加工を施したＮｉＰ付Ａｌ合金基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｔａターゲットを用いて下地Ｔａ層を５ｎｍ、ＮｉＦｅＣｒターゲットを用いて下地ＮｉＦｅＣｒ層を５ｎｍ、ＩｒＭｎターゲットを用いて磁壁制御層としてＩｒＭｎ反強磁性層を５ｎｍ成膜後、連続してＣｏＺｒＮｂターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、一旦成膜装置から取り出した。取り出した非磁性基体を、成膜前の洗浄と同様にして中間洗浄を行なった。
【００３６】
ただし、この洗浄で用いたのは純水と有機溶剤のみである。その後、所望のターゲットに全て交換を済ませた成膜装置に、中間洗浄済み非磁性基体を導入し、Ｒｕターゲットを用いてＲｕ中間層を２０ｎｍ成膜、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２磁気記録層を、２０ｎｍ成膜を行なった。最後にカーボンからなる第一保護層７を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００３７】
［実施例２］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を成膜後、装置から取り出す前に、連続してＴｉ第二保護層３を５ｎｍ成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００３８】
［実施例３］
実施例１において、中間洗浄済み非磁性基体を成膜装置内に導入し、まず、Ｔｉターゲットを用いてＴｉシード層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００３９】
［実施例４］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を成膜後、装置から取り出す前に、連続してＴｉ第二保護層３を５ｎｍ成膜し、中間洗浄後を行ない、再び成膜装置内に導入し、まずＴｉターゲットを用いてＴｉシード層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４０】
［比較例１］
非磁性基体１として表面にテクスチャー加工を施したＮｉＰ付Ａｌ合金基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、磁壁制御層を成膜すること無く、非磁性基体１上に直接、ＣｏＺｒＮｂターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜後、成膜装置から取り出すことなく連続して、Ｒｕターゲットを用いてＲｕ中間層を２０ｎｍ成膜、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２磁気記録層を、２０ｎｍ成膜を行なった。最後にカーボンからなる第一保護層７を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００４１】
［比較例２］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜後に成膜装置から取り出した後、洗浄をせずに成膜装置に導入した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４２】
［比較例３］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を１００ｎｍ成膜、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、軟磁性裏打ち層を１００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
［比較例４］
実施例１において、反強磁性膜を成膜後、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４４】
［比較例５］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜し、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、磁気記録層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４５】
磁気特性は、Ｋｅｒｒ効果測定装置を用いて測定した。完成した垂直磁気記録媒体の表面に付着しているパーティクルは、光学式の表面観察装置にてパーティクルの個数を測定した。垂直磁気記録媒体の電磁変換特性は、スピンスタンドテスターを用いＳＰＴ／ＧＭＲヘッドにより測定を行なった。スパイクノイズの測定は、イレイズ状態での１周分の出力の平均値に対して、１５０％を超える出力を有するものの個数にて判断した。
【００４６】
本発明の実施例を説明するために、実施例ならびに比較例において作製した垂直磁気記録媒体の保磁力Ｈｃ、パーティクル数、線記録密度４０００ｋＦＣＩでのＳＮＲ（電磁変換特性の信号とノイズの強度比）、ならびにスパイクノイズの個数を以下の表１にまとめた。
【００４７】
【表１】
【００４８】
Ｈｃは、比較例５以外は何れも５２００Ｏｅ前後の良好な値が得られている。しかしながら、比較例５に示すように、中間層と磁気記録層を分けて成膜を行なった場合、磁気記録層の結晶成長が悪くなるために特性が悪化してしまう。したがって、中間層と磁気記録層は連続して成膜を行なう必要があることがわかる。
【００４９】
