(57)【要約】【課題】均一に表面全体をカバーする耐腐食性キャップ層の必要性が存在する。【解決手段】基板；基板上のグラニュラー磁性層；グラニュラー磁性層上のキャップ層；及びキャップ層上の、カーボン及びシリコンのうち少なくとも１種を含むオーバーコートを含み、キャップ層が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する材料を含む、磁気記録媒体。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、グラニュラー磁性層、キャップ層、及び該キャップ層上に直接存在するカーボン含有またはシリコン含有オーバーコートをこの順番で含み、該キャップ層が高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む、磁気記録媒体。
【請求項２】
該キャップ層が不動態酸化物を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
該材料が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
該キャップ層が体心立方金属、面心立方金属、及びそれらの酸化物または合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
該キャップ層がＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、それらの酸化物、及びそれらの合金からなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
該材料がＴｉＣｒまたはＴｉＯ2である、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
基板を得ること、グラニュラー磁性層を堆積すること、キャップ層を堆積すること、及び該磁性キャップ層上に直接カーボン含有またはシリコン含有オーバーコートを堆積することをこの順番で含み、該キャップ層が高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む、磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
該キャップ層が不動態酸化物を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
該材料が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
該キャップ層が該グラニュラー磁性層上にスパッタで堆積され、且つその表面が酸化される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
該キャップ層が、グラニュラー磁性層上に酸化物をスパッタで堆積することによって形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
該キャップ層が体心立方金属、面心立方金属、及びそれらの酸化物または合金からなる群から選択される材料を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
該キャップ層がＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、それらの酸化物、及びそれらの合金からなる群から選択される材料を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
該材料がＴｉＣｒまたはＴｉＯ2である、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む磁気記録媒体用キャップ層。
【請求項１６】
該キャップ層が不動態酸化物を含む、請求項１５に記載のキャップ層。
【請求項１７】
該材料が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する、請求項１５に記載のキャップ層。
【請求項１８】
該材料が体心立方金属、面心立方金属、及びそれらの酸化物または合金からなる群から選択される、請求項１５に記載のキャップ層。
【請求項１９】
該材料がＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、それらの酸化物、及びそれらの合金からなる群から選択される、請求項１５に記載のキャップ層。
【請求項２０】
該材料がＴｉＣｒまたはＴｉＯ2である、請求項１５に記載のキャップ層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
