JP6523832B2

JP6523832B2 - 磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: JP6523832B2
Application number: JP2015136910A
Authority: JP
Inventors: 顕悟野上; 大三遠藤
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-07-08
Also published as: JP2017021873A

Description

本発明は、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置に関する。

磁気記録再生装置の一種であるハードディスク装置（ＨＤＤ）は、現在その記録密度が増え続けている。それに伴って高記録密度化に適した磁気ヘッド及び磁気記録媒体の開発が進められている。

現在市販されている磁気記録再生装置には、磁気記録媒体として、磁性膜内の磁化容易軸が主に垂直に配向した、いわゆる垂直磁気記録媒体が搭載されている。垂直磁気記録媒体は、高記録密度化した際にも記録ビット間の境界領域における反磁界の影響が小さく、鮮明なビット境界が形成されるため、ノイズの増加が抑えられる。しかも、垂直磁気記録媒体は、高記録密度化に伴う記録ビット体積の減少が少なくて済むため、熱揺らぎ特性が優れている。

また、垂直磁気記録媒体の記録再生特性、熱揺らぎ特性を向上させるために、配向制御層を用い、多層の磁性層を形成して、それぞれの磁性層の結晶粒子を連続した柱状晶とし、これにより磁性層の垂直配向性を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２には、基板上に予め結晶配向促進層を設け、スパッタリングガス圧を１０Ｐａ以上として結晶配向促進層を介して、垂直磁気異方性薄膜をスパッタ堆積する方法が記載されている。

また、配向制御層としてＲｕ（ルテニウム）を用いることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。Ｒｕは、柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成されることが知られている。このため、Ｒｕからなる凸部状の配向制御層上に磁性層等の結晶粒子を成長させて、成長した結晶粒子の分離構造を促進し、結晶粒子を孤立化させることで、磁性粒子を柱状に成長させる効果が得られる。

また、基板上に、低圧アルゴン雰囲気（０．６Ｐａ）で成膜されたルテニウム含有層と、高圧アルゴン雰囲気（１０Ｐａ）で成膜されたルテニウム含有層と、垂直磁性層とが順に形成された磁気記録媒体が知られている（特許文献４参照）。低スパッタ圧で形成したＲｕ層の上に、高スパッタ圧でＲｕ層を形成することにより、Ｒｕ層の配向性を高めることができ、その上に成長する垂直磁性層の配向性を高めるとともに磁性粒子を微細化できる。

また、特許文献５には、グラニュラー構造を有する磁性層を形成するに際してＤＣパルススパッタ法を用いることが記載されており、パルス帯域として１〜３００ｋＨｚの範囲、パルス波形として矩形で、デューティを５〜５０％とすることが記載されている。これにより、熱による支持体の変形がなく、成膜レートが早く、ターゲット表面の帯電が防止され、アーク等による欠陥発生の懸念もない製造方法が提供できることが記載されている。

また、特許文献６には、ターゲットにスパッタリング時は負の電位を与えるＤＣパルススパッタにより垂直磁気記録層を形成する工程が記載されており、ＤＣパルススパッタのパルス周波数は２０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚであり、非スパッタリングの期間は２μｓｅｃ〜７μｓｅｃであることが記載されている。これにより、異常放電によるターゲットからのパーティクルの飛散を防止できることが記載されている。

特開２００４−３１０９１０号公報特開平７−２４４８３１号公報特開２００７−２７２９９０号公報特開２００２−１９７６３０号公報特開２００５−１５８０９１号公報特開２００６−１２０２３４号公報

しかしながら、磁気記録媒体の記録密度を高めるために、低ガス圧でスパッタリングして形成したＲｕ層の上に、高ガス圧でスパッタリングして形成したＲｕ層を形成する２段成膜を行って、微細な結晶粒子を有する配向制御層を形成し、配向制御層の上に高ガス圧で形成される垂直磁性層の柱状構造の磁性粒子を微細化する場合、以下に示す課題があった。

すなわち、高ガス圧でスパッタリングを行うと、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなり、エネルギーが低下することと、成長結晶内にガス分子が混入し易くなることとによって、形成されるＲｕ層、または磁性層の結晶性および膜密度が低下する。このため、高ガス圧でスパッタリングを行って、硬度の高いＲｕ層、または磁性層を形成することは困難であった。

