(57)【要約】【課題】本発明は、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることが可能な磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の代表的な構成は、基板上に配向制御層１６、非磁性の下地層１８、磁気記録層２２を備える磁気記録媒体において、配向制御層１６は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とすることを特徴とする。【選択図】図２
2008276916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、
前記配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記配向制御層は、Ｎｉを主成分とし、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのいずれか１つ以上の添加元素を含む合金から成ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記非磁性の下地層および磁気記録層は、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記下地層より当該磁気記録媒体の表面側に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有し、全体として非磁性となるオンセット層を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記オンセット層の結晶粒子には少なくともＣｏとＣｒを含有し、前記非磁性物質に酸化物を含むことを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記オンセット層より当該磁気記録媒体の表面側に、少なくともＣｏ（コバルト）を含有し柱状に成長した磁性結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有する磁気記録層を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
基板上に配向制御層を成膜し、
非磁性の下地層を成膜し、
磁気記録層を成膜する磁気記録媒体の製造方法において、
前記配向制御層はニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とし、かつ、前記配向制御層、前記非磁性の下地層、および前記磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）などに搭載される磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤの面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚あたり１００ＧＢを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには１平方インチあたり１５０Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来から商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、いわゆる熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが提案されている。
【０００４】
垂直磁気記録方式は、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。
【０００５】
また垂直磁気記録方式においても、さらなる高記録密度化が要求されている。高記録密度化のためには、極小化した記録ビットに書き込まれた信号が失われないために高い保磁力Ｈｃが必要であり、また極小化に伴い小さくなる信号レベルを誤りなく読み取るために高いＳ／Ｎ比（Signal Noise Ratio）が必要である。垂直磁気記録方式では、磁気記録層を磁性粒（磁性グレイン）の間に非磁性物質（主に酸化物）を偏析させて粒界部を形成したグラニュラー構造とし、磁性粒を孤立微細化することによりＳ／Ｎ比および保磁力Ｈｃを向上させることができる。特許文献１（特開２００３−２１７１０７）には、磁性粒をエピタキシャル成長させて柱状のグラニュラー構造を形成した構成が記載されている。
【０００６】
磁気ディスクは、信号を記録するための磁気記録層、磁気記録層の結晶配向性を向上させるための下地層、下地層の結晶配向性を向上させるための配向制御層など、複数の層から構成される。これらの層はスパッタリングによって成膜されるが、生産性の観点からインライン型のスパッタリング装置を用いる場合が多い。インライン型とはスパッタリングを行う成膜チャンバを複数連ねて、ディスク基板を順に搬送しながら各成膜チャンバで成膜する方式である。例えば特許文献２（特開２００１−２０７２５８）には、インライン型のスパッタリング装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２１７１０７号公報
【特許文献２】特開２００１−２０７２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気ディスクは、上記のように高記録密度も必要であるが、また同時に、安価に大量生産しなくてはならないという側面を有している。そのため生産性も重要な要素であり、作りやすい構成であることが要求される。
【０００８】
しかし、生産性を向上させるためにインライン型のスパッタリング装置においてスループット（単位時間あたりの処理量）を増やすと、保磁力Ｈｃが低下する傾向にあることがわかっている。そのため従来はスループットを向上させることは難しく、ライン（スパッタリング装置）を増やしたり、稼働時間を増やしたりすることで生産量を確保していた。
【０００９】
