(57)【要約】【課題】成膜プロセスでの支障や媒体機械強度の低下を起こさずに、磁性層の保磁力を向上させる。【解決手段】非磁性支持体上に磁性材料を二度蒸着して形成された、下層と上層を含む磁性層を有する磁気記録媒体において、下層成膜後、大気にさらさず、かつロール状に巻き取らずに上層を成膜し、好適には、下層を膜厚５０ｎｍ以上、酸化度（Ｏ／Ｃｏ比）８５％以上９５％以下とする。【選択図】図１０
2005050459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体と、
前記非磁性支持体上に磁性材料を二度蒸着して形成された、下層と上層を含む磁性層とを有し、
前記上層は成膜後の前記下層を大気にさらさずに前記下層上に形成され、かつ下層成膜後の前記非磁性支持体をロール状に巻き取る前に形成された層である
磁気記録媒体。
【請求項２】
前記下層の膜厚は、前記上層の結晶成長が促進される所定の膜厚以上であり、
前記下層は、前記下層の磁化が前記磁性層の磁化に実質的に寄与しないように酸化され、かつ酸化が完全でない
請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記下層と前記上層は酸素導入を行いながらコバルトを蒸着して形成され、
前記下層の膜厚は５０ｎｍ以上であり、
前記下層の酸化度は、酸素（Ｏ）とコバルト（Ｃｏ）のＯ／Ｃｏ比で８５％以上９５％以下である
請求項２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性支持体上に磁性材料を蒸着し、磁性層を構成する下層を形成する工程と、
前記下層を大気にさらさずに、かつ下層成膜後の前記非磁性支持体をロール状に巻き取る前に、前記下層上に磁性材料を蒸着し、前記磁性層を構成する上層を形成する工程とを有する
磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記下層の膜厚を、前記上層の結晶成長が促進される所定の膜厚以上とし、
前記下層を、前記下層の磁化が前記磁性層の磁化に実質的に寄与せず、かつ完全に非磁性化されないように酸化させる
請求項４記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記下層を第１のキャンロール上で形成し、前記上層を第２のキャンロール上で形成する
請求項４記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記非磁性支持体が単一のキャンロール上を一度走行する間に、前記下層と前記上層を形成する
請求項４記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
真空室と、
前記真空室内に設置された複数のキャンロールと、
非磁性支持体を巻き出す巻き出し手段と、
前記巻き出し手段から巻き出され、複数の前記キャンロールの周面を順に通過した前記非磁性支持体を巻き取る巻き取り手段と、
それぞれの前記キャンロールの近傍に配置され、複数の層の蒸着に用いられる複数の蒸着源とを有する
真空蒸着装置。
【請求項９】
真空室と、
前記真空室内に設置されたキャンロールと、
非磁性支持体を巻き出す巻き出し手段と、
前記巻き出し手段から巻き出され、前記キャンロールの周面を通過した前記非磁性支持体を巻き取る巻き取り手段と、
前記キャンロールの近傍に配置され、複数の層の蒸着に用いられる複数の蒸着源とを有する
真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高保磁力の磁気記録媒体及びその製造方法と、高保磁力の磁気記録媒体を製造するための真空蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体の材料としてコバルトは、強磁性金属であり、且つ１軸磁気異方性を示す唯一の金属磁性材料であることより、画像記録やデータストレージなどの磁気テープに広く使用されている。しかしながら、コバルト単体そのものは、保磁力が小さく磁気記録媒体として適さない。そのため、これまで斜方蒸着（高入射蒸着）、下部酸素導入、上部酸素導入、多層化と言った手法により、保磁力を向上させる努力が成されてきた。
【０００３】
