(57)【要約】第１下地結晶層（３３）は相互に隣接する結晶粒で構成される。第２下地結晶層（３４）は、第１下地結晶層（３３）よりも大きな膜厚で第１下地結晶層（３３）の表面に広がる。第２下地結晶層（３４）は、第１下地結晶層（３３）の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される。第１および第２下地結晶層（３３、３５）では微細で均一な結晶粒が確立される。しかも、第１および第２下地結晶層（３３、３５）には十分な膜厚が確保されることができる。同様に、第１および第２磁性結晶層（３５、３６）では微細で均一な結晶粒が確立される。しかも、第１および第２磁性結晶層（３５、３６）には十分な膜厚が確保されることができる。
2004079724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面に第１原子群を堆積させる工程と、堆積した第１原子群に熱を加えて、第１多結晶層を形成する工程と、第１多結晶層の表面に第２原子群を堆積させて、第１多結晶層より大きい膜厚を有する第２多結晶層を形成する工程とを備えることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記第１原子群は、前記第２原子群を構成する元素と少なくとも部分的に同一の元素を含むことを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項３】
請求の範囲第２項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記第１および第２原子群はＴｉから構成されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項４】
請求の範囲第２項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記第１および第２原子群はＣｏおよびＣｒを含む合金から構成されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の多層構造膜の製造方法において、第１原子群の堆積から第２原子群の堆積まで真空状態が維持されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項６】
請求の範囲第１項に記載の多層構造膜の製造方法において、第２多結晶層の表面に第３原子群を堆積させる工程と、堆積した第３原子群に熱を加えて、第３多結晶層を形成する工程と、第３多結晶層の表面に第４原子群を堆積させて、第３多結晶層より大きい膜厚を有する第４多結晶層を形成する工程とを備えることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項７】
請求の範囲第６項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記第１および第２原子群はＴｉから構成され、前記第３および第４原子群はＣｏおよびＣｒを含む合金から構成されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項８】
請求の範囲第７項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記第１原子群の堆積に先立って、対象物の表面に、所定の配向に揃えられる結晶粒から構成される配向制御層が形成されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項９】
請求の範囲第８項に記載の多層構造膜の製造方法において、前記配向制御層はＭｇＯから構成されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項１０】
請求の範囲第９項に記載の多層構造膜の製造方法において、第１原子群の堆積から第４原子群の堆積まで真空状態が維持されることを特徴とする多層構造膜の製造方法。
【請求項１１】
相互に隣接する結晶粒で構成される第１多結晶層と、第１多結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１多結晶層よりも大きな膜厚で第１多結晶層の表面に広がる第２多結晶層とを備え、第２多結晶層は、第１多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることを特徴とする多層構造膜。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項に記載の多層構造膜において、前記第１および第２多結晶層はＴｉから構成されることを特徴とする多層構造膜。
【請求項１３】
請求の範囲第１１項に記載の多層構造膜において、前記第１および第２多結晶層はＣｏおよびＣｒを含む合金から構成されることを特徴とする多層構造膜。
【請求項１４】
請求の範囲第１２項または第１３項に記載の多層構造膜において、表面で前記第１多結晶層を受け止め、所定の配向に揃えられる結晶粒から構成される配向制御層をさらに備えることを特徴とする多層構造膜。
【請求項１５】
相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第１下地結晶層と、第１下地結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１下地結晶層よりも大きな膜厚で第１下地結晶層の表面に広がる非磁性の第２下地結晶層と、第２下地結晶層の表面に広がる磁性層とを備え、第２下地結晶層は、第１下地結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒から構成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１６】