垂直記録媒体が、水平記録媒体と比べて高密度記録を目的に開発されている。薄膜垂直磁気記録媒体は、基板と、磁性層の面に対して実質的に垂直方向に配向した容易軸を含む、垂直磁気異方性を有する磁性層とを含む。一般的に、薄膜垂直磁気記録媒体は、硬質ＮｉＰめっきしたＡｌ合金基板、あるいはガラス若しくはガラス−セラミック基板であって、連続的にスパッタ層を形成したものを含む。スパッタ層は１以上の下地層、１以上の磁性層、及び保護オーバーコートを含むことができる。保護オーバーコートは概して、腐食及び酸化から磁性層を保護し、そしてまた、ディスク及び読み／書きヘッド間の摩擦力も低減する、カーボンオーバーコートである。加えて、潤滑薄膜を保護オーバーコートの表面に適用して、保護オーバーコートのフリクション及び摩耗を低減することによってヘッド−ディスク界面のトライボロジー性能を向上することができる。
【背景技術】
【０００２】
グラニュラー垂直記録媒体は、磁性結晶粒間の強い交換結合の存在によって限定される従来の垂直記録媒体と比べて、記録媒体の面記録密度をさらに拡張する性能を目的に開発されている。磁性層が概して不活性ガス、通常アルゴン（Ａｒ）の存在下でスパッタされる従来の垂直媒体と対照的に、グラニュラー垂直磁性層の堆積は、酸素（Ｏ2）を例えばＡｒ及びＯ2の気体混合物に導入する反応性スパッタ法を利用する。理論に束縛される意図はないが、Ｏ2の導入は粒界内へ移動する酸素源を供給して粒界内に酸化物を形成し、それによって結晶粒間の減少した交換結合を有するグラニュラー垂直構造を提供すると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
グラニュラー垂直記録媒体の製造に用いられる方法と材料は、激しく腐食しやすい微細構造を作り出す。全体のオーバーコート厚みを減少するため且つ耐食性能を維持するために、カーボンオーバーコートと併用してキャップ層を用いることが望ましいことがある。従来の方法には、金属キャップ層の適用と、キャップ表面の意図的だが制御された酸化とが含まれる。この方法の主な不利点は、たびたび（常にではないが）、表面に腐食孔を被りやすい不完全な表面カバレッジである。
【０００４】
この問題に対する解決法は、表面カバレッジを改善するための、より厚いキャップまたはカーボンオーバーコート層である。しかしながら、より厚い層は記録性能に悪影響を及ぼす。したがって、取り囲む物質の堆積やそれによる局所的な攻撃を防止するために、均一に表面全体を覆う耐腐食性キャップ層の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含むキャップ層を有する磁気記録媒体に関する。
【０００６】
本発明の一実施態様は、基板、グラニュラー磁性層、キャップ層、及びキャップ層上に直接存在するカーボン含有またはシリコン含有オーバーコートをこの順番で含み、キャップ層が高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む、磁気記録媒体である。一実施態様では、キャップ層の材料が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する。一変形例によれば、キャップ層は不動態酸化物を含む。
【０００７】
他の実施態様では、キャップ層は体心立方金属、面心立方金属、及びそれらの酸化物または合金からなる群から選択される材料を含む。例えば、キャップ層はＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、それらの酸化物、及びそれらの合金からなる群から選択される材料を含む。１つの特定の実施態様では、上記材料はＴｉＣｒまたはＴｉＯ2である。
【０００８】
他の実施態様は、基板を得ること、グラニュラー磁性層を堆積すること、キャップ層を堆積すること、及び磁性キャップ層上に直接カーボン含有またはシリコン含有オーバーコートを堆積することをこの順番で含み、キャップ層が高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む、磁気記録媒体の製造方法である。
【０００９】
この実施態様の一変形例では、キャップ層がグラニュラー磁性層上へスパッタで堆積され、その表面が酸化される。他の変形例では、キャップ層が、グラニュラー磁性層上へ酸化物をスパッタで堆積することによって形成される。
【００１０】
さらに他の実施態様は、高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料を含む磁気記録媒体用のキャップ層である。
【００１１】
本発明のさらなる利点は、本発明を実施するために考えられる最良の実施態様の例示を目的として本発明の好ましい実施態様のみが図示され記載される、次の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるだろう。明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明は他の及び異なる実施態様が可能であり、そしてその詳細は様々な明らかな観点、全てについて変更が可能である。したがって、図面及び記述は本質的に例示を目的とし、限定を意図するものではない。
