JP6060484B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、近年、熱安定性の低下を補うために、より高い結晶磁気異方性(Ku)を有する材料として、CoPt、FePtといったL10型規則合金(Strukturbericht分類)が提案されている(特許文献2)。L10型規則合金層を形成する場合、下地層が重要となる。なぜなら、磁性結晶粒に高い結晶磁気異方性を持たせるために、L10型規則合金の結晶を(001)配向にする(結晶の[001]軸を膜面に対して垂直にする)必要があるためである。そのため、一般に、L10型規則合金に対して格子整合性の高いMgOなどが下地層として用いられている。
また、シールドで活性材を遮り活性材が基板上に堆積することを防ぐ方法では、シールドへの活性材の堆積によるパーティクル発生のために、こまめにシールドを交換する必要があり、メンテナンス性や生産性が悪かった。
さらに、特許文献4のように、ターゲットが成膜材料領域とそれを取り囲む活性材からなり、シールドで活性材領域から発生したスパッタ粒子を遮るものは、メンテナンス性が悪いだけでなく、ターゲットの作製も困難であった。
活性材層と前記活性材層の直上に磁気記録層を順次成膜する工程を有する磁気記録媒体の製造方法において、独立して処理をするチャンバが複数連結してなる成膜装置を用いて、活性材層チャンバに隣接する磁気記録層チャンバと該活性材層チャンバの間のゲートを開いた状態で、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。また、同一チャンバ内で、活性材層を成膜しながら磁気記録層を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によっても達成される。
これらの場合、前記磁気記録層が六方最密充填(hcp)構造をとるCoを含む材料であって、前記活性材層がTi、Cr、Mn、Siのいずれか、または、少なくともこれらの一種類を主成分とする化合物とすることができる。
また、前記磁気記録層がL10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とした材料であり、前記活性材層がTi、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物とすることもできる。また、前記活性材層の膜厚が0.1〜10nmとすることができる。
他の形態においては、磁気記録層と前記磁気記録層の直上に活性材層を順次成膜する工程を有する磁気記録媒体の製造方法において、独立して処理をするチャンバが複数連結してなる成膜装置を用いて、磁気記録層チャンバに隣接する活性材層チャンバと該磁気記録層チャンバの間のゲートを開いた状態で、該磁気記録層を成膜しながら該活性材層を成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。また、同一チャンバ内で、磁気記録層を成膜しながら活性材層を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によっても達成される。
これらの場合、前記活性材層がTi、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物とすることができる。また、前記活性材層の膜厚が0.1〜1nmとすることができる。
また他の形態において、活性材層と該活性材層の直上に磁気記録層を順次成膜し、さらに磁気記録層の直上に活性材層を順次成膜する磁気記録媒体の製造方法において、独立して処理をするチャンバが複数連結してなる成膜装置を用いて、磁気記録層チャンバに隣接する活性材層チャンバと該磁気記録層チャンバの間のゲートを開いた状態で、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によって達成できる。また、同一チャンバ内で、活性材層を成膜しながら磁気記録層を成膜する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によっても達成される。
