(57)【要約】【課題】熱による下地の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、下地の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成する。【解決手段】磁気記録媒体１は、基板２と、この基板２の一方の面の上に順に配置された下地層３、磁性層４、保護層５および潤滑層６を備えている。磁性層４は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜よりなる。この磁性薄膜は、スパッタリング法によって、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成した後、この薄膜を熱処理することによって形成する。熱処理では、薄膜と基板２のうち、薄膜の方を熱源の近くに配置し、基板２の温度が所定の温度に達するまでの期間における基板２の昇温速度を７℃／分以上とする。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成する方法であって、
下地の上に、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜を形成する工程と、
前記薄膜中の前記合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために前記薄膜を熱処理する工程とを備え、
前記熱処理する工程は、前記薄膜と下地のうち、薄膜の方を熱源の近くに配置し、前記下地の温度を、所定の温度に達するまで７℃／分以上の昇温速度で上昇させることを特徴とする磁性薄膜の形成方法。
【請求項２】
前記合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であることを特徴とする請求項１記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項３】
前記薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法によって前記薄膜を形成することを特徴とする請求項１または２記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項４】
前記薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法としてスパッタリング法を用いることを特徴とする請求項３記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項５】
前記薄膜を形成する工程は、非磁性材料の膜中に前記合金の粒子が分散されたグラニュラ構造の薄膜を形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項６】
前記薄膜を形成する工程は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有する薄膜を形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項７】
前記薄膜を形成する工程は、前記合金を構成する元素以外の元素を含むように前記薄膜を形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項８】
前記昇温速度を１３℃／分以上とすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項９】
前記昇温速度を１７℃／分以上とすることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１０】
基板とその上に配置された磁性層とを有し、前記磁性層は面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁気記録媒体を製造する方法であって、
請求項１ないし９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法を用いて、下地としての前記基板の上に、前記磁性薄膜よりなる前記磁性層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成する方法であって、
下地の上に、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜を形成する工程と、
前記薄膜中の前記合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために、前記薄膜を所定の温度で熱処理する工程とを備え、
前記熱処理する工程は、前記下地の温度を前記所定の温度よりも低くすることを特徴とする磁性薄膜の形成方法。
【請求項１２】
前記合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であることを特徴とする請求項１１記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１３】
前記薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法によって前記薄膜を形成することを特徴とする請求項１１または１２記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１４】
前記薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法としてスパッタリング法を用いることを特徴とする請求項１３記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１５】
前記薄膜を形成する工程は、非磁性材料の膜中に前記合金の粒子が分散されたグラニュラ構造の薄膜を形成することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１６】
前記薄膜を形成する工程は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有する薄膜を形成することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１７】
前記薄膜を形成する工程は、前記合金を構成する元素以外の元素を含むように前記薄膜を形成することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１８】
前記所定の温度は、５００℃以上であることを特徴とする請求項１１ないし１７のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項１９】
前記熱処理する工程における前記下地の温度は、１５０℃以下であることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２０】
前記熱処理する工程における前記所定の温度と前記下地の温度との差は、３５０℃以上であることを特徴とする請求項１１ないし１９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２１】
前記熱処理する工程は、前記薄膜の温度を、前記所定の温度に達するまで１０℃／分以上の昇温速度で上昇させることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２２】
前記熱処理する工程は、前記薄膜の温度を、前記所定の温度に達するまで６０℃／分以上の昇温速度で上昇させることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２３】
前記熱処理する工程は、前記薄膜の温度を、前記所定の温度に達するまで３００℃／分以上の昇温速度で上昇させることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２４】
前記熱処理する工程は、前記薄膜の温度を、前記所定の温度に達するまで３０００℃／分以上の昇温速度で上昇させることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２５】
前記熱処理する工程は、前記薄膜に赤外線を照射して薄膜を加熱することを特徴とする請求項１１ないし２４のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２６】
前記熱処理する工程は、前記下地を冷却用部材に接触させた状態で、前記薄膜に赤外線を照射することを特徴とする請求項２５記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２７】
