(57)【要約】【課題】  スクラッチ耐性が向上した、即ち高いヤング率を備え、さらに、書き込み特性を向上させることができる軟磁性下地膜を提供する。【解決手段】  Ｈｅｒｔｚ法によるヤング率が１６０ＧＰａ以上であり、且つ膜応力が圧縮応力であり、その値が４００ＭＰａ以上である軟磁性下地膜、そして、その軟磁性下地膜は、原子比における組成式が、（ＣｏａＦｅ１−ａ）１００−ｂＭｂ、０．２０≦ａ＜１．００、１０≦ｂ≦３０、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる１種以上の元素、残部が不可避的不純物で表わされることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈｅｒｔｚ法によるヤング率が１６０ＧＰａ以上であり、且つ膜応力が圧縮応力で４００ＭＰａ以上であることを特徴とする軟磁性下地膜。
【請求項２】
原子比における組成式が、（ＣｏａＦｅ１−ａ）１００−ｂＭｂ、０．２０≦ａ＜１．００、１０≦ｂ≦３０、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる１種以上の元素、残部が不可避的不純物で表わされることを特徴とする請求項１に記載の軟磁性下地膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体等に用いられる軟磁性下地膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気記録媒体は、記録密度の高密度化のため、従来の面内磁気記録に替わり、垂直磁気記録方式が実用化されている。垂直磁気記録方式とは、磁気記録媒体の磁性膜を媒体面に対して磁化容易軸が垂直方向に配向するように形成したものであり、記録密度を上げてもビット内の反磁界が小さく、記録再生特性の低下が少ない高記録密度に適した方法である。この垂直磁気記録方式では、非磁性基板側から、密着膜、軟磁性下地膜、配向制御膜、垂直磁性膜、磁性膜、保護膜、潤滑膜が順に形成される多層構造が提案されている。
【０００３】
この垂直磁気記録媒体においては、振動や衝撃の影響を受け、ヘッドが媒体表面と接触や摺動してしまい、媒体に傷や凹み（スクラッチ）が発生する場合がある。この問題は、スクラッチが発生した場所に記録していた情報を失うことや、剥がれた膜を媒体とヘッドの間に巻き込んで、ヘッドの浮上を不安定にしたり、他の場所にスクラッチを生成したりするという問題も誘発する。このため、スクラッチ耐性の向上が重要な課題となる。
また、磁気記録媒体は信号処理速度の向上も求められており、軟磁性下地膜には記録・再生に適した軟磁気特性が重要である。
【０００４】
このスクラッチ耐性を向上するためには、軟磁性下地膜のヤング率と降伏応力の制御が重要であることが知られており、例えば、特許文献１には、基板上に、軟磁性下地膜を介して垂直記録層が形成された垂直磁気記録媒体において、軟磁性下地膜のヤング率を垂直磁性層と同程度以上にした垂直磁気記録媒体が提案されている。この特許文献１には、軟磁性下地膜として、ＦｅＣｏを基体とする軟磁性材料に、Ｔａ、Ｚｒ、Ｂ、Ｓｉを含有させ、ヤング率の最大値として１３９ＧＰａの開示がある。
【０００５】
また、特許文献２には、基板上に非磁性のアモルファス下地膜を形成し、この下地膜上に、特許文献１と同様な組成からなる軟磁性下地膜を形成することにより、膜応力を緩和して、保持力を低くした垂直磁気記録媒体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−７０４４４号公報
【特許文献２】特開２００５−３０２２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