硬度の高いＲｕ層、または磁性層を形成するために、高ガス圧でのスパッタリングを行わないことも考えられる。しかし、高ガス圧でのスパッタリングを行わないと、配向制御層を構成する柱状結晶の頂部にドーム状の凸部が形成されにくくなる。したがって、配向制御層の上に成長される垂直磁性層の結晶粒子を分離して、垂直磁性層の磁性粒子を微細化する効果が得られにくくなる。

このため、従来、２段成膜を用いて配向制御層を形成する場合には、配向制御層を構成する柱状結晶の頂部にドーム状の凸部を形成するために、Ｒｕ層、または磁性層の硬度を犠牲にして、高ガス圧でのスパッタリングを行っていた。その結果、磁気記録媒体は、表面の硬度が低下し、磁気記録媒体の表面に傷が付きやすく、十分な信頼性が得られない場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みて提案されたものであり、高い信頼性が得られる磁気記録媒体の製造方法を提供することを課題とする。

また、本発明は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造された高い信頼性を有する磁気記録媒体を備える磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために、スパッタ法により、配向制御層、または磁気記録層を形成するための条件について、鋭意検討を行った。その結果、配向制御層をＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものとし、ＤＣパルススパッタ法により、ターゲットに負電圧を印加しながら高い放電電圧で成膜を行うことで、以下に示すように、配向制御層、または磁気記録層を、高硬度、高密度の柱状構造とすることができ、しかも、Ｘ線反射率測定法（Ｘ−ｒａｙＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＸＲＲ）で測定した場合の磁気記録層の膜密度の（実測値／理論値）が０．９２以上、更に好ましくは０．９４以上、より一層好ましいものでは０．９６以上にすることができることを見出した。

すなわち、本発明者が検討した結果、ＤＣパルススパッタ法により、ターゲットに負電圧を印加しながら高い放電電圧で成膜を行うことで、ターゲット粒子の運動エネルギーを高めることができ、配向制御層、または磁性層の硬度、および膜密度を向上できることを見出した。

本実施の形態の一観点によれば、磁気記録媒体の製造方法において、基板上に、軟磁性下地層を形成する工程と、前記軟磁性下地層の上に、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層をＤＣパルススパッタ法で成膜する工程と、前記配向制御層の上に、垂直磁気異方性の磁気記録層をＤＣパルススパッタ法で形成する工程と、を有し、前記ＤＣパルススパッタ法における成膜条件は、ターゲットへの負の印加電圧が８００Ｖ以上１５００Ｖ以下であり、パルス周波数は１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であり、パルス電圧印加時のデューティ比が０．１以上０．６以下であり、前記Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層を成膜する工程には、スパッタリングガス圧が１０Ｐａ以上５０Ｐａ以下となる工程を含むことを特徴とする。

また、本実施の形態の一観点によれば、磁気記録媒体の製造方法において、基板上に、軟磁性下地層を形成する工程と、前記軟磁性下地層の上に、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層をＤＣパルススパッタ法で形成する工程と、前記配向制御層の上に、垂直磁気異方性の磁気記録層をスパッタ法で形成する工程と、を有し、前記ＤＣパルススパッタ法における成膜条件は、ターゲットへの負の印加電圧が８００Ｖ以上１５００Ｖ以下であり、パルス周波数は１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であり、パルス電圧印加時のデューティ比が０．１以上０．６以下であることを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、高ガス圧で硬度、密度の高い配向制御層、垂直磁性層を得ることができる。したがって、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、表面の傷付き耐性に優れ、高い信頼性の得られる磁気記録媒体を製造できる。

また、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを備えた磁気記録再生装置は、信頼性の優れたものとなる。

本発明を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示す断面図配向制御層と垂直磁性層との積層構造を説明するための拡大模式図垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示す構成図

以下、本発明の１つの実施の形態における、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（磁気記録媒体）
以下、本発明の磁気記録媒体の一例として、図１に示す磁気記録媒体を例に挙げて説明する。

図１は、本発明の磁気記録媒体の製造方法を適用して製造される磁気記録媒体の一例を示したものである。図１に示す磁気記録媒体は、非磁性基板１の上に、軟磁性下地層２と、直上の層の配向性を制御する配向制御層３と、磁化容易軸が非磁性基板１に対して主に垂直に配向した垂直磁性層４と、保護層５と、潤滑層６とが順次積層された構造を有している。尚、本願においては、垂直磁性層を垂直磁気異方性の磁気記録層等と記載する場合がある。