前記熱処理する工程は、前記下地を、冷却用部材との間に空隙が生じるように冷却用部材に接近させた状態で、前記薄膜に赤外線を照射することを特徴とする請求項２５記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２８】
前記熱処理する工程は、前記下地および前記薄膜を、減圧された空間内に収納した状態で、前記薄膜に赤外線を照射することを特徴とする請求項２５ないし２７記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項２９】
前記減圧された空間内の圧力は、１〜３３Ｐａの範囲内であることを特徴とする請求項２８記載の磁性薄膜の形成方法。
【請求項３０】
基板とその上に配置された磁性層とを有し、前記磁性層は面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁気記録媒体を製造する方法であって、
請求項１１ないし２９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法を用いて、下地としての前記基板の上に、前記磁性薄膜よりなる前記磁性層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３１】
プラスチック基板と、前記プラスチック基板の上に配置された磁性層とを備え、
前記磁性層は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３２】
前記合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であることを特徴とする請求項３１記載の磁気記録媒体。
【請求項３３】
前記磁性薄膜は、非磁性材料の膜中に前記合金の粒子が分散されたグラニュラ構造を有することを特徴とする請求項３１または３２記載の磁気記録媒体。
【請求項３４】
前記磁性薄膜は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有することを特徴とする請求項３１または３２記載の磁気記録媒体。
【請求項３５】
前記磁性薄膜は、前記合金を構成する元素以外の元素を含むことを特徴とする請求項３１または３２記載のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項３６】
下地の上に形成された薄膜を熱処理するための熱処理装置であって、
前記下地を冷却する冷却手段と、
前記薄膜を加熱するための赤外線を前記薄膜に照射する赤外線照射手段と
を備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３７】
更に、前記下地および前記薄膜を減圧された空間内に収納するための収納室を備えたことを特徴とする請求項３６記載の熱処理装置。
【請求項３８】
前記冷却手段は、前記下地を支持すると共に、前記下地から熱を放散させる支持台を有することを特徴とする請求項３６または３７記載の熱処理装置。
【請求項３９】
前記冷却手段は、更に、前記支持台を冷却する冷却装置を有することを特徴とする請求項３８記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の磁性層として用いるのに適した磁性薄膜の形成方法、基板とその上に配置された磁性層とを有する磁気記録媒体およびその製造方法、ならびに上記磁性薄膜を形成する際に利用される熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ハードディスク装置等の磁気ディスク装置に用いられる磁気記録媒体は、基板とその上に配置された磁性層とを有している。近年、磁気記録媒体では、面記録密度の向上に伴い、熱揺らぎによる記録の劣化が問題になってきている。そのため、磁気記録媒体の磁性層の材料としては、保磁力の大きな磁性材料が求められている。そのような磁性材料の一つとして、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相のＦｅ−Ｐｔ（鉄−白金）系合金やＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）系合金が注目されている。これらの規則相の合金は大きな一軸磁気異方性を有する。そのため、これらの規則相の合金の薄膜は、大きな面内方向の保磁力を有する。例えば、規則相のＦｅ−Ｐｔ系合金の薄膜は、１０ｋＯｅ（＝×７９．６×１０３Ａ／ｍ）を超えるような面内方向の保磁力を有する。
【０００３】
ところで、磁気記録媒体の磁性層の形成方法としては、一般的に、量産性に優れた方法である物理的気相成長法、例えばスパッタリング法が用いられている。しかし、スパッタリング法によって、Ｆｅ−Ｐｔ系合金を含む薄膜を成膜すると、保磁力が極めて小さい面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相のＦｅ−Ｐｔ合金を含む薄膜が形成される。ただし、不規則相のＦｅ−Ｐｔ合金は、５００℃程度の温度での熱処理を施すことにより、その結晶構造が不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化することが知られている。従って、磁気記録媒体の磁性層として規則相のＦｅ−Ｐｔ系合金を含む薄膜を用い、且つこの薄膜をスパッタリング法を用いて形成する場合には、スパッタリング後の薄膜を熱処理することが必要になる。以上のことは、規則相のＣｏ−Ｐｔ系合金を含む薄膜を形成する場合も同様である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、磁気記録媒体の基板には、アルミニウム基板やガラス基板やプラスチック基板がある。このうち、プラスチック基板には、低コストで製造できるという利点がある。従って、プラスチック基板の上に、スパッタリング法による成膜と熱処理とを用いて、規則相の合金を含む薄膜よりなる磁性層を形成することができれば、高い面記録密度に対応可能で、且つ低コストで製造可能な磁気記録媒体を実現することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、プラスチック基板は熱に対して弱い。例えば、プラスチック基板の材料としてよく用いられるポリカーボートのガラス転移温度は１４５〜１５０℃程度である。そのため、従来は、熱によるプラスチック基板の損傷を防止しながら、プラスチック基板の上に、上述のようにスパッタリングによる成膜と熱処理とを用いて、規則相の合金を含む薄膜よりなる磁性層を形成することが困難であった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、熱による下地の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、下地の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成することができるようにした磁性薄膜の形成方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、熱による基板の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、基板の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁性層を形成することができるようにした磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の第３の目的は、高い面記録密度に対応可能で、且つ低コストで製造可能な磁気記録媒体を提供することにある。
【０００９】
本発明の第４の目的は、熱による基板の損傷を防止しながら、基板の上に形成された薄膜に対して熱処理を行うことができるようにした熱処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の磁性薄膜の形成方法は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成する方法であって、
下地の上に、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜を形成する工程と、
薄膜中の合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために薄膜を熱処理する工程とを備え、
熱処理する工程は、薄膜と下地のうち、薄膜の方を熱源の近くに配置し、下地の温度を、所定の温度に達するまで７℃／分以上の昇温速度で上昇させるものである。
【００１１】