垂直磁気記録媒体は、近年のモバイル化の対応に伴い、振動や衝撃の影響をより受けやすくなってきており、軟磁性下地膜には、より高いスクラッチ耐性、即ち高ヤング率化が望まれている。
また、特許文献２に開示される垂直磁気記録媒体は、非磁性アモルファス下地膜とＦｅＣｏＢからなる軟磁性下地膜を積層した膜構造を採用することにより、軟磁性下地膜の応力を緩和させ、基板の反りを緩やかにすることができ、浮上性のよい垂直磁気記録媒体が得られる点で有用な技術である。
【０００８】
この特許文献２に記載の上記の膜構造では、膜応力が緩和された状態の軟磁性下地膜の容易磁化方向が、基板の半径方向を向いている。そして、この基板の半径方向となる容易磁化方向は、垂直磁気記録媒体の記録方向（トラック方向）に対して垂直になる。このため、記録時に軟磁性下地膜の磁化回転が阻害され、書き込み特性の低下が懸念される。
【０００９】
本発明の目的は、スクラッチ耐性が向上した、即ち高いヤング率を備え、さらに、書き込み特性を向上させることができる軟磁性下地膜を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、Ｈｅｒｔｚ法によるヤング率が１６０ＧＰａ以上であり、且つ膜応力が圧縮応力で４００ＭＰａ以上であることを特徴とする軟磁性下地膜である。
【００１１】
また、本発明の軟磁性下地膜は、原子比における組成式が、（ＣｏａＦｅ１−ａ）１００−ｂＭｂ、０．２０≦ａ＜１．００、１０≦ｂ≦３０、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる１種以上の元素、残部が不可避的不純物で表わされることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、スクラッチ耐性が向上し、さらに書き込み特性が向上した軟磁性下地膜を提供でき、垂直磁気記録媒体の製造に有用な技術となる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の軟磁性下地膜は、高いヤング率を備え、且つ軟磁性下地膜の容易磁化方向を膜厚方向にするために、高い圧縮応力を具備する。そして、その特徴は、軟磁性下地膜のＨｅｒｔｚ法によるヤング率が１６０ＧＰａ以上であり、且つ膜応力が圧縮応力で４００ＭＰａ以上である。
【００１４】
記録層に衝撃が加わった際のスクラッチを防止するには、軟磁性下地膜のヤング率を記録層と同等以上にする必要がある。そして、記録層のヤング率は、組成や成膜条件に因り決定されるが、周知の記録層の組成や成膜条件を鑑み、軟磁性下地膜のヤング率が１６０ＧＰａより小さい場合は、軟磁性下地膜が塑性変形しやすくなり、これに伴い記録層も塑性変形しスクラッチが発生しやすくなる。
本発明の軟磁性下地膜は、ヤング率を１６０ＧＰａ以上とすることで、十分なスクラッチ耐性を得ることができる。尚、本発明の軟磁性下地膜のヤング率は、１７０ＧＰａ以上が好ましく、１８０ＧＰａ以上がより好ましい。
【００１５】
本発明でいうＨｅｒｔｚ法によるヤング率の測定方法は、例えば、ナノインデンテーション法によるヤング率測定が適用できる。具体的には、ガラス基板上に形成した４０ｎｍの軟磁性下地膜に、圧子を押し込み、変位量を測定し、式（１）に代入することで算出できる。ここで、Ｒは圧子の先端径、Ｐは荷重、ｈは変位量である。尚、測定の際には、荷重は８μＮ以下で実施することが好ましい。それは、８μＮを越えて荷重を付与すると、軟磁性下地膜が塑性変形するためである。
【００１６】
【数１】
2018018563.tif 000002
【００１７】
また、本発明の軟磁性下地膜は、膜応力を圧縮応力とし、その値が４００ＭＰａ以上である。軟磁性下地膜の容易磁化方向は、軟磁性下地膜の磁歪、および膜応力の向きに影響を受ける。正の磁歪を有するＦｅを多く含有した軟磁性下地膜の容易磁化方向は、軟磁性下地膜が引張応力の場合は基板の半径方向、軟磁性下地膜が圧縮応力の場合は膜厚方向である。