そこで本発明は、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることが可能な磁気記録媒体およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明者らが鋭意検討したところ、インライン型のスパッタリング装置においてスループットを増やすと、磁気記録層の結晶配向性に乱れが生じ、これにより保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比が低下していることがわかった。さらに研究したところ、配向性の乱れは、下地層の下の配向制御層から始まっていることがわかった。そして配向制御層について種々検討したところ、配向制御層の酸化が配向性の乱れの原因であることの心証を得て、これを実験により確認し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明の代表的な構成は、基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とすることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、配向制御層が酸化による影響を受けにくいため、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくく、保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることができる。
【００１３】
配向制御層は、Ｎｉ（ニッケル）を主成分とし、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）のいずれか１つ以上の添加元素を含む合金から成ることが好ましい。Ｎｉは酸化に強い点で好ましい。ただしＮｉは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでＮｉが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を５ａｔ％（原子％）以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はｆｃｃ構造（面心立方格子）を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を１５ａｔ％以下とすることが好ましい。
【００１４】
非磁性の下地層および磁気記録層は、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）であることを特徴とする。下地層および磁気記録層がｈｃｐ構造であるとき、ｆｃｃ構造の配向制御層によって結晶配向性を制御することができ、高い保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比を実現することができる。
【００１５】
下地層より当該磁気記録媒体の表面側に、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有し、全体として非磁性となるオンセット層を備えることを特徴とする。下地層はｈｃｐ構造のほぼ均一な結晶構造であり、グラニュラー構造の磁気記録層を形成するに際し、非磁性のグラニュラー層を形成することにより磁気記録層のグラニュラー（磁性結晶粒子）の分離性を促進し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。オンセット層を設けると分離性が向上する代わりに配向性が低下する傾向にあるが、特に配向制御層の下に酸化に強い配向制御層を備えることにより、オンセット層の配向性をさらに向上し、さらに磁気記録層の配向性を向上して高い保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比を実現することができる。
【００１６】
オンセット層の結晶粒子には少なくともＣｏとＣｒを含有し、非磁性物質に酸化物を含んでいてもよい。Ｃｏを含むことにより、その上に成膜される磁気記録層の磁性結晶粒子のグラニュラー構造が配向性を損なうことなくエピタキシャル成長することができる。
【００１７】
オンセット層より当該磁気記録媒体の表面側に、少なくともＣｏ（コバルト）を含有し柱状に成長した磁性結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造を有する磁気記録層を備えていてもよい。このような構成の磁気記録層とすることにより、配向制御層から配向性を継承する。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることができる。
【００１８】
また本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基板上に配向制御層を成膜し、非磁性の下地層を成膜し、磁気記録層を成膜する磁気記録媒体の製造方法において、配向制御層はニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とし、かつ、配向制御層、非磁性の下地層、および磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することを特徴とする。複数の成膜チャンバを用いて連続的にスパッタリングを行うため、高いスループットを実現することができるためである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることが可能な磁気記録媒体、およびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明にかかる磁気記録媒体およびその製造方法の実施形態について説明する。本実施形態において磁気記録媒体は垂直磁気記録媒体として説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、面内磁気記録媒体にも適用することが可能である。図１はインライン型のスパッタリング装置を説明する図、図２は磁気記録媒体の構成を説明する図、図３はスループットと保磁力Ｈｃの関係を説明する図、図４はスループットとＳ／Ｎ比の関係を説明する図である。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００２１】
図１に示すスパッタリング装置２００は、ＤＣマグネトロンスパッタリング方式のインライン型のスパッタリング装置である。スパッタリング装置２００は例えば１２個の成膜チャンバ２０２を備えている。各成膜チャンバ２０２は、スパッタリング装置、真空制御装置、任意のガスを供給するガス供給装置などを接続または装備することができ、複数のプロセスをディスク基板１００に対して施すことができる。成膜チャンバ２０２のうち２つはロード（スパッタリング装置２００にディスク基板１００を導入すること）およびアンロード（スパッタリング装置２００からディスク基板１００を排出すること）するために使用される。