本発明の第１の磁性薄膜の形成方法では、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜が形成される。この薄膜は、熱処理されることによって、薄膜中の合金の結晶構造が不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化して、規則相の合金を含む磁性薄膜となる。本発明では、薄膜を熱処理する際に、薄膜と下地のうち、薄膜の方を熱源の近くに配置し、下地の温度を、所定の温度に達するまで７℃／分以上の昇温速度で上昇させる。これにより、基板の温度を比較的低い温度に保ちながら、合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させることが可能になる。
【００１２】
本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であってもよい。
【００１３】
また、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法によって薄膜を形成してもよい。この場合、薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法としてスパッタリング法を用いてもよい。
【００１４】
また、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、非磁性材料の膜中に合金の粒子が分散されたグラニュラ構造の薄膜を形成してもよい。
【００１５】
また、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有する薄膜を形成してもよい。
【００１６】
また、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、合金を構成する元素以外の元素を含むように薄膜を形成してもよい。
【００１７】
また、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法において、昇温速度を１３℃／分以上としてもよいし、１７℃／分以上としてもよい。
【００１８】
本発明の第１の磁気記録媒体の製造方法は、基板とその上に配置された磁性層とを有し、磁性層は面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁気記録媒体を製造する方法であって、本発明の第１の磁性薄膜の形成方法を用いて、下地としての基板の上に、磁性薄膜よりなる磁性層を形成するものである。
【００１９】
本発明の第２の磁性薄膜の形成方法は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成する方法であって、
下地の上に、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜を形成する工程と、
薄膜中の合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために、薄膜を所定の温度で熱処理する工程とを備え、
熱処理する工程は、下地の温度を所定の温度よりも低くするするものである。
【００２０】
本発明の第２の磁性薄膜の形成方法では、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相の合金を含む薄膜が形成される。この薄膜は、所定の温度で熱処理することによって、薄膜中の合金の結晶構造が不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化して、規則相の合金を含む磁性薄膜となる。本発明では、薄膜を熱処理する際に、下地の温度を所定の温度よりも低くする。これにより、熱による下地の損傷を防止しながら、合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させることが可能になる。
【００２１】
本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であってもよい。
【００２２】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法によって薄膜を形成してもよい。この場合、薄膜を形成する工程は、物理的気相成長法としてスパッタリング法を用いてもよい。
【００２３】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、非磁性材料の膜中に合金の粒子が分散されたグラニュラ構造の薄膜を形成してもよい。
【００２４】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有する薄膜を形成してもよい。
【００２５】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、薄膜を形成する工程は、合金を構成する元素以外の元素を含むように薄膜を形成してもよい。
【００２６】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、所定の温度は５００℃以上であってもよい。
【００２７】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程における下地の温度は１５０℃以下であってもよい。
【００２８】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程における所定の温度と下地の温度との差は３５０℃以上であってもよい。
【００２９】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程は、薄膜の温度を、所定の温度に達するまで、１０℃／分以上の昇温速度で上昇させてもよい。
【００３０】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程は、薄膜の温度を、所定の温度に達するまで、６０℃／分以上の昇温速度で上昇させてもよい。
【００３１】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程は、薄膜の温度を、所定の温度に達するまで、３００℃／分以上の昇温速度で上昇させてもよい。
【００３２】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程は、薄膜の温度を、所定の温度に達するまで、３０００℃／分以上の昇温速度で上昇させてもよい。
【００３３】
また、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法において、熱処理する工程は、薄膜に赤外線を照射して薄膜を加熱してもよい。この場合、熱処理する工程は、下地を冷却用部材に接触させた状態で、薄膜に赤外線を照射してもよい。あるいは、熱処理する工程は、下地を、冷却用部材との間に空隙が生じるように冷却用部材に接近させた状態で、薄膜に赤外線を照射してもよい。また、熱処理する工程は、下地および薄膜を、減圧された空間内に収納した状態で、薄膜に赤外線を照射してもよい。この場合、減圧された空間内の圧力は、１〜３３Ｐａの範囲内であってもよい。
【００３４】
本発明の第２の磁気記録媒体の製造方法は、基板とその上に配置された磁性層とを有し、磁性層は面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁気記録媒体を製造する方法であって、本発明の第２の磁性薄膜の形成方法を用いて、下地としての基板の上に、磁性薄膜よりなる磁性層を形成するものである。
【００３５】
また、本発明の磁気記録媒体は、プラスチック基板と、プラスチック基板の上に配置された磁性層とを備え、磁性層は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなるものである。本発明の磁気記録媒体は、本発明の第１または第２の磁気記録媒体の製造方法によって製造することができる。
【００３６】
本発明の磁気記録媒体において、合金は、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金またはＣｏ−Ｐｔ系の合金であってもよい。
【００３７】
また、本発明の磁気記録媒体において、磁性薄膜は、非磁性材料の膜中に合金の粒子が分散されたグラニュラ構造を有していてもよい。
【００３８】
また、本発明の磁気記録媒体において、磁性薄膜は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離された複数の微小な構造物を有していてもよい。
【００３９】