ここで、垂直磁気記録媒体の記録において、軟磁性下地膜に印加される外部磁場の向きは、円形基板の円周方向である。そのため、軟磁性下地膜が引張応力の場合は、容易磁化方向が外部磁場と垂直になり、軟磁性下地膜の磁化反転が阻害されてしまい、書き込み特性が低下する。
【００１８】
これに対して、本発明の軟磁性下地膜は、膜応力を圧縮応力とし、その値を４００ＭＰａ以上にすることで、容易磁化方向が膜厚方向となり、磁化反転を促進でき、書き込み特性の向上に寄与する。また、本発明の軟磁性下地膜は、膜応力を圧縮応力とし、その値を４００ＭＰａ以上とすることで、その膜応力に起因して、上記で説明した軟磁性下地膜のヤング率を高くすることができる。
尚、軟磁性下地膜の圧縮応力を高くするには、スパッタリング時に基板へ印加するバイアス電圧や投入電力、スパッタガスの圧力を制御する方法が適用できる。
【００１９】
本発明でいう膜応力の測定方法は、例えば、膜の反り量を利用した以下の方法が適用できる。先ず、Ｓｉウェハーに膜厚２０ｎｍの密着膜を形成し、密着膜を形成した後、つまり軟磁性下地膜形成前のＳｉウェハーの曲率半径を測定する。続いて、密着膜上に膜厚４０ｎｍの軟磁性下地膜を形成し、そのＳｉウェハーの曲率半径を測定する。
そして、得られた軟磁性下地膜形成前後の各曲率半径の測定結果から、式（２）を用いて軟磁性下地膜の膜応力を算出する。ここで、Ｓは膜応力、ＥはＳｉウェハーのヤング率、ｈはＳｉウェハーの厚さ、ｔは軟磁性下地膜の厚さ、υはＳｉウェハーのポアソン比である。そして、Ｒは、Ｒ１を密着膜の曲率半径、Ｒ２を軟磁性下地膜の曲率半径とすると、式（３）で表わすことができる。ここで、式（２）中のＥ／（１−υ）の値は、Ｓｉウェハーの場合、１．８０５ＭＰａを用いる。
そして、得られる膜応力の符号は、マイナスが圧縮応力、プラスが引張応力である。
【００２０】
【数２】
2018018563.tif 000003
【００２１】
【数３】
2018018563.tif 000004
【００２２】
本発明の軟磁性下地膜は、原子比における組成式が、（ＣｏａＦｅ１−ａ）１００−ｂＭｂ、０．２０≦ａ＜１．００、１０≦ｂ≦３０、ＭはＮｂ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる１種以上の元素、残部が不可避的不純物で構成されることが好ましい。
本発明の軟磁性下地膜は、Ｍ元素として、Ｎｂ、Ｍｏ、およびＷからなる群から選ばれる１種以上の元素を１０〜３０原子％含有させる。Ｍ元素としてのＮｂ、Ｍｏ、およびＷは、軟磁性下地膜として必要な特性であるアモルファス構造にすることができる。
【００２３】
本発明の軟磁性下地膜は、Ｍ元素の添加量を１０原子％以上にすることで、安定なアモルファス構造とすることができる上、耐食性も向上させることができる。また、本発明の軟磁性下地膜は、Ｍ元素の添加量を３０原子％以下にすることで、飽和磁化の低下を防ぐことができる。
【００２４】
本発明の軟磁性下地膜は、Ｍ元素を上記の範囲で含有する以外の残部は、Ｃｏ、Ｆｅおよび不可避的不純物である。本発明の軟磁性下地膜において、ＣｏとＦｅは、原子比における組成式が（ＣｏａＦｅ１−ａ）、０．２０≦ａ＜１．００で表される比率で存在し、合計で７０〜９０原子％含有させることで、優れた軟磁気特性を有する軟磁性下地膜を得ることができる。
【実施例】
【００２５】
純度９９．９％以上の原料を用いて、表１の合金組成となるように真空溶解した合金溶湯を作製した。その合金溶湯を用いて、Ａｒガスによるアトマイズ法によってガスアトマイズ粉末を作製した。得られたガスアトマイズ粉末を篩で分級した後、軟鋼製のカプセルに充填し、脱気封止した後、１１００℃、１５０ＭＰａ、１時間の条件で熱間静水圧プレスによって焼結し、焼結体を作製した。得られた各焼結体に機械加工を施し、直径１８０ｍｍ×厚さ４ｍｍの軟磁性下地膜形成用スパッタリングターゲットを作製した。