「非磁性基板」
非磁性基板１としては、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属材料からなる金属基板を用いてもよいし、ガラスや、セラミック、シリコン、シリコンカーバイド、カーボンなどの非金属材料からなる非金属基板を用いてもよい。また、非磁性基板１としては、これら金属基板や非金属基板の表面に、例えばメッキ法やスパッタ法などを用いて、ＮｉＰ層又はＮｉＰ合金層が形成されたものを用いてもよい。

ガラス基板としては、例えば、アモルファスガラスや結晶化ガラスなどを用いることができる。アモルファスガラスとしては、例えば、汎用のソーダライムガラスや、アルミノシリケートガラスなどを用いることができる。結晶化ガラスとしては、例えば、リチウム系結晶化ガラスなどを用いることができる。

セラミック基板としては、例えば、汎用の酸化アルミニウムや、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体、又はこれらの繊維強化物などを用いることができる。

非磁性基板１は、平均表面粗さ(Ｒａ)が２ｎｍ（２０Å）以下、好ましくは１ｎｍ以下のものであることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。

また、非磁性基板１は、表面の微小うねり(Ｗａ)が０．３ｎｍ以下（より好ましくは０．２５ｎｍ以下）であることが、磁気ヘッドを低浮上させた高記録密度記録に適している点から好ましい。なお、微少うねり(Ｗａ)は、例えば、表面荒粗さ測定装置Ｐ−１２（ＫＬＭ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）を用い、測定範囲８０μｍでの表面平均粗さとして測定することができる。

また、非磁性基板１としては、端面のチャンファー部の面取り部と側面部との少なくとも一方の表面平均粗さ(Ｒａ)が１０ｎｍ以下（より好ましくは９．５ｎｍ以下）のものを用いることが、磁気ヘッドの飛行安定性にとって好ましい。

非磁性基板１は、Ｃｏ又はＦｅが主成分となる軟磁性下地層２と接することで、表面の吸着ガスや、水分の影響、基板成分の拡散などにより、腐食が進行する可能性がある。非磁性基板１と軟磁性下地層２の間に、図１には不図示の密着層を設けることにより、これらを抑制できる。密着層を形成する材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などを適宜選択できる。密着層の厚みは、２ｎｍ（３０Å）以上であることが好ましい。

「軟磁性下地層」
非磁性基板の上には、軟磁性下地層２が形成されている。軟磁性下地層２は、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするとともに、情報が記録される垂直磁性層４の磁化の方向をより強固に非磁性基板１と垂直な方向に固定するために設けられている。この作用は、特に記録再生用の磁気ヘッドとして垂直記録用の単磁極ヘッドを用いる場合に、より顕著なものとなる。

軟磁性下地層２としては、例えば、Ｆｅや、Ｎｉ、Ｃｏなどを含む軟磁性材料を用いることができる。具体的な軟磁性材料としては、例えば、ＣｏＦｅ系合金（ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＺｒＮｂなど）、ＦｅＣｏ系合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（ＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金（ＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＣｒ系合金（ＦｅＣｒ、ＦｅＣｒＴｉ、ＦｅＣｒＣｕなど）、ＦｅＴａ系合金（ＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）、ＦｅＭｇ系合金（ＦｅＭｇＯなど）、ＦｅＺｒ系合金（ＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、ＦｅＢ系合金などを挙げることができる。

軟磁性下地層２は、２層の軟磁性膜から構成されていることが好ましく、２層の軟磁性膜の間にはＲｕ膜が設けられていることが好ましい。Ｒｕ膜の膜厚を０．４〜１．０ｎｍ、又は１．６〜２．６ｎｍの範囲で調整することで、２層の軟磁性膜をＡＦＣ（反強磁性結合)構造とすることができる。軟磁性下地層２が、このようなＡＦＣ構造を採用したものである場合、いわゆるスパイクノイズを抑制できる。

軟磁性下地層２と配向制御層３との間には、図１には不図示のシード層が設けられていてもよい。シード層は、配向制御層３の結晶粒径を制御するものである。シード層を形成する材料には、ＮｉＷ合金を用いることができる。その他、シード層として、ｆｃｃ構造を有する層等を用いることができ、具体的には、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌを含む層が挙げられる。

