JP4962864B2 - 二乗平均平方根傾斜角の算出方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータあるいは民生機器の外部記憶装置である固定磁気記録装置（ハードディスク装置）に搭載される垂直磁気記録媒体の主表面の二乗平均平方根傾斜角の算出方法に関する。

急激な高記録密度化、および低コスト化が進んでいる磁気ディスク装置は、コンピュータの外部メモリとして中心的な役割を果たしているが、近年、デジタル家電製品への搭載も盛んとなっている。また、このような磁気ディスク装置は、小型化が進み、携帯用音楽再生装置等にも搭載されるに至っている。

従来、磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体には、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して平行に配向した、面内記録方式が採用されてきた。近年、さらなる高記録密度化を達成するために、磁気記録層の磁化容易軸が基板面に対して垂直に配向した、垂直記録方式が採用されている。この垂直記録方式は、隣り合う磁化が記録面に対して垂直に並ぶため、高記録密度化した場合でも磁化反転領域で磁化が安定し、優れた熱ゆらぎ特性およびノイズ特性を実現できる。

垂直磁気記録媒体には、通常、基板と磁気記録層との間に軟磁性材料からなる裏打ち層が配設されている。このため、垂直磁気記録媒体において、情報の書き込みは、単磁極ヘッドからの漏れ磁束を、基板面に対して垂直に通すことにより実現される。

このような垂直磁気記録媒体において、再生信号の品質は、磁気記録層の磁化容易軸の垂直配向性に依存する。この垂直配向性が低い場合には、磁気記録層からの漏れ磁束が基板面に対して傾斜するため、媒体ノイズが増加し、Ｓ／Ｎ特性が低下する。

磁化容易軸の垂直配向性を表す指標には、磁気記録媒体中の対象となる層（例えば、磁気記録層）の結晶面の傾き分布を示す、配向分散角（△θ５０）がある。この配向分散角（△θ５０）は、Ｘ線回折法において、対象となる層の特定の配向面に関するロッキングカーブのピーク半値幅として定義され、水平面と特定の配向面との成す角の分布中心に対応する。なお、Ｓ／Ｎ特性を向上させるには、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を低減する必要がある。

磁気記録層の配向分散角（△θ５０）は、磁気記録媒体において磁気記録層の直下に位置する配向制御層の配向分散角（△θ５０）に依存する。また、配向制御層の配向分散角（△θ５０）は、配向制御層の下方に位置する基板の表面形状に依存する。このため、近年では、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）に影響を及ぼす配向制御層の配向分散角（△θ５０）を、基板形状に関するパラメータの１つである、基板の表面粗さ（Ｒａ）によって制御する方法が開示されている。

特許文献１には、表面粗さ（Ｒａ）が０．３５ｎｍ以下の非磁性基板と、軟磁性層と、垂直配向性（△θ５０）が４度以下である中間非磁性層と、垂直異方性を示す磁性体からなる垂直記録層とを含む垂直磁気記録媒体と、主磁極、リターンヨーク、励磁コイルを含む記録ヘッドと、磁気抵抗効果型再生ヘッドとを含む磁気ヘッドと、を備え、上記磁気ヘッドの浮上量ｆと上記垂直磁気記録媒体表面の平均粗さ（Ｒａ）との関係が、ｆ ＞ ０．６１Ｒａ² − ３．７Ｒａ ＋ ５．９を満たす垂直磁気ディスク装置が開示されている。

特許文献２には、非磁性基板上に、少なくとも軟磁性材料からなる軟磁性裏打ち層と、直上の膜の配向性を制御する配向制御膜と、磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向した垂直磁性膜と、保護膜とが設けられ、該軟磁性裏打ち層の磁気異方性比（Ｈｍｒ／Ｈｍｃ）が１以下であって、かつ配向分散角（△θ５０）が１〜６度である磁気記録媒体が開示されている。

非特許文献１には、酸化物系研磨材、ダイヤモンド系研磨材のそれぞれを使用した各基板上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法によりＦｅＣｏ合金軟磁性裏打ち層、Ｒｕ中間層、ＣｏＣｒＰｔ合金磁性層を順次成膜した後、カーボン保護層をＣＶＤ法により形成し、基板表面形状をＡＦＭを用いて１μｍ×１μｍ視野で計測し、結晶配向をＸＲＤを用いてロッキングカーブ法にて評価し、記録再生特性を１３０Ｇｂ／ｉｎ²相当の垂直記録用ＴｕＭＲヘッドを用いて評価した実験について開示されている。この実験結果によれば、基板表面の算術平均粗さＲａと中間層であるＲｕの［００２］面の結晶配向分散△θ５０との関係について、各基板間でのその相関性に乖離が起きていることが報告されている。また、基板各箇所の傾きを計算して平均化した傾斜角度ＳｌｏｐｅとＲｕの結晶配向分散△θ５０との関係について、研磨材料によらず傾斜角度Ｓｌｏｐｅが結晶配向分散△θ５０との良好な相関関係を示し、Ｒｕ中間層の結晶配向が基板表面の水平面からの傾きに大きな影響を受けていることが報告されている。

特開２００６−２８６０２９号公報 特開２００７−２６５３６号公報 垂直磁気記録媒体の結晶配向に及ぼす基板表面形状の影響、小野勝他、株式会社山形富士通、第３１回日本応用磁気学会学術講演会概要集（２００７）、第２６４頁

このように、配向制御層の配向分散角（△θ５０）を、基板の表面粗さ（Ｒａ）によって制御する技術が多数開示されている。しかしながら、基板の表面粗さ（Ｒａ）と配向制御層または磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係は、非特許文献１、および後述する実施例の欄において実証されているように、基板表面の最終的な加工方法により異なる関係となることが判明している。例えば、後述する実施例の欄において記載するように、発泡ウレタンパッドを貼った両面研磨板およびコロイダルシリカ研磨液を用いて基板に仕上げ研磨加工を施した場合と、フッ化水素酸を用いて基板にエッチング処理を施した場合とでは、同一の表面粗さ（Ｒａ）であっても、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）が異なることが判明している。このため、基板の表面粗さ（Ｒａ）は、配向制御層または磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を十分に制御できる基板形状に関するパラメータであるとはいえない。

これに対し、非特許文献１に開示されているように、基板各箇所の傾きを計算して平均化した傾斜角度と、配向制御層（特許文献１では中間層）の結晶配向分散△θ５０とは、研磨材料によらず良好な相関関係を示している。このため、この傾斜角度または当該傾斜角度に関連する基板形状に関するパラメータの好適範囲を設定し、基板の最終的な加工方法によらず、配向制御層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を向上させる技術の開発が望まれている。