【００２２】
またスパッタリング装置２００は予備排気室２０４を備えている。ディスク基板１００（主にガラスまたはアルミニウム）は、洗浄後に予備排気室にロードされ、一定時間真空ポンプを用いて予備排気される。その後、一定の背圧（１０−３Ｐａ程度）に達した後に、成膜チャンバ２０２（背圧１０−５〜１０−６程度）に基板がロードされ、成膜が開始される。成膜完了後、再び予備排気室２０４を経由して、スパッタリング装置からアンロードされる。
【００２３】
一般にインライン型のスパッタリング装置では、上記のように予備排気室を経由してディスク基板１００をロード／アンロードすることにより、ディスク基板１００に順次成膜を行い、高いスループットを実現している。しかしその一方で、予備排気室の背圧は成膜チャンバの背圧と比べれば高いため、ディスク基板１００に吸着したガスなどの不純物を成膜チャンバ２０２に持ち込んでしまっているものと考えられる。
【００２４】
すなわちスパッタリングのプロセス時には個々の成膜チャンバ２０２は密閉されるが、ディスク基板１００が搬送されるときには全ての成膜チャンバ２０２が一斉に開く。そのため背圧（気圧）に差があれば、一瞬のうちに全ての成膜チャンバ２０２に気体が環流してしまう。
【００２５】
ここで上述したように、生産性を向上させるためにインライン型のスパッタリング装置においてスループット（単位時間あたりの処理量）を増やすと、保磁力Ｈｃが低下する傾向にある。これは磁気記録層の結晶配向性に乱れが発生しており、これにより保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比が低下していることがわかった。発明者らがさらに研究したところ、配向性の乱れは、下地層の下の配向制御層から始まっていることがわかった。これは、配向制御層の表面にガスが吸着し、もしくは酸化するために起こるものと推察された。これを解決する一つの手段として予備排気室２０４の背圧を高くする（低圧にする）ことが考えられるが、より高い背圧を達成するためには真空排気時間を長く取らなければならず、スループットを高くすることと相反してしまう。
【００２６】
そして配向制御層について種々検討したところ、配向制御層の酸化が配向性の乱れの原因であることの心証を得て、これを実験により確認し、本発明を完成するに至った。
【００２７】
すなわち後述するように基板上に配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層を備える磁気記録媒体において、配向制御層は、ニッケルまたはニッケルよりもイオン化傾向が小さい元素を主成分とする。上記構成によれば、配向制御層が酸化による影響を受けにくいため、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくく、保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることができる。
【００２８】
配向制御層は、Ｎｉ（ニッケル）を主成分とし、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）のいずれか１つ以上の添加元素を含む合金を好適に用いることができる。Ｎｉは酸化に強い点で好ましい。
【００２９】
ただしＮｉは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでＮｉが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を５ａｔ％（原子％）以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はｆｃｃ構造を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を１５ａｔ％以下とすることが好ましい。
【００３０】
配向制御層、非磁性の下地層、磁気記録層は、インライン型のスパッタリング装置を用いて成膜することが好ましい。複数の成膜チャンバを用いて連続的にスパッタリングを行うため、高いスループットを実現することができる。
【００３１】
非磁性の下地層および磁気記録層は、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）であるときに、本発明は特に有効である。下地層および磁気記録層がｈｃｐ構造であるとき、ｆｃｃ構造の配向制御層によって結晶配向性を制御することができる。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることができる。
【００３２】
［実施例］
図２に示す磁気記録ディスクは、ディスク基体１０、軟磁性層１４、配向制御層１６、下地層１８、オンセット層２０、磁気記録層２２、補助記録層２４、媒体保護層２６、潤滑層２８を備える。
【００３３】
軟磁性層１４は、第一軟磁性層１４ａと第二軟磁性層１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成した。これにより第一軟磁性層と第二軟磁性層の磁化方向を高い精度で反並行に整列させることができ、軟磁性層１４から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層１４ａ、第二軟磁性層１４ｃの組成はＣｏＴａＺｒ（コバルト−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム）とすることができる。スペーサ層１４ｂの組成はＲｕ（ルテニウム）とした。
【００３４】
配向制御層１６は、軟磁性層１４を防護する作用と、下地層１８の結晶粒の配向の整列を促進する作用を備える。配向制御層１６としては、ｆｃｃ構造を有するＰｔ（白金）、ＮｉＷ（ニッケル−タングステン）もしくはＮｉＣｒ（ニッケル−クロム）の層とすることができる。
【００３５】
下地層１８はＲｕからなる２層構造となっている。上層側の第二下地層１８ｂを形成する際に、下層側の第一下地層１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くすることにより、結晶配向性と磁気記録層２２の磁性粒子の分離を同時に改善することができる。
【００３６】