これらの場合、前記磁気記録層が六方最密充填(hcp)構造をとるCoを主体とした材料、またはL10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とする材料であって、前記磁気記録層の直下の活性材層はTi、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物とすることができ、前記活性材層の厚さは0.1〜10nmがとすることができる。また、前記磁気記録層の直上の活性材層は、Ti、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物とすることができ、前記活性材層の厚さは0.1〜1nmとすることができる。
図1、2は、本発明の製造方法によって製造される磁気記録媒体の一実施形態の断面模式図である。これは非磁性基体1と、非磁性基体1の上に順次設けられる軟磁性裏打ち層2、下地層3、活性材層4Aないし4B、磁気記録層5、保護層6および液体潤滑層7とを有するものである。
非磁性基体1としては、表面が平滑である様々な基体を用いることができ、例えば、磁気記録媒体に用いられる、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ることができる。
次に、軟磁性裏打ち層2、下地層3、活性材層4Aないし4B、磁気記録層5、保護層6などを成膜する成膜装置の概略について説明する。ここではスパッタリング法による成膜装置について述べるがこれに限定されるわけではない。
図3は本発明に用いる成膜装置であるスパッタリング装置のチャンバ構成の一部の一例を示す側面模式図であり、図4は図3の縦断面模式図である。なお、各チャンバは独立して処理することができ、すなわち磁気記録媒体に必要な成膜及び加熱や冷却といった処理の機能を備えていればこれに限定されるものではなく、位置関係や向きなどもこれに限定されるものではない。
各チャンバでは、図4に示されるように、対向する位置にターゲット10が配置され、上流のチャンバから下流のチャンバにかけて、被成膜基板を各チャンバで成膜及び処理して、次のチャンバに送ることで、下層から順次成膜及び処理される。図4のように、成膜を行う成膜チャンバ12は、円形状の外形を有するカソード13の電極面側にターゲット10がそれぞれ、縦置きで互いに対向配置されている。
被成膜基板8は、基板キャリア9に支持されている。ターゲット10の中心と被成膜基板8とが同軸位置関係で構成される。被成膜基板8は、縦置きで互いに対向配置された2枚のターゲット10間の空間に基板キャリア9に支持されて搬送される。基板キャリア9は、図3の紙面の左右方向に搬送される。各チャンバ間はゲート11A、11B、11Cで接続され、ゲートが開いた状態で、被成膜基板8が支持された基板キャリア9をチャンバ間で移動させることができる。
図示していないが、それぞれの成膜チャンバには、ガス供給手段と、排気手段とを備えている。ガス供給手段は、成膜チャンバ内にスパッタガスを供給するものである。排気手段は、真空ポンプであり、該真空ポンプのバルブの開口度と真空ポンプの動作により、チャンバ内を減圧状態にしたり、反応性スパッタリングによって成膜を行う際の真空度を保つことに用いたりする。図3に示すように各チャンバの間にはゲートがあり、通常は基板を搬送する時にのみ開き、チャンバ間のゲート11A,11B、11Cを閉じた状態では、それぞれのチャンバは密閉状態となり、チャンバ毎にガス種や真空度を変えることができる。接続される真空ポンプは、クライオポンプやターボ分子ポンプが清浄度は高く、また、高い真空度が得られるため好ましい。なお、ここでは活性材層を成膜するチャンバを活性材層チャンバ、磁気記録層を成膜するチャンバを磁気記録層チャンバなどとする。
図3では、1つのチャンバに被成膜基板1枚とカソード1セット(両面)で成膜する場合のチャンバ構成を示した。それに対して、1つのチャンバで、複数の被成膜基板を処理することが可能な構成であってもかまわない。
また、同一のチャンバで異なった複数の層を成膜するように構成されたチャンバ(複層チャンバ)をもつ成膜装置であってもかまわない。この場合の複層チャンバの一例を図7の19Bに示す。これは一つのチャンバ19B内に、所定の層の成膜位置20A,20Bに、所定の層に対応した複数のターゲットなどが配置されたチャンバであり、好ましくは各ターゲット間には、隣接するターゲットのスパッタリング粒子が隣接する媒体基板に成膜されないようなシールド21が取り付けられたものである。成膜位置20Aにおいてある層を成膜しながら隣の成膜位置20Bでも成膜することができるので、スループットなどの生産性の低下は生じない。また、図7に示すように、前記の図3、4に示されるような独立して処理するチャンバが連結されたスパッタリング装置の一部のチャンバに、複層チャンバを用いてもかまわない。