本発明の目的は、基板の傾斜角度またはこれに関連する基板形状に関するパラメータの好適範囲を設定することで、基板の最終的な加工方法によらず、磁気記録媒体の優れた再生信号品質およびその安定化を実現することができる、垂直磁気記録媒体用基板を提供することにある。また、本発明の目的は、このような基板を用いた垂直磁気記録媒体を提供することにある。

本発明は、主表面と、上記主表面の内側に延在する内周面と、上記主表面の外側に延在する外周面とを具え、上記主表面の形状をｘ−ｙ座標の関数Ｚ（ｘ，ｙ）で定義した場合に、下記式で表される主表面の微小領域表面傾斜（△ρ）の全主表面に対する二乗平均平方根である二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）の逆正接関数（ｔａｎ^-1（ｓ△ｑ））で定義される二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が、５度以下である、ドーナツ形状の垂直磁気記録媒体用基板に関する。

本発明の垂直磁気記録媒体用基板は、コンピュータあるいは民生機器の外部記憶装置である固定磁気記録装置（ハードディスク装置）に使用することができる。本発明の垂直磁気記録媒体用基板は、上記二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が３度以下であることが望ましい。また、このような基板においては、磁気記録媒体中で上記基板の上方に形成される垂直記録層を構成する磁性粒子の平均粒径をＤとし、上記磁性粒子の平均間隔をδとした場合に、基板の断面視で、その表面形状を正弦曲線に見立てた場合の当該曲線の周期λが、上記平均粒径Ｄと上記平均間隔δとの和の２倍以上であることが望ましく、上記周期λが、上記和の４倍以上であることがさらに望ましい。

本発明は、上記のような基板上に、少なくとも軟磁性層、配向制御層、および垂直異方性の磁性体からなる垂直記録層が形成されている垂直磁気記録媒体を包含する。

本発明の垂直磁気記録媒体用基板は、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を所定範囲に設定することにより、当該基板を用いた媒体において、配向制御層および磁気記録層の優れた配向分散角（△θ５０）を実現することができる。従って、本発明の基板を用いた垂直磁気記録媒体においては、優れたＳ／Ｎ特性およびその安定化が図られ、その結果、再生信号品質とその安定化を高いレベルで実現することができる。

１．本発明の原理
以下に、本発明の原理について、説明する。
１−１．配向分散角（△θ５０）と基板表面形状に関するパラメータとの関係
磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性に影響を及ぼす磁気記録層の配向分散角（△θ５０）は、磁気記録層直下の配向制御層の配向分散角（△θ５０）により決定される。配向制御層の配向分散角（△θ５０）は、その直下の膜表面形状に依存する。配向制御層の直下には、通常、軟磁性材料からなる裏打ち層が配設されており、この裏打ち層の表面形状に沿って、配向制御層が形成されるため、裏打ち層表面構造に関する傾斜角度が、配向制御層、ひいては磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を決定することとなる。

一方、裏打ち層に用いる軟磁性材料は、磁気的に等方性であることが必要なため、一般的にアモルファス材料を用いる。このため、裏打ち層表面形状は、その下方に位置する基板表面形状を良好に再現する結果となり、結局、裏打ち層の表面形状は基板の表面形状に依存する。

以上より、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を制御するには、基板表面上の構造に起因する傾斜角度を制御すればよい。そこで、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を制御するための、基板表面形状に関する種々のパラメータについて検討する。

１−２．基板表面形状に関するパラメータとしての基板の表面粗さ（Ｒａ）
上記したとおり、基板の表面粗さ（Ｒａ）は、配向制御層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を制御するには不十分な基板形状に関するパラメータである。これは、基板断面視において、表面粗さ（Ｒａ）については表面形状の鉛直成分のみが考慮され、その水平成分が考慮されないのに対し、配向分散角（△θ５０）については表面形状の鉛直成分と水平成分との双方が考慮されるからである。即ち、表面粗さ（Ｒａ）と配向分散角（△θ５０）とは、基板表面の凹凸を表現する際の成分が異なるため、これらを同一視して、一対一で対応すると考えることは妥当でない。

ここで、基板表面形状の水平成分とは、基板の断面視において、基板表面の凹凸形状を正弦曲線に見立てた場合の当該曲線の周期を意味する。また、基板表面形状の鉛直成分とは、上記正弦曲線に見立てた場合の振幅を意味する。さらに、基板表面の凹凸形状を正弦曲線に見立てる具体的手法としては、フーリエ変換によりその１つの周期を持つ正弦曲線を用いる手法が適用できる。このように、フーリエ変換を用いる手法は、あらゆる形状を正弦曲線で表現する方法として一般的であり、また、現実的かつ合理的である。

図８は、垂直磁気記録媒体用基板の断面模式図であり、（ａ）は基板断面視の水平成分Ｌ内に７／２周期分の正弦曲線（凹凸）が含まれる基板構造を示し、（ｂ）は（ａ）の基板と同じ水平成分Ｌ内に７／４周期分の正弦曲線（凹凸）が含まれる基板構造を示す。同図中、符号５２ａ、５２ｂは、各基板の凹凸形状の平均面、即ち正弦曲線の中心線を示し、符号５４ａ、５４ｂは、各基板の表面形状を示し、符号５６ａ、５６ｂは、各基板の凹凸形状の傾斜角度を示す。このように、表面粗さが同一（図８（ａ），（ｂ）における中心線５２ａ、５２ｂからの最大高さ（振幅）が同一）であっても、同じ水平成分Ｌに含まれる凹凸の数が異なると、それぞれの基板において形成される傾斜角度が異なることとなる。以上により、配向制御層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を制御する基板形状に関するパラメータであって、基板の表面粗さ（Ｒａ）以外のパラメータの研究が要請される。

１−３．基板表面形状に関するパラメータとしての二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）
このような要請から、本発明者は、基板形状に関するパラメータとして、以下に述べる二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）について検討した。

まず、基板表面形状の傾斜角度を以下のように求める。即ち、基板表面形状として、主表面の形状をｘ−ｙ座標の関数Ｚ（ｘ，ｙ）で定義する。ここで、主表面とは、基板の一方側の平面を意味し、ｘ−ｙ座標とは、当該平面上に９０度の角をなすｘ軸およびｙ軸を任意に設定した場合の当該座標を意味する。