パーティクル数は、実施例に示した何れの方法を用いた場合にも、３個以内の、非常に少ない結果となった。しかしながら、比較例２に示したように中間洗浄を行なわない場合、パーティクル数は５３個となり実用上問題となるレベルである。実施例３〜５の方法に示したように、成膜を一旦中断する場所を変更した場合においても、中間洗浄を導入することによりパーティクル数を低減できることがわかる。このように、成膜の途中で一旦装置から取り出した場合、パーティクルを低減するためには中間洗浄を行なうことが非常に有用であることがわかる。
【００５０】
実施例１に示す方法においても、ＳＮＲは比較例１に示した連続成膜品と同等の値が得られている。実施例２に示すように、軟磁性裏打ち層を成膜後に第二保護層３を成膜することにより、ＳＮＲはわずかながら向上する。実施例３に示すように、中間層成膜前にシード層を成膜することもＳＮＲを増加させる効果がある。さらに、実施例４に示したように、第二保護層３とシード層を両方用いることにより、ＳＮＲは実施例１の場合に比較して０．５ｄＢ向上する。しかしながら、比較例５に示したように、成膜を一旦中断する場所を中間層と磁気記録層の間とした場合、ＳＮＲは極端に劣化する。これは上述した通り、磁気特性が劣化したためである。
【００５１】
最後にスパイクノイズに関してみてみる。磁壁制御層が無い比較例１では、スパイクノイズが多発している。これに対し、実施例１〜４においてはスパイクノイズは完全に抑制されていることがわかる。実施例３では、軟磁性裏打ち層の成膜途中で成膜装置から取り出しているが、その場合、下層と上層の軟磁性裏打ち層が磁気的に結合しなくなってしまうため、完全にはスパイクノイズを抑制することができない。更に、実施例４では、反強磁性膜と軟磁性裏打ち層が反強磁性結合しないため、スパイクノイズの抑制効果がなくなってしまう。
【００５２】
以上のことより、成膜を一旦中断して成膜装置から非磁性基体を取り出す場合、軟磁性裏打ち層と中間層の間で取り出すことが重要であり、再び装置内に導入する前には途中洗浄を行なうことが必要である。更に、装置から取り出す前に第二保護層３、再び装置内に導入した場合にはまずシード層を成膜することが、より良好な特性を得るためには有効であることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と第一保護層及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層までを成膜後に一旦成膜装置から非磁性基板を取り出し、この非磁性基板の洗浄を行なった後に再び成膜装置内に導入して中間層からの成膜を行なうようにしたので、現状の成膜装置を用いて、高信頼を有し、かつ電磁変換特性に優れた垂直磁気記録媒体を作製することができる。
【００５４】
また、軟磁性裏打ち層を成膜後、成膜装置から取り出す前に、軟磁性裏打ち層の劣化を防ぐために連続して第二保護層を成膜する、あるいは中間洗浄後に成膜装置に導入後、中間層を成膜する前にシード層を成膜するようにし、さらにはその両方を組み合わせることにより、さらに優れた電磁変換特性を実現することができる。上述した何れの方法を用いて垂直磁気記録媒体を作製する場合においても、既存の成膜装置をそのまま使用することができるため、新たな設備投資を行なう必要がなく、さらに今後の垂直磁気記録媒体の大量生産に非常に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体の一参考例を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の実施形態を説明するための断面模式図である。
【図３】本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の参考例を説明するための断面模式図である。
【図４】本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の実施形態を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
１ 非磁性基体
２ 軟磁性裏打ち層
３ 第二保護層
４ シード層
５ 中間層
６ 磁気記録層
７ 第一保護層
８ 液体潤滑剤層
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関し、より詳細には、コンピュータの外部記憶装置を初めとする各種磁気記録装置に搭載される垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録の高密度化を実現する技術として、従来の長手磁気記録方式に代えて、垂直磁気記録方式が注目されつつある。
【０００３】
垂直磁気記録媒体は、硬質磁性材料の磁気記録層と、この磁気記録層への記録に用いられる、磁気ヘッドが発生する磁束を集中させる役割を担う軟磁性材料で形成される裏打ち層を構成要素に含んでいる。このような構造の垂直磁気記録媒体において問題となるノイズのひとつであるスパイクノイズは、裏打ち層である軟磁性膜に形成された磁壁によるものであることが知られている。そのため垂直磁気記録方式を実現化させるためには、軟磁性裏打ち層の磁壁形成を阻止する必要がある。
【０００４】
この軟磁性裏打ち層の磁壁の制御については、軟磁性裏打ち層の上層や下層に、Ｃｏ合金等の強磁性層を形成してこれを所望の方向に磁化させるように着磁する方法や、反強磁性薄膜を形成し、交換結合を利用して磁化をピン止めする方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。さらに、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。これらの方法を用いることにより、軟磁性裏打ち層に起因のスパイクノイズを抑制することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１８０８３４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２１４７１９号公報