次に前記基板を洗浄・乾燥後、前記成膜装置を用いて軟磁性裏打ち層2、下地層3、活性材層4Aないし4B、磁気記録層5、保護層6などを成膜する。
軟磁性裏打ち層2は、磁気ヘッドからの磁束を制御して記録・再生特性を向上するために形成することが好ましい層である。この層は省略することも可能である。軟磁性裏打ち層2としては、例えば、結晶質のNiFe合金、センダスト(FeSiAl)合金、CoFe合金等、微結晶質のFeTaC、CoFeNi、CoNiP等を用いることができる。なお、軟磁性裏打ち層2の厚さの最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性によって変化するが、軟磁性裏打ち層2を他の層と連続的に形成する場合などは、生産性との兼ね合いから10nm以上500nm以下であることが好ましい。
下地層3は、磁気記録層5の表面粗さを低減し、磁気記録層5の密着性を確保し、磁気記録層5の結晶粒子径および結晶配向を制御することを目的として用いられる層である。従って、下地層3の結晶構造は、上層の磁気記録層材料に合わせて適宜選択することが必要であるが、非晶質材料を下地層3の層中に用いたものも可能である。例えば、下地層3の直上の磁気記録層5に、六方最密充填(hcp)構造を取るCoを主体とした材料を用いる場合は、下地層3にも同じhcp構造もしくは面心立方(fcc)構造をとる材料を用いるのが好ましい。具体的には、Ru、Re、Rh、Pt、Pd、Ir、Ni、Coあるいはこれらを含む材料を下地層3に用いるのが好ましいが、これに限定されるものではない。磁気記録層5にL10型規則構造をとるCoPt、FePtを主成分とした材料を用いる場合は、下地層3としてMg、Ta、Crを含む材料を用いることができ、MgOが好適である。さらに、下地層3は、前記下地層を複数層積層したものを用いることができる。下地層3の厚さは、磁気記録層5の結晶性向上、耐久性、記録信号の電磁変換特性、および生産性との兼ね合いから選択され、5〜100nmが好ましい。また、下地層成膜後に、加熱チャンバを設け、被成膜基板の加熱処理などをおこなってもよい。
次いで、活性材層、磁気記録層を成膜する。われわれは、磁気記録層の直下、あるいは直上の少なくともいずれかに、活性材層を成膜する場合において、独立して処理をするチャンバが複数連結してなる成膜装置を用いて、磁気記録層成膜チャンバに隣接する活性材層成膜チャンバと該磁気記録層成膜チャンバの間のゲートを開いた状態で、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有する製造方法、及び、同一チャンバ(前記複層チャンバ)内で、活性材層を成膜しながら磁気記録層を成膜する工程を有する製造方法によって、磁気記録層の磁性材の結晶配向分散(△θ50)が小さくなり、電磁変換特性が向上することを見出した。なお、前記の、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程とは、磁気記録層を成膜している最中に、一時的にでも活性材層が成膜されている状態を含んでいればよく、両者の成膜が同時でもよく、磁気記録層の成膜時間が活性材層の成膜時間より長くても、短くてもよい。また、成膜の開始は磁気記録層が活性材層より先でも後でもよく、成膜の終了も磁気記録層が活性材層より先でも後でもかまわない。結晶配向分散は、磁気記録層の結晶配向性を計る特性であり、通常はX線回折によって求められ、小さいほうが結晶配向性はよい。磁気記録層の直上または直下に該活性材層を有する場合の両方において磁気記録層の結晶配向性が向上していることから、これは、磁気記録層成膜時の不純物ガス濃度が下がった効果によるものと考えられる。磁気記録層の直下、つまり下地層と磁気記録層の間に活性材層を用いても、該活性材層の材料と膜厚を制御することで、下地層の機能を低下させることなく、総合的に結晶性のよい磁気記録層の形成が可能である。また、磁気記録層の直上に該活性層材料を設ける場合も、該活性材層の材料と膜厚を制御することで、磁気記録層の結晶性の向上の効果により、磁気記録層とヘッド間距離の増加にともなう信号強度の低下を補い、優れた電磁変換特性を実現することができる。