斜方蒸着はキャンロールの周面に沿って走行する非磁性支持体の表面に対し、金属蒸気を斜めに入射させて磁性層を堆積させる手法である。斜方蒸着では、キャンロールの回転に伴って非磁性支持体上のある１点が上方から下方に移動する間に、金属蒸気の非磁性支持体表面に対する入射角が高入射角から低入射角に連続的に変化する。下部酸素導入は、金属蒸気の入射角が低入射角となる領域で酸素を導入する手法であり、特に磁性層表面近傍の酸化に大きく寄与する。
【０００４】
一方、上部酸素導入は、金属蒸気の入射角が高入射角となる領域で酸素を導入する手法であり、特に磁性層の形成初期の条件に大きく影響する。多層化は磁性層を２層以上積層させる手法である。これらの手法を採用した結果、現在商品化されているコバルトの蒸着磁気テープの保磁力は、約１００〜１６０ｋＡ／ｍまで向上し、その範囲で調節可能である。
【０００５】
近年、磁気テープにおいても更なる高密度記録を目指して、ヘッドのインダクティブ型から磁気抵抗効果型（ＭＲ；Magneto Resistance）への乗せ換えが進んでいる。高いＣ／Ｎ比を発揮しながら、従来より更に高記録密度を達成するためには、短波長領域の電磁変換特性を改善させていく必要がある。つまり、磁気記録媒体の磁気特性には、従来よりも非常に高い保磁力が望まれている。
【０００６】
磁性層の高保磁力化を目的とした上記の従来の手法において、各種の条件を最適化しても、コバルト磁性層の保磁力は１６０ｋＡ／ｍ程度が限界であった。一般に、多結晶磁性薄膜の保磁力を向上させるためには、磁気的分離、形状磁気異方性、結晶磁気異方性の３つが重要なパラメーターとなる。上述した酸素導入は磁気的分離、高入射蒸着は形状磁気異方性の向上へ機能していると考えられている。しかし、結晶磁気異方性を積極的に向上させる手法については、蒸着磁性層が多結晶薄膜であることから、困難な課題とされてきた。
【０００７】
磁気記録においてＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）ヘッドを先駆けて導入したハードディスクは、磁気テープに比べ、現在、高い記録密度を実現している。その磁性層の設計は、再生ヘッドの感度や飽和特性などを考慮してゼロ磁場での単位面積あたりの磁化量（残留磁化Ｍｒと磁性層の膜厚δの積Ｍｒ・δ）の低減化を図り、また同時に非常に高い保磁力を誇っている。その背景に、磁性層のエキタピシャル成長を促す下地層の果たす役割が大きいことがある。つまり、ハードディスクにおいて磁性層の結晶面は、下地層の結晶面によって、粒子の結晶性や配向が操作されている。
【０００８】
一方、蒸着磁気テープは一般に、合成樹脂などの可撓性材料からなる非磁性支持体上に磁性層が設けられた構成である。蒸着磁気テープにおいては、下地層による磁性層の結晶学的な操作は、クロム（Ｃｒ）下地など実験的にはいくつか試みられているが、商品化されるには至っていない。
【０００９】
上述した上部酸素導入や多層化は、蒸着磁気テープの保磁力向上に大きな効果がある。上部酸素導入によれば、磁性層と非磁性支持体の界面に酸化層が形成される。多層化によれば、磁性層と磁性層の界面に酸化層が形成される。つまり、酸化コバルト層上に磁性層を成膜することにより、保磁力が向上する。実際、酸化コバルト層（下地層）と磁性層を別々に成膜することで、保磁力向上効果が更に大きくなることが過去に報告されている（特許文献１参照）。
【００１０】
しかしながら、酸化コバルトのみで構成された下地層は、磁性層の保磁力を大幅に向上させた一方で、成膜上のプロセス課題や媒体機械強度の問題を発生させた。したがって、優れた電磁変換特性が得られる磁気記録媒体の製造が困難となった。
【００１１】
酸化コバルトは室温で反強磁性・絶縁体の物質であり、電荷を取り込むと帯電状態になる。したがって、酸化コバルトのみで構成された膜は、磁性層の蒸着の間、電子銃による電子線から発生する２次電子等を大量に取り込むと、過帯電状態になる。これにより、非磁性支持体と下地層を含む積層体がキャンロールに張り付き、非磁性支持体の安定した走行が困難となるだけでなく、非磁性支持体にしわが発生して良好な媒体が作製されなくなる。また、酸化コバルトは金属であるコバルトと比べて機械強度が弱いため、酸化コバルト単相の下地層が設けられた媒体では、磁性層のひび割れや剥離等の破壊が発生する。
【００１２】
また、現在、磁性層の形成に用いられている真空蒸着装置は、キャンロールが単一である。したがって、磁性層を多層化する場合には、蒸着後に巻き取られた媒体のロールを巻き直し、磁性層の数と同数の蒸着工程が行われる。図１１に従来の真空蒸着装置の概略図を示す。図１１に示すように、非磁性支持体１０１は巻き出しロール１０２から巻き出され、冷却キャンロール１０３上で磁性層が蒸着された後、巻き取りロール１０４によって巻き取られる。