また、本発明の磁気記録媒体において、磁性薄膜は、合金を構成する元素以外の元素を含んでいてもよい。
【００４０】
また、本発明の熱処理装置は、下地の上に形成された薄膜を熱処理するための装置であって、下地を冷却する冷却手段と、薄膜を加熱するための赤外線を薄膜に照射する赤外線照射手段とを備えたものである。
【００４１】
本発明の熱処理装置によれば、熱による下地の損傷を防止しながら、薄膜に対する熱処理を行うことが可能になる。
【００４２】
本発明の熱処理装置は、更に、下地および薄膜を減圧された空間内に収納するための収納室を備えていてもよい。
【００４３】
本発明の熱処理装置において、冷却手段は、下地を支持すると共に、下地から熱を放散させる支持台を有していてもよい。この場合、冷却手段は、更に、支持台を冷却する冷却装置を有していてもよい。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１の断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の構成について説明する。本実施の形態に係る磁気記録媒体１は、例えばハードディスクとして用いられる。磁気記録媒体１は、基板２と、この基板２の一方の面の上に配置された下地層３と、この下地層３の上に配置された磁性層４と、この磁性層４の上に配置された保護層５と、この保護層５の上に配置された潤滑層６とを備えている。なお、磁気記録媒体１は、図１に示した例では基板２の一方の面の上に上記各層３〜６が配置されたものになっているが、基板２の両面にそれぞれ各層３〜６が配置されたものであってもよい。
【００４５】
基板２は、例えば、アルミニウムやガラスによって形成されていてもよいし、ポリカーボネート等のプラスチックによって形成されていてもよい。以下の説明では、基板２は、プラスチックによって形成されているものとする。下地層３は、磁性層４における結晶の配向を制御するための金属または合金よりなる層である。なお、下地層３は省いてもよい。磁性層４は、情報が磁気的に記録される層である。磁性層４における磁化容易方向は、磁性層４の面に平行な方向でもよいし、磁性層４の面に垂直な方向でもよい。この磁性層４については後で詳しく説明する。保護層５は、記録層４を保護する層である。保護層５の材料には、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等が用いられる。潤滑層６は、磁気記録媒体１と磁気ヘッドとが摺動する際における両者の磨耗を抑制するものである。潤滑層６の材料には、フッ素系の液体潤滑材等が用いられる。
【００４６】
磁性層４は、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる。磁性層４に用いられる合金としては、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金や、Ｃｏ−Ｐｔ系の合金がある。このような規則相の合金は大きな一軸磁気異方性を有し、そのため、この規則相の合金を含む磁性薄膜は大きな面内方向の保磁力を有する。以下の説明では、合金として、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金、例えばＦｅＰｔ（Ｆｅ：５０原子％，Ｐｔ：５０原子％）合金を用いるものとする。
【００４７】
磁性層４は、上記の合金のみからなる薄膜で構成されていてもよいし、上記の合金の他に、その合金を構成する元素以外の元素（以下、添加元素という。）を含む薄膜で構成されていてもよい。添加元素としては、Ａｇ、Ｂ、Ｃｕ、Ｉｒ等がある。薄膜中の添加元素の割合は、１０原子％以下が好ましい。
【００４８】
また、磁性層４は、非磁性材料の膜中に上記の合金の粒子が分散されたグラニュラ構造の薄膜で構成されていてもよい。この場合、非磁性材料としては、例えばＳｉＯ２が用いられる。
【００４９】
また、磁性層４は、パターンド・メディアに用いられる磁性層であってもよい。この場合の磁性層４は、それぞれ磁性材料よりなり、互いに分離され且つ緻密に、規則的あるいは不規則的に配列された複数の微小な構造物を有している。隣接する構造物の間には、例えば非磁性層が設けられている。複数の微小な構造物は、例えば、平坦な上面を有する薄膜をリソグラフィ等を用いてパターニングすることによって形成される。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る磁気記録媒体１の製造方法について説明する。この製造方法では、まず、材料として樹脂を用い、例えば射出成形によって基板２を作製する。
【００５１】
次に、基板２の上に、下地層３、磁性層４、保護層５および潤滑層６を順に形成する。下地層３は例えばスパッタリング法によって形成される。なお、下地層３は省いてもよい。磁性層４の形成方法については後で詳しく説明する。保護層５は例えばスパッタリング法によって形成される。潤滑層６は例えば塗布によって形成される。
【００５２】
次に、本実施の形態における磁性層４の形成方法について詳しく説明する。この形成方法では、まず、基板２の上に、直接あるいは下地層３を介して、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する。この薄膜は、物理的気相成長法によって形成してもよいし、めっき法等の他の方法で形成してもよい。以下の説明では、上記薄膜を物理的気相成長法によって形成するものとする。基板２の上に直接、ＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する場合には、基板２が本発明における下地に対応する。基板２の上に下地層３を介して、ＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する場合には、基板２および下地層３が本発明における下地に対応する。物理的気相成長法としては、例えばスパッタリング法や真空蒸着法を用いる。
【００５３】
ここで、図２を参照して、スパッタリング法によって、上記のＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する方法のいくつかの例について説明する。まず、ＦｅＰｔ合金のみからなる薄膜の形成方法の例について説明する。この例では、スパッタリング装置におけるターゲットとして、図２に示したターゲットを用いてスパッタリングを行って、ＦｅＰｔ合金のみからなる薄膜を形成する。図２に示したターゲットは、Ｆｅよりなるターゲット材１１の上に複数のＰｔよりなるチップ１２を貼り付けたものである。ＦｅＰｔ合金の他に添加元素を含む薄膜を形成する場合には、ターゲットとして、図２に示したターゲットにおけるターゲット材１１の上に、Ｐｔよりなるチップ１２の他に、添加元素よりなる複数のチップを貼り付けたものを用いてスパッタリングを行えばよい。また、グラニュラ構造の薄膜を形成する場合には、ターゲットとして、図２に示したターゲットにおけるターゲット材１１の上に、Ｐｔよりなるチップ１２の他に、ＳｉＯ２等の非磁性材料よりなる複数のチップを貼り付けたものを用いてスパッタリングを行えばよい。
【００５４】
本実施の形態における磁性層４の形成方法では、次に、上述のようにして形成された薄膜中の合金の結晶構造を、不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために、薄膜を熱処理する。図３は、不規則相のＦｅＰｔ合金の結晶構造、すなわち面心立方晶系の結晶構造を示している。この不規則相のＦｅＰｔ合金の保磁力は極めて小さい。図４は、規則相のＦｅＰｔ合金の結晶構造、すなわち面心正方晶系の結晶構造を示している。熱処理によって、ＦｅＰｔ合金の結晶構造は、図３に示した不規則相の結晶構造から図４に示した規則相の結晶構造へ変化する。図４に示した規則相のＦｅＰｔ合金では、図４において記号ＥＡで示した矢印の方向が磁化容易軸の方向となる。この規則相のＦｅＰｔ合金は、大きな一軸磁気異方性を有し、その結果、大きな保磁力を有する。
【００５５】
なお、磁性層４を、パターンド・メディアに用いられる磁性層とする場合には、不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜をパターニングして、複数の微小な構造物を有する薄膜を形成した後に、薄膜を熱処理してもよいし、不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜を熱処理した後に、薄膜をパターニングして、複数の微小な構造物を有する薄膜を形成してもよい。
【００５６】