次に、上記関数Ｚ（ｘ，ｙ）を用い、下記式（１）で表される主表面の微小領域表面傾斜（△ρ）を求める。

さらに、上記△ρを用い、下記式（２）で表される二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）を求める。なお、下記式（２）中、ｌｘ、ｌｙは、それぞれ上記ｘ−ｙ座標における、ｘ方向、ｙ方向の基準長さを意味する。この基準長さは、例えば、基板の表面形状測定時の測定領域に相当する。

最後に、上記式（２）で表される二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）の逆正接関数（tan^-1（ｓ△ｑ））を二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）とし、これを基板表面の傾斜角度を示すパラメータとして定義する。

なお、この二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）は、基板の表面粗さ（Ｒａ）とは異なり、配向制御層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を制御するのに十分な基板形状に関するパラメータである。これは、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）は、配向分散角（△θ５０）と同様に、表面形状の鉛直成分と水平成分との双方が考慮される、基板形状に関するパラメータだからである。即ち、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）と配向分散角（△θ５０）とは、基板表面の凹凸を表現する際の成分が全て一致するため、これらを同一視して、一対一で対応する（一次関数的に対応する）と考えることは妥当である。

１−４．二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）の好適範囲
二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）は５度以下であることが好ましく、この範囲を満たす基板を用いた磁気記録媒体は、優れたＳ／Ｎ特性を実現することができる。また、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）３度以下であることがさらに好ましく、この範囲を満たす基板を用いた磁気記録媒体は、さらに優れたＳ／Ｎ特性を実現することができる。

１−５．二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）の好適範囲を実現するための具体的な手法
次に、このような基板の二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を５度以下とする、具体的な手法について説明する。

図９は、基板６２ａ，６２ｂ、軟磁性層６４ａ，６４ｂ、配向制御層６６ａ，６６ｂ、および磁気記録層６８ａ，６８ｂをそれぞれ含む、２種類の磁気記録媒体を示す、断面模式図である。同図において、Ｄは磁気記録層を構成する磁性粒子の平均粒径であり、δはこれらの磁性粒子の平均間隔を示す。図９（ａ）に示す媒体は、基板等の表面形状を正弦曲線に見立てた場合の周期λが（Ｄ＋δ）の約４倍である媒体であり、図９（ｂ）に示す媒体は、上記周期λが約（Ｄ＋δ）の約０．１８倍である媒体である。

図９（ａ）に示す媒体のように、上記周期λが（Ｄ＋δ）に対して相当大きい場合には、磁気記録層を構成する磁性粒子６８ａが成長する配向制御層の表面が、なだらかな正弦曲線となっているため、磁性粒子６８ａは、ほぼ垂直に成長するものと考えられる。このため、図９（ａ）に示す媒体においては、基板表面の傾斜角度を示す二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）がほぼ０となると考えられる。よって、軟磁性層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）も小さなものとなり、優れたＳ／Ｎ特性が実現されるものと考えられる。

また、図９（ｂ）に示す媒体のように、上記周期λが（Ｄ＋δ）に対して相当小さい場合には、磁気記録層を構成する磁性粒子６８ｂが成長する配向制御層の表面を全体として水平面であるとみなすことができるため、磁性粒子６８ｂは、完全に垂直に成長するものと考えられる。このため、図９（ｂ）に示す媒体においては、基板表面の傾斜角度を示す二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が完全に０となると考えられる。よって、軟磁性層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）も著しく小さなものとなり、優れたＳ／Ｎ特性が実現されるものと考えられる。

これらの場合に対し、上記周期λと（Ｄ＋δ）との関係が、図９（ａ）に示す媒体と図９（ｂ）に示す媒体とのちょうど中間の関係になる場合には、配向制御層の表面がなだらかな正弦曲線であるとはいえず、しかも全体として水平であるともいえない。このため、この場合には、磁性粒子が配向制御層上で垂直に成長しない蓋然性が高く、基板表面の傾斜角度を示す二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が相当大きくなると考えられる。よって、軟磁性層および磁気記録層の配向分散角（△θ５０）も相当大きなものとなり、優れたＳ／Ｎ特性が実現されないものと考えられる。

そこで、発明者は、優れたＳ／Ｎ特性を実現するための条件、即ち、基板主表面における二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が５度以下であることを満たす具体的な手法を、上記周期λと（Ｄ＋δ）との所定の関係によって設定することができるか検討した。その結果、周期λが（Ｄ＋δ）の約２倍以上であれば、上記二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が５度以下となり、軟磁性層等の配向分散角（△θ５０）を向上させて、優れたＳ／Ｎ特性を実現できるとの知見を得た。

１−６．各種パラメータの算出方法、および最終評価項目Ｓ／Ｎ特性の測定方法
以下に、上記原理において登場した種々のパラメータ、即ち、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）、および二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）の算出方法と、最終評価項目であるＳ／Ｎ特性の測定方法を併記する。

１−６−１．磁気記録層の配向分散角（△θ５０）の算出方法
得られた磁気記録媒体のＸ線回折法によるロッキングカーブ測定により、当該カーブのピーク半値幅から磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を算出する。

１−６−２．二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）の算出方法
まず、磁気記録層を構成する磁性粒子の平均粒径Ｄ、および磁性粒子の平均間隔δを、後述するように、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等を用いて測定する。

次に、得られた磁気記録媒体のうち、観察を行う磁気記録層以外の部分を除去する。通常、磁気記録媒体は、基板の両面に、軟磁性層、配向制御層、磁気記録層、保護層、潤滑層が形成されている。媒体の一方の面（磁気記録層観察面）については、イオンミリング法により、潤滑層、保護層を除去する。これに対し、媒体の他方の面（磁気記録層非観察面）に対しては、機械研磨を行って、潤滑層、保護層、磁気記録層、配向制御層、軟磁性層を除去した後、残った基板表面に対してイオンミリング法による仕上げ加工を施す。これにより、観察面としての磁気記録層を露出させる。

次に、媒体の一方の面側に露出した磁気記録層を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて、垂直方向から観察した結果から、磁気記録層を構成する磁性粒子の平均粒径Ｄ、および粒子の平均間隔δを計測する。

一方、磁気記録媒体形成前の基板に対し、超音波浸漬洗浄、スクラブ洗浄、および／またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を行って清浄な表面を得る。

基板の二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を５度以下とするには、周期λが（Ｄ＋δ）の約２倍以上であることが、１つの要件であることは既に述べた。このため、基板の表面形状を計測する方法としては、２（Ｄ＋δ)よりも空間分解能の高い方法を用いることが肝要である。