実施形態1として、図5に示す成膜装置を用いて、図1に示す垂直磁気記録媒体の活性材層4A、磁気記録層5を順次形成する方法を説明する。
チャンバ15Aには互いに対向配置されたカソードのそれぞれに、下地層を形成するためにターゲットが配置され、チャンバ15Bには、活性材層4Aを形成するためのターゲットが配置される。隣接する次のチャンバ15Cには、磁気記録層5を形成するためのターゲットが配置される。チャンバ15Dは、保護層成膜ユニットまたは、保護層成膜の前処理として加熱ユニットなどが設けられる。なお、図5は一旦成膜処理が終わり、次の成膜がおこなわれる前の状態とする。
図5の状態からゲート14A、14Cを開けて、下地層まで形成されたチャンバ15Aの被成膜基板は、基板キャリアに装着された状態で活性材層のためのターゲットが配置されたチャンバ15Bに送り込まれ、チャンバ15Bにある活性材層まで形成された被成膜基板はチャンバ15Cに順次送られる。次に、下地層チャンバ15Aと活性材層のチャンバ15Bの間のゲート14Aを閉じる。活性材層のチャンバ15Bと磁気記録層のチャンバ15Cとの間のゲート14Bは開いたままのこの状態で、ゲート14Cなどは閉じた状態で、ガス供給手段によりチャンバ内にスパッタガスを導入させる。続いて、各カソードにそれぞれ電力を供給し放電させる。これにより、ターゲットからスパッタ粒子が弾き出され、被成膜基板上に、成膜される。そして、所定の膜厚となったところで成膜を終了する。
また、実施形態2として、図6に示す成膜装置を用いて、図2に示す磁気記録層5および活性材層4Bを順次形成する方法を説明する。
チャンバ17Aには互いに対向配置されたカソードのそれぞれに下地層を形成するためにターゲットが配置され、チャンバ17Bには、磁気記録層5を形成するためのターゲット、隣接する次のチャンバ17Cには活性材層4Bを形成するためのターゲットが配置される。チャンバ17Dには、保護層成膜ユニットまたは保護層の成膜前処理として加熱ユニットなどが設けられる。なお、図6は一旦成膜処理が終わり、次の成膜がおこなわれる前の状態とする。
図6の状態からゲート16A、16Cを開けて、下地層まで形成されたチャンバ17Aの被成膜基板は、基板キャリアに装着された状態で、磁気記録層のためのターゲットが配置されたチャンバ17Bに送り込まれ、チャンバ17Bにある磁気記録層まで形成された被成膜基板はチャンバ17Cに順次送られる。次に、下地層チャンバ17Aと磁気記録層のチャンバ17Bの間のゲート16Aを閉じる。磁気記録層のチャンバ17Bと活性材層のチャンバ17Cとの間のゲート16Bは開いたままの状態で、隣接するゲート16Cなどは閉じた状態で、ガス供給手段によりチャンバ内にスパッタガスを導入させる。続いて、各カソードにそれぞれ電力を供給し放電させる。これにより、ターゲットからスパッタ粒子が弾き出され、被成膜基板上に、成膜される。そして、所定の膜厚となったところで成膜を終了する。
また、磁気記録層の直下、あるいは直上の少なくともいずれかに、活性材層を成膜する場合、図7に示すように、同一チャンバ(19B)内で該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有する製造方法によってもよい。
本発明では、活性材層の成膜を、磁気記録層チャンバに隣接するチャンバ(活性材層チャンバ)で、その間のゲートを開いた状態で行うものであり、活性材のスパッタリングにより、チャンバ内の雰囲気に存在する不純物ガスと活性材が結合することによって、活性材層チャンバ内の不純物ガスが効果的に除去される。活性材層チャンバに隣接する磁気記録層のチャンバにおいても、チャンバ間のゲートを通して、不純物ガスの低減が進む。このため、高品質な磁気記録槽を形成できる。しかも、活性材層からなる薄膜の材料と厚さを選択することで、より効果的に、磁気記録の信号品質を向上させることができる。
次に磁気記録層及び活性材層について説明する。