【００１３】
電子銃１０５から坩堝１０６内の蒸着源１０７に電子線１０８を照射して、金属蒸気を発生させる。金属蒸気が非磁性支持体１０１の表面に入射することにより、磁性層が堆積する。金属蒸気の非磁性支持体１０１に対する入射角を制限するため、上部マスク１０９と下部マスク１１０が設けられている。また、酸素導入管１１１から蒸着雰囲気に酸素ガスを導入し、磁性層を適度に酸化させる。
【００１４】
図１１に示すような従来の真空蒸着装置では、非磁性支持体１０１の張力を適切に調整し、非磁性支持体１０１を円滑に走行させる目的で、非磁性支持体１０１の走行経路に複数のガイドロール１１２が設けられる。単一のキャンロールを有する真空蒸着装置において、多層の磁性層を形成した場合、下層の磁性層は蒸着工程とロールの巻き直し工程の両方で、複数のガイドロールと接触する。これにより、磁性層表面が損傷し、上層磁性層の成長の起点となる下層磁性層表面の結晶面に悪影響が生じると考えられる。
【００１５】
また、磁性層を多層化する場合は、下層の磁性層の蒸着後、上層の磁性層の蒸着前にロールの巻き直しや付け替えが行われるため、蒸着装置内が大気開放される。これにより、下層の磁性層表面が大気にさらされて自然酸化され、成膜直後の優れた結晶面が損傷を受けると考えられる。ガイドロール数が多いことや、成膜後の磁性層が大気にさらされることによる結晶面の損傷は、上層の磁性層の結晶成長を阻害し、磁気記録媒体の保磁力を低下させる。
【特許文献１】特開平６−５２５３７号公報
【特許文献２】特開平５−３０４０２６号公報
【特許文献３】特公平７−９５０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
解決しようとする問題点は、成膜プロセスでの支障や媒体機械強度の低下を起こさず、かつ成膜プロセスでの磁性層表面の損傷を防止しながら、磁性層の保磁力を向上させる点である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、磁性層が下層と上層の２層を含む磁気記録媒体及びその製造方法において、下層成膜後、非磁性支持体をロール状に巻き取ったり大気開放したりする前に上層が成膜されることを主要な特徴とする。好適には、下層を磁性がなくならない範囲で過度に酸化させる。
本発明の真空蒸着装置は、同一の真空室内で複数の層を非磁性支持体上に積層させることができるように、真空室内に複数のキャンロールを有する。あるいは、単一のキャンロールの周面に沿って、キャンロール近傍に複数の蒸着源が配置される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の磁気記録媒体は、下層成膜後にガイドロールとの多数回の接触や大気開放が行われずに上層が成膜されるため、下層と上層の界面における下層結晶面の損傷が防止される。これにより、上層の結晶成長が促進され、高い保磁力が得られる。また、下層を過度に酸化させることによっても、上層の結晶成長が促進され、磁気記録媒体の保磁力が向上する。磁気記録媒体の保磁力が向上することから、記録密度を更に高めることが可能となる。本発明の真空蒸着装置は、下層の結晶面を損傷させずに上層を連続的に成膜することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の磁気記録媒体及びその製造方法並びに真空蒸着装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１は、本実施形態の磁気記録媒体の断面図である。図１に示すように、非磁性支持体１上に磁性層２が形成され、磁性層２は下層２ａと上層２ｂが積層された構成となっている。非磁性支持体１としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド樹脂等の高分子フィルムが用いられる。
【００２０】
下層２ａと上層２ｂはそれぞれ真空斜方蒸着によって形成され、磁性粒子または磁性粒子と非磁性粒子が連なったカラム３を含む構造（斜方柱状構造）となっている。下層２ａと上層２ｂにおいて、磁性粒子はコバルト（Ｃｏ）粒子であり、非磁性粒子は酸化コバルト（Ｃｏ−Ｏ）粒子である。下層２ａは磁性をもつコバルトを意図的に少量含有させた、主に酸化コバルトからなる層である。
【００２１】