通常、図９に示す、磁性粒子の平均粒径Ｄ、および磁性粒子の平均間隔δは、数ｎｍ程度であるので、ｎｍオーダーの空間分解能を有するＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いることが好ましい。また、得られた表面形状計測結果から、周期λが（Ｄ＋δ)の２倍以上である基板表面形状を抽出する方法としては、Gaussianフィルター、フーリエ変換（ＦＦＴ）とフーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）とを順次行う際に使用するフィルター等の、ＣＵＴ Ｏｆｆフィルターを用いる方法を使用することができる。

基板表面形状のその他の測定方法としては、基板の主表面に対して垂直な断面加工を行い、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、または走査型二次電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、二次元断面形状を測定し、得られた表面形状に対して同様にＣＵＴ Ｏｆｆフィルターを用いる方法を採用することもできる。

１−６−３．磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性の測定方法
得られた磁気記録媒体の再生信号品質の評価として、任意の記録密度にて信号を書き込んだ後、再生信号のＳ／Ｎ特性測定を公知の方法により行う。

１−７．各種パラメータとＳ／Ｎ特性との関係の算出方法
以上の測定方法および算出方法により、磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係、および磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係が得られる。

まず、上記結果に基づき、磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係を得る。

続いて、上述したとおり、基板表面の凹凸を表現する際の成分が全て一致することに基づき、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）と配向分散角（△θ５０）とは、一次関数的に対応すると考えられる。このため、既に得られた磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係と、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）と配向分散角（△θ５０）との上記一次関数的な関係とを考慮して、磁気記録媒体のＳ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を得る。

２．垂直磁気記録媒体用基板および垂直磁気記録媒体、ならびにそれらの製造方法
次に、上記原理に基づく、本発明の垂直磁気記録媒体用基板、およびこれを用いた垂直磁気記録媒体について説明する。なお、以下に示す例は、単なる例示であって、当業者の通常の創作能力の範囲で適宜設計変更することができる。

２−１．垂直磁気記録媒体用基板
図１は、本発明の、ドーナツ形状の垂直磁気記録媒体用基板１０を示す斜視図である。基板１０は、主表面１２、ならびにこの主表面１２の内方および外方にそれぞれ延在する内周面１４および外周面１６を含む。ガラス基板の形状は、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、および板厚０．６３５ｍｍ（２．５インチタイプ）、または外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、および板厚０．５０８ｍｍ（１．８インチタイプ）等とすることができる。

垂直磁気記録媒体用基板１０の材料としては、非磁性であれば特に限定されない。

具体的には、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、結晶化ガラスを用いることができる。特に、高記憶密度記録が可能な垂直磁気ディスクに適用するガラス基板には、表面の高平坦性の観点から、アモルファス系のガラスを用いることが好ましい。また、これら以外でも、アルミ、アルミ合金、カーボン素材、および石英等の非磁性材料を用いることもできる。

２−２．垂直磁気記録媒体用基板の製造方法
以下に、本発明の垂直磁気記録媒体用基板の製造方法の一例を併記する。
２−２−１．垂直磁気記録媒体用基板の形状の特定
プレス成形法、または板状ガラスからの切り出し法等により、所定形状、例えばドーナツ形状の基板用材料を得る。ここで、プレス成形法および板状ガラスからの切り出し法としては、如何なる公知の手段を使用することもできる。

２−２−２．内外径加工
プレス成形法等により得られたガラス材料に対し、その内周面端および外周面端を同時に円周加工できる研削盤と溝付ダイヤモンド砥石（♯４００）を用いて、内外径加工を行なう。内外径加工の好適な寸法は、後工程で行なわれる研磨加工またはエッチング加工代を、製品の内外径寸法に加えて算出することができる。

２−２−３．ラップ加工
上記内外径加工を施したガラス材料の表面に、ラップ加工を施し、磁気ディスクが必要とする平坦度（例えば２．５インチ基板の場合４μｍ以下）を得る。例えば、製品板厚が０．６３５ｍｍ±０．０１５ｍｍの２．５インチ基板の場合は、ラップ加工により０．６４±０．０１０ｍｍ〜０．６８±０．０１０ｍｍ程度まで加工する。この板厚は、その後の研磨加工代によって決まり、このラップ加工による加工痕(砂目)を完全に消して鏡面にするのに必要な量であり、両面で０．０５〜０．１ｍｍとすることが好ましい。

ラップ加工としては、例えば、鋳鉄定盤のラップ加工機を用い、加工液はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）砥粒等を用いることができる。

２−２−４．超音波浸漬洗浄
ラップ加工後に、基板に付着しているガラス粉、砥粒、鋳鉄粉を、超音波浸漬洗浄により除去する。超音波浸漬洗浄は、洗剤を加えた超音波ディップ槽にて行なう。超音波においては、除去対象とする汚れ、即ち異物のサイズによって、数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数を選択することができる。また、その際の浸漬液としては、酸洗剤、中性洗剤、アルカリ洗剤等の水溶液が有効である。さらに、条件の異なった超音波洗浄を組み合わせることもできる。その後、水洗槽での濯ぎ、温風乾燥を行って、スラリーおよび研磨粉を除去して、清浄な表面を得ることができる。

２−２−５．スクラブ洗浄
上記超音波浸漬洗浄とともに、または当該洗浄に加えて、スクラブ洗浄によりこすり洗いを施すこともできる。洗剤洗浄後は、必要に応じて０．２〜１．０μｍ程度のフィルターにて濾過を行なった水道水または工業用水による濯ぎを行なう。その後、必要に応じて、エアブロー、熱風、温水引き上げ、溶剤置換等の公知の方法による乾燥を行って、清浄な表面を得ることができる。

２−２−６．主表面の処理
主表面の処理を任意選択的に行う。例えば、所定の材料を含有したパッドを貼った両面研磨盤を用い、水に所定の研磨剤を縣濁させたスラリーを滴下して、ガラス材料の主表面の鏡面研磨加工を行う。

上記所定の材料としては、良好な平坦加工性、および高い加工速度の観点から、酸化セリウム含有ウレタンパッドが好ましく、上記研磨剤としては、高い加工速度、およびスクラッチの入り難さの観点から、酸化セリウム研磨剤が好ましい。また、鏡面研磨加工における加工代は、ラップ加工の加工痕（砂目）を完全に除去する観点から、０．０５〜０．１０ｍｍとすることが好ましい。

次いで、超音波を併用した弱アルカリ洗浄、および純水濯ぎを順次行い、特に表面の研磨剤、切粉を十分に洗浄処理する。

さらに、例えば、発泡ウレタンパッドを貼った両面研磨盤とコロイダルシリカ研磨液を用いて主表面を最終研磨する。最終研磨加工における加工代は、セリウム研磨面の表面粗さをコロイダルシリカ研磨面の表面粗さに変える観点から、０．０００１〜０．００１ｍｍとすることが好ましい。