オンセット層２０は非磁性のグラニュラー層である。下地層１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に磁気記録層２２を成長させることにより、磁性の磁気記録層２２を初期段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。オンセット層２０の組成は非磁性のＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２（ＳｉＯ２：酸化珪素）とした。
【００３７】
磁気記録層２２は、非磁性物質である酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有するＣｏＣｒＰｔ（コバルト−クロム−白金）からなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を形成した。
【００３８】
補助記録層２４は磁気記録層２２の上に高い垂直磁気異方性を示す薄膜（連続層）を形成し、交換エネルギー制御層を構成するものである。これにより磁気記録層２２の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、補助記録層２４の高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層２４の組成は、ＣｏＣｒＰｔＢとした。
【００３９】
媒体保護層２６は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成した。媒体保護層２６は、磁気ヘッドの衝撃から磁気記録層を防護するための保護層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に磁気記録層を防護することができる。
【００４０】
潤滑層２８は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜した。潤滑層２８の膜厚は約１ｎｍである。
【００４１】
［評価］
同一のスパッタリング装置において、配向制御層１６を、実施例１，２としてＰｔおよびＮｉＷで構成し、比較例としてＴａで構成した。そしてそれぞれについてスループットを変えながら数種類の磁気記録媒体を作成した。そして静磁気特性をＰｏｌａｒ Ｋｅｒｒ効果測定装置を用いて測定し、保磁力Ｈｃの評価を行った。その結果を図３および図４に示す。図においてスループットの単位はｐｐｈ（Piece per hour）、保磁力Ｈｃの単位はＯｅ（エルステッド：磁界の強さを表す）である。
【００４２】
図３に示すように、配向制御層１６にＴａを用いた場合（比較例）は、スループットの増加に対して保磁力Ｈｃが減少していく傾向がわかる。これに対し配向制御層１６にＰｔを用いた場合（実施例１）、高スループットでもＴａで低スループットの場合と同等な保磁力Ｈｃが得られていることがわかる。またＰｔを用いた場合には、スループットを上げるとむしろ保磁力Ｈｃが向上している。配向制御層１６にＮｉＷを用いた場合（実施例２）、保磁力Ｈｃが最も高く、スループットを上げても保持力はわずかな低下しか見られなかった。
【００４３】
図４に示すように、Ｓ／Ｎ比についてもほぼ同様の傾向にあり、Ｔａに対してＰｔ、ＮｉＷの方が飛躍的にＳ／Ｎ比が高かった。また、ＰｔおよびＮｉＷは、スループットを上げてもＳ／Ｎ比はわずかな低下しか見られなかった。
【００４４】
これらのことから、配向制御層１６として酸化されにくい元素を主成分とすることで、従来の装置に大きな変更を加えることなく高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることが可能であることが確認できた。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の第２実施形態について説明する。なお、以下の実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。上記第１実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図５は第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１０２の構成を説明する図である。図５に示す垂直磁気記録媒体１０２は、ディスク基体１１０、付着層１１２、第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃ、配向制御層１１６、第１下地層１１８ａ、第２下地層１１８ｂ、オンセット層１２０、第１磁気記録層１２２ａ、第２磁気記録層１２２ｂ、補助記録層１２４、媒体保護層１２６、潤滑層１２８で構成されている。なお第１軟磁性層１１４ａ、スペーサ層１１４ｂ、第２軟磁性層１１４ｃは、あわせて軟磁性層１１４を構成する。第１下地層１１８ａと第２下地層１１８ｂはあわせて下地層１１８を構成する。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂとはあわせて磁気記録層１２２を構成する。
【００４７】
以下に説明するように、本実施形態に示す垂直磁気記録媒体１０２は、磁気記録層１２２の第１磁気記録層１２２ａおよび第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方に複数の種類の酸化物（以下、「複合酸化物」という。）を含有させることにより、非磁性の粒界に複合酸化物を偏析させている。
【００４８】
ディスク基体１１０は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラス基板の種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラス基板の材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、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、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体１０を得ることができる。
【００４９】
ディスク基体１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１１２から補助記録層１２４まで順次成膜を行い、媒体保護層１２６はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層１２８をディップコート法により形成することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および製造方法について説明する。