図1では、磁気記録層5の直下に活性材層4Aを構成した例である。図1のように、磁気記録層5の直下に活性材層4Aを構成する場合、活性材層には、不純物ガス濃度を下げる、いわゆるゲッター効果を有するとともに、磁気記録層5の結晶粒子径および結晶配向を制御すること、または下地層の結晶粒子径制御および結晶配向制御機能を妨げないことも必要となる。また、磁気記録媒体として信頼性を満足するために、磁気記録層との密着性、及び耐食性に優れ、成膜後の表面粗さの小さな材料であることも求められる。これらの要件を鋭意検討した結果、磁気記録層5の下に形成できる活性材層4Aとしては、磁気記録層5に六方最密充填(hcp)構造を取るCoを含む材料を用いる場合には、Ti、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物が好ましい。化合物の場合は、主成分とする元素が、20原子組成百分率(at%)以上であれば、成膜チャンバ中の不純物ガス濃度を下げるゲッター効果を有する。Ti,Cr,Mn,Siおよびその化合物は、イオン化エネルギーが小さく化学的に活性であるため、水素、酸素、窒素、一酸化炭素あるいはその他の活性ガスなどからなる不純物ガスを吸着するのに有効である。特に好ましくは、Si、Mn、Cr金属である。
また、磁気記録層5にL10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とした材料を用いる場合には、Ti、Cr、Mn、Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする材料が好ましい。またより好ましくは、TiN、SrTiO3、BaTiO3などの材料である。化合物の場合は、主成分とする元素が、20原子組成百分率(at%)以上であれば、成膜チャンバ中の不純物ガス濃度を下げるゲッター効果を有する。Ti,Cr,Mn,Siおよびその化合物は、イオン化エネルギーが小さく化学的に活性であるため、水素、酸素、窒素、一酸化炭素あるいはその他の活性ガスなどからなる不純物ガスを吸着するのに有効である。特にTiN、SrTiO3、BaTiO3は、体心立法(bcc)構造であり、上に積まれるL10型規則構造との相性が良いため、L10型規則構造の結晶性向上にとっても有効である。
活性材層4Aの厚さは、磁気記録層5の結晶性向上、耐久性、記録信号の電磁変換特性、および生産性との兼ね合いから選択される。薄いほど書込み容易性は向上するが、不純物ガス低減による記録層の結晶配向性の効果は少なく、適切な範囲があり、0.1〜10nmが好ましい。さらに好ましくは、0.1〜1nmの範囲である。
図2では、磁気記録層5の直上に活性材層4Bを構成した例である。その上にあたる保護層にC(カーボン)層を形成する場合には、活性材4Bとしては、Ti、Cr、Mn,Siのいずれか、あるいはこれらのうち少なくとも一種類を主成分とする化合物が好ましい。特に好ましくは、Si、Mn、Cr金属である。化合物の場合は、主成分とする元素が、20原子組成百分率(at%)以上であれば、成膜チャンバ中の不純物ガス濃度を下げるゲッター効果を有する。Ti,Cr,Mn,Siおよびその化合物は、イオン化エネルギーが小さく化学的に活性であるため、水素、酸素、窒素、一酸化炭素あるいはその他の活性ガスなどからなる不純物ガスを吸着するのに有効である。また、これらは磁気記録媒体として信頼性の観点から保護層との密着性、及び耐食性等に優れ、成膜後の表面粗さの小さな材料であることを鑑み、鋭意検討の結果適用されたものである。
また、活性材層4Bの厚さは、磁気記録層5の結晶性向上、耐久性、記録信号の電磁変換特性、および生産性との兼ね合いから選択される。薄いほど磁気ヘッドから磁気記録層までの距離が近づき、信号強度は向上するが、薄すぎると磁気記録層の結晶性の向上は見られず0.1〜1nmが好ましい。なおこの場合の磁気記録層5は六方最密充填(hcp)構造を取るCoを主体とした材料または、L10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とした材料などとすることができる。
また、磁気記録層の直下に活性材層を構成し、該磁気記録層の直上にも活性材層を構成してもかまわない。その場合の該磁気記録層と該活性材層は、磁気記録層の直下に活性材層が構成される場合、及び磁気記録層の直上に活性材層を構成した場合と同様に、磁気記録層に対応して活性材層(材料、膜厚)を選択することができる。