次いで、超音波を併用した弱アルカリ洗浄、および純水濯ぎを順次行い、さらに、常温イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）浸漬、およびＩＰＡベーパー乾燥の各工程からなる精密洗浄乾燥を実施し、清浄な垂直磁気記録媒体用基板を得る。

２−３．垂直磁気記録媒体
上記基板を用いた垂直磁気記録媒体について説明する。
図２は、図１に示す基板１０を用いた磁気記録媒体４０の構造の一例を示す断面模式図である。同図によれば、垂直磁気記録媒体４０は、基板１０と、基板１０上に形成された軟磁性層２２と、軟磁性層２２上に形成された配向制御層２４と、配向制御層２４上に形成された磁気記録層２６と、磁気記録層２６上に形成された保護層２８と、保護層２８上に形成された潤滑層３０とから構成されている。

２−３−１．基板
基板１０は、上記のようにして得られたものであれば、いかなるタイプのものも使用できる。例えば、上記のようなガラス基板およびアルミニウムを含む基板等を使用できる。基板１０の膜厚は、基板の大きさに応じて調整され、０．３〜１．３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

２−３−２．軟磁性層
軟磁性層２２は、情報の記録時にヘッドから発生する磁束の広がりを抑制し、垂直方向の磁界を十分に確保する役割を担う層である。軟磁性層２２の材料としては、Ｎｉ合金、Ｆｅ合金、Ｃｏ合金、Ｔａ合金、およびＺｒ合金を用いることができる。例えば、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒおよびＣｏＴａＺｒＮｂなどの非晶質Ｃｏ−Ｚｒ系合金、またはＣｏＦｅＮｂ、ＣｏＦｅＺｒＮｂおよびＣｏＦｅＴａＺｒＮｂなどの非晶質Ｆｅ−Ｃｏ系合金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。また、これらの他にも、Ｆｅ−Ｂ系合金、およびＦｅＴａＣ等のフェライト組織のＦｅ系合金などの各種軟磁性材料を用いることができる。

軟磁性層２２の膜厚は、記録の際に使用する磁気ヘッドの構造を考慮するとともに生産性を考慮して、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲とすることが好ましい。当該膜厚を１０ｎｍ以上とすることで、磁束の広がりを抑える効果を有することができる。また、当該膜厚を１００ｎｍ以下とすることで、優れた生産性を実現することができる。

２−３−３．配向制御層
配向制御層２４は、この上層として形成される磁気記録層２６の配向性および粒径を制御する役割を担う層である。例えば、またはＣｏＣｒ系合金、ＴｉまたはＴｉ合金、ならびにＲｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、およびＡｇを含む材料を用いることができる。特に、磁気記録層２６をＣｏＣｒ系合金からなる層とする場合には、配向制御層２４を、ＣｏＣｒ系合金、ＴｉもしくはＴｉ合金、またはＲｕからなる層とすることができる。また、磁気記録層２６をＣｏ系合金とＰｔまたはＰｄとの積層体とした場合には、配向制御層２４を、ＰｔまたはＰｄ等からなる層とすることができる。

また、配向制御層２４に酸化し易い材料を用いる場合には、配向制御層２４と磁気記録層２６との間に、図２には図示しない、下地層を任意選択的に形成することができる。この際、当該下地層の形成前に高真空状態を維持して表面への酸素の付着を防止し、配向制御層２４の酸化されていない表面状態を得ることができる。

配向制御層２４の膜厚は、最終的に磁気記録層２６の磁気特性および電磁変換特性が所望の値になるように適宜調製され、２ｎｍ〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。当該膜厚を２ｎｍ以上とすることで、磁気記録層２６の配向性の劣化が抑制される。また、当該膜厚を２０ｎｍ以下とすることで、配向制御層２４の粒径を過度に大きくせず、これにより磁気記録層２６の粒径の微細化を実現することができ、電磁変換特性の劣化を抑制することができる。

２−３−４．下地層
上記したように、図２には図示しない、配向制御層２４上には、下地層を任意選択的に形成することができる。下地層は、それ自身の配向性の向上および粒径の微細化によって、この上層として形成する磁気記録層２６の配向性の向上および粒径の微細化を実現し、磁気特性という点で不所望な磁気記録層２６の初期層の発生を抑制する非磁性層である。下地層は、Ｃｒ等から形成することができる。

さらに、磁気記録層２６の初期層の形成を抑制するためには、下地層の良好な結晶性を得ることが肝要であり、下地層の膜厚を１ｎｍ以上の範囲とすることが好ましい。これにより、下地層の良好な結晶性に起因する配向性の劣化を抑制でき、これに伴い磁気記録層２６の優れた配向性および結晶粒の分離性も達成でき、さらに磁気記録層２６の初期成長層形成が抑制される。また、下地層の膜厚を２０ｎｍ以下とすることにより、下地層の粒径が肥大化せず、これに伴い磁気記録層２６の粒径の肥大化も抑制することができる。

２−３−５．磁気記録層
磁気記録層２６は、情報を記録および再生するための層である。磁気記録層２６を垂直磁気記録媒体の一部として用いるためには、磁化容易軸を基板面に対して垂直方向に配向させる必要がある。磁気記録層２６は、Ｃｏを含む合金を含む材料から構成することができる。Ｃｏを含む合金としては、Ｃｏ−Ｐｔ系合金およびＣｏ−Ｃｒ系合金を用いることができる。さらに、磁気記録層２６は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金またはＣｏ−Ｃｒ系合金と、ＰｔまたはＰｄ等を積層し、複数層からなる積層体とすることもできる。

磁気記録層２６の膜厚は、８ｎｍ〜２０ｎｍの範囲とすることが好ましい。８ｎｍ以上とすることにより、熱安定性の劣化を抑制できる。また、２０ｎｍ以下とすることにより、ヘッド磁界を磁性膜全体に届かせ、良好な書込み特性が得られる。

２−３−６．保護層
保護層２８は、磁気記録層２６の腐食防止と、磁気ヘッドの媒体接触時における磁気記録層２６の損傷の防止とを目的として形成される層である。保護層２８には、通常使用される材料、例えば、Ｃ、ＳｉＯ₂、およびＺｒＯ₂のいずれかを主体とする層を用いることができる。保護層２８の厚さは、通常の垂直磁気記録媒体で用いる膜厚の範囲、例えば、２ｎｍ〜５ｎｍの範囲とすることが好ましい。