請求の範囲第１５項に記載の磁気記録媒体において、前記磁性層は、表面に直交する垂直方向に磁化容易軸を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１７】
請求の範囲第１６項に記載の磁気記録媒体において、表面で前記第１下地結晶層を受け止める非磁性層と、表面で非磁性層を受け止め、表面に平行に規定される方向に磁化容易軸を有する裏打ち層とをさらに備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１８】
請求の範囲第１５項に記載の磁気記録媒体において、前記磁性層は、第２下地結晶層の表面に沿って相互に隣接する結晶粒で構成される第１磁性結晶層と、第１磁性結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１磁性結晶層よりも大きな膜厚で第１磁性結晶層の表面に広がる第２磁性結晶層とを備え、第２磁性結晶層は、第１磁性結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１９】
請求の範囲第１８項に記載の磁気記録媒体において、前記第１および第２磁性結晶層は、表面に直交する垂直方向に磁化容易軸を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２０】
請求の範囲第１９項に記載の磁気記録媒体において、表面で前記第１下地結晶層を受け止める非磁性層と、表面で非磁性層を受け止め、表面に平行に規定される方向に磁化容易軸を有する裏打ち層とをさらに備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２１】
非磁性の下地結晶層と、下地結晶層の表面に沿って相互に隣接する結晶粒で構成される第１磁性結晶層と、第１磁性結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１磁性結晶層よりも大きな膜厚で第１磁性結晶層の表面に広がる第２磁性結晶層とを備え、第２磁性結晶層は、第１磁性結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２２】
請求の範囲第２１項に記載の磁気記録媒体において、前記第１および第２磁性結晶層は、表面に直交する垂直方向に磁化容易軸を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２３】
請求の範囲第２２項に記載の磁気記録媒体において、表面で前記下地結晶層を受け止める非磁性層と、表面で非磁性層を受け止め、表面に平行に規定される方向に磁化容易軸を有する裏打ち層とをさらに備えることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えばハードディスク（ＨＤ）といった磁気記録媒体に使用されることができる多層構造膜およびその製造方法に関する。
【背景技術】  一般に、磁気記録媒体は、基板の表面に沿って所定の膜厚で広がる配向制御用の下地層と、この下地層の表面に所定の膜厚で広がる記録磁性層とを備える。下地層の働きで記録磁性層では結晶の配向は実現される。磁化容易軸は所定の方向に揃えられる。
下地層や記録磁性層の形成にあたってスパッタリング法は用いられる。スパッタリング法の実施に先立って基板は加熱される。加熱された基板上に下地層用の金属原子は降り注がれる。加熱の働きで堆積と同時に金属原子は結晶粒を形作る。続いて下地層の表面には記録磁性層用の金属原子が降り注がれる。エピタキシャル成長に基づき下地層の表面に沿って磁性結晶粒は形成される。
加熱された基板上で下地層や記録磁性層は所定の膜厚まで堆積させられる。下地層や記録磁性層では基板の熱に基づき結晶粒同士は不規則に合体する。合体に基づき結晶粒は肥大化する。記録磁性層では磁性結晶粒の微細化および均一化は実現されることができない。
【発明の開示】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、確実に結晶粒の微細化および均一化を図ることができる多層構造膜およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、対象物の表面に第１原子群を堆積させる工程と、堆積した第１原子群に熱を加えて、第１多結晶層を形成する工程と、第１多結晶層の表面に第２原子群を堆積させて、第１多結晶層より大きい膜厚を有する第２多結晶層を形成する工程とを備えることを特徴とする多層構造膜の製造方法が提供される。
以上のような製造方法によれば、第１原子群の堆積にあたって第１原子のマイグレーションは確実に阻止される。第１原子群は多層構造膜全体に対して著しく小さな膜厚で堆積することから、第１原子群の結晶化にあたって個々の結晶粒の微細化および均一化は達成される。その後、再びマイグレーションが抑制されつつ十分な膜厚まで第２原子群の堆積が実施されることから、第２多結晶層には微細で均一な結晶粒は確保されることができる。結晶粒の肥大化は確実に回避される。
以上のような多層構造膜の製造にあたって、第１および第２原子群はＴｉから構成されればよい。その他、第１および第２原子群にはＣｏおよびＣｒを含む合金が用いられることができる。また、第１原子群の堆積から第２原子群の堆積まで真空状態が維持されればよい。
本発明の多層構造膜の製造方法は、さらに、第２多結晶層の表面に第３原子群を堆積させる工程と、堆積した第３原子群に熱を加えて、第３多結晶層を形成する工程と、第３多結晶層の表面に第４原子群を堆積させて、第３多結晶層より大きい膜厚を有する第４多結晶層を形成する工程とを備えてもよい。こういった多層構造膜の製造にあたって、第１原子群の堆積から第４原子群の堆積まで真空状態が維持されればよい。
以上のような製造方法によれば、第３原子群の堆積にあたって第３原子のマイグレーションは確実に阻止される。第３原子群は多層構造膜全体に対して著しく小さな膜厚で堆積することから、第３原子群の結晶化にあたって個々の結晶粒の微細化および均一化は達成される。その後、再びマイグレーションが抑制されつつ十分な膜厚まで第４原子群の堆積が実施されることから、第４多結晶層には微細で均一な結晶粒は確保されることができる。結晶粒の肥大化は確実に回避される。