【０００７】
【非特許文献１】
IEEE Trams.Magn.,37,1586(2001)
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような方法を用いることにより、軟磁性裏打ち層に起因のスパイクノイズを抑制することはできるが、その層構成はかなり複雑なものとなる。例えば、反強磁性層を用いて磁壁形成の阻止を行なう場合、反強磁性層を所望の結晶配向ならびに粒径に形成するために反強磁性層の下層に下地層を数層形成し、反強磁性層を成膜後に、さらに反強磁性結合磁界Ｈｅｘを強めるためのエンハンス層等を用いる必要がある。
【０００９】
更に、高いＨｅｘの導出を望む場合は、同一装置内にて基板加熱を行なう必要がある。このように形成した層構成の上に、さらに軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と保護層とを連続で形成しようとした場合、従来の量産用に用いられてきた成膜装置では層数が多すぎて、全てを連続成膜することは非常に困難である。
【００１０】
軟磁性裏打ち層の上層や下層にＣｏ合金等の強磁性層を形成し、これを所望の方向に磁化させるように着磁することにより磁壁の形成を抑制する方法や、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等においても、反強磁性層を用いる場合と同様に層構成が複雑となり、従来の量産装置を用いて連続成膜を行なうことは非常に難しい。
【００１１】
これに対し、従来の成膜装置２台を用いて成膜する方法や１台の成膜装置で、垂直磁気記録媒体を途中まで成膜後、一旦装置から取り出し、ターゲットを全部交換後、続きの成膜を行なう方法も考えられる。しかしながら、いずれの方法においても、連続成膜の途中で成膜装置から取り出すことにより、パーティクルが付着したり、また、全てを連続成膜できないことにより、所望の特性が得られないという問題が発生する。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の成膜装置を用いても、垂直磁気記録媒体として十分に機能し、なおかつ生産性を有する垂直磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と第一保護層及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層までを成膜後に一旦成膜装置から前記非磁性基板を大気中に取り出し、該非磁性基板の純水または有機溶剤による洗浄を行なった後に再び前記成膜装置内に導入して前記中間層からの成膜を行なう垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記軟磁性裏打ち層を成膜後、前記成膜装置から取り出す前に、前記軟磁性裏打ち層の劣化を防ぐために連続して第二保護層を成膜することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記洗浄後に成膜装置に導入後、前記中間層を成膜する前にシード層を成膜することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図１は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の一参考例を説明するための断面模式図で、図中符号１は非磁性基体、２は軟磁性裏打ち層、５は中間層、６は磁気記録層、７は第一保護層、８は液体潤滑剤層を示している。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００１８】
図２は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の実施形態を説明するための断面模式図で、図中符号３は第二保護層を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と第二保護層３と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００１９】
図３は、本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の参考例を説明するための断面模式図で、図中符号４はシード層を示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２とシード層４と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００２０】
図４は、本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の実施形態を説明するための断面模式図である。なお、図１〜図３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。この垂直磁気記録媒体は、非磁性基体１上に少なくとも、軟磁性裏打ち層２と第二保護層３とシード層４と中間層５と磁気記録層６と第一保護層７とが順に形成された構造を有しており、さらに第一保護層７の上に液体潤滑剤層８が形成されている。
【００２１】
本発明において、非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができる。
【００２２】