次に、薄膜を熱処理する工程について説明する。この熱処理工程は、例えば、減圧可能な抵抗加熱炉を用いて、真空下で行われる。この熱処理工程において、不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜が形成された基板２は、薄膜が上を向く姿勢で、支持台に載置される。支持台は、熱伝導率の大きな材料、例えば銅によって形成されている。抵抗加熱炉において、熱源は支持台の上方に配置されている。従って、熱処理工程において、薄膜と基板２のうち、薄膜の方が熱源の近くに配置される。
【００５７】
ここで、図５を参照して、上記の熱処理工程の条件について説明する。図５は、熱処理工程における経過時間と基板２の温度との関係を概念的に表わしている。図５に示したように、本実施の形態における熱処理工程では、まず、基板２の温度が所定の基板保持温度Ｔｂに達するまで、基板２および薄膜の温度を急激に上昇させる。基板２の温度が基板保持温度Ｔｂに達したら、一定時間ＨＴだけ、基板２の温度を基板保持温度Ｔｂに保持する。一定時間ＨＴが経過したら、基板２の温度を降下させて、熱処理を終了する。温度の降下は、例えば自然の放熱に委ねて行う。なお、基板２は支持台の上面に接しているため、基板２の温度は支持台の上面の温度とほぼ等しい。そこで、本実施の形態では、例えば、支持台の上面の温度を測定し、この温度を基板２の温度とみなし、支持台の上面の温度を制御することによって基板２の温度を制御してもよい。
【００５８】
上記の熱処理工程において、薄膜と基板２のうち、薄膜の方が熱源の近くに配置されているので、基板２の温度が上昇する際、薄膜の昇温速度は基板２の昇温速度よりも大きくなる。また、基板２の温度を基板保持温度Ｔｂに保持している間、薄膜の温度は、基板２の温度よりも高くなっている。この熱処理工程において、薄膜の温度は、薄膜中の合金の結晶構造を、不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させることのできる所定の温度、例えば５００℃以上にまで上げる。
【００５９】
上記の熱処理工程では、基板２の温度が基板保持温度Ｔｂに達するまでの期間における昇温速度Ｖｂを７℃／分以上とする。これにより、基板保持温度Ｔｂを比較的低くしながら、ＦｅＰｔ合金の結晶構造を、不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造へ変化させることが可能になる。これは、以下に示す実験より分かったことである。
【００６０】
この実験では、薄膜の熱処理の条件と、熱処理後の薄膜の面内方向の保磁力（以下、面内方向保磁力と言う。）との関係を調べた。実験では、薄膜として、スパッタリング法によって形成された、厚さ２００ｎｍのＦｅＰｔ合金の薄膜を用いた。また、実験では、熱処理において基板２の温度を基板保持温度Ｔｂに保持する時間ＨＴを３０分とした。実験では、それぞれ基板保持温度Ｔｂが４５０℃、３００℃、２５０℃、１７０℃の場合について、昇温速度Ｖｂと、熱処理後の薄膜の面内方向保磁力Ｈｃとの関係を調べた。実験の結果を図６に示す。図６において、横軸は昇温速度Ｖｂを示し、縦軸は面内方向保磁力Ｈｃを示す。また、図６において、四角の点は基板保持温度Ｔｂが４５０℃の場合の実験結果を示し、丸印の点は基板保持温度Ｔｂが３００℃の場合の実験結果を示し、三角の点は基板保持温度Ｔｂが２５０℃の場合の実験結果を示し、×印の点は基板保持温度Ｔｂが１７０℃の場合の実験結果を示している。また、図６中の４つの曲線は、上記の各基板保持温度毎の昇温速度Ｖｂと面内方向保磁力Ｈｃとの関係を表わしている。これらの曲線は、上記の各基板保持温度毎の実験結果に基づいて最小自乗法によって求めた。
【００６１】
図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが４５０℃の場合には、昇温速度Ｖｂが約５〜２０℃／分の範囲内で、１０ｋＯｅ程度の面内方向保磁力Ｈｃが得られることが分かる。また、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが４５０℃の場合には、昇温速度Ｖｂが約５〜２０℃／分の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃは、昇温速度Ｖｂによってほとんど変化しないことが分かる。
【００６２】
これに対し、基板保持温度Ｔｂが３００℃、２５０℃、１７０℃のいずれかの場合には、昇温速度Ｖｂがある値よりも小さいときには面内方向保磁力Ｈｃは０ｋＯｅに近いが、昇温速度Ｖｂがある値以上になると、昇温速度Ｖｂの増加に伴って面内方向保磁力Ｈｃは急激に増加することが分かる。このことから、基板保持温度Ｔｂが１７０〜３００℃のような比較的低い温度であっても、昇温速度Ｖｂを大きくすることにより、ＦｅＰｔ合金の結晶構造を不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造へ変化させることが可能になるということが分かる。
【００６３】
具体的に示すと、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが３００℃の場合には、昇温速度Ｖｂが約７℃／分のときに２ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約７．５℃／分のときに４ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約９℃／分のときに６ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られることが分かる。
【００６４】
また、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが２５０℃の場合には、昇温速度Ｖｂが約１３℃／分のときに２ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約１４℃／分のときに４ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約１５℃／分のときに６ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られることが分かる。
【００６５】
また、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが１７０℃の場合には、昇温速度Ｖｂが約１７℃／分のときに２ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約１７．５℃／分のときに４ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られ、昇温速度Ｖｂが約１９℃／分のときに６ｋＯｅの面内方向保磁力Ｈｃが得られることが分かる。
【００６６】
また、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが３００℃、２５０℃、１７０℃のいずれの場合においても、所定の範囲内では昇温速度Ｖｂが大きいほど面内方向保磁力Ｈｃが大きくなることが分かる。また、同じ昇温速度Ｖｂで比較すると、基板保持温度Ｔｂが高くなるほど、面内方向保磁力Ｈｃが大きくなることが分かる。これらのことから、基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂを制御することによって、熱処理後の薄膜の面内方向保磁力Ｈｃを制御することが可能であることが分かる。
【００６７】
なお、図６に示した実験結果から、基板保持温度Ｔｂが、３００℃より低く、２５０℃より高い範囲内の温度である場合における昇温速度Ｖｂと面内方向保磁力Ｈｃとの関係を表わす曲線は、基板保持温度Ｔｂが３００℃のときの曲線と基板保持温度Ｔｂが２５０℃のときの曲線との間に存在することは容易に推測できる。同様に、基板保持温度Ｔｂが、２５０℃より低く、１７０℃より高い範囲内の温度である場合における昇温速度Ｖｂと面内方向保磁力Ｈｃとの関係を表わす曲線は、基板保持温度Ｔｂが２５０℃のときの曲線と基板保持温度Ｔｂが１７０℃のときの曲線との間に存在することは容易に推測できる。
【００６８】
図６に示した実験結果から分かるように、昇温速度Ｖｂを７℃／分以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板保持温度Ｔｂを３００℃にまで下げることができる。言い換えると、昇温速度Ｖｂを７℃／分以上、基板保持温度Ｔｂを３００℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【００６９】
また、昇温速度Ｖｂを１３℃／分以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板保持温度Ｔｂを２５０℃にまで下げることができる。言い換えると、昇温速度Ｖｂを１３℃／分以上、基板保持温度Ｔｂを２５０℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【００７０】