【００１２】
本発明は添付の図面と共に詳細な説明を参照することでより良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水平及び垂直磁気記録を比較した磁気ディスク記録媒体の模式図である。
【図２】グラニュラー垂直磁気記録媒体を示す模式図である。
【図３】本発明の一態様によるキャップ層及びグラニュラー垂直磁性層上の保護オーバーコート層を示す媒体模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料からなるキャップ層を有するグラニュラー垂直磁気記録媒体に関する。「高表面移動度」を有する材料は、２６００Ｋ未満のガラス転移温度を有する材料である。「低表面エネルギー」を有する材料は、２．６Ｊ／ｍ2未満の表面エネルギーを有する材料である。
【００１５】
これらの基準を満たす材料は、数単分子層内で表面に対してコンフォーマル（形状適合性）で完全なカバレッジ（被覆）を確保するだろう。高表面移動度及び低表面エネルギーを有する材料の例としては、例えばＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、及びＣｕ、並びにＴｉＯ2またはＴｉＣｒのようなそれらの酸化物及び合金といった体心立方または面心立方の金属であることができる。
【００１６】
キャップ層の表面は酸化され、耐腐食性である不動態表面を生成する。
【００１７】
一実施態様では、キャップ層は磁性層上に堆積され、そしてその表面が酸化される。例えば、Ｔｉキャップ層を記録媒体の磁性層上にスパッタコーティングによって堆積することができる。次いで、Ｔｉ層の表面がＴｉＯ2に酸化される。
【００１８】
他の実施態様では、キャップ層を、直接、酸化物として堆積することができる。例えば、ＴｉＯ2を記録媒体の磁性層上に直接、スパッタコーティングすることができる。
【００１９】
本発明のキャップ層のさらなる利点として、これらの酸化物のトライボロジー的性質がカーボンオーバーコートの厚みの減少を可能にする。
【００２０】
媒体の実施態様は、下から上に次の構成を含む：
（１）基板：研磨ガラス、ガラスセラミックス、またはＡｌ／ＮｉＰ。
（２）基板への機能層の強い付着を確保するための付着層。より良好な付着のために２以上の層を有することができ、または付着が良好な場合はこの層を省くことができる。例としてＴｉ合金がある。
（３）軟磁性下地層（ＳＵＬ）は、例えば単一ＳＵＬ、反強磁性結合（ＡＦＣ）構造、積層ＳＵＬ、ピンド層を有するＳＵＬ（反強磁性交換バイアス層とも言われる）などの様々な構造類型を含む。ＳＵＬ材料の例としては、ＦｅxＣｏyＢz系、及びＣｏxＺｒyＮｂz／ＣｏxＺｒyＴａz系シリーズが含まれる。
（４）シード層及び中間層はＣｏ（００．２）成長用のテンプレートである。例としては、材料のＲｕＸシリーズが挙げられる。
（５）酸化物含有磁性層（Ｍ１）を、反応的に（Ｏ2とともに）及び／または非反応的に、従来のグラニュラー媒体ターゲットを用いてスパッタすることができる。多層を、所望の膜特性及び性能を達成するために使用することができる。ターゲットの例としては、Ｃｏ100-x-yＰｔx（ＭＯ）y及び／またはＣｏ100-x-y-zＰｔx（Ｘ）y（ＭＯ）zシリーズ（Ｘは例えばＣｒのような３id添加剤、及びＭは例えばＳｉ，Ｔｉ、及びＮｂのような金属元素である）が挙げられる。Ｍ１内の磁性結晶粒を、例えば（ＭxＮy）、カーボン（Ｃ）、及び炭化物（ＭxＣy）のような粒界における誘電材料を用いて互いに分離することができるように、Ｍ１内の酸化物に加えてリストを容易に拡張できる。
（６）非酸化物含有磁性層（Ｍ２）：スパッタターゲットを、従来の水平媒体合金及び／または合金垂直媒体を含んで用いることができる。望ましい性能は反応性スパッタを用いずに達成されるだろう。単一層または多層を酸化物含有磁性層の最上部にスパッタすることができる。非酸化物磁性層は、底面の酸化物グラニュラー層からエピタキシャル成長するだろう。これらの層が厚すぎる場合、配向性は最終的には変化し得る。これらの例としては、Ｃｏ100-x-y-z-αＣｒxＰｔyＢzＸαＹβが挙げられる。
（７）上述の酸化されたコンフォーマルキャップ層。
（８）従来のカーボン及び潤滑層を、特許を請求する媒体の実施態様に適合させて十分な機械的性能を達成することができる。
【００２１】
実施態様の上記の層状構造は典型的な構造である。他の実施態様では、層状構造は上述の層数よりも少ないあるいは多い様々な層であることができる。
【００２２】
基板上の任意のＮｉＰコーティングの代わりに、基板上の層は、例えばＮｉＮｂ層、Ｃｒ／ＮｉＮｂ層、または任意の他のＮｉ含有層のような任意のＮｉ含有層であることができる。任意には、基板及びＮｉ含有層の間に付着層を有することができる。Ｎｉ含有層の表面は任意には酸化され得る。
【００２３】