【００２６】
次に、基板と軟磁性下地膜との間に形成する密着膜用のスパッタリングターゲットとして、日立金属株式会社製のＣｒ−Ｔｉ５０（原子％）からなる密着膜形成用スパッタリングターゲットを準備した。そして、この密着膜形成用スパッタリングターゲットと、表１に示す軟磁性下地膜形成用スパッタリングターゲットとを、キヤノンアネルバ株式会社製のＤＣマグネトロンスパッタ装置（型式：Ｃ３０１０）のチャンバ１、チャンバ２にそれぞれ配置した。そして、各チャンバ内を真空到達度２×１０−５Ｐａ以下になるまで排気を行なった。
その後、ヤング率測定用試料として、７５ｍｍ×２５ｍｍのガラス基板上に、膜厚２０ｎｍの密着膜を形成した。続いて、この密着膜上に膜厚４０ｎｍの軟磁性下地膜を形成した。成膜条件は、Ａｒガス圧０．６Ｐａ、投入電力１ｋＷとした。尚、軟磁性下地膜は、密着膜を形成した基板に、−１００Ｖ、−２００Ｖ、−３５０Ｖのバイアス電圧をそれぞれ印加しながら形成したものと、バイアス電圧を印加しないものを用意した。
【００２７】
上記で作製したヤング率測定用の各試料について、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ，Ｉｎｃ．製のＴｉ−９５０ＴｒｉｂｏＩｎｄｅｎｔｅｒを使用し、先端径が０．１５７ｍｍのＢｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子により８μＮの荷重を付与した。そして、得られた荷重−変位曲線から変位量を測定し、式（１）を用いてＨｅｒｔｚ法によるヤング率Ｅｒを算出した。
【００２８】
膜応力測定用の試料は、日本ケミコン株式会社製の直径が１００ｍｍ、厚さが５２５μｍのＳｉウェハー上に、膜厚２０ｎｍのＣｒ−Ｔｉ５０（原子％）からなる密着膜を形成した。尚、成膜条件は、上記のヤング率測定用試料と同条件とした。そして、東朋テクノロジー株式会社製のＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  ＦＬＸ−２０３０−Ｓを用いて、密着膜を形成した後、つまり軟磁性下地膜形成前のＳｉウェハーの曲率半径を測定した。
続いて、その密着膜上に、表１に示す各組成で、膜厚４０ｎｍの軟磁性下地膜を形成した。尚、成膜条件は、上記のヤング率測定用試料と同条件とした。そして、軟磁性下地膜形成後のＳｉウェハーの曲率半径を測定した。
得られた軟磁性下地膜形成前後の曲率半径の測定結果から、式（２）、式（３）を用いて軟磁性下地膜の膜応力を算出した。ここで、式（２）中のＥ／（１−υ）の値は、１．８０５ＭＰａを用いた。尚、表１における膜応力の符号は、マイナスが圧縮応力、プラスが引張応力である。そして、表１に記載した下線部は、本発明の範囲外であることを示す。
【００２９】
【表１】
2018018563.tif 000005
【００３０】
表１の結果より、比較例の軟磁性下地膜は、Ｈｅｒｔｚ法によるヤング率Ｅｒが１６０ＧＰａ未満であるか、膜応力がマイナス値、つまり圧縮応力であっても、その値は４００ＭＰａ未満であるものであった。
これに対して、本発明の軟磁性下地膜は、Ｈｅｒｔｚ法によるヤング率Ｅｒがいずれも１６０ＧＰａ以上であることが確認できた。これにより、本発明の軟磁性下地膜は、高いヤング率を具備するため、スクラッチ耐性の向上に寄与する。
また、本発明の軟磁性下地膜は、膜応力がマイナス値、つまり圧縮応力で４００ＭＰａ以上であった。そして、膜応力に起因してヤング率も向上していることが確認できた。これにより、本発明の軟磁性下地膜は、高い圧縮応力を具備するため、容易磁化方向を安定して膜厚方向に向けることができ、書き込み特性の向上にも寄与する。