なお、前記磁気記録層5は、強磁性材料からなり、いわゆるグラニュラー構造を有する層から構成されてもよい。グラニュラー構造は、磁性元素を主体とした磁性粒子であり柱状構造を有する磁性部5Aが、基板面内方向には互いに非磁性部5Bで隔てられ、取り囲まれた構造をとる。記録密度の増加に対応するため、各磁性部5A間のピッチは短い方が好ましく、また、熱揺らぎの問題および信号の読み取りの点を考慮すると、磁性部5Aの粒径自体は大きい方が好ましい。そのため、非磁性部5Bの幅は、各磁性部5A間の磁気的結合を小さくする範囲でなるべく狭いことが望ましい。磁性部5Aの粒子の直径は、3〜10nm程度が好ましく、非磁性部5Bの幅は、0.1〜4nm程度が、高記録密度で良好な信号特性の磁気記録媒体が得られる点から好ましい。
磁気記録層の磁性部5Aとしては、CoPt合金に、Cr、B、Ta、Wなどの金属を添加した磁性粒子が好ましく用いられる。磁気記録層5は、磁性部5Aを構成する材料と非磁性部5Bを構成する材料との混合物からなるターゲットを用いるスパッタリング法(DCマグネトロンスパッタリング法)などによって形成することができる。また、磁性部5Aとして、結晶磁気異方性(Ku)の高い磁性材料であるL10型規則構造をとるCoPt、FePt、またはこれらにNiまたはCuなどを添加した合金を用いることができる。非磁性部5Bの幅は、各磁性部5A間の磁気的結合を小さくする範囲でなるべく狭いことが望ましい。また、非磁性部5Bとしては、磁性部5Aを磁気的に分離して磁性部5A中への固溶が少ない材料が好適である。非磁性部5Bとして、例えば酸化物、炭素系材料、または酸化物および炭素系材料の混合体を使用することができる。酸化物は、SiO2、TiO2、MgO等とすることができ、炭素系材料は、カーボン(C)、B4C、BC、SiC等の各種炭化物とすることができる。
磁気記録層は複数積層され、積層体として構成されてもよい。この場合、磁気記録層の層間に交換結合制御層を配して、ECC構造を有してもよい。例えば順に、磁気記録層A、交換結合制御層、磁気記録層Bと形成される場合は、該磁気記録層Aの磁性部の直上に交換結合制御層を介して、該磁気記録層Bの磁性部が位置する。非磁性部は磁性部の周囲に位置にするため、下側の磁性部から上側の磁性部までの部分は、該磁気記録層Aから交換結合制御層を貫いて該磁気記録層Bまで柱状に成長した構造となる。このような構造とすると、下側の磁性部から上側の磁性部までの部分が磁性的に各々結合し、その周囲が非磁性部で隔てられることで独立した磁化反転単位となり、好ましい信号特性が得られる。磁気記録層の記録信号の書込みおよび読み取り特性から、前記積層体の厚さは、おおむね5nm以上50nm以下であることが望ましい。
次に保護層を成膜する。保護層6は、従来使用されている硬質保護層とすることができ、例えば、カーボンを主体とする硬質保護層とすることができる。保護層6は、単層あるいは、異なる性質のカーボンの積層体、金属層およびカーボン層の積層体、または酸化物層およびカーボンの積層体とすることもできる。また、図2に示すように磁気記録層の直上に活性材層4Bが構成される場合であっても、その上部に形成される保護層6は従来使用されている硬質保護層とすることができる。成膜は、スパッタリングや化学気相成長法(CVD)や蒸着などを用いることができ、またこれらを組み合わせてもかまわない。また、磁気記録層を成膜後に、保護層成膜の前処理として被成膜基板の冷却や加熱などをおこなってもよい。
次に前記成膜装置から取り出し、保護層6上に液体潤滑層7を形成する。液体潤滑層7としては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。その他、磁気記録媒体の液体潤滑層材料として一般的に用いられる様々な潤滑材料を用いて形成することもできる。形成方法としては、ディップ法やスピンコート法などを用いることができる。
非磁性基体として外径48mm、内径12mm、板厚0.64mmで、表面が平滑なHOYA社製N−10ガラス基体を用い、これを洗浄・乾燥後、成膜装置内に導入した。ローダチャンバから成膜装置内に導入した被成膜基板は、CoZrNb軟磁性裏打ち層チャンバにおいて、隣接するゲートを閉じてチャンバを密閉し、減圧下でArガスを導入した状態で、CoZrNbターゲットを用いて、CoZrNb非晶質軟磁性裏打ち層を50nm成膜した。
次に、順次隣接するチャンバに移動させ、ゲートを閉じチャンバを密閉し、減圧下でArガスを導入した状態で、Taターゲットを用いてTa膜を2nm成膜し、次のチャンバでCrターゲットを用いてCr膜を10nm成膜した。