【００５０】
付着層１１２は非晶質の下地層であって、ディスク基体１１０に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層１１４とディスク基体１１０との剥離強度を高める機能を備えている。付着層１１２は、ディスク基体１１０がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。
【００５１】
付着層１１２としては、例えばＣｒＴｉ系非晶質層を選択することができる。
【００５２】
軟磁性層１１４は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層１１４は第１軟磁性層１１４ａと第２軟磁性層１１４ｃの間に非磁性のスペーサ層１１４ｂを介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層１１４の磁化方向を高い精度で磁路（磁気回路）に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層１１４から生じるノイズを低減することができる。第１軟磁性層１１４ａ、第２軟磁性層１１４ｃの組成としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金、ＣｏＣｒＦｅＢなどのＣｏ−Ｆｅ系合金、［Ｎｉ−Ｆｅ／Ｓｎ］ｎ多層構造のようなＮｉ−Ｆｅ系合金などを用いることができる。
【００５３】
配向制御層１１６は非磁性の合金層であり、軟磁性層１１４を防護する作用と、この上に成膜される下地層１１８に含まれる六方細密充填構造（ｈｃｐ構造）の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。配向制御層１１６は面心立方構造（ｆｃｃ構造）の（１１１）面、または体心立方構造（ｂｃｃ構造）の（１１０）面がディスク基体１１０の主表面と平行となっていることが好ましい。また配向制御層１１６は、これらの結晶構造とアモルファスとが混在した構成としてもよい。
【００５４】
配向制御層は、Ｎｉ（ニッケル）を主成分とし、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）のいずれか１つ以上の添加元素を含む合金から成ることが好ましい。Ｎｉは酸化に強い点で好ましい。ただしＮｉは強磁性体であり、非磁性下地層の下に強磁性体からなる磁性層が存在すると磁気ディスクが所望の動作をしなくなってしまう。そこでＮｉが磁性を有しない量の他の元素を添加することが好ましく、具体的には上記のような金属を５ａｔ％（原子％）以上混入することが好ましい。一方、配向制御層はｆｃｃ構造（面心立方格子）を有することが必要であり、添加物が多くなりすぎると結晶構造を維持できなくなってアモルファスとなってしまうため、添加量には好ましい上限がある。具体的には、添加物は上記のような金属を１５ａｔ％以下とすることが好ましい。
【００５５】
下地層１１８はｈｃｐ構造であって、磁気記録層２２のＣｏのｈｃｐ構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層１８の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層１１８の結晶の（０００１）面がディスク基体１１０の主表面と平行になっているほど、磁気記録層２２の配向性を向上させることができる。下地層の材質としてはＲｕが代表的であるが、その他に、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏから選択することができる。Ｒｕはｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。
【００５６】
下地層１１８をＲｕとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりＲｕからなる２層構造とすることができる。具体的には、上層側の第２下地層１１８ｂを形成する際に、下層側の第１下地層１１８ａを形成するときよりもＡｒのガス圧を高くする。ガス圧を高くするとスパッタリングされるプラズマイオンの自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶配向性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ｒｕの結晶格子の大きさはＣｏの結晶格子よりも大きいため、Ｒｕの結晶格子を小さくすればＣｏのそれに近づき、Ｃｏのグラニュラー層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
【００５７】
オンセット層１２０は非磁性のグラニュラー層である。下地層１１８のｈｃｐ結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第１磁気記録層１２２ａのグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階（立ち上がり）から分離させる作用を有している。オンセット層１２０の組成は、Ｃｏ系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、グラニュラー構造とすることができる。特にＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒＲｕ−ＳｉＯ２を好適に用いることができ、さらにＲｕに代えてＲｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ａｕ（金）も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒（磁性グレイン）間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト（Ｃｏ）と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素（ＳｉＯｘ）、クロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）を例示できる。
【００５８】