以上のような製造方法では、第１原子群の堆積に先立って、対象物の表面に、所定の配向に揃えられる結晶粒から構成される配向制御層が形成されてもよい。配向制御層では結晶粒は所定の配向に揃えられる。配向制御層上に第１および第２多結晶層が形成される。第１および第２多結晶層では結晶粒の配向は確実に揃えられることができる。
本発明によれば、相互に隣接する結晶粒で構成される第１多結晶層と、第１多結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１多結晶層よりも大きな膜厚で第１多結晶層の表面に広がる第２多結晶層とを備え、第２多結晶層は、第１多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることを特徴とする多層構造膜が提供される。こういった多層構造膜では、第１および第２多結晶層では微細で均一な結晶粒が確立される。しかも、第１および第２多結晶層には十分な膜厚が確保されることができる。
以上のような多層構造膜では、第１および第２多結晶層はＴｉから構成されればよい。その他、第１および第２多結晶層にはＣｏおよびＣｒを含む合金が用いられることができる。
多層構造膜は、表面で前記第１多結晶層を受け止め、所定の配向に揃えられる結晶粒から構成される配向制御層をさらに備えてもよい。配向制御層の結晶粒は所定の配向に揃えられることから、第１多結晶層では結晶粒の結晶配向は確実に揃えられることができる。第２多結晶層は、第１多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることから、第２多結晶層では結晶の配向は十分に揃えられることができる。
以上のような多層構造膜は例えば磁気ディスクといった磁気記録媒体で利用されることができる。磁気記録媒体は、相互に隣接する結晶粒で構成される非磁性の第１下地結晶層と、第１下地結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１下地結晶層よりも大きな膜厚で第１下地結晶層の表面に広がる非磁性の第２下地結晶層と、第２下地結晶層の表面に広がる磁性層を備えればよい。このとき、第２下地結晶層は、第１下地結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒から構成されればよい。
こういった磁気記録媒体では、第１および第２下地結晶層では微細で均一な結晶粒が確立される。しかも、第１および第２下地結晶層には十分な膜厚が確保されることができる。磁性層の磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に高い精度で揃えられることができる。磁気情報の読み出しにあたって高いＳ／Ｎ比は確保される。
前述の磁気記録媒体では、磁性層は、第２下地結晶層の表面に沿って相互に隣接する結晶粒で構成される第１磁性結晶層と、第１磁性結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１磁性結晶層よりも大きな膜厚で第１磁性結晶層の表面に広がる第２磁性結晶層とを備え、第２磁性結晶層は、第１磁性結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されてもよい。
こうした磁気記録媒体では、第１および第２磁性結晶層では微細で均一な結晶粒が確立される。しかも、第１および第２磁性結晶層には十分な膜厚が確保されることができる。第１および第２磁性結晶層の磁化容易軸は基板の表面に直交する垂直方向に高い精度で揃えられることができる。磁気情報の読み出しにあたって高いＳ／Ｎ比は確保される。
また、磁気記録媒体は、非磁性の下地結晶層と、下地結晶層の表面に沿って相互に隣接する結晶粒で構成される第１磁性結晶層と、第１磁性結晶層と少なくとも部分的に同一の元素を含み、第１磁性結晶層よりも大きな膜厚で第１磁性結晶層の表面に広がる第２磁性結晶層とを備えてもよい。このとき、第２磁性結晶層は、第１磁性結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されればよい。
こうした磁気記録媒体では、前述と同様に、第１および第２磁性結晶層では微細で均一な結晶粒が確立される。磁気情報の読み出しにあたって高いＳ／Ｎ比は確保される。
以上のような磁気記録媒体はいわゆる垂直磁気記録媒体として構成されればよい。このとき、前述の磁性層や第１および第２磁性結晶層では表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立されればよい。こういった垂直磁気記録媒体は、表面で下地結晶層を受け止める非磁性層と、表面で非磁性層を受け止め、表面に平行に規定される方向に磁化容易軸を有する裏打ち層とをさらに備えてもよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
図２は、磁気ディスクの構造を示す拡大垂直断面図である。
図３は、磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直断面図である。
図４は、基板の表面に裏打ち層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図５は、裏打ち層の表面に配向制御層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図６は、配向制御層の表面に第１下地結晶層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図７は、第１下地結晶層の表面に第２下地結晶層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図８は、第２下地結晶層の表面に第１磁性結晶層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図９は、第１磁性結晶層の表面に第２磁性結晶層を形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。