図示しないが、上層２ｂの上には、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護膜が形成される。保護膜は例えばスパッタや化学気相成長（ＣＶＤ）により形成できる。保護膜上に潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成してもよい。また、磁気記録媒体の走行性を向上させるため、非磁性支持体１の磁性層２と反対側の面に、例えばカーボンブラック等を含有するバックコート層を形成してもよい。
【００２２】
本実施形態の磁気記録媒体によれば、磁性層２の下層２ａと上層２ｂが、真空蒸着装置の１つの真空室内に設置された２つのキャンロール上で連続的に成膜される。図２は、図１の下層２ａおよび上層２ｂの形成に用いられる巻き取り式真空蒸着装置の概略図である。図２に示すように、非磁性支持体１は巻き出しロール１１から巻き出され、第１の冷却キャンロール１２上で非磁性支持体１に下層が蒸着される。第１の冷却キャンロール１２は例えば−２０°程度に冷却され、これにより非磁性支持体１の熱変形が防止されている。下層が蒸着された非磁性支持体１は、第２の冷却キャンロール１３上を走行し、巻き取りロール１４によって巻き取られる。第２の冷却キャンロール１３上で上層が蒸着される。
【００２３】
第１の冷却キャンロール１２側では、電子銃１５から坩堝１６内の蒸着源１７に電子線１８が照射される。これにより発生した金属蒸気が非磁性支持体１に入射して、下層が堆積する。第２の冷却キャンロール１３側では、電子銃１９から坩堝２０内の蒸着源２１に電子線２２が照射される。これにより発生した金属蒸気が下層表面に入射して、上層が堆積する。蒸着源１７、２１にはコバルトが用いられる。蒸着雰囲気は例えば１×１０−１〜１×１０−３Ｐａ程度に減圧される。
【００２４】
非磁性支持体１の走行に伴い、第１の冷却キャンロール１２と第２の冷却キャンロール１３のそれぞれにおいて、金属蒸気の非磁性支持体に対する入射角は高入射角から低入射角に連続的に変化する。第１の冷却キャンロール１２の高入射角側に上部マスク２３を配置して、最大入射角を例えば９０°に制限し、低入射角側に下部マスク２４を配置して、最小入射角を例えば４５°に制限する。
【００２５】
同様に、第２の冷却キャンロール１３の高入射角側に上部マスク２５を配置して、最大入射角を例えば９０°に制限し、低入射角側に下部マスク２６を配置して、最小入射角を例えば４５°に制限する。但し、マスクの配置は図２に示す例に限定されず、高入射角側と低入射角側の一方にのみマスクを設けたり、最大入射角と最小入射角を変更したりしてもよい。
【００２６】
例えば、第１の冷却キャンロール１２と下部マスク２４の間に酸素導入管２７を配置して、下層の蒸着雰囲気に酸素ガスを導入する。また、第２の冷却キャンロール１３と下部マスク２６の間に酸素導入管２８を配置して、上層の蒸着雰囲気に酸素ガスを導入する。これにより、磁性層にＣｏ−Ｏの非磁性粒子が形成される。
【００２７】
図２に示す真空蒸着装置では、非磁性支持体１の張力を適切に調整し、非磁性支持体１を円滑に走行させる目的で、非磁性支持体１の走行経路に複数のガイドロール２９、３０が設けられる。成膜後の下層は、第１の冷却キャンロール１２と第２の冷却キャンロール１３の間に設けられたガイドロール３０のみと接触し、第２の冷却キャンロール１３で上層の蒸着が行われる。
【００２８】
下層の蒸着後、上層の蒸着前にロールの巻き直しが行われないため、単一のキャンロールを用いる場合に比べ、下層とガイドロールの接触回数が低減される。これにより、下層の結晶面の損傷が抑制される。また、１つの真空室内に２つの冷却キャンロールが設置されていることから、下層の成膜後に巻き出しロールや巻き取りロールを付け替えるための大気開放を行う必要がなく、大気中の酸素や水分との反応による下層の結晶性の劣化も防止される。下層表面の結晶面は上層の成長の起点となると考えられ、上層を下層と連続的に成膜することにより、磁性層の磁気特性が向上する。
【００２９】
以下、下層の成膜と上層の成膜の間にロールの巻き直しを行わず、下層と上層を連続的に成膜する方式をインラインとも呼ぶ。図２に示すように、２つのキャンロールを用いる方法は、インラインの一例である。また、図１１に示すように単一のキャンロールを用い、１層を成膜した後、ロールを巻き直して次の層を成膜する方式を、以下、オフラインとも呼ぶ。
【００３０】