２−３−７．潤滑層
潤滑層３０は、磁気ヘッドと媒体との間の潤滑特性を確保する目的で形成される層である。潤滑層３０は、通常使用される材料、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、およびフッ素化カルボン酸の潤滑剤を用いることができる。潤滑層３０の厚さは、通常磁気記録媒体で用いられる膜厚の範囲、例えば、０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲とすることができる。

２−４．垂直磁気記録媒体の製造方法
以下に、本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法の一例を併記する。
なお、以下に示す例は、図２に示す例に従うものであり、本願発明における任意選択的要素である保護層および潤滑層を含み、下地層を含まない例である。

２−４−１．ガラス基板１０の洗浄
ガラス基板１０を洗浄する。当該洗浄としては、自然酸化膜を取り除く方法として効果の高い所定の薬品、例えば、酸、もしくはアルカリによる溶液洗浄の他、各種プラズマまたはイオンを用いたドライ洗浄を使用することができる。特に、設計寸法の高精度化、使用薬品から生じる廃液処理、洗浄の自動化等の観点からは、上記ドライ洗浄を用いることが好ましい。

２−４−２．軟磁性層２２の形成
洗浄したガラス基板１０をスパッタ装置に導入する。軟磁性層２２を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は０．７〜１．５Ｐａとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは２〜１０ｎｍ／秒とし、ターゲットと基板との距離は５〜１５ｎｍとすることが好ましい。

２−４−３．配向制御層２４の形成
軟磁性層２２上に、配向制御層２４を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は０．７〜２Ｐａとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは２〜１０ｎｍ／秒とし、ターゲットと基板との距離は５〜１５ｎｍとすることが好ましい。

２−４−５．磁気記録層２６の形成
配向制御層２４に、磁気記録層２６を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は０．７〜４Ｐａとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは２〜１０ｎｍ／秒とし、ターゲットと基板との距離は５〜１５ｎｍとすることが好ましい。

２−４−６．保護層２８の形成
ガラス基板１０上に、軟磁性層２２、配向制御層２４、および磁気記録層２６が順に形成された積層体をスパッタ装置から真空装置に移し、磁気記録層２６上に、保護層２８を、ＣＶＤ法により形成することができる。なお、保護層２８の他の形成方法としては、カーボンターゲットを用いたスパッタ法、およびイオンビーム法等が挙げられ、これらの方法は公知の態様を採用することができる。特に、ＣＶＤ法またはイオンビーム法を用いた場合には、保護層２８を薄くすることができる。

２−４−７．潤滑層３０の形成
最後に、保護層２８が形成された積層体を、真空装置から取り出し、保護層２８上に、潤滑層３０を、ディップ法により形成し、本発明の垂直磁気記録媒体を得る。

２−４−８．その他の層（下地層）の形成
なお、配向制御層２４上には、上述したとおり、図２に図示しない下地層を形成することができる。この際、下地層に芳香族化合物を用いる場合には、その分子構造を破壊しない、蒸着法を用いることが好ましい。

蒸着法としては、配向制御層２４上に、下地層を所定のターゲットを用いて、各種スパッタ法により形成する。例えば、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いることができる。ここで、スパッタ法を用いる場合には、スパッタ装置内の雰囲気はアルゴン雰囲気とし、装置内圧力は２．５〜１２Ｐａとし、装置内温度は加熱なしとし、成膜レートは２〜１０ｎｍ／秒とし、ターゲットと基板との距離は５〜１５ｎｍとすることが好ましい。

以下に、本発明を実施例により詳細に説明し、本発明の効果を実証する。
＜１４枚の垂直磁気記録媒体用基板の形成＞
（ガラス材料の切り出し、内外径加工、およびラップ加工）
板状ガラスから切り出した１４枚の各ガラス材料に対し、内周面端および外周面端を同時に円周加工できる研削盤と溝付ダイヤモンド砥石（♯４００）を用いて内外径加工を行った、板厚を１ｍｍとし、さらにラップ加工により板厚０．５３ｍｍまで研磨した。ラップ加工は、鋳鉄定盤のラップ加工機を用い、♯１５００のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）砥粒を１０ｗｔ％含有する加工液を用い、加工圧力は１００ｇｆ／ｃｍ²とした。その後、洗浄、乾燥を行い、１４枚の基板材料を得た。

（主表面の処理）
次に、各基板材料の主表面に対し、公知の両面研磨装置（スピードファム社製９Ｂ両面研磨機）により第一研磨加工を行った。この際、研磨布は発砲ウレタン研磨用パッドとし、スラリーは粒径１．５μｍのセリアを１０ｗｔ％含有するものを用い、加工圧力は１００ｇｆ／ｃｍ²とした。その後、洗浄を行い、１４枚の第１研磨加工済み基板材料を得た。

さらに、第１研磨加工を施した各基板材料の主表面に対し、公知の両面研磨装置（スピードファム社製９Ｂ両面研磨機）により第二研磨加工を行った。この際、研磨布は発砲ウレタン研磨用パッドとし、スラリーは粒径８０ｎｍのコロイダルシリカを１５ｗｔ％含有するものを用い、加工圧力は１００ｇｆ／ｃｍ²とした。その後、洗浄、乾燥を経て、外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、および板厚０．５ｍｍのドーナツ状のアモルファスガラス基板を１４枚得た。以下、このような基板を基板１〜１４と称する。

（６枚の垂直磁気記録媒体用基板（基板群Ａ）に対する仕上げ研磨加工）
上記１４枚の基板のうちの６枚（基板１〜６（基板群Ａ））に対し、仕上げ研磨加工を行った。仕上げ研磨加工は、研磨布を発砲ウレタン研磨用パッドとし、加工圧力を１００ｇｆ／ｃｍ²とし、スラリーに用いるコロイダルシリカの粒径とその濃度とを変更して行った。表面粗さ（Ｒａ）の測定は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により、２×２μｍの画素を、縦に５１２個および横に５１２個並べた領域について行った。表１に、基板群Ａについて採用した仕上げ研磨加工リー条件（スラリー濃度およびコロイダルシリカの粒径）と、基板１〜６について得られた表面粗さ（Ｒａ）との関係を示す。

（８枚の垂直磁気記録媒体用基板（基板群Ｂ）に対するエッチング処理）
上記１４枚の基板のうちの８枚（基板７〜１４（基板群Ｂ））に対し、フッ化水素酸によるエッチング処理を行った。具体的には、各基板７〜１４に対し、濃度の異なるフッ化水素酸を適用し、浸漬時間は全て１分とした。なお、浸漬後は、直ちに脱イオン水によって濯ぎを行った。表２に、エッチング処理の条件（フッ化水素酸濃度）と、基板７〜１４について得られた表面粗さ（Ｒａ）との関係を示す。