図１０は、Ｘ線回折に基づき結晶粒の配向性を特定するグラフである。
図１１は、第１下地結晶層の膜厚と磁気ディスクの特性との関係を示すグラフである。
図１２は、第２下地結晶層の膜厚と磁気ディスクの特性との関係を示すグラフである。
図１３は、Ｘ線回折に基づき結晶粒の配向性を特定するグラフである。
図１４は、第１磁性結晶層の膜厚と磁気ディスクの特性との関係を示すグラフである。
図１５は、Ｘ線回折に基づき結晶粒の配向性を特定するグラフである。
図１６は、Ｘ線回折に基づき結晶粒の配向性を特定するグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、磁気記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はいわゆる垂直磁気記録媒体に構成される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
収容空間では、垂直方向に延びる支軸１５にヘッドアクチュエータ１６が装着される。ヘッドアクチュエータ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１７と、このアクチュエータアーム１７の先端に取り付けられてアクチュエータアーム１７から前方に延びる弾性サスペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペンション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示されず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３が回転すると、磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９は浮上し続けることができる。
浮上ヘッドスライダ１９には、周知の通りに、磁気ヘッドすなわち電磁変換素子（図示されず）が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク１３から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル接合磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）といった読み出し素子と、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク１３に情報を書き込む単磁極ヘッドといった書き込み素子（図示されず）とで構成されればよい。
浮上ヘッドスライダ１９の浮上中に、ヘッドアクチュエータ１６が支軸１５回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ１９上の読み出し書き込みヘッドは磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。ヘッドアクチュエータ１６の回転は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった駆動源２１の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のアクチュエータアーム１７すなわち２つの浮上ヘッドスライダ１９が配置される。
図２は磁気ディスク１３の断面構造を詳細に示す。この磁気ディスク１３は、支持体としての基板２３と、この基板２３の表裏面に広がる多層構造膜２４とを備える。基板２３は、例えば、ディスク形のＳｉ本体２５と、Ｓｉ本体２５の表裏面に広がる非晶質のＳｉＯ２膜２６とで構成されればよい。ただし、基板２３にはガラス基板やアルミニウム基板が用いられてもよい。多層構造膜２４に磁気情報は記録される。多層構造膜２４の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜といった保護膜２７や、例えばパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）膜といった潤滑膜２８で被覆される。
図３に示されるように、多層構造膜２４は、基板２３の表面に広がる裏打ち層３１を備える。裏打ち層３１は例えばＦｅＴａＣ膜やＮｉＦｅ膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、例えば膜厚３００ｎｍ程度のＦｅＴａＣ膜が用いられればよい。裏打ち層３１では、基板２３の表面に平行に規定される方向に磁化容易軸は確立される。
裏打ち層３１の表面には配向制御層３２が広がる。配向制御層３２は所定の配向に揃えられる結晶粒から構成される。配向制御層３２には例えばＭｇＯ膜といった非磁性体が用いられればよい。ここでは、例えば膜厚１６．７ｎｍ程度のＭｇＯ膜が用いられればよい。ＭｇＯ膜では結晶粒の（１００）面は所定の方向に優先配向される。
多層構造膜２４は、配向制御層３２の表面に沿って広がる第１多結晶層すなわち第１下地結晶層３３を備える。第１下地結晶層３３は相互に隣接する結晶粒で構成される。第１下地結晶層３３には例えば膜厚０．３〜０．４ｎｍ程度のＴｉ膜が用いられればよい。
多層構造膜２４は、第１下地結晶層３３よりも大きな膜厚で第１下地結晶層３３の表面に広がる第２多結晶層すなわち第２下地結晶層３４を備える。第２下地結晶層３４は、第１下地結晶層３３の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される。第１下地結晶層３３と第２下地結晶層３４との間にはエピタキシャル成長が確立される。第２下地結晶層３４には第１下地結晶層３３と少なくとも部分的に同一の元素が含まれればよい。ここでは、第２下地結晶層３４には例えば膜厚２．０〜５．０ｎｍ程度のＴｉ膜が用いられればよい。