上記の本実施形態の磁気記録媒体において、下層の膜厚を５０ｎｍ以上とし、下層の酸化度を８５％以上９５％以下とすることにより、さらに高い保磁力が得られる。ここで、酸化度は膜中の酸素（Ｏ）／コバルト（Ｃｏ）比（原子の数の比）で定義するものとする。なお酸化度（酸素（Ｏ）／コバルト（Ｃｏ）比）はオージェ分析装置（Auger Electron Spectrometer）により求めた。下層の膜厚・酸化度を上記のとおり規制することにより、上層内のコバルト粒子の結晶配向が向上して結晶磁気異方性が高くなるため、磁性層の保磁力が向上する。
【００３１】
図３に、下層膜厚と上層保磁力の関係を示す。図３は上層の膜厚を１７０ｎｍ、上層の膜中酸化度を２８±１％で一定とし、下層の膜中酸化度を８５％以上９５％以下としたときに得られた結果を示す。下層が過度に酸化されているため、磁気特性に対する下層の寄与は無視することができ、上層の保磁力を本件の磁気記録媒体の保磁力とみなすことができる。なお、図３は下層と上層をオフラインで成膜したときのデータである。
【００３２】
図３に示すように、上層の保磁力は、下層の膜厚が５０ｎｍ以下では下層の膜厚が厚くなるにつれて向上するが、下層の膜厚がそれ以上になると、ほぼ飽和する。上層の成膜条件が一定であるにも関わらず、保磁力が下層膜厚に応じて増加することから、上層には何らかの構造的な変化が生じていると予想される。
【００３３】
下層の完全な非磁性化を避け、磁性をもつコバルトを下層に意図的に５〜１０％含有させることにより、下層に導電性が付与される。したがって、成膜時の２次電子等による下層の帯電が抑制され、非磁性支持体の冷却キャンロールへの張り付きや、非磁性支持体のしわの発生といった成膜プロセス上のトラブルが解消される。
【００３４】
下層に少量のコバルトが含有されているため、下層の膜厚を５０ｎｍから厚くしていくと、下層の磁化が上層の磁気特性に影響を及ぼすようになる。したがって、下層の膜厚は、下層の磁化が上層の磁気特性に実質的に影響を及ぼさない範囲で設定する。後述する実施例で示すように、下層と上層をインラインで成膜することにより、上層保磁力をさらに向上させることができる。
【００３５】
また、下層膜厚が０ｎｍ、３０ｎｍ、６０ｎｍ、９０ｎｍの試料で電子線回折により上層のｃ軸配向を観察した結果を図４に示す。図４は、単結晶の磁気異方性を結晶粒方向分布関数によって重み付け平均して多結晶試料の磁気異方性を求めるＯＤＦ（orientation distribution function、特許文献２および３参照）解析の手法によって得られたデータであり、下層と上層をオフラインで成膜したときのものである。なお図４の横軸の角度θは、図５に示すように、磁気記録媒体１の面内方向とｃ軸がなす角度θ（°）である。
【００３６】
図４に示すように、下層が無い試料のｃ軸配向が無秩序であるのに対し、下層膜厚が３０ｎｍ、６０ｎｍと増すとともに、上層のコバルトｃ軸が磁気記録媒体１の面内方向に対して６０°及び２４０°傾斜した方向に集中する。下層膜厚９０ｎｍの試料は、下層膜厚６０ｎｍの試料と同様のｃ軸配向を示した。したがって、下層膜厚６０ｎｍで既に配向は飽和状態にあると考えられる。
【００３７】
コバルトは六方最密構造型の一軸異方性を示す強磁性金属であり、その磁気容易化軸はｃ軸である。したがって、このｃ軸配向の向上は、上層の結晶磁気異方性を高め、保磁力を向上させることが予想される。実際、ｃ軸配向の向上は保磁力の向上と一致した傾向を示していることから、下層が上層の結晶成長を促進させていると考えられる。
【００３８】
下層の効果が十分に発揮される下層膜厚９０ｎｍの試料で、高解像透過型電子顕微鏡（高解像ＴＥＭ）による下層の結晶断面観察を行うと、非磁性支持体と下層との界面からの距離が大きくなるとともに、下層の構造がアモルファス状から結晶化していく様子が確認された。すなわち、下層膜厚が極めて薄い場合、下層はアモルファス状であり、下層膜厚が厚くなるとともに、良質な酸化コバルト結晶面が析出される。
【００３９】
しかしながら、非磁性支持体と下層の界面からの距離が約５０ｎｍ以上の部分では、下層の結晶性はほぼ一様となった。すなわち、下層膜厚が約５０ｎｍ以上になると、下層の結晶性は飽和状態になる。既に述べた通り、上層保磁力も下地膜厚が約５０ｎｍ以上では飽和状態になる。したがって、下層において優れた結晶面を得るには、約５０ｎｍの下層膜厚が必要とされ、その下層の結晶面が上層の結晶成長を促進させると考えられる。
【００４０】