また、軟磁性裏打ち層２としては、ＮｉＦｅ系合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、飽和磁束密度の大きなＦｅＣｏ合金等を用いることができるが、非晶質のＣｏ合金、例えば、ＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺｒなどを用いることにより良好な電磁変換特性を得ることができる。軟磁性裏打ち層２の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００２３】
軟磁性裏打ち層２の磁壁の形成を抑制するためには、軟磁性裏打ち層２の下層にＣｏ合金等の強磁性層を形成し、これを所望の方向に磁化させるように着磁する方法や、反強磁性薄膜を形成し、交換結合を利用して磁化をピン止めする方法、軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層することにより磁壁の形成を抑制する方法等が挙げられる。
【００２４】
磁壁制御層として、非磁性基体１の半径方向に磁化を配向させたＣｏ合金等の硬質磁性膜を用いる場合には、その下地層としてＣｒ合金等を用いることが望ましい。さらにその下地層の微細構造を制御するために複数層の下地層を設けてもよい。
【００２５】
磁壁制御層として、Ｍｎを含む合金系からなる反強磁性膜を用いることもできる。下地層としては、面心立方構造を有する単金属あるいは合金等を用いることが望ましい。さらにその下地層の微細構造を制御するためにさらに複数の下地層を設けることも大きなＨｅｘを導出するために有効である。磁壁制御の目的で軟磁性裏打ち層と非磁性層を多数回積層する場合には、例えば、非磁性層としてＣ，Ｓｉなどを用いることができる。
【００２６】
また、第二保護層３は、軟磁性裏打ち層２の成膜後、成膜装置から非磁性基体１を取り出す際、軟磁性裏打ち層２の表面が酸化してしまうことを防ぐために用いられる。第二保護層３として用いることができる材料としては、Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｗ等の単金属や、ＴｉＣｒ，ＴａＷ等の合金が挙げられるが、これに限定されない。第二保護層３の膜厚としては、軟磁性裏打ち層２の酸化を防ぐのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。厚すぎる場合には、信号の書込み能力を低下させてしまう原因となる。
【００２７】
また、シード層４は、中間層５の配向ならびに結晶性を制御するために用いられる。全層を連続成膜する場合には、特に必要とされないが、軟磁性裏打ち層２あるいは第二保護層３を成膜後に、一旦非磁性基体１を成膜装置から出してしまうと最表面に酸素等が付着するため、中間層５の結晶成長性が悪くなることがある。そのためシード層４を用いることにより、この中間層５の劣化を防ぐことができる。シード層４として用いることができる材料としては、第二保護層３として用いることができる材料と同じ種類のものである。第二保護層３とシード層４を同時に用いる場合には、同じ材料を用いることが望ましい。シード層４の膜厚は、中間層５の結晶成長を制御するのに必要最小限の膜厚とすることが望ましい。厚すぎる場合には、第二保護層３の場合と同様に、信号の書込み能力を低下させてしまう原因となる。
【００２８】
また、中間層５は、磁気記録層６の結晶配向性、結晶粒径及び粒界偏析を好適に制御するために用いられる。材料としては、面心立方（ｆｃｃ）構造あるいは六方最密充填（ｈｃｐ）構造を有する単金属膜あるいは合金膜が好ましく、Ｔｉ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｐｔやそれらを含む合金膜が挙げられるが、それらに限定されない。中間層５の膜厚としては、磁気記録層６の構造制御を行なうのに必要最小限の膜厚とすることが、記録の面からは必要である。
【００２９】
また、磁気記録層６としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金膜、結晶粒界にＳｉＯ２等の非磁性酸化物や窒化物を有するグラニュラー膜、さらにはＣｏ／Ｐｄ等の積層膜、希土類−遷移金属合金非晶質膜、ＦｅＰｔ規則合金膜等を用いることができる。
【００３０】
また、第一保護層７は、従来から使用されている保護膜を用いることができる。例えば、カーボンを主体とする保護膜を用いることができる。第一保護層７の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。
【００３１】
また、液体潤滑剤層８も従来から使用されている材料を用いることができる。例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。液体潤滑剤層８の膜厚等の条件は、通常の磁気記録媒体で用いられる諸条件をそのまま用いることができる。
【００３２】
本発明では、軟磁性裏打ち層２を成膜後あるいは第二保護層３を成膜後、非磁性基体１は一旦成膜装置から取り出される。この時、装置から取り出すことにより、軟磁性裏打ち層２あるいは第二保護層３の表面にパーティクル等が付着することがある。このパーティクルが付着したままその後の成膜を行なった場合、完成した垂直磁気記録媒体の信頼性に大きな影響を及ぼす可能性がある。そこで、表面に付着したパーティクル等を除去するために、非磁性基体の洗浄を行なうことが非常に重要な工程となる。
【００３３】
この洗浄方法は、通常、磁気記録媒体の成膜前に行われているものをそのまま用いることができる。ただし、通常の成膜前の洗浄工程では、酸やアルカリ等の洗剤や溶剤が使われる場合があるが、本工程では既に一部薄膜の成膜が行なわれているため、これらの洗剤や溶剤を使うことは好ましくない。本工程では、純水や有機溶剤等を用いることが好ましい。更に、ウレタン等のパットを用いて表面を物理的に擦り洗いすることは表面付着物を除去するためには有効である。ただし、この場合にも、洗剤等は用いずに純水のみとする必要がある。