第２下地結晶層３４の表面には第１多結晶層すなわち第１磁性結晶層３５が広がる。第１磁性結晶層３５は、第２下地結晶層３４の表面に沿って相互に隣接する結晶粒で構成される。第１磁性結晶層３５には例えばＣｏおよびＣｒを含む合金が用いられればよい。ここでは、第１磁性結晶層３５には例えば膜厚０．５〜１．７ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ膜が用いられればよい。第１磁性結晶粒３５では結晶粒の（００１）面は所定の方向に優先配向される。
多層構造膜２４は、第１磁性結晶層３５よりも大きな膜厚で第１磁性結晶層３５の表面に広がる第２多結晶層すなわち第２磁性結晶層３６を備える。第２磁性結晶層３６は、第１磁性結晶層３５の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される。第１磁性結晶層３５と第２磁性結晶層３６との間にはエピタキシャル成長が確立される。第２磁性結晶層３６には第１磁性結晶層３５と少なくとも部分的に同一の元素が含まれればよい。ここでは、第２磁性結晶層３４には例えば膜厚５．８〜７．５ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ膜が用いられればよい。第２磁性結晶層３６では結晶粒の（００１）面は所定の方向に優先配向される。第２磁性結晶層３６では、基板２３の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が揃えられる。第１および第２磁性結晶層３５、３６に磁気情報は記録される。
第１および第２磁性結晶層３５、３６では微細で均一な結晶粒が確立される。磁気情報の読み出しにあたって遷移ノイズは十分に低減されることができる。しかも、第１および第２磁性結晶層３５、３６には十分な膜厚が確保されることができる。第１および第２磁性結晶層３５、３６の磁化容易軸は基板３１の表面に直交する垂直方向に高い精度で揃えられることができる。磁気情報の読み出しにあたって高いＳ／Ｎ比は確保される。
次に磁気ディスク１３の製造方法を詳述する。まず、ディスク形の基板２３が用意される。基板２３はスパッタリング装置に装着される。スパッタリング装置のチャンバ内には真空環境が確立される。チャンバ内で基板２３の表面には多層構造膜３２が形成される。形成方法の詳細は後述される。その後、多層構造膜２４の表面には保護膜２７が積層形成される。積層形成にあたって例えばＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）が用いられる。保護膜２７の表面には潤滑膜２８が塗布される。塗布にあたって基板２３は例えばパーフルオロポリエーテルを含む溶液に浸されればよい。
スパッタリング装置ではＦｅＴａＣターゲットが用意される。図４に示されるように、ＦｅＴａＣターゲットから真空環境下で基板２３の表面にＦｅ原子やＴａ原子、Ｃ原子が降り注ぐ。いわゆるＲＦ（高周波）スパッタリングが実施される。基板２３の表面にＦｅ原子やＴａ原子、Ｃ原子が堆積する。Ｆｅ原子やＴａ原子、Ｃ原子の堆積にあたってチャンバ内では室温が維持される。こうして基板２３の表面には膜厚３００ｎｍ程度の裏打ち層３１すなわちＦｅＴａＣ膜４１が形成される。
次に、スパッタリング装置では、図５に示されるように、真空環境下でＦｅＴａＣ膜４１の表面にＭｇＯが降り注ぐ。スパッタリング装置内では基板２３は常温（いわゆる室温）に維持される。こうしてＦｅＴａＣ膜４１の表面には膜厚１６．７ｎｍ程度で配向制御層３２すなわちＭｇＯ膜４２が積層形成される。ＭｇＯ膜４２の堆積にあたってチャンバ内では室温が維持される結果、ＭｇＯ膜４２では非磁性結晶粒の（１００）面が所定の方向に優先配向される。
その後、スパッタリング装置ではＴｉターゲットが用意される。図６に示されるように、Ｔｉターゲットから真空環境下でＭｇＯ膜４２の表面に第１原子群すなわちＴｉ原子が降り注ぐ。ＭｇＯ膜４２の表面にＴｉ原子が堆積する。Ｔｉ原子の堆積にあたって基板２３の温度は２００℃以下に設定される。チャンバ内では例えば室温が維持されればよい。こうした温度の設定に基づけば、基板２３上でＴｉ原子のマイグレーションは阻止される。ＭｇＯ膜４２の表面には膜厚０．４ｎｍ程度のＴｉ膜４３が形成される。このとき、Ｔｉ膜４３では結晶粒は十分に確立されない。
こうしてＭｇＯ膜４２の表面に形成されたＴｉ膜４３には熱処理が施される。Ｔｉ膜４３は真空環境下で３５０℃の熱に曝される。熱処理は１分間にわたって持続される。基板２３は例えば赤外線といった放射熱に曝されればよい。こうした加熱に基づきＴｉ膜４３では結晶化が引き起こされる。ＭｇＯ膜４２によれば、Ｔｉ膜４３では結晶の配向は十分に揃えられることができる。Ｔｉ膜４３では微細かつ均一な結晶粒が形成される。こうしてＭｇＯ膜４２の表面には第１多結晶層すなわち第１下地結晶層３３が形成される。
その後、Ｔｉ膜４３の表面には、図７に示されるように、真空環境下で第２原子群すなわちＴｉ原子が降り注ぐ。前述と同様に、Ｔｉ膜４３の表面にはＴｉ原子が再び堆積する。Ｔｉ原子の堆積にあたって基板２３の温度は前述と同様に２００℃以下に設定される。こうしてエピタキシャル成長に基づきＴｉ膜４３の個々の結晶粒から微細かつ均一な結晶粒は形成される。こうしてＴｉ膜４３の表面には膜厚３．６ｎｍ程度のＴｉ膜４４が形成される。その後、Ｔｉ膜４４には前述と同様の条件で熱処理が施されてもよい。こうして第１下地結晶層３３より大きい膜厚を有する第２多結晶層すなわち第２下地結晶層３４が形成される。