また、昇温速度Ｖｂを１７℃／分以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板保持温度Ｔｂを１７０℃にまで下げることができる。言い換えると、昇温速度Ｖｂを１７℃／分以上、基板保持温度Ｔｂを１７０℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【００７１】
図７は、図６に示した実験結果に基づいて、それぞれ面内方向保磁力Ｈｃが２ｋＯｅ、４ｋＯｅ、６ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わした特性図である。この図に示された６つの直線をＬ１〜Ｌ６で表わす。直線Ｌ１は、基板保持温度Ｔｂが１７０〜２５０℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが２ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。直線Ｌ２は、基板保持温度Ｔｂが２５０〜３００℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが２ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。直線Ｌ３は、基板保持温度Ｔｂが１７０〜２５０℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが４ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。直線Ｌ４は、基板保持温度Ｔｂが２５０〜３００℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが４ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。直線Ｌ５は、基板保持温度Ｔｂが１７０〜２５０℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが６ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。直線Ｌ６は、基板保持温度Ｔｂが２５０〜３００℃の範囲内で、面内方向保磁力Ｈｃが６ｋＯｅとなるときの基板保持温度Ｔｂと昇温速度Ｖｂとの関係を表わす。
【００７２】
上記の直線Ｌ１〜Ｌ６は、それぞれ以下の式（１）〜（６）で表わされる。
【００７３】
Ｖ＝−０．０５Ｔａ＋２５．５　…（１）
Ｖ＝−０．１２Ｔａ＋４３　　　…（２）
Ｖ＝−０．０４４Ｔａ＋２５　　…（３）
Ｖ＝−０．１３Ｔａ＋４６．５　…（４）
Ｖ＝−０．０５Ｔａ＋２７．５　…（５）
Ｖ＝−０．１２Ｔａ＋４５　　　…（６）
【００７４】
上記の式（１）〜（６）に基づいて、以下のことが言える。まず、必要な面内方向保磁力Ｈｃが２〜４ｋＯｅのときには、基板保持温度Ｔｂが１７０〜２５０℃の範囲内では、以下の式（７）を満足するように基板保持温度Ｔｂおよび昇温速度Ｖｂを選択すればよい。
【００７５】
−０．０５Ｔａ＋２５．５≦Ｖ≦−０．０４４Ｔａ＋２５　…（７）
【００７６】
また、必要な面内方向保磁力Ｈｃが２〜４ｋＯｅのときには、基板保持温度Ｔｂが２５０〜３００℃の範囲内では、以下の式（８）を満足するように基板保持温度Ｔｂおよび昇温速度Ｖｂを選択すればよい。
【００７７】
−０．１２Ｔａ＋４３≦Ｖ≦−０．１３Ｔａ＋４６．５　…（８）
【００７８】
また、必要な面内方向保磁力Ｈｃが４〜６ｋＯｅのときには、基板保持温度Ｔｂが１７０〜２５０℃の範囲内では、以下の式（９）を満足するように基板保持温度Ｔｂおよび昇温速度Ｖｂを選択すればよい。
【００７９】
−０．０４４Ｔａ＋２５≦Ｖ≦−０．０５Ｔａ＋２７．５　…（９）
【００８０】
また、必要な面内方向保磁力Ｈｃが４〜６ｋＯｅのときには、基板保持温度Ｔｂが２５０〜３００℃の範囲内では、以下の式（１０）を満足するように基板保持温度Ｔｂおよび昇温速度Ｖｂを選択すればよい。
【００８１】
−０．１３Ｔａ＋４６．５≦Ｖ≦−０．１２Ｔａ＋４５　…（１０）
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、スパッタリング法による成膜と、基板２の温度を比較的低い温度に保った熱処理とを用いて、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜を形成することができる。これにより、プラスチック基板のように熱に弱い基板２の熱による損傷を防止しながら、基板２の上に、スパッタリング法による成膜と熱処理とを用いて、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜よりなる磁性層４を形成することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、高い面記録密度に対応可能で、且つ低コストで製造可能な磁気記録媒体１を実現することができる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、スパッタリング法による成膜された不規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜に対する熱処理時の基板の温度とその昇温速度とを制御することによって、熱処理後に得られる規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜の面内方向保磁力を制御することできる。
【００８４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法について説明する。なお、本実施の形態における磁気記録媒体の構成は、第１の実施の形態と同様である。また、本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法において、磁性層４を形成する工程以外の工程は、第１の実施の形態と同様である。
【００８５】
以下、本実施の形態における磁性層４を形成する工程について詳しく説明する。本実施の形態における磁性層４を形成する工程では、まず、基板２の上に、直接あるいは下地層３を介して、面心立方晶系の結晶構造を有する不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する。この薄膜の形成方法は、第１の実施の形態と同様である。
【００８６】
次に、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、上述のようにして形成された薄膜中の合金の結晶構造を、不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させるために、薄膜を所定の温度で熱処理する。本実施の形態では、この薄膜の熱処理工程において、基板２の温度を薄膜の温度よりも低くする。熱処理工程における基板２の温度は、熱による基板２の損傷が生じない温度とする。一方、熱処理工程における薄膜の温度は、薄膜中の合金の結晶構造を、不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造に変化させることのできる温度とする。
【００８７】
次に、図８を参照して、本実施の形態において上記の熱処理に用いるのに適した熱処理装置について説明する。この熱処理装置は、基板２を支持すると共に基板２から熱を放散させる支持台２１と、この支持台２１を収納するチャンバ２２と、このチャンバ２２の上方に配置された赤外線放射部２３と、この赤外線放射部２３の上方に配置された反射板２４とを備えている。支持台２１は、熱伝導率の大きな材料、例えば銅によって形成されている。支持台２１の上面には、基板２を収納する凹部２５が形成されている。チャンバ２２の上面部は、耐熱性がよく、透明な材料、例えば石英によって形成されている。赤外線放射部２３としては、ハロゲンランプ、アークランプ、グラファイトヒータ等を用いることができる。赤外線放射部２３は、本発明における赤外線照射手段に対応する。また、チャンバ２２は、本発明における収納室に対応し、基板および薄膜を減圧された空間内に収納する。
【００８８】