「配向制御層」
軟磁性下地層２の上には、垂直磁性層４の配向性を制御する配向制御層３が形成されている。配向制御層３は、垂直磁性層４の結晶粒を微細化し、記録再生特性を改善するものである。

配向制御層３は、垂直磁性層４の磁性粒子を微細化するために、図１に示すように、軟磁性下地層２の上に形成された低ガス圧層３ａと、低ガス圧層３ａ上に形成された高ガス圧層３ｂとからなるものであることが好ましい。低ガス圧層３ａは、配向制御層３の核発生密度を高めるためのものである。

低ガス圧層３ａは、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものである。低ガス圧層３ａを構成するＲｕを主成分とする材料としては、Ｒｕ系合金が挙げられる。また、低ガス圧層３ａは、柱状のＲｕ系合金粒子の周囲を酸化物、窒化物、硼化物等でおおったグラニュラー構造層としてもよい。

本実施の形態においては、低ガス圧層３ａがＲｕ又はＲｕを主成分とする材料からなるものであるので、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶の頂部にドーム状の凸部が形成される。よって、低ガス圧層３ａ上に、高ガス圧層３ｂおよび垂直磁性層４を順に形成することで、低ガス圧層３ａのドーム状の凸部上に、高ガス圧層３ｂおよび垂直磁性層４の結晶粒子を成長させることができる。したがって、本実施の形態の配向制御層３は、垂直磁性層４の結晶粒子の分離を促進し、結晶粒子を孤立化させて柱状に成長させることができる優れた配向性を有するものとなる。

低ガス圧層３ａは、層厚８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内のものであることが好ましい。低ガス圧層３ａの層厚が８ｎｍ〜１２ｎｍの範囲内である場合、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が小さいものとなり、再生信号の分解能を低下させることなく記録再生特性を高めることができる。

低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲未満であると、垂直磁性層４の配向性を高め、垂直磁性層４を構成する図３に示される磁性粒子４２を微細化する効果が不十分となり、良好なＳ／Ｎ比が得られない場合がある。また、低ガス圧層３ａの層厚が上記範囲を超えると、記録時における磁気ヘッドと軟磁性下地層２との距離が大きくなり、磁気ヘッドと軟磁性下地層２との磁気結合が弱まり高密度記録に適さない記録特性（ＯＷ）となる恐れがある。

本発明における高ガス圧層３ｂは、ＤＣパルススパッタ法で成膜し、ターゲットへの負の印加電圧は５００Ｖ以上とし、パルス周波数は１００ｋＨｚ以下とし、パルス電圧印加時のデューティ比を０．６以下とすることで、スパッタリングガス圧を１０Ｐａ以上としても、結晶粒子が高密度、高硬度となり、信頼性の高いものとすることができる。

本発明の成膜方法におけるスパッタリングガス圧は、あまりに高くし過ぎると、本発明の成膜方法の効果が出にくくなり、またスパッタリング中の異常放電も生じやすくなる。そのため、スパッタリングガス圧の上限は５０Ｐａである。

本発明におけるＤＣパルススパッタ法でのターゲットへの印加電圧は５００Ｖ以上、好ましくは８００Ｖ以上、より好ましくは１０００Ｖ以上とするが、あまり高くし過ぎるとターゲットの周囲で異常放電が発生しやすくなるため、その上限は１５００Ｖである。

本発明におけるＤＣパルススパッタ法でのパルス周波数は１００ｋＨｚ以下、好ましくは５０ｋＨｚ以下、より好ましくは１０ｋＨｚ以下とするが、あまり低くし過ぎるとＤＣスパッタ成膜（デューティ比は１）に近づき、ＤＣパルススパッタ成膜の効果が得られなくなる。そのため、ＤＣパルススパッタ法でのパルス周波数の下限値は１０Ｈｚである。

本発明におけるＤＣパルススパッタ法でのパルス電圧印加時のデューティ比は０．６以下、より好ましくは０．４以下、最も好ましくは０．３以下とするが、あまり低くし過ぎると、ターゲットに印加できる電力量が低下し、スパッタ効率も低下する。よって、本発明におけるＤＣパルススパッタ法でのパルス電圧印加時のデューティ比の下限は、０．１である。