図６は、下層成膜時の下部酸素導入量（低入射角側、下部マスク２４近傍の酸素導入量）に対する上層保磁力の依存性を示すグラフである。この下部酸素導入量を多くすると、下層の酸化度が高くなる。図６に示すように、下層の下部酸素導入量を増加させ、下層の酸化度を高くするに連れて、上層保磁力が向上する。上述した通り、上層の保磁力を向上させるためには、下層の酸化コバルトの結晶性が重要となる。したがって、下層膜中の酸化コバルトの結晶成長を促進させるため、下層膜中のコバルト含有量は極力減らすことが望ましい。
【００４１】
図６に示すように、下層の下部酸素導入量が約１３００（ｃｃ／分）以上になると、保磁力Ｈｃはほぼ飽和する。図７は、５インチ幅のロールを用いて成膜する時の上層表面からの深さとＯ／Ｃｏ比の関係を、下層の下部酸素導入量０ｃｃ／分、３００ｃｃ／分、１０００ｃｃ／分の場合について示したものである。図６に示す結果から外挿すると、下層の下部酸素導入量を例えば１３００ｃｃ／分としたとき、下層の酸化度が約８５％以上となると推定される。つまり、酸素導入量を過剰にして、下層の酸化度が約８５％以上となるように下層を成膜することで、下層の酸化コバルトの結晶成長が効果的に促進される。
【００４２】
また、このように下層を極力非磁性化させることは、記録再生した際の媒体ノイズの低減化にもつながる。しかしながら、下層を完全に非磁性化させると、成膜時の過帯電によるトラブルや媒体機械強度の低下の問題が発生する。したがって、優れた電磁変換特性が得られる磁気記録媒体の製造が困難となる。そこで本発明では、下層の酸化度（Ｏ／Ｃｏ比）に上限を設定し、下層の酸化度を９５％以下として、下層に磁性金属であるコバルトを意図的に混在させる。これにより、成膜時のトラブルや媒体機械強度の問題が解消される。
【００４３】
（実施形態２）
図８は、本実施形態の巻き取り式真空蒸着装置の概略図である。本実施形態の真空蒸着装置によっても、図１に示す実施形態１の磁気記録媒体の磁性層を形成できる。図８の真空蒸着装置は、図２に示す真空蒸着装置の第１の冷却キャンロール１２と第２の冷却キャンロール１３の間のガイドロール３０の数を減らしたものである。したがって、下層成膜後のガイドロールとの接触による下層結晶面の損傷が更に抑制され、磁気記録媒体の保磁力を更に向上させることができる。
【００４４】
（実施形態３）
図９は、本実施形態の巻き取り式真空蒸着装置の概略図である。本実施形態の真空蒸着装置によっても、図１に示す実施形態１の磁気記録媒体の磁性層を形成できる。図９に示すように、非磁性支持体１は巻き出しロール１１から巻き出され、まず、冷却キャンロール３１上の下層成膜部３２で非磁性支持体１に下層が蒸着される。冷却キャンロール３１は例えば−２０°程度に冷却され、これにより非磁性支持体１の熱変形が防止されている。下層が蒸着された非磁性支持体１に、引き続き冷却キャンロール３１上の上層成膜部３３で上層が蒸着される。その後、巻き取りロール１４によって媒体が巻き取られる。
【００４５】
下層成膜部３２では、電子銃１５から坩堝１６内の蒸着源１７に電子線１８が照射され、金属蒸気が発生する。金属蒸気が反射板３４で反射して非磁性支持体１に入射することにより、下層が堆積する。上層成膜部３３では、電子銃１９から坩堝２０内の蒸着源２１に電子線２２が照射される。これにより発生した金属蒸気が下層表面に入射して、上層が堆積する。蒸着源１７、２１にはコバルトが用いられる。蒸着雰囲気は例えば１×１０−１〜１×１０−３Ｐａ程度に減圧される。
【００４６】
非磁性支持体１の走行に伴い、冷却キャンロール３１において、金属蒸気の非磁性支持体に対する入射角は高入射角から低入射角に連続的に変化する。下層成膜部３２と上層成膜部３３に適宜マスクを配置して、金属蒸気の入射角を制限する。
【００４７】
例えば、図９に示すように、下層成膜部３２において高入射角側に上部マスク２３を配置して、低入射角側に下部マスク２４を配置する。また、上層成膜部３３において、高入射角側に上部マスク２５を配置して、低入射角側に下部マスク２６を配置する。但し、マスクの配置は図９に示す例に限定されず、高入射角側と低入射角側の一方にのみマスクを設けたり、最大入射角と最小入射角を変更したりしてもよい。
【００４８】
例えば、冷却キャンロール３１と下部マスク２４の間に酸素導入管２７を配置して、下層成膜部３２に酸素ガスを導入する。また、冷却キャンロール３１と下部マスク２６の間に酸素導入管２８を配置して、上層成膜部３３に酸素ガスを導入する。これにより、磁性層にＣｏ−Ｏの非磁性粒子が形成される。なお、酸素ガスの導入位置は図９の例に限定されない。