用いられる基板はＡｌ合金、ガラス、またはガラス−セラミックであることができる。本発明による軟磁性下地層はアモルファスまたはナノ結晶であり、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＣ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＳｉ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａなどであることができる。シード層及び中間層はＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕの合金等であることができる。ＣｏＰｔ系磁気記録層はＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＰｔＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒＢ、ＣｏＰｔＣｒＮｂ、ＣｏＰｔＴｉ、ＣｏＰｔＣｒＴｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＡｌ、ＣｏＰｔＣｒＺｒ、ＣｏＰｔＣｒＨｆ、ＣｏＰｔＣｒＷ、ＣｏＰｔＣｒＣ、ＣｏＰｔＣｒＭｏ、ＣｏＰｔＣｒＲｕなどが、アルゴンガス下で堆積されたもの（例えばＭ２）、またはアルゴン及び酸素または窒素のガス混合物の下で堆積されたもの（例えばＭ１）であることができる。酸化物、炭化物、または窒化物のような誘電材料をターゲット材料にも導入することができる。
【００２４】
本発明の実施態様は、磁気記録層内において、Ｐｔ及びＣｏ、並びにＢ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗ、Ｃ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｏ、及びＮの他の組み合わせを含む様々な磁性合金のいずれかを用いることを含む。
【００２５】
好ましい実施態様では、ＳＵＬの総厚みは１００〜５０００Å、さらに好ましくは６００〜２０００Åであることができる。ＳＵＬは２層以上の軟磁性下地層であることができる。ＳＵＬの積層は、同一厚みまたは異なる厚みを有することができる。ＳＵＬの積層間のスペーサー層は１〜５０Åの厚みを有するＴａ、Ｃなどであることができる。シード層の厚みｔsは１Å＜ｔｓ＜５０Åの範囲内であることができる。中間層の厚みは１０〜５００Å、より好ましくは１００〜３００Åであることができる。磁気記録層の厚みは約５０Å〜約３００Å、さらに好ましくは８０〜１５０Åである。付着強化層は１０〜５０Åの厚みを有するＴｉ、ＴｉＣｒ、Ｃｒなどであることができる。オーバーコートキャップ層は、１０〜８０Å、さらに好ましくは２０〜６０Åの厚みを有する、水素化された、窒素化された、カーボンの複合形態または他の形態であることができる。
【００２６】
磁気記録媒体は約２０００〜約１０，０００エルステッドの残留保持力、及び約０．２〜約２．０ｍｅｍｕ／ｃｍ2のＭrｔ（残留磁化Ｍｒ及び磁気記録層の厚みｔの積）を有する。好ましい実施態様では、保持力は約２５００〜約９０００エルステッド、さらに好ましくは約４０００〜約８０００エルステッドの範囲内、及び最も好ましくは約４０００〜約７０００エルステッドの範囲内である。好ましい実施態様では、Ｍrｔは約０．２５〜約１ｍｅｍｕ／ｃｍ2、さらに好ましくは約０．４〜０．９ｍｅｍｕ／ｃｍ2の範囲内である。
【００２７】
ディスク媒体のほとんど全ての製造は、雰囲気中のほこりの量が非常に低く保たれおり、厳格に制御され監視されるクリーンルームで行われる。非磁性基板についての１以上のクリーニング工程の後、基板が超清浄表面を有し、そして基板上に磁性媒体層を堆積する準備が整う。そのような媒体用に必要な全ての層を堆積するための装置は、静止式スパッタシステムまたは通過式スパッタシステムであることができ、潤滑層を除く全ての層が好適な真空環境の内部で連続的に堆積される。
【００２８】
カーボンオーバーコート及び潤滑トップコート層を除く本発明の磁気記録媒体を構成するそれぞれの層は、任意の好適な物理気相成長法（ＰＶＤ）、例えばスパッタによって、またはいくつかのＰＶＤ法の組み合わせ、すなわちスパッタ、真空蒸着などによって、好ましくはスパッタを用いて堆積されることができ、または別の方法で形成されることができる。カーボンオーバーコートは概してスパッタまたはイオンビーム蒸着を用いて堆積される。潤滑層は概して、潤滑化合物の溶液を含む槽内に媒体をディップしてその後に過剰な液体を拭き取るようにして除去することによって、または真空環境中における気相潤滑堆積法によってトップコートとして提供される。
【００２９】