その後、スパッタリング装置ではＣｏＣｒＰｔターゲットが用意される。図８に示されるように、ＣｏＣｒＰｔターゲットから真空環境下でＴｉ膜４４の表面に第３原子群すなわちＣｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子が降り注ぐ。Ｔｉ膜４４の表面にＣｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子が堆積する。Ｃｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子の堆積にあたって基板２３の温度は前述と同様に２００℃以下に設定される。エピタキシャル成長に基づきＴｉ膜４４の個々の結晶粒から微細かつ均一な結晶粒は形成される。Ｔｉ膜４４の表面には膜厚１．７ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ膜４５が形成される。
こうしてＴｉ膜４４の表面に形成されたＣｏＣｒＰｔ膜４５に熱処理が施される。ＣｏＣｒＰｔ膜４５は真空環境下で３５０℃の熱に曝される。熱処理は１分間にわたって持続される。基板２３は例えば赤外線といった放射熱に曝されればよい。こうした加熱に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４５の結晶粒では結晶化がさらに引き起こされる。ＣｏＣｒＰｔ膜４５では微細かつ均一な結晶粒が形成される。こうしてＴｉ膜４４の表面には第３多結晶層すなわち第１磁性結晶層３５が形成される。
その後、ＣｏＣｒＰｔ膜４５の表面には、図９に示されるように、真空環境下で第４原子群すなわちＣｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子が降り注がれる。前述と同様に、ＣｏＣｒＰｔ膜４５の表面にはＣｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子が再び堆積する。Ｃｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子の堆積にあたって前述と同様に基板２３の温度は２００℃以下に設定される。エピタキシャル成長に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４５の個々の結晶粒から微細かつ均一な結晶粒は形成される。こうしてＣｏＣｒＰｔ膜４５の表面には膜厚５．８ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ膜４６が形成される。その後、ＣｏＣｒＰｔ膜４６には前述と同様の条件で熱処理が施されてもよい。こうして第１磁性結晶層３５より大きい膜厚を有する第４多結晶層すなわち第２磁性結晶層３６が形成される。
なお、前述のスパッタリングの実施にあたって、チャンバ内では、第１原子群の堆積から第４原子群の堆積まで、すなわち、Ｔｉ膜４３の形成からＣｏＣｒＰｔ膜４６の形成まで真空状態は維持される。ただし、前述のような微細な結晶粒で構成される下地結晶層３３、３４の形成あたって少なくともＴｉ膜４３の形成からＴｉ膜４４の形成まで真空状態が維持されればよい。同様に、前述のような微細な結晶粒で構成される磁性結晶層３５、３６の形成あたって少なくともＣｏＣｒＰｔ膜４５の形成からＣｏＣｒＰｔ膜４６の形成まで真空状態が維持されればよい。
以上のような磁気ディスク１３の製造方法によれば、最初のＴｉ膜４３の堆積にあたってＴｉ原子のマイグレーションは確実に阻止される。Ｔｉ膜４３の膜厚は下地層全体の膜厚に比べて著しく小さく設定されることから、Ｔｉ膜４３の結晶化にあたって個々の結晶粒の微細化および均一化は達成される。その後、再びマイグレーションが抑制されつつ十分な膜厚までＴｉ原子の堆積が実施されることから、Ｔｉ膜４４には微細で均一な結晶粒は確保されることができる。結晶粒の肥大化は確実に回避される。
同様に、最初のＣｏＣｒＰｔ膜４５の堆積にあたってＣｏ原子やＣｒ原子、Ｐｔ原子のマイグレーションは確実に阻止される。ＣｏＣｒＰｔ膜４５の膜厚は磁性層全体の膜厚に比べて著しく小さく設定されることから、ＣｏＣｒＰｔ膜４５の結晶化にあたって個々の結晶粒の微細化および均一化は達成される。その後、再びマイグレーションが抑制されつつ十分な膜厚までＣｏ原子、Ｃｒ原子およびＰｔ原子の堆積が実施されることから、ＣｏＣｒＰｔ膜４６には微細で均一な結晶粒は確保されることができる。結晶粒の肥大化は確実に回避される。しかも、Ｔｉ膜４３、４４の働きでＣｏＣｒＰｔ膜４５、４６の結晶配向は確実に揃えられる。
本発明者は第１および第２下地結晶層３３、３４の機能を検証した。検証にあたって、本発明者は、前述の製造方法に基づき基板３１の表面に順番に膜厚０．４ｎｍのＴｉ膜４３および膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜４４を積層形成した。Ｔｉ膜４４の表面には膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。こうして第１具体例は用意された。Ｘ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜の結晶配向は観察された。
このとき、本発明者は第１〜第３比較例を用意した。第１比較例では、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで順番に形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第２比較例では、同様に、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで順番に形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。しかも、ＣｏＣｒＰｔ膜の堆積に先立ってＴｉ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第３比較例では、同様に、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで順番に形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。しかも、Ｔｉ膜の堆積の直前に基板３１には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第１〜第３比較例でＸ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜の結晶配向は観察された。