（スクラブ洗浄、超音波洗浄、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄）
このように仕上げ研磨加工またはエッチング処理を行った基板１〜１４（基板群ＡおよびＢ）に対し、スクラブ洗浄、超音波洗浄、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）洗浄を順次行い、各基板１〜１４について清浄な表面を得た。

＜１４種類の垂直磁気記録媒体の形成＞
上記のようにして得られた基板１〜１４（基板群ＡおよびＢ）を、それぞれ、スパッタリング装置内に導入した。各基板上に、Ｃｏ−４Ｚｒ−６Ｎｂからなる１００ｎｍのアモルファス軟磁性層、Ｒｕからなる１０ｎｍの配向制御層、Ｃｏ−１９Ｃｒ−１０Ｐｔ−８ＳｉＯ₂合金からなる１５ｎｍの磁気記録層、およびカーボンからなる５ｎｍの保護層を順次成膜した。これらのスパッタリング成膜は、すべて、Ａｒガス雰囲気内、圧力５ｍＴｏｒｒ下でのＤＣマグネトロンスパッタリング法により行なった。

その後、基板から保護層までの積層体をスパッタリング装置から取り出し、保護層上に、パーフルオロポリエーテルからなる液体潤滑材層をディップ法により２ｎｍ形成し、１４種類の磁気記録媒体（媒体１〜１４）を得た。なお、以下の記載においては、基板群Ａに属する基板を含む媒体の集合を媒体群Ａと、基板群Ｂに属する基板を含む媒体の集合を媒体群Ｂと称する場合がある。

＜評価項目に使用する各データの算出＞
（基板の表面粗さ（Ｒａ））
媒体１〜１４（媒体群Ａおよび媒体群Ｂ）についての、基板の表面粗さ（Ｒａ）については、上記したとおりに測定して求めた。

（配向分散角（△θ５０））
媒体１〜１４（媒体群Ａおよび媒体群Ｂ）について、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）を、Ｘ線回折法によるＣｏ（００２）ピークのロッキングカーブのピーク半値幅から求めた。

（二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ））

原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、垂直方向から観察した結果から、平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）を求めた。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察によるデータは、基板の測定面内で等間隔に並んだ高さ情報の集まりであり、座標（ｉ，ｊ）の高さ情報は、Ｚ（ｉ，ｊ）で規定される。そこで、当該データから、二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）を求める場合は、前述の式（１）、および式（２）は、それぞれ下記式（３）、および式（４）となる。

ここで、上式（３）中、Δｘ、Δｙは、ｘ方向、およびｙ方向のデータ間隔である。本測定では、２×２μｍの画素を、縦に５１２個および横に５１２個並べた領域で行ったため、上記間隔は、ともに、およそ３．９ｎｍであった。また、上式（４）中、Ｍ、Ｎは、ｘ方向、およびｙ方向のデータ点数であり、本測定では上記のとおり、ｘ、ｙのいずれの方向についても５１２であった。

次いで、上記（４）の逆正接関数（ｔａｎ^-1(ｓ△ｑ)）を計算し、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を得た。

（Ｓ／Ｎ特性）
媒体１〜１４（媒体群Ａおよび媒体群Ｂ）に対して、３００ｋＦＣＩの信号を書き込んだ後、信号再生時のＳ／Ｎ特性を評価した。Ｓ／Ｎ特性は、Ｓ／Ｎの定義により、信号出力強度とノイズの比の常用対数を２０倍した値である。

＜評価項目＞
（配向分散角（△θ５０）と表面粗さ（Ｒａ）との関係）
図３は、媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）と、基板の表面粗さ（Ｒａ）との関係を示すグラフである。同図によれば、仕上げ研磨加工を行なった基板を含む媒体１〜６（媒体群Ａ）と、エッチング処理を行った基板を含む媒体７〜１４（媒体群Ｂ）とは、異なった傾向を示すことが判る。換言すれば、配向分散角（△θ５０）と表面粗さ（Ｒａ）との関係について、最終処理の種類によって、媒体群Ａ，Ｂ間でのその相関性に乖離が起きていることが判る。

（配向分散角（△θ５０）と二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）との関係）
媒体１〜１４（媒体群Ａおよび媒体群Ｂ）に使用した基板に対し、各層成膜前に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）観察を行なった。その結果に対して、Gaussianフィルターを用いて、Ｃｕｔ Ｏｆｆ波長を変更した、Ｃｕｔ Ｏｆｆフィルター処理を行い、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を求めた。次いで、それぞれのＣｕｔ Ｏｆｆ波長に対して、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係を、最小二乗法により一次関数で近似した時のＲ２乗値（決定係数）を求めた。

図４は、媒体群Ａおよび媒体群Ｂについての、上記Ｒ２乗値と、Ｃｕｔ Ｏｆｆ波長との関係を示すグラフである。同図によれば、Ｃｕｔ Ｏｆｆ波長が４０ｎｍ程度で、Ｒ２乗値が最大となり、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との相関が最もよいことが判る。

また、上記のように、各媒体について、一方の面側に露出した磁気記録層を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察し、磁気記録層を構成する磁性粒子の平均粒径Ｄ、および当該粒子の平均間隔δの計測を行った。その結果、平均粒径Ｄは８．０ｎｍであり、平均粒子の平均間隔δは１．５ｎｍであった。このため、Ｃｕｔ Ｏｆｆ波長を約４０ｎｍとした場合の、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）の値は、磁性粒子の平均粒径Ｄと粒子の平均間隔δの合計（Ｄ＋δ）に対して、約４倍の長さであった。従って、このように、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の結果から、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を求める場合は、上記周期λが、４（Ｄ＋δ）のＣｕｔ Ｏｆｆフィルター処理を施す必要があることが判明した。

図５は、媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）と、４０ｎｍのＣｕｔ Ｏｆｆフィルター処理を施して、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を施して求めた二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を示すグラフである。同図によれば、仕上げ研磨加工を行なった基板を含む媒体１〜６と、エッチング処理を行った基板を含む媒体７〜１４とにおいて、極めて良好な相関関係が得られていることが判る。

（Ｓ／Ｎ特性と配向分散角（△θ５０）との関係）
図５の相関関係を基に、Ｓ／Ｎ特性と配向分散角（△θ５０）との関係を求めた。図６は、媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、Ｓ／Ｎ特性と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係を示すグラフである。同図によれば、配向分散角（△θ５０）が約８度以下で、優れたＳ／Ｎ特性が実現され、さらに約５度以下でより一層優れたＳ／Ｎ特性が実現されていることが判る。