【００４９】
図９に示す真空蒸着装置では、非磁性支持体１の張力を適切に調整し、非磁性支持体１を円滑に走行させる目的で、非磁性支持体１の走行経路に複数のガイドロール２９が設けられる。図９の真空蒸着装置によれば、単一のキャンロール上で下層と上層の成膜を連続的に行うことが可能であり、下層の成膜後、上層の成膜前に下層表面と接触するガイドロールを完全に排除できる。
【００５０】
（実施例）
図２に示すように、１つの真空室内に２つのキャンロールが設置された真空蒸着装置を用い、インラインで試料を作製した（実施例１〜４）。一方、図１１に示すように、単一のキャンロールを有する真空蒸着装置を用い、オフラインで試料を作製した（比較例１〜４）。これらの試料の特性を比較した。
【００５１】
実施例と比較例の試料は以下の方法で作製した。非磁性支持体として厚み６．３μｍのＰＥＴフィルムを用いた。コバルトを蒸着源とする蒸着を二度行って、ＰＥＴフィルム上に下層と上層を順に成膜した。図３及び図４に示した結果を参照し、下層の膜厚を５０ｎｍとした。また、図６及び図７に示した結果を参照し、下層の酸化度（Ｏ／Ｃｏ比）を８５％以上９５％以下とした。
【００５２】
上層の膜厚は表１に示すように、オフラインの場合とインラインの場合でそれぞれ４通り（１６０ｎｍ、８０ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ）とした。上層の成膜時に適正量の酸素を導入し、上層の酸化度を膜中の平均値がすべて３０〜３５％になるように調整した。オフラインの場合とインラインの場合のいずれも、金属蒸気を上部マスクと下部マスクで規制し、ＰＥＴフィルムに対する金属蒸気の入射角を下層成膜時と上層成膜時でともに９０°〜４５°とした。
【００５３】
実施例１〜４の試料の作製では、第１の冷却キャンロールと第２の冷却キャンロールのそれぞれにおいて、下部マスク先端から蒸着雰囲気に酸素を導入した。比較例１〜４の試料の作製では、単一の冷却キャンロールにおいて、下層成膜時と上層成膜時にそれぞれ下部マスク先端から蒸着雰囲気に酸素を導入した。なお、実施例と比較例の試料には、ＣＶＤにより保護膜としてＤＬＣ膜を形成した。
【００５４】
実施例及び比較例の磁気特性の評価結果を表１に示す。表１において、Ｍｓ・δは飽和磁化Ｍｓと磁性層の膜厚（下層と上層の合計）δの積を示し、Ｍｒ・δは残留磁化Ｍｒと磁性層の膜厚δの積を示し、Ｈｃは保磁力を示し、Ｓは角形比を示す。また、実施例及び比較例の保磁力Ｈｃを図１０に示した。
【００５５】
【表１】
2005050459.tif 000003
【００５６】
表１及び図１０に示すように、上層膜厚が同じ場合、インライン（実施例）の方がオフライン（比較例）より保磁力Ｈｃが２０〜３０ｋＡ／ｍ程度高くなった。上層膜厚が同じ実施例と比較例で、積Ｍｓ・δと角形比Ｓがほぼ同等であることから、保磁力Ｈｃの差は上層の結晶成長の違いによるものと言える。
【００５７】
表１に示す磁気特性の結果から、インラインではオフラインに比べ、上層の結晶成長がより促進されていると言える。上層の結晶成長の違いは、下層と上層の界面の違いに起因すると考えられることから、ＴＥＭによる下層と上層の界面観察を行った。その結果、オフラインの試料では、下層と上層の間に一部不連続な隙間が見られたのに対し、インラインの試料では、そのような隙間がほとんど見られず、下層と上層が連続的に積層しているのが確認された。
【００５８】
両者において下層の成膜条件は同一であることから、下層最表面の結晶配向は同一である。したがって、保磁力の差と、断面ＴＥＭ像における界面の違いは、下層成膜後の処理の違いに起因すると考えられる。オフラインの場合、下層の酸化コバルト結晶面がガイドロールとの物理的な接触や大気開放による酸素や水分との反応で、損傷を受けると考えられる。
一方、インラインの場合は、ガイドロールとの接触回数が少なく、真空状態が保たれたまま下層と上層の成膜が行われるため、下層の酸化コバルト結晶面が損傷を受けにくい。これにより、上層コバルトの結晶成長が促進され、保磁力が向上すると考えられる。
【００５９】