図１０に示されるように、第１具体例では、いずれの比較例に比べても十分な割合で結晶の（００２）面が所定の方向に揃えられることが確認された。しかも、第１具体例では２１３．３［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび４．３［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。これに対して、第１比較例では１０２．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび４．６［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第２比較例では１０２．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび５．０［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第３比較例では１７３．８［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび５．２［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第１具体例ではいずれの比較例に比べても大きな保磁力Ｈｃが確保された。
次に本発明者は前述の製造方法に基づき第２具体例を用意した。この第２具体例では、基板３１の表面に順番に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、極薄のＴｉ膜４３および膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜４４を形成した。Ｔｉ膜４４の表面には膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。本発明者はＴｉ膜４３の膜厚に応じて複数の第２具体例を用意した。個々の第２具体例ごとにＣｏＣｒＰｔ膜の保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。図１１から明らかなように、いずれの場合でもＴｉ膜４３の形成に基づき残留磁化膜厚積ｔＢｒは高められることが確認された。Ｔｉ膜４３の膜厚が０．３ｎｍ〜０．３６ｎｍの範囲に設定されると、良好な保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが観察された。
次に本発明者は前述の製造方法に基づき第３具体例を用意した。この第３具体例では、基板３１の表面に順番に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、膜厚０．３６ｎｍのＴｉ膜４３および所定の膜厚のＴｉ膜４４が形成された。Ｔｉ膜４４の表面には膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。本発明者はＴｉ膜４４の膜厚に応じて複数の第３具体例を用意した。個々の第３具体例ごとにＣｏＣｒＰｔ膜の保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。図１２から明らかなように、Ｔｉ膜４４の膜厚が３．０ｎｍ〜４．０ｎｍの範囲に設定されると、良好な保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが観察された。
さらに本発明者は第１および第２磁性結晶層３５、３６の磁気特性を検証した。検証にあたって、本発明者は、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜を積層形成した。Ｔｉ膜４４の表面には、前述の製造方法に基づき順番に膜厚１．７ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４５および膜厚５．８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４６が形成された。こうして第４具体例は用意された。Ｘ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４５、４６の結晶配向は観察された。このとき、本発明者は第４比較例を用意した。第４比較例では、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで順番に形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第４比較例でＸ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜の結晶配向は観察された。
図１３に示されるように、第４具体例では第４比較例に比べて十分な割合で結晶の（００２）面が所定の方向に揃えられることが確認された。（００１）面の出現が抑制された。しかも、第４具体例では１８１．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび２．６［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。これに対して、第４比較例では１０２．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび４．７［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第４具体例では第４比較例に比べて大きな保磁力Ｈｃが確保された。