次の加熱チャンバにおいて、ヒータによって被成膜基板を400℃に加熱した。
次の活性材層チャンバにおいて、活性材層を成膜した。活性材層は、TiNターゲットを用い、減圧下でArガスを導入した状態で成膜した。該活性材層膜厚は0.1nm、1nm、5nm,10nm,15nmの5種類を作製した。なお、加熱チャンバと該活性材層チャンバの間のゲート(図5の14Aに対応)は閉じ、該活性材層チャンバと磁気記録層チャンバの間のゲート(図5の14Bに対応)を開き、さらに該磁気記録層チャンバと冷却チャンバの間のゲート(図5の14Cに対応)を閉じ、該活性材層チャンバと該磁気記録層チャンバを他のチャンバから密閉した状態とした。なお、活性材層の成膜が行われながら、隣の磁気記録層チャンバでは、活性材層が既に成膜された基板に磁気記録層が成膜される。
次の磁気記録層チャンバにおいて、磁気記録層(FePt‐Cグラニュラー)の成膜として、75vol%(Fe50Pt50)−25vol%Cターゲットを用いて、減圧下でArガスを導入した状態で磁気記録層(Fe50Pt50−C)を10nm成膜した。
次の冷却チャンバにおいて、冷却体を近接させることで被成膜基板を150℃まで冷却した。
最後に、カーボン保護層チャンバにおいて、カーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護層3nmを成膜し、アンローダチャンバから取り出した。
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。
(比較例1)
実施例1において、活性材層の膜厚を0nm(成膜なし)としたこと以外は、同じ方法で垂直磁気記録媒体を作製した。
(比較例2)
実施例1において、活性材層チャンバと磁気記録層チャンバの間のゲートを閉じて、各々密閉した状態で成膜した。また、活性材層の膜厚を3nmで成膜した。それ以外は、実施例1と同じ方法で垂直磁気記録媒体を作製した。
本実施例は、ローダチャンバ、CoZrNb軟磁性裏打ち層チャンバ、NiCrMo下地層チャンバ、Ru下地層チャンバ、第一加熱チャンバ(図6の17Aに対応)、磁気記録層(CoZrPt−TiO2グラニュラー)チャンバ(図6の17Bに対応)、活性材層(Ti)チャンバ(図6の17Cに対応)、第二加熱チャンバ(図6の17Dに対応)、カーボン保護層チャンバ、アンロードチャンバをこの順に含む構成である。
まず、非磁性基体として表面が平滑なHOYA社製N−10ガラス基体を用い、これを洗浄・乾燥後、成膜装置内に導入した。ローダチャンバから成膜装置内に導入した被成膜基板は、CoZrNb軟磁性裏打ち層チャンバにおいて、隣接するゲートを閉じてチャンバを密閉し、減圧下でArガスを導入した状態で、CoZrNbターゲットを用いて、CoZrNb非晶質軟磁性裏打ち層を50nm成膜した。
次に、順次隣接したチャンバに移動させ、ゲートによりチャンバを密閉し、減圧下でArガスを導入した状態で、NiCrMoターゲットを用いてNiCrMo膜を5nm成膜し、次のチャンバでRuターゲットを用いてRu膜を20nm成膜した。
次の第一加熱チャンバにおいて、ヒータによって被成膜基板を200℃に加熱した。
次の磁気記録層チャンバにおいて、90vol%(Co70Cr10Pt20)−10vol%(TiO2)ターゲットを用いて、磁気記録層(CoCrPt−TiO2)を10nm成膜した。なお、該第一加熱チャンバと磁気記録層チャンバの間のゲート(図6の16Aに対応)、及び、活性材層チャンバと第二加熱チャンバ(図6の17Dに対応)の間とはゲート(図6の16Cに対応)を閉じ、該磁気記録層チャンバと該活性材層チャンバの間のゲート(図6の16Bに対応)を開いたことで、該磁気記録層チャンバと該活性材層チャンバを他のチャンバから密閉した状態とした。なお、該磁気記録層の成膜が行われながら、隣の活性材層チャンバでは、磁気記録層が既に成膜された基板に活性材層が成膜されている。
次の活性材層チャンバにおいて、活性材層を成膜した。活性材層は、Tiターゲットを用い、減圧下でArガスを導入した状態で成膜した。該活性材層膜厚は0.1nm,0.5nm,1nm,2nm,5nmの5種類を作製した。
次の第二加熱チャンバにおいて、ヒータにより被成膜基板を150℃まで加熱した。