熱処理装置は、更に、チャンバ２２を貫通し、一部が支持台２１の内部を通過するようにループ状に配置された冷却管２６と、チャンバ２２の外部において冷却管２６の途中に挿入された冷却水温度制御装置２７と、チャンバ２２の外部において冷却管２６の途中に挿入されたポンプ２８とを備えている。冷却管２６には冷却水が通されるようになっている。この冷却水は、ポンプ２８によって循環されるようになっている。また、冷却水の温度は、冷却水温度制御装置２７によって制御されるようになっている。冷却管２６、冷却水温度制御装置２７およびポンプ２８は、支持台２１を冷却する冷却装置を構成している。また、この冷却装置および支持台２１は、本発明における冷却手段に対応する。
【００８９】
熱処理装置は、更に、赤外線放射部２３と冷却水温度制御装置２７を制御する制御装置２９を備えている。
【００９０】
次に、図８に示した熱処理装置の作用について説明する。不規則相のＦｅＰｔ合金を含む薄膜２０が形成された基板２は、薄膜２０が上を向く姿勢で、支持台２１の凹部２５内に収納される。チャンバ２２内は減圧される。冷却管２６には冷却水が通され、これにより支持台２１が冷却され、更にこの支持台２１によって基板２が冷却される。冷却水の温度は冷却水温度制御装置２７によって制御され、これにより基板２の温度も制御される。
【００９１】
赤外線放射部２３は赤外線を放射する。この赤外線は薄膜２０に照射され、これにより薄膜２０が加熱され、薄膜２０の温度は上昇する。このとき、基板２は支持台２１によって冷却されているので、基板２の温度の上昇は、薄膜２０の温度の上昇に比べて抑えられる。その結果、薄膜２０の熱処理時に、基板２の温度を薄膜２０の温度よりも低くすることができる。
【００９２】
制御装置２９は、薄膜２０の熱処理時に、赤外線放射部２３と冷却水温度制御装置２７を制御して、薄膜２０の温度と基板２の温度を制御する。薄膜２０の熱処理は、熱電対等を用いて薄膜２０の温度と基板２の温度を測定しながら行ってもよい。あるいは、薄膜２０の温度と基板２の温度を測定することなく、予め決められた条件に従って、薄膜２０の熱処理を行ってもよい。
【００９３】
なお、図８に示した熱処理装置において、凹部２５は必ずしも必要ではなく、支持台２１の上面は平坦であってもよい。この場合には、基板２は、薄膜２０が上を向く姿勢で、支持台２１の上面に載置される。
【００９４】
また、図８に示した熱処理装置において、冷却管２６、冷却水温度制御装置２７およびポンプ２８を設けずに、熱伝導率の大きな材料よりなる支持台２１によって基板２から熱を放散させることだけにより、基板２を冷却するようにしてもよい。
【００９５】
以下、本実施の形態における薄膜の熱処理の条件と、熱処理後の薄膜の面内方向保磁力との関係を調べた実験について説明する。
【００９６】
まず、図９を参照して、この実験の条件について説明する。この実験では、縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス製の基板２上に、スパッタリング法によって厚さ１０５ｎｍのＦｅＰｔ（Ｆｅ：５０原子％，Ｐｔ：５０原子％）合金の薄膜２０が形成されてなる試料を用いた。実験では、この試料を、銅よりなる支持台２１の上に、薄膜２０が上を向く姿勢で載置した。図示しないが、支持台２１および試料は、チャンバ２２内に収納される。また、薄膜２０には、赤外線放射部２３によって、赤外線３０が照射される。実験では、薄膜２０の熱処理時に、薄膜２０の温度を熱電対３１によって測定すると共に、支持台２１の上面の温度を熱電対３２によって測定した。基板２は支持台２１の上面に接しているため、基板２の温度は、支持台２１の上面の温度とほぼ等しい。
【００９７】
実験では、以下のようにして、熱電対３１によって測定される薄膜２０の温度を制御しながら薄膜２０の熱処理を行った。すなわち、実験では、薄膜２０の温度を、所定の熱処理温度Ｔａに達するまで、所定の昇温速度Ｖａで上昇させた後、３０秒間、薄膜２０の温度を熱処理温度Ｔａに保持し、その後、薄膜２０の温度を降下させた。また、実験では、熱処理後の薄膜２０の面内方向保磁力Ｈｃを測定した。実験は、昇温速度Ｖａが１０℃／分、６０℃／分、３００℃／分、３０００℃／分の各場合について行った。
【００９８】
実験の結果を図１０に示す。図１０の下半分は、熱処理温度Ｔａと、熱処理後の薄膜２０の面内方向保磁力Ｈｃとの関係を示している。図１０の上半分は、熱処理温度Ｔａと、薄膜２０の温度を熱処理温度Ｔａに保持している期間における支持台２１の上面の温度（図では支持台温度と記す。）との関係を示している。
【００９９】
図１１は、図１０に示した実験結果のうち、昇温速度Ｖａが３０００℃／分であって、熱処理温度Ｔａが６００℃以上の場合における実験結果のみを示したものである。
【０１００】
図１２および図１３は、上記実験の熱処理時における薄膜２０および支持台２１の上面のそれぞれについての温度と経過時間との関係（以下、温度プロファイルという。）の例を示している。図１２は、図１１に示した実験結果のうち、符号Ｐ１で示した実験結果、すなわち熱処理温度Ｔａが６５０℃の場合の実験結果を得たときの温度プロファイルの例を示している。図１３は、図１１に示した実験結果のうち、符号Ｐ２で示した実験結果、すなわち熱処理温度Ｔａが６７５℃の場合の実験結果を得たときの温度プロファイルを示している。図１２および図１３において、点線は薄膜２０の温度プロファイルを表わし、実線は支持台２１の上面の温度プロファイルを表わしている。
【０１０１】
この実験の結果から、以下のことが分かる。まず、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るためには、熱処理温度Ｔａは、５００℃以上であることが好ましい。基板２の材料として、例えばポリカーボネートを使用する場合には、熱による基板２の損傷が生じないように、基板２の温度は１５０℃以下であることが好ましい。よって、熱処理温度Ｔａを５００℃以上とし、基板２の温度は１５０℃以下とするために、熱処理温度Ｔａと基板２の温度との差は３５０℃以上であることが好ましい。
【０１０２】
また、実験結果から、昇温速度Ｖａが大きいほど、熱処理温度Ｔａと基板２の温度との差が大きくなることが分かる。従って、昇温速度Ｖａは大きいほど、好ましい。
【０１０３】
実験結果から、昇温速度Ｖａが１０℃／分の場合には、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板２の温度（支持台２１の上面の温度）を約３２０℃にまで下げることができる。従って、昇温速度Ｖａを１０℃／分以上、基板２の温度を３２０℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【０１０４】
また、実験結果から、昇温速度Ｖａが６０℃／分の場合には、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板２の温度（支持台２１の上面の温度）を約１６０℃にまで下げることができる。従って、昇温速度Ｖａを６０℃／分以上、基板２の温度を１６０℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【０１０５】
また、実験結果から、昇温速度Ｖａが３００℃／分の場合には、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板２の温度（支持台２１の上面の温度）を約１４０℃にまで下げることができる。従って、昇温速度Ｖａを３００℃／分以上、基板２の温度を１４０℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【０１０６】
また、実験結果から、昇温速度Ｖａが３０００℃／分の場合には、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板２の温度（支持台２１の上面の温度）を約１２５℃にまで下げることができる。従って、昇温速度Ｖａを３０００℃／分以上、基板２の温度を１２５℃以上とすることにより、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得ることができる。
【０１０７】
以上のことから、昇温速度Ｖａは、１０℃／分以上が好ましく、６０℃／分以上が更に好ましく、３００℃／分以上が更に好ましく、３０００℃／分以上が更に好ましい。
【０１０８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、薄膜２０の熱処理時に、基板２の温度を薄膜２０の温度よりも低くするようにしたので、第１の実施の形態と同様に、プラスチック基板のように熱に弱い基板２の熱による損傷を防止しながら、基板２の上に、スパッタリング法による成膜と熱処理とを用いて、面心正方晶系の結晶構造を有する規則相のＦｅＰｔ合金を含む磁性薄膜よりなる磁性層４を形成することが可能になる。従って、本実施の形態によれば、高い面記録密度に対応可能で、且つ低コストで製造可能な磁気記録媒体１を実現することができる。