本発明において、高ガス圧層３ｂを構成する材料としては、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする材料が挙げられる。また、高ガス圧層３ｂは、柱状のＲｕ系合金粒子の周囲を酸化物、窒化物、硼化物等でおおったグラニュラー構造層としてもよい。

ここで、本実施の形態の磁気記録媒体において、配向制御層３を構成する結晶粒子と垂直磁性層４を構成する磁性粒子との関係について図面を用いて説明する。

図２は、配向制御層３と垂直磁性層４との積層構造を説明するための拡大模式図であり、各層の柱状晶が基板面に対して垂直に成長した状態を示す断面図である。なお、図２においては、配向制御層３を構成する低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂと垂直磁性層４以外の部材の記載を省略して示している。なお、本実施の形態では、低ガス圧層３ａは非グラニュラー構造、高ガス圧層３ｂと垂直磁性層４はグラニュラー構造とした。

図２に示すように、低ガス圧層３ａには、低ガス圧層３ａを構成する柱状晶Ｓ１の頂部がドーム状の凸となる凹凸面Ｓ１ａが形成されている。低ガス圧層３ａの凹凸面Ｓ１ａの上には、凹凸面Ｓ１ａから厚み方向に高ガス圧層３ｂを構成する結晶粒子が柱状晶Ｓ２となって成長している。なお、高ガス圧層３ｂは、グラニュラー構造を有するものであるので、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の周囲には酸化物１５が形成されている。そして、高ガス圧層３ｂを構成する柱状晶Ｓ２の上には、垂直磁性層４の結晶粒子が柱状晶Ｓ３となって厚み方向に成長し、またその柱状晶Ｓ３の周囲には酸化物１５が形成されている。

このように、本実施の形態の磁気記録媒体においては、低ガス圧層３ａの柱状晶Ｓ１の上に、高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２及び垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３が連続している柱状晶となってエピタキシャル成長する。なお、本実施の形態においては、垂直磁性層４を多層化してもよく、この場合は、垂直磁性層４の各層を構成する結晶粒子は、配向制御層３から最上層の垂直磁性層４に至るまで連続した柱状晶となってエピタキシャル成長を繰り返す。したがって、本実施の形態においては、低ガス圧層３ａを構成する結晶粒子を微細化し、柱状晶Ｓ１を高密度化することで、柱状晶Ｓ１の頂部から厚み方向に柱状に成長する高ガス圧層３ｂの柱状晶Ｓ２および垂直磁性層４の柱状晶Ｓ３も高密度化される。

「垂直磁性層」
本発明における垂直磁性層４は、ＤＣパルススパッタ法で成膜し、ターゲットへの負の印加電圧は５００Ｖ以上とし、パルス周波数は１００ｋＨｚ以下とし、パルス電圧印加時のデューティ比を０．６以下とすることで、結晶粒子の硬度、密度が高く、磁気記録媒体表面のスクラッチ耐性が高く、信頼性の高いものとすることができる。

特に、本発明における垂直磁性層４は、好ましくはＣｏ系磁性層、より好ましくはＣｏＣｒ系磁性層、最も好ましくはＣｏＣｒＰｔ系磁性層であって、Ｘ線反射率測定法（Ｘ−ｒａｙＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＸＲＲ）で測定した場合の膜密度の（実測値／理論値）が０．９２以上、更には０．９４以上とするのが好ましく、より一層好ましいのは０．９６以上である。膜密度の（実測値／理論値）は高ければ高いほど硬度が高まり好ましいが、最大値は理想的には１である。

本発明におけるＸ線反射率測定法（Ｘ−ｒａｙＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＸＲＲ）とは、試料にＸ線を入射し、膜の内部で屈折、干渉、反射した強度パターンを測定し、その測定データを多層膜モデルによるシミュレーションと比較・最適化することにより膜厚、密度、表面・界面粗さを決定する手法である。本発明では、この方法を用いて磁気記録層の膜密度の実測値を決定するが、具体的な計算方法は公知の方法を用いることができる。