スパッタはおそらく、記録媒体を作り出す全行程の中で最も重要なステップである。２つのタイプのスパッタ：通過式スパッタ及び静止式スパッタがある。通過式スパッタでは、ディスクが真空チャンバーの内部を通過するが、そこではディスクが動きながらその基板上に磁性及び非磁性材料が１以上の層として堆積される。静止式スパッタはより小さい機械を用い、そしてそれぞれのディスクが選ばれて、ディスクが動いていない時に個々に堆積される。本発明の実施態様のディスク上の層は、スパッタリング装置で静止式スパッタによって堆積された。
【００３０】
スパッタ層は、スパッタリング装置に搭載されている、ボム（ｂｏｍｂｓ）と呼ばれるものの中で堆積される。ボムは両側にターゲットを有する真空チャンバーである。基板がボムの中に持ち上げられ、そしてスパッタ材料で堆積される。
【００３１】
潤滑層は好ましくは、ディスク上のトップコート層の１つとして、カーボン表面に適用される。
【００３２】
スパッタリングはスパッタ後のディスクにおいていくらかの微粒子の形成をもたらす。これらの微粒子は、ヘッドと基板との間にスクラッチをもたらさないことを確保するために除去される必要がある。潤滑剤層が適用されるとすぐに、基板はバフ研磨ステージに移り、そこではスピンドルを選択的に回転させる間に基板が研磨される。ディスクが拭かれて、そしてきれいな潤滑剤が表面上に均一に適用される。
【００３３】
続いて、いくつかの場合、ディスクが調製されて、そして３段階のプロセスを通して品質が検査される。第１に、バーニッシュヘッドがディスク表面を横切っていずれの段差（技術用語として言えば凹凸）も除去する。次いで、グライドヘッドが、残った段差がないかチェックしながらディスク上を通り過ぎる。最後に、サーティファイヘッドが製造欠陥について表面をチェックして、そしてまた基板の磁気記録性能も測定する。
【００３４】
上の記載は、当業者が本発明を作製及び使用することができるようにするために示され、そして特定の用途及びその要求に関連して提供される。好ましい実施態様への様々な変更が当業者に容易であり、そして本明細書に定義される一般的原理が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく他の実施態様及び用途に適用されてもよい。したがって、本発明は示された実施態様に限定されることを意図していないが、本明細書に開示した原理及び特徴と一致した最も広い範囲が認められるべきである。最後に、本出願で参照された特許及び公開公報の全ての開示が、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【図１】
2010027197.tif 000003
【図２】
2010027197.tif 000004
【図３】
2010027197.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月25日(2009.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板；
該基板上のグラニュラー磁性層；
該グラニュラー磁性層上のキャップ層；及び
該キャップ層上の、カーボン及びシリコンのうち少なくとも１種を含むオーバーコート、
を含み、
該キャップ層が２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ２未満の表面エネルギーを有する材料を含む、
磁気記録媒体。
【請求項２】
該キャップ層が不動態酸化物を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
該材料がＴｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｇ、Ｃｕ、及びそれらの酸化物のうち少なくとも１種を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
該材料がＴｉＯ２及びＴｉＣｒのうち少なくとも１種を含む、請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
磁気記録層上に、２６００Ｋ未満のガラス転移温度、及び２．６Ｊ／ｍ２未満の表面エネルギーを有する材料を堆積してキャップ層を形成すること；及び
キャップ層上にシリコンまたはカーボンのうち少なくとも１種を堆積してオーバーコートを形成すること、
を含む方法。
【請求項６】
該磁気記録層上に該材料を堆積してキャップ層を形成することが、該磁気記録層上に該材料を堆積すること、次いで該材料を該磁気記録層上に堆積した後に該材料を酸化することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該材料が酸化物材料を含み；
該磁気記録層上に該材料を堆積してキャップ層を形成することが、該磁気記録層上へ該酸化物材料をスパッタすることによって該磁気記録層上に直接該材料を堆積してキャップ層を形成することを含む、
請求項５に記載の方法。
【請求項８】
該キャップ層が不動態酸化物層を含む、請求項５、６または７に記載の方法。
【外国語明細書】
2010027197000001.pdf