【００３４】
以下に本発明の参考例としての実施例１および３を含む実施例について説明するが、以下の実施例は、本発明の好適に説明する代表例に過ぎず、本発明をなんら限定するものではない。
【００３５】
［実施例１］
非磁性基体１として表面にテクスチャー加工を施したＮｉＰ付Ａｌ合金基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、Ｔａターゲットを用いて下地Ｔａ層を５ｎｍ、ＮｉＦｅＣｒターゲットを用いて下地ＮｉＦｅＣｒ層を５ｎｍ、ＩｒＭｎターゲットを用いて磁壁制御層としてＩｒＭｎ反強磁性層を５ｎｍ成膜後、連続してＣｏＺｒＮｂターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、一旦成膜装置から取り出した。取り出した非磁性基体を、成膜前の洗浄と同様にして中間洗浄を行なった。
【００３６】
ただし、この洗浄で用いたのは純水と有機溶剤のみである。その後、所望のターゲットに全て交換を済ませた成膜装置に、中間洗浄済み非磁性基体を導入し、Ｒｕターゲットを用いてＲｕ中間層を２０ｎｍ成膜、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２磁気記録層を、２０ｎｍ成膜を行なった。最後にカーボンからなる第一保護層７を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００３７】
［実施例２］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を成膜後、装置から取り出す前に、連続してＴｉ第二保護層３を５ｎｍ成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００３８】
［実施例３］
実施例１において、中間洗浄済み非磁性基体を成膜装置内に導入し、まず、Ｔｉターゲットを用いてＴｉシード層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００３９】
［実施例４］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を成膜後、装置から取り出す前に、連続してＴｉ第二保護層３を５ｎｍ成膜し、中間洗浄後を行ない、再び成膜装置内に導入し、まずＴｉターゲットを用いてＴｉシード層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４０】
［比較例１］
非磁性基体１として表面にテクスチャー加工を施したＮｉＰ付Ａｌ合金基板を用い、これを洗浄後スパッタ装置内に導入し、磁壁制御層を成膜すること無く、非磁性基体１上に直接、ＣｏＺｒＮｂターゲットを用いてＣｏＺｒＮｂ軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜後、成膜装置から取り出すことなく連続して、Ｒｕターゲットを用いてＲｕ中間層を２０ｎｍ成膜、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ターゲットを用いてＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２磁気記録層を、２０ｎｍ成膜を行なった。最後にカーボンからなる第一保護層７を５ｎｍ成膜後、真空装置から取り出した。その後、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑剤層２ｎｍをディップ法により形成し、垂直磁気記録媒体とした。
【００４１】
［比較例２］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜後に成膜装置から取り出した後、洗浄をせずに成膜装置に導入した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４２】
［比較例３］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を１００ｎｍ成膜、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、軟磁性裏打ち層を１００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
［比較例４］
実施例１において、反強磁性膜を成膜後、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４４】
［比較例５］
実施例１において、軟磁性裏打ち層を２００ｎｍ成膜し、連続してＲｕ中間層を成膜し、一旦成膜装置から取り出した後に中間洗浄を行ない再び成膜装置内に導入し、まず初めに、磁気記録層を成膜した以外は、実施例１に示した方法と同様にして垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４５】
磁気特性は、Ｋｅｒｒ効果測定装置を用いて測定した。完成した垂直磁気記録媒体の表面に付着しているパーティクルは、光学式の表面観察装置にてパーティクルの個数を測定した。垂直磁気記録媒体の電磁変換特性は、スピンスタンドテスターを用いＳＰＴ／ＧＭＲヘッドにより測定を行なった。スパイクノイズの測定は、イレイズ状態での１周分の出力の平均値に対して、１５０％を超える出力を有するものの個数にて判断した。
【００４６】
本発明の実施例を説明するために、実施例ならびに比較例において作製した垂直磁気記録媒体の保磁力Ｈｃ、パーティクル数、線記録密度４０００ｋＦＣＩでのＳＮＲ（電磁変換特性の信号とノイズの強度比）、ならびにスパイクノイズの個数を以下の表１にまとめた。