ここで、膜密度は材料の組成によって実測値が大きく異なるため、本発明では（実測値／理論値）をパラメータとして用いている。例えば、グラニュラー磁性層、８０（Ｃｏ７Ｃｒ２２Ｐｔ）−２０（ＳｉＯ２）の場合、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、ＳｉＯ２の密度は、それぞれ、８．８５、７．１９、２１．４５、２．６５ｇ／ｃｍ3であるから、密度の理論値は、（８．８５×０．７１＋７．１９×０．０７＋２１．４５×０．２２）×０．８０＋２．６５×０．２０で計算され、９．７３ｇ／ｃｍ3となる。そして、このグラニュラー磁性層の膜密度の実測値が９．０ｇ／ｃｍ３の場合、膜密度の実測値／理論値は、９．０／９．７３＝０．９２となる。

本発明におけるＤＣパルススパッタ法でのパルス周波数は１００ｋＨｚ以下、好ましくは５０ｋＨｚ以下、より好ましくは１０ｋＨｚ以下とするが、あまり低くし過ぎるとＤＣスパッタ成膜に近づき、ＤＣパルススパッタ成膜の効果が得られなくなる。そのため、ＤＣパルススパッタ法でのパルス周波数の下限値は１０Ｈｚである。

以下、図面を用いて本実施の形態の垂直磁性層４を説明する。本発明における垂直磁性層４は、例えば、図１に示すように、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａと、中層の磁性層４ｂと、上層の磁性層４ｃとの３層を含むものである。本実施の形態の磁気記録媒体では、磁性層４ａと磁性層４ｂとの間に下層の非磁性層７ａを含み、磁性層４ｂと磁性層４ｃとの間に上層の非磁性層７ｂを含むことで、これら磁性層４ａ〜４ｃと非磁性層７ａ、７ｂとが交互に積層された構造を有している。即ち、非磁性基板１側から、下層の磁性層４ａ、下層の非磁性層７ａ、中層の磁性層４ｂ、上層の非磁性層７ｂ、上層の磁性層４ｃの順に積層して形成された構造を有している。

各磁性層４ａ〜４ｃ及び非磁性層７ａ、７ｂを構成する結晶粒子は、配向制御層３を構成する結晶粒子と共に、厚み方向に連続した柱状晶を形成している。垂直磁性層４（磁性層４ａ〜４ｃおよび非磁性層７ａ、７ｂ）は、配向制御層３の低ガス圧層３ａおよび高ガス圧層３ｂの柱状晶と連続した柱状晶として、エピタキシャル成長されたものである。

非磁性層７ａ、７ｂを形成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ｒｕ又はＲｕ合金からなるものが挙げられ、Ｒｕ合金としては、例えば、ＲｕＣｏがある。特に、非磁性層７ａ、７ｂの層厚を０．６ｎｍ以上１．２ｎｍ以下の範囲とすることで、磁性層４ａ、４ｂ、４ｃをＡＦＣ結合（反強磁性交換結合）させることができる。また、本発明においては、各磁性層４ａ、４ｂ、４ｃをＦＣ結合（強磁性交換結合）で静磁結合させてもよい。

図３は、垂直磁性層を構成する磁性層と非磁性層との積層構造を拡大して示した断面図である。図３に示すように、垂直磁性層４を構成する磁性層４ａ、４ｂは、グラニュラー構造の磁性層であり、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２と、酸化物４１とを含むものであることが好ましい。また、垂直磁性層４を構成する磁性層４ｃはグラニュラー構造ではない磁性層（非グラニュラ磁性層）である。

酸化物４１は、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、Ｉｎ２Ｏ３、ＴｅＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３などを用いることができる。

垂直磁性層４を構成する磁性層４ｃは、図３に示すように、Ｃｏ、Ｃｒを含む磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）４２を含み、酸化物４１を含まないものであることが好ましい。磁性層４ｃ中の磁性粒子４２は、磁性層４ａ中の磁性粒子４２から柱状にエピタキシャル成長しているものであることが好ましい。この場合、磁性層４ａ〜４ｃの磁性粒子４２が、各層において１対１に対応して、柱状にエピタキシャル成長することが好ましい。磁性層４ｂの磁性粒子４２が磁性層４ａ中の磁性粒子４２からエピタキシャル成長していることで、磁性層４ｃの磁性粒子４２が微細化され、さらに結晶性及び配向性が向上したものとなる。