（Ｓ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係）
最後に、図５，６の結果を基に、Ｓ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を求めた。図７は、媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、Ｓ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を示すグラフである。同図によれば、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）が約５度以下で、優れたＳ／Ｎ特性が実現され、さらに約３度以下でより一層優れたＳ／Ｎ特性が実現されていることが判る。

本発明によれば、配向制御層の配向分散角（△θ５０）に多大なる影響を及ぼす基板表面形状に着眼し、特に、基板の二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を適切に制御することで、垂直磁気記録媒体の再生信号品質の向上と安定化を高いレベルで実現することができる。従って、本発明は、近年、再生信号品質の向上が益々求められている、コンピュータあるいは民生機器の外部記憶装置である固定磁気記録装置に適用可能な点で有望である。

本発明の、ドーナツ形状の垂直磁気記録媒体用基板１０を示す斜視図である。 図１に示す基板１０を用いた垂直磁気記録媒体４０の構造の一例を示す断面模式図である。 媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）と、基板の表面粗さ（Ｒａ）との関係を示すグラフである。 媒体群Ａおよび媒体群Ｂについての、Ｒ２乗値と、Ｃｕｔ Ｏｆｆ波長との関係を示すグラフである。 媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、磁気記録層の配向分散角（△θ５０）と、４０ｎｍのＣｕｔ Ｏｆｆフィルター処理を施して、二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を施して求めた二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を示すグラフである。 媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、Ｓ／Ｎ特性と磁気記録層の配向分散角（△θ５０）との関係を示すグラフである。 媒体群Ａおよび媒体群Ｂについて、Ｓ／Ｎ特性と二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）との関係を示すグラフである。 垂直磁気記録媒体用基板の断面模式図であり、（ａ）は基板断面視の水平成分Ｌ内に７／２周期分の正弦曲線（凹凸）が含まれる基板構造を示し、（ｂ）は（ａ）の基板と同じ水平成分Ｌ内に７／４周期分の正弦曲線（凹凸）が含まれる基板構造を示す。 基板６２ａ，６２ｂ、軟磁性層６４ａ，６４ｂ、配向制御層６６ａ，６６ｂ、および磁気記録層６８ａ，６８ｂをそれぞれ含む、２種類の垂直磁気記録媒体を示す、断面模式図であり、Ｄを磁気記録層を構成する磁性粒子の平均粒径とし、δをこれらの磁性粒子の平均間隔とした場合に、（ａ）は、基板等の表面形状を正弦曲線に見立てた場合の周期λが（Ｄ＋δ）の約４倍である媒体を示し、（ｂ）に示す媒体は、上記周期λが約（Ｄ＋δ）の約０．１８倍である媒体を示す。

符号の説明

１０ 基板
１２ 主表面
１４ 内周面
１６ 外周面
２２ 軟磁性層
２４ 配向制御層
２６ 磁気記録層
２８ 保護層
３０ 潤滑層
４０ 磁気記録媒体
５２ａ、５２ｂ 各基板の凹凸形状の平均面
５４ａ、５４ｂ 各基板の表面形状
５６ａ、５６ｂ 各基板の凹凸形状の傾斜角度
６２ａ、６２ｂ 基板
６４ａ、６４ｂ 軟磁性層
６６ａ、６６ｂ 配向制御層
６８ａ、６８ｂ 磁気記録層を構成する磁性粒子
Ｄ 垂直記録層を構成する磁性粒子の平均粒径
Ｌ 基板断面視の水平成分
δ 磁性粒子の平均間隔
λ 基板等の表面形状を正弦曲線に見立てた場合の周期

Claims (2)

1. 主表面と、前記主表面の内側に延在する内周面と、前記主表面の外側に延在する外周面
   と、を具えるドーナツ形状の基板上に、少なくとも垂直記録層を備えた垂直磁気記録媒体の前記主表面の二乗平均平方根傾斜角の算出方法であって、
   前記主表面の形状測定工程と、
   前記基板上に形成された前記垂直記録層を構成する磁性粒子の平均粒径および磁性粒子の平均間隔を計測する工程と、
   前記平均粒径をＤとし前記平均間隔をδとした場合に、前記基板の断面視で、前記基板の表面の凹凸形状を正弦曲線に見立てた場合の当該曲線の周期λが、（Ｄ＋δ）の２倍以上である表面形状を前記形状測定工程で得られた前記主表面の形状から抽出するＣＵＴ ＯＦＦフィルタ処理工程と、
   前記ＣＵＴ ＯＦＦフィルタ処理工程で抽出された前記主表面の表面形状において、ｘ−ｙ座標の関数Ｚ（ｘ，ｙ）で定義した場合に、下記式で表される主表面の微小領域表面傾斜（△ρ）の全主表面に対する二乗平均平方根である二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）の逆正接関数（ｔａｎ^−１（ｓ△ｑ））で定義される二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を求める工程と、を具えることを特徴とする二乗平均平方根傾斜角の算出方法。
   

   
2. 主表面と、前記主表面の内側に延在する内周面と、前記主表面の外側に延在する外周面
   と、を具えるドーナツ形状の基板上に、少なくとも垂直記録層を備えた垂直磁気記録媒体の前記主表面の二乗平均平方根傾斜角の算出方法であって、
   前記主表面の形状測定工程と、
   前記基板上に形成された前記垂直記録層を構成する磁性粒子の平均粒径および磁性粒子の平均間隔を計測する工程と、
   前記平均粒径をＤとし前記平均間隔をδとした場合に、前記基板の断面視で、前記基板の表面の凹凸形状を正弦曲線に見立てた場合の当該曲線の周期λが、（Ｄ＋δ）の４倍以上である表面形状を前記形状測定工程で得られた前記主表面の形状から抽出するＣＵＴ ＯＦＦフィルタ処理工程と、
   前記ＣＵＴ ＯＦＦフィルタ処理工程で抽出された前記主表面の表面形状において、ｘ−ｙ座標の関数Ｚ（ｘ，ｙ）で定義した場合に、下記式で表される主表面の微小領域表面傾斜（△ρ）の全主表面に対する二乗平均平方根である二乗平均平方根傾斜（ｓ△ｑ）の逆正接関数（ｔａｎ ^−１ （ｓ△ｑ））で定義される二乗平均平方根傾斜角（θｓ△ｑ）を求める工程と、を具えることを特徴とする二乗平均平方根傾斜角の算出方法。
   

   

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