【０１０９】
ところで、基板２の材料として例えばアルミニウムのように熱伝導率の大きな材料を用いた場合には、薄膜２０の熱処理時に、薄膜２０から基板２を経て支持台２１へ熱が容易に伝わる。そのため、この場合には、薄膜２０の温度を所望の温度にまで上昇させにくい。そこで、このような場合には、図１４に示したように、薄膜２０の熱処理時に、基板２を、支持台２１との間に空隙が生じるように支持台２１に接近させた状態で、薄膜２０に赤外線を照射してもよい。基板２と支持台２１との間に空隙を生じさせる方法としては、例えば、図１４に示したように、支持台２１の上面にセラミックパウダー５１を介して基板２を載置するという方法がある。
【０１１０】
次に、図１５を参照して、熱処理時のチャンバ２２内の圧力が熱処理の条件に与える影響について説明する。図１５は、この影響を調べるために行った実験の結果を示す特性図である。この実験では、厚さ１．１ｍｍのガラス製の基板２上に、スパッタリング法によって厚さ２００ｎｍのＦｅＰｔ（Ｆｅ：５０原子％，Ｐｔ：５０原子％）合金の薄膜２０が形成されてなる試料を用いた。実験では、この試料を、図９に示したように、銅よりなる支持台２１の上に、薄膜２０が上を向く姿勢で載置した。支持台２１および試料は、チャンバ２２内に収納される。また、薄膜２０には、赤外線放射部２３によって、赤外線３０が照射される。チャンバ２２内にはＡｒガスが封入され、且つチャンバ２２内は減圧される。この実験では、図９に示した熱電対３２によって測定される支持台２１の上面の温度を基板２の温度とみなし、この基板２の温度を制御しながら薄膜２０の熱処理を行った。すなわち、実験では、基板２の温度を、所定の基板保持温度に達するまで、１２０℃／分の昇温速度で上昇させた後、１分間、基板２の温度を所定の温度に保持し、その後、基板２の温度を降下させた。また、実験では、熱処理後の薄膜２０の面内方向保磁力Ｈｃを測定した。実験は、チャンバ２２内の圧力が８ｍＴｏｒｒ（約１Ｐａ）と２５０ｍＴｏｒｒ（約３３Ｐａ）の各場合について行った。
【０１１１】
図１５は、上記の基板保持温度と、熱処理後の薄膜２０の面内方向保磁力Ｈｃとの関係を示している。図１５から、チャンバ２２内の圧力が高い方が、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板保持温度を低くすることができることが分かる。この実験から、薄膜２０の熱処理時におけるチャンバ２２内の圧力が１〜３３Ｐａの範囲内であれば、２ｋＯｅ以上の面内方向保磁力Ｈｃを得るために必要な基板保持温度を１５０℃以下にまで下げることが可能で、且つ１〜３３Ｐａの範囲内でチャンバ２２内の圧力は高い方が好ましいことが分かる。
【０１１２】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１３】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、合金を含む薄膜を形成する方法としてスパッタリング法以外の物理的気相成長法を用いた場合にも、実施の形態における説明と同様のことが言える。また、磁性層４に含まれる合金として、熱処理によって結晶構造が不規則相の結晶構造から規則相の結晶構造へ変化する合金であって、Ｆｅ−Ｐｔ系の合金以外の合金、例えばＣｏ−Ｐｔ系の合金を用いた場合にも、実施の形態における説明と同様のことが言える。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法では、下地の上に形成された不規則相の合金を含む薄膜を熱処理することによって、規則相の合金を含む磁性薄膜に変える。本発明では、熱処理する工程において、薄膜と下地のうち、薄膜の方を熱源の近くに配置し、下地の温度を、所定の温度に達するまで７℃／分以上の昇温速度で上昇させる。これにより、本発明によれば、熱による下地の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、下地の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【０１１５】
また、請求項１０記載の磁気記録媒体の製造方法では、請求項１ないし９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法を用いて、基板の上に磁性薄膜よりなる磁性層を形成する。従って、本発明によれば、熱による基板の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、基板の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁性層を形成することができるという効果を奏する。
【０１１６】
また、請求項１１ないし２９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法では、下地の上に形成された不規則相の合金を含む薄膜を、所定の温度で熱処理することによって、規則相の合金を含む磁性薄膜に変える。本発明では、熱処理の際に下地の温度を薄膜の温度よりも低くする。これにより、本発明によれば、熱による下地の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、下地の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜を形成することができるという効果を奏する。
【０１１７】
また、請求項３０記載の磁気記録媒体の製造方法では、請求項１１ないし２９のいずれかに記載の磁性薄膜の形成方法を用いて、基板の上に磁性薄膜よりなる磁性層を形成する。従って、本発明によれば、熱による基板の損傷を防止しながら、熱処理工程を経て、基板の上に面心正方晶系の結晶構造を有する規則相の合金を含む磁性薄膜よりなる磁性層を形成することができるという効果を奏する。
【０１１８】
また、請求項３１ないし３５のいずれかに記載の磁気記録媒体によれば、高い面記録密度に対応可能で、且つ低コストで製造可能な磁気記録媒体を実現することができるという効果を奏する。
【０１１９】
また、請求項３６ないし３９のいずれかに記載の熱処理装置によれば、熱による下地の損傷を防止しながら、薄膜に対する熱処理を行うことが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態においてスパッタリング法によってＦｅＰｔ合金を含む薄膜を形成する際に用いられるターゲットを示す平面図である。
【図３】不規則相のＦｅＰｔ合金の結晶構造を示す説明図である。
【図４】規則相のＦｅＰｔ合金の結晶構造を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における熱処理工程の経過時間と基板の温度との関係を概念的に表わす説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における熱処理の条件と熱処理後の薄膜の面内方向保磁力との関係を調べた実験の結果を示す特性図である。
【図７】図６に示した実験結果に基づいて面内方向保磁力が所定の値となるときの熱処理温度と昇温速度との関係を表わした特性図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における熱処理装置の構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における熱処理の条件と熱処理後の薄膜の面内方向保磁力との関係を調べる実験の条件について説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における熱処理の条件と熱処理後の薄膜の面内方向保磁力との関係を調べた実験の結果を示す特性図である。
【図１１】図１０に示した実験結果の一部を示す特性図である。
【図１２】図１０に示した実験結果を得たときの温度プロファイルの一例を示す特性図である。
【図１３】図１０に示した実験結果を得たときの温度プロファイルの他の例を示す特性図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の変形例を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における熱処理時のチャンバ内の圧力が熱処理の条件に与える影響について説明するための特性図である。
【符号の説明】
１…磁気記録媒体、２…基板、３…下地層、４…磁性層、５…保護層、６…潤滑層。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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