「保護層」
垂直磁性層４上には保護層５が形成される。保護層５は、垂直磁性層４の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触したときの媒体表面の損傷を防ぐためのものである。保護層５としては、従来公知の材料、公知の成膜方法を用いることができ、例えば、硬質アモルファスカーボン、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２を含むものを用いることが可能である。保護層５の厚みは、１〜１０ｎｍとすることにより、磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離を小さくできるので高記録密度の点から好ましい。

「潤滑層」
保護層５上には潤滑層６が形成される。潤滑層６には、例えば、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸などの潤滑剤を用いることが好ましい。

（磁気記録再生装置）
図４は、本発明を適用した磁気記録再生装置の一例を示すものである。

この磁気記録再生装置は、上述した製造方法により製造された図１に示す磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０を回転駆動させる媒体駆動部５１と、磁気記録媒体５０に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッド５２と、この磁気ヘッド５２を磁気記録媒体５０に対して相対運動させるヘッド駆動部５３と、記録再生信号処理系５４とを備えている。

記録再生信号処理系５４は、外部から入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッド５２に送り、磁気ヘッド５２からの再生信号を処理してデータを外部に送ることが可能となっている。磁気ヘッド５２としては、再生素子として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧＭＲ素子などを有した、より高記録密度に適した磁気ヘッドを用いることができる。

図４に示す磁気記録再生装置は、本発明の磁気記録媒体の製造方法により製造された図１に示す磁気記録媒体５０と、磁気記録媒体５０に対する情報の記録再生を行う磁気ヘッド５２とを備えるものである。よって、更なる高記録密度化を可能とした信頼性の高い磁気記録媒体５０を備えた優れたものである。

以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。

（実施例１）
以下に示す製造方法により、実施例１の磁気記録媒体を作製した。

まず、洗浄済みのガラス基板（外径２．５インチ）を、ＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製Ｃ−３０４０）の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度１×１０−５Ｐａとなるまで成膜チャンバ内を排気した。

その後、このガラス基板の上に、Ｃｒターゲット（外径６．３インチ、以下ターゲットは全て外径６．３インチ）を用いて、ＤＣスパッタ法（ガス圧０．８Ｐａ、ガスはＡｒを用いた。）で、層厚１０ｎｍの密着層を成膜した。

次に、密着層の上に、Ｃｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａ｛Ｆｅ含有量２０ａｔ％、Ｚｒ含有量５ａｔ％、Ｔａ含有量５ａｔ％、残部Ｃｏ、以下同じように記載する。｝のターゲットを用いて１００℃以下の基板温度で、ＤＣスパッタ法（ガス圧０．８Ｐａ、ガスはＡｒを用いた。）で、層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、この上にＲｕ層を層厚０．７ｎｍで成膜し、さらにＣｏ−２０Ｆｅ−５Ｚｒ−５Ｔａからなる層厚２５ｎｍの軟磁性層を成膜し、これを軟磁性下地層とした。

続いて、軟磁性下地層の上に、シード層として層厚１０ｎｍのＮｉ５Ｗからなる膜を、ＤＣスパッタ法（ガス圧０．８Ｐａ、ガスはＡｒを用いた。）で成膜した。

次に、シード層の上に配向制御層として、低ガス圧層と高ガス圧層とを形成した。

まず、シード層の上に、低ガス圧層として層厚１０ｎｍのＲｕを、ＤＣスパッタ法（ガス圧０．８Ｐａ、ガスはＡｒを用いた。）で成膜した。

次に、低ガス圧層の上に、層厚１０ｎｍの高ガス圧層としてＲｕを、ＤＣパルススパッタ法（ガス圧１０Ｐａ、ガスはＡｒを用いた。）により成膜した。ＤＣパルススパッタ法は、ターゲットへの負の印加電圧は１０００Ｖであり、パルス周波数は５０ｋＨｚであり、パルス電圧印加時のデューティ比は０．４とした。