上記のように下地層の表面側にオンセット層を備えることにより、酸化に強い配向制御層の上に配向制御層を備えることにより、オンセット層の配向性をさらに向上し、さらに磁気記録層の配向性を向上して高い保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比を実現することができる。すなわち下地層はｈｃｐ構造のほぼ均一な結晶構造であり、グラニュラー構造の磁気記録層を形成するに際し、非磁性のグラニュラー層を形成することにより磁気記録層のグラニュラー（磁性結晶粒子）の分離性を促進し、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００５９】
オンセット層の結晶粒子には少なくともＣｏとＣｒを含有し、非磁性物質に酸化物を含んでいてもよい。Ｃｏを含むことにより、その上に成膜される磁気記録層の磁性結晶粒子のグラニュラー構造が配向性を損なうことなくエピタキシャル成長することができる。
【００６０】
磁気記録層１２２は、Ｃｏ系合金、Ｆｅ系合金、Ｎｉ系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有している。この磁性粒は、オンセット層２０を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。磁気記録層は単層でもよいが、本実施形態では組成および膜厚の異なる第１磁気記録層１２２ａと、第２磁気記録層１２２ｂとから構成されている。第１磁気記録層１２２ａと第２磁気記録層１２２ｂは、いずれも非磁性物質としてはＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３等の酸化物や、ＢＮ等の窒化物、Ｂ４Ｃ３等の炭化物を好適に用いることができる。
【００６１】
このような構成の磁気記録層とすることにより、配向制御層から配向性を継承する。したがって上記のように配向制御層が酸化による影響を受けにくく、スループットを向上させても配向制御層に乱れが生じにくいことから、保磁力ＨｃおよびＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。これにより高いスループットと高い保磁力およびＳ／Ｎ比を両立させることができる。
【００６２】
さらに本実施形態では、第１磁気記録層１２２ａまたは第２磁気記録層１２２ｂのいずれかまたは両方において２以上の非磁性物質を複合して用いる。このとき含有する非磁性物質の種類には限定がないが、特にＳｉＯ２およびＴｉＯ２を含むことが好ましく、次にいずれかに代えて／加えてＣｒ２Ｏ３を好適に用いることができる。例えば第１磁気記録層２２ａは、粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＣｒ２Ｏ３とＳｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ２Ｏ３−ＳｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成することができる。また例えば第２磁気記録層２２ｂは、粒界部に複合酸化物の例としてＳｉＯ２とＴｉＯ２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２−ＴｉＯ２のｈｃｐ結晶構造を形成することができる。
【００６３】
補助記録層１２４はグラニュラー構造を有する磁気記録層１２２の上に、面内方向に磁気的に連続した層（連続層とも呼ばれる）である。補助記録層１２４は必ずしも必要ではないが、これを設けることにより磁気記録層１２２の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、逆磁区核形成磁界Ｈｎの向上、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を図ることができる。
【００６４】
媒体保護層１２６は、真空を保ったままカーボンをＣＶＤ法により成膜して形成することができる。媒体保護層１２６は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。
【００６５】
潤滑層１２８は、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により成膜することができる。ＰＦＰＥは長い鎖状の分子構造を有し、媒体保護層１２６表面のＮ原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層１２８の作用により、垂直磁気記録媒体１０２の表面に磁気ヘッドが接触しても、媒体保護層１２６の損傷や欠損を防止することができる。
【００６６】
以上の製造工程により、垂直磁気記録媒体１０２を得ることができる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される磁気記録媒体およびその製造方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】インライン型のスパッタリング装置を説明する図である。
【図２】磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図３】スループットと保磁力Ｈｃの関係を説明する図である。
【図４】スループットとＳ／Ｎ比の関係を説明する図である。
【図５】第２実施形態にかかる垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０   …ディスク基体
１４   …軟磁性層
１４ａ  …第一軟磁性層
１４ｂ  …スペーサ層
１４ｃ  …第二軟磁性層
１６   …配向制御層
１８   …下地層
１８ａ  …第一下地層
１８ｂ  …第二下地層
２０   …オンセット層
２２   …磁気記録層
２４   …補助記録層
２６   …媒体保護層
２８   …潤滑層
１００  …ディスク基板
１０２  …垂直磁気記録媒体
１１０  …ディスク基体
１１２  …付着層
１１４  …軟磁性層
１１４ａ  …第１軟磁性層
１１４ｂ  …スペーサ層
１１４ｃ  …第２軟磁性層
１１６  …配向制御層
１１８  …下地層
１１８ａ  …第１下地層
１１８ｂ  …第２下地層
１２０  …オンセット層
１２２  …磁気記録層
１２２ａ  …第１磁気記録層
１２２ｂ  …第２磁気記録層
１２４  …補助記録層
１２６  …媒体保護層
１２８  …潤滑層
２００  …スパッタリング装置
２０２  …成膜チャンバ
２０４  …予備排気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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