以上のように、下層と上層がインラインで成膜された本発明の磁気記録媒体によれば、下層と上層がオフラインで成膜される従来の磁気記録媒体に比べ、明らかに高い保磁力が得られる。オフラインの磁気記録媒体では、高保磁力化のための条件を最適化しても、１７５ｋＡ／ｍ程度の保磁力が限界であったが、本実施形態の磁気記録媒体によれば、上層を５０ｎｍに薄くした場合にも、２００ｋＡ／ｍ以上の高い保磁力が得られる。磁性層が薄い磁気記録媒体において、高い保磁力が得られることから、短波長領域の電磁変換特性が向上する。したがって、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドでの再生に適した、高記録密度の磁気記録媒体を実現できる。
【００６０】
また、本発明の実施形態の磁気記録媒体によれば、下地膜を完全に酸化させず、酸素（Ｏ）／コバルト（Ｃｏ）比を８５％以上９５％以下とすることで、完全酸化させた酸化コバルト下地膜に比べ機械強度が向上するため、磁性層のひび割れや剥離等が防止できる。また同時に磁性層成膜時の媒体の過帯電が防止されるため、媒体のキャンロールへの張り付きや、媒体のしわの発生等の問題が解消される。
【００６１】
本発明の磁気記録媒体及びその製造方法の実施形態は、上記の説明に限定されない。例えば、磁性層の材料はコバルトと酸化コバルトに限定されず、コバルトを含有する合金、コバルトを含有する混合物多結晶等、具体的にはＣｏ−Ｃｒ系合金、Ｃｏ−ＳｉＯ2混合物等の磁気記録媒体であってもよい。他の磁性材料を用いて磁性層を形成する場合、下層と上層の膜厚や酸化度は適宜変更できる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
ＭＲ及びＧＭＲヘッドに対応した磁性層厚が約５０ｎｍ以下の磁気記録媒体において、従来より高い保磁力が得られる。これにより特に短波長出力が向上するため、記録密度を更に向上させることが可能となる。また、磁性層成膜時の媒体の帯電に起因するプロセス上の問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の磁気記録媒体の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係り、磁性層の形成に用いられる真空蒸着装置の概略図である。
【図３】本発明の実施形態１に係り、下層膜厚と上層保磁力の関係の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係り、ＯＤＦスペクトルの下層膜厚依存性を示す図である。
【図５】図４の角度θを示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係り、下層成膜時の下部酸素導入量と上層保磁力の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係り、下層成膜時の下部酸素導入量と磁性層の酸化度プロファイルとの相関を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２に係り、磁性層の形成に用いられる真空蒸着装置の概略図である。
【図９】本発明の実施形態３に係り、磁性層の形成に用いられる真空蒸着装置の概略図である。
【図１０】本発明の磁気記録媒体の保磁力を示すグラフである（実施例）。
【図１１】従来の真空蒸着装置の概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、１０１…非磁性支持体、２…磁性層、２ａ…下層、２ｂ…上層、３…カラム、１１、１０２…巻き出しロール、１２…第１の冷却キャンロール、１３…第２の冷却キャンロール、１４、１０４…巻き取りロール、１５、１９、１０５…電子銃、１６、２０、１０６…坩堝、１７、２１、１０７…蒸着源、１８、２２、１０８…電子線、２３、２５、１０９…上部マスク、２４、２６、１１０…下部マスク、２７、２８、１１１…酸素導入管、２９、３０、１１２…ガイドロール、３１、１０３…冷却キャンロール、３２…下層成膜部、３３…上層成膜部、３４…反射板
【図１】
2005050459.tif 000004
【図２】
2005050459.tif 000005
【図３】
2005050459.tif 000006
【図４】
2005050459.tif 000007
【図５】
2005050459.tif 000008
【図６】
2005050459.tif 000009
【図７】
2005050459.tif 000010
【図８】
2005050459.tif 000011
【図９】
2005050459.tif 000012
【図１０】
2005050459.tif 000013
【図１１】
2005050459.tif 000014