その上に、４層の磁性層と１層の非磁性層をＤＣパルススパッタ法で積層した。具体的には、層厚９ｎｍのグラニュラー磁性層として、８０（Ｃｏ７Ｃｒ２２Ｐｔ）−２０（ＳｉＯ２）、層厚０．３ｎｍの非磁性層として、ＲｕＣｏ、層厚９ｎｍのグラニュラー磁性層として、７９（Ｃｏ１０Ｃｒ８Ｐｔ３Ｒｕ）−２１（ＳｉＯ２）、層厚９ｎｍのグラニュラー磁性層として、７７（Ｃｏ１０Ｃｒ１３Ｐｔ１０Ｒｕ）−２３（ＳｉＯ２）、層厚７ｎｍの非グラニュラー磁性層として、Ｃｏ１５Ｃｒ１６Ｐｔ６Ｒｕをこの順で積層した。ＤＣパルススパッタ法の成膜条件は、ガス圧７Ｐａ、ガスはＡｒ、ターゲットへの負の印加電圧は１０００Ｖ、パルス周波数は５０ｋＨｚ、パルス電圧印加時のデューティ比は０．４とした。

次に、イオンビーム法により層厚３．０ｎｍのアモルファスカーボンからなる保護層を成膜し、次いで、ディッピング法によりパーフルオロポリエーテルからなる層厚２ｎｍの潤滑層を成膜し、実施例１の磁気記録媒体を作製した。

実施例１の磁気記録媒体について、磁性層の膜密度をＸ線反射率測定法（ＸＲＲ）で測定した。

また、実施例１の磁気記録媒体について、磁気記録媒体の傷付き（スクラッチ）耐性を評価した。具体的には、クボタコンプス社製のＳＡＦテスター及びＣａｎｄｅｌａ社製の光学式表面検査装置（ＯＳＡ）を用い、ディスクの回転数５０００ｒｐｍ、気圧１００Ｔｏｒｒ、室温という測定条件にて、ＳＡＦテスターでヘッドをロードさせたまま２０００秒保持し、その後に、ＯＳＡにてスクラッチの本数をカウントした。以上の結果を表１に示す。

（実施例２〜８、比較例１、２）
また、実施例２〜８、比較例１、２についても、実施例１と同様に磁気記録媒体を作製し、評価を行った。実施例２〜８、比較例１、２における磁気記録媒体の製造条件、評価結果を表１に示す。なお、成膜にＤＣスパッタ法（デューティ比は１）を用いる場合は、ターゲットへの投入電力量がＤＣパルススパッタ法と同じになるよう、電流値を一定にし、ターゲット電圧とデューティ比の積の値を同じにした。

１非磁性基板
２軟磁性下地層
３配向制御層
３ａ低ガス圧層
３ｂ高ガス圧層
４垂直磁性層
４ａ下層の磁性層
４ｂ中層の磁性層
４ｃ上層の磁性層
５保護層
６潤滑層
７ａ下層の非磁性層
７ｂ上層の非磁性層
１５酸化物
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３柱状晶
Ｓ１ａ凹凸面
４１酸化物
４２磁性粒子
５０磁気記録媒体
５１媒体駆動部
５２磁気ヘッド
５３ヘッド駆動部
５４記録再生信号処理系

Claims

磁気記録媒体の製造方法において、
基板上に、軟磁性下地層を形成する工程と、
前記軟磁性下地層の上に、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層をＤＣパルススパッタ法で成膜する工程と、
前記配向制御層の上に、垂直磁気異方性の磁気記録層をＤＣパルススパッタ法で形成する工程と、
を有し、
前記ＤＣパルススパッタ法における成膜条件は、ターゲットへの負の印加電圧が８００Ｖ以上１５００Ｖ以下であり、パルス周波数は１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であり、パルス電圧印加時のデューティ比が０．１以上０．６以下であり、
前記Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層を成膜する工程には、スパッタリングガス圧が１０Ｐａ以上５０Ｐａ以下となる工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
磁気記録媒体の製造方法において、
基板上に、軟磁性下地層を形成する工程と、
前記軟磁性下地層の上に、Ｒｕ又はＲｕを主成分とする配向制御層をＤＣパルススパッタ法で形成する工程と、
前記配向制御層の上に、垂直磁気異方性の磁気記録層をスパッタ法で形成する工程と、
を有し、
前記ＤＣパルススパッタ法における成膜条件は、ターゲットへの負の印加電圧が８００Ｖ以上１５００Ｖ以下であり、パルス周波数は１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であり、パルス電圧印加時のデューティ比が０．１以上０．６以下であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記ＤＣパルススパッタ法で形成する工程には、スパッタリングガス圧が１０Ｐａ以上５０Ｐａ以下となる工程を含む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。
前記磁気記録層の膜密度の（実測値／理論値）が０．９２以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。