最後に、カーボン保護層チャンバにおいて、カーボンターゲットを用いてカーボンからなる保護層3nmを成膜し、アンローダチャンバから取り出した。
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。
(比較例3)
実施例2において、活性材層の厚さを0nm(成膜なし)としたこと以外は、同じ方法で垂直磁気記録媒体を作製した。
(比較例4)
実施例2において、磁気記録層チャンバと活性材層チャンバの間のゲートを閉じて、各々密閉した状態で成膜した。また、活性材層を0.3nm成膜した。それ以外は実施例2と同じ方法で垂直磁気記録媒体を作製した。
以下に実施例1、2、比較例1、2の評価結果について説明する。
ESCA(X線光電子分光分析装置)によって磁気記録媒体の磁気記録層に含まれる酸素原子量を測定した。
また、X線回折装置によって製造した磁気記録媒体の磁性層の結晶配向分散(△θ50)を測定した。
本発明の成膜方法を用いることで、磁気記録層の結晶配向分散が低減でき、結晶品質に優れた磁気記録層が形成できていることがわかった。これは、本発明の成膜方法を用いることで、磁気記録層に含まれる不純物欠陥を低減できたためと考えられる。
次に、市販のスピンスタンドを用いて電磁変換特性を測定した。磁気記録媒体を5400rpmで回転させ、基板の中周部分での信号記録を行い、主要な電磁変換特性であるSignal noise ratio(SNR)特性を測定した。その際、書込み幅を78nmとした。 実施例1と比較例1、2の結果を表4に、実施例2と比較例3,4の結果を表5に示す。
以上のように、本発明によれば、磁性記録層の結晶配向性が良くなり、ひいては電磁変換特性の良い磁気記録媒体が得られる。
2 軟磁性裏打ち層
3 下地層
4A、4B 活性材層
5 磁気記録層
5A 磁性部
5B 非磁性部
6 保護層
7 液体潤滑層
8 被成膜基板
9 基板キャリア
10 ターゲット
11A ゲート
11B ゲート
11C ゲート
12、12A、12B、12C,12D チャンバ
13 カソード
14A、14B,14C ゲート
15A 下地層チャンバ
15B 活性材層チャンバ
15C 磁気記録層チャンバ
15D 保護層チャンバまたは加熱・冷却チャンバ
16A,16B,16C ゲート
17A 下地層チャンバ
17B 磁気記録層チャンバ
17C 活性材層チャンバ
17D 保護層チャンバまたは加熱・冷却チャンバ
18A ゲート
18B ゲート
19A 下地層チャンバ
19B 複層チャンバ
19C 保護層チャンバまたは加熱・冷却チャンバ
20A 活性材層または磁気記録層成膜位置
20B 磁気記録層または活性材層成膜位置
21 シールド
Claims (3)
- 活性材層と該活性材層の直上に磁気記録層を順次成膜する工程を有する磁気記録媒体の製造方法において、
独立して処理をするチャンバが複数連結してなる成膜装置を用いて、
活性材層チャンバに隣接する磁気記録層チャンバと該活性材層チャンバの間のゲートを開いた状態で、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有し
前記磁気記録層がL10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とした材料であって、前記活性材層がTiN、SrTiO 3 、BaTiO 3 のいずれかを主成分とする化合物とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 活性材層と該活性材層の直上に磁気記録層を順次成膜する工程を有する磁気記録媒体の製造方法において、
同一チャンバ内で、該活性材層を成膜しながら該磁気記録層を成膜する工程を有し、
前記磁気記録層がL10型規則構造をとるCoPtないしFePtを主成分とした材料であり、前記活性材層がTiN、SrTiO 3 、BaTiO 3 のいずれかを主成分とする化合物とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項1または請求項2において、前記活性材層の膜厚が0.1〜10nmであることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
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