【００４７】
【表１】
Ｈｃは、比較例５以外は何れも５２００Ｏｅ前後の良好な値が得られている。しかしながら、比較例５に示すように、中間層と磁気記録層を分けて成膜を行なった場合、磁気記録層の結晶成長が悪くなるために特性が悪化してしまう。したがって、中間層と磁気記録層は連続して成膜を行なう必要があることがわかる。
【００４９】
パーティクル数は、実施例に示した何れの方法を用いた場合にも、３個以内の、非常に少ない結果となった。しかしながら、比較例２に示したように中間洗浄を行なわない場合、パーティクル数は５３個となり実用上問題となるレベルである。実施例３〜５の方法に示したように、成膜を一旦中断する場所を変更した場合においても、中間洗浄を導入することによりパーティクル数を低減できることがわかる。このように、成膜の途中で一旦装置から取り出した場合、パーティクルを低減するためには中間洗浄を行なうことが非常に有用であることがわかる。
【００５０】
実施例１に示す方法においても、ＳＮＲは比較例１に示した連続成膜品と同等の値が得られている。実施例２に示すように、軟磁性裏打ち層を成膜後に第二保護層３を成膜することにより、ＳＮＲはわずかながら向上する。実施例３に示すように、中間層成膜前にシード層を成膜することもＳＮＲを増加させる効果がある。さらに、実施例４に示したように、第二保護層３とシード層を両方用いることにより、ＳＮＲは実施例１の場合に比較して０．５ｄＢ向上する。しかしながら、比較例５に示したように、成膜を一旦中断する場所を中間層と磁気記録層の間とした場合、ＳＮＲは極端に劣化する。これは上述した通り、磁気特性が劣化したためである。
【００５１】
最後にスパイクノイズに関してみてみる。磁壁制御層が無い比較例１では、スパイクノイズが多発している。これに対し、実施例１〜４においてはスパイクノイズは完全に抑制されていることがわかる。実施例３では、軟磁性裏打ち層の成膜途中で成膜装置から取り出しているが、その場合、下層と上層の軟磁性裏打ち層が磁気的に結合しなくなってしまうため、完全にはスパイクノイズを抑制することができない。更に、実施例４では、反強磁性膜と軟磁性裏打ち層が反強磁性結合しないため、スパイクノイズの抑制効果がなくなってしまう。
【００５２】
以上のことより、成膜を一旦中断して成膜装置から非磁性基体を取り出す場合、軟磁性裏打ち層と中間層の間で取り出すことが重要であり、再び装置内に導入する前には途中洗浄を行なうことが必要である。更に、装置から取り出す前に第二保護層３、再び装置内に導入した場合にはまずシード層を成膜することが、より良好な特性を得るためには有効であることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と第一保護層及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、軟磁性裏打ち層までを成膜後に一旦成膜装置から非磁性基板を取り出し、この非磁性基板の洗浄を行なった後に再び成膜装置内に導入して中間層からの成膜を行なうようにしたので、現状の成膜装置を用いて、高信頼を有し、かつ電磁変換特性に優れた垂直磁気記録媒体を作製することができる。
【００５４】
また、軟磁性裏打ち層を成膜後、成膜装置から取り出す前に、軟磁性裏打ち層の劣化を防ぐために連続して第二保護層を成膜する、あるいは中間洗浄後に成膜装置に導入後、中間層を成膜する前にシード層を成膜するようにし、さらにはその両方を組み合わせることにより、さらに優れた電磁変換特性を実現することができる。上述した何れの方法を用いて垂直磁気記録媒体を作製する場合においても、既存の成膜装置をそのまま使用することができるため、新たな設備投資を行なう必要がなく、さらに今後の垂直磁気記録媒体の大量生産に非常に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る垂直磁気記録媒体の一参考例を説明するための断面模式図である。
【図２】本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の実施形態を説明するための断面模式図である。
【図３】本発明に係る垂直磁気記録媒体の他の参考例を説明するための断面模式図である。
【図４】本発明に係る垂直磁気記録媒体のさらに他の実施形態を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
１ 非磁性基体
２ 軟磁性裏打ち層
３ 第二保護層
４ シード層
５ 中間層
６ 磁気記録層
７ 第一保護層
８ 液体潤滑剤層
Claims (2)
- 非磁性基体上に、少なくとも軟磁性裏打ち層と中間層と磁気記録層と第一保護層及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる垂直磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層までを成膜後に一旦成膜装置から前記非磁性基板を大気中に取り出し、該非磁性基板の純水または有機溶剤による洗浄を行なった後に再び前記成膜装置内に導入して中間層からの成膜を行なう垂直磁気記録媒体の製造方法であって、前記軟磁性裏打ち層を成膜後、前記成膜装置から取り出す前に、前記軟磁性裏打ち層の劣化を防ぐために連続して第二保護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。
- 前記洗浄後に成膜装置に導入後、前記中間層を成膜する前にシード層を成膜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。
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