次に本発明者は前述の製造方法に基づき第５具体例を用意した。この第５具体例では、前述の製造方法に基づき、基板３１の表面に順番に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、膜厚０．５３ｎｍのＴｉ膜４３および膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜４４、所定の膜厚のＣｏＣｒＰｔ膜４５および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４６が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜４６には３５０℃で１分間の熱処理が施された。本発明者はＣｏＣｒＰｔ膜４５の膜厚に応じて複数の第５具体例を用意した。個々の第５具体例ごとにＣｏＣｒＰｔ膜４５、４６の保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。図１４から明らかなように、ＣｏＣｒＰｔ膜４５の膜厚が０．５ｎｍ〜１．７ｎｍの範囲に設定されると、良好な保磁力Ｈｃおよび残留磁化膜厚積ｔＢｒが観察された。
さらに本発明者は配向制御層３２すなわちＭｇＯ膜４２の有用性を検証した。検証にあたって、本発明者は、前述の製造方法に基づき、基板３１の表面に膜厚１１．１ｎｍのＭｇＯ膜４２を形成した。ＭｇＯ膜４２の表面には膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜が積層形成された。Ｔｉ膜の表面には、前述の製造方法に基づき順番に膜厚１．７ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４５および膜厚５．８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４６が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜４６には３５０℃で１分間の熱処理が施された。こうして第６具体例は用意された。Ｘ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４５、４６の結晶配向は観察された。このとき、本発明者は第５比較例を用意した。第５比較例では、基板３１の表面に膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜が積層形成された。ＭｇＯ膜４２の形成は省略された。Ｔｉ膜の表面には、前述の製造方法に基づき順番に膜厚１．７ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４５および膜厚５．８ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４６が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜４６には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第５比較例でＸ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４６の結晶配向は観察された。図１５に示されるように、第６具体例では第５比較例に比べて十分な割合で結晶の（００２）面が所定の方向に揃えられることが確認された。（００１）面の出現が抑制された。ＭｇＯ膜４２の有用性は実証された。しかも、第６具体例では１８１．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび３．３［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。これに対して、第５比較例では１８１．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび２．６［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第６具体例では、第５比較例と同一の保磁力Ｈｃを確保しつつ第５比較例に比べて大きな残留磁化膜厚積ｔＢｒが確保された。
さらに本発明者は前述の製造方法に基づき第７具体例を作成した。この第７具体例では、前述の製造方法に基づき基板３１の表面に順番に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、膜厚０．３６ｎｍのＴｉ膜４３、膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜４４、膜厚０．５９ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４３および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４４が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜４４には３５０℃で１分間の熱処理が施された。Ｘ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜４３、４４の結晶配向は観察された。
本発明者は同様に第６〜第８比較例を用意した。第６比較例では、基板３１の表面に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜がスパッタリングで順番に形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第７比較例では、前述の製造方法に基づき、基板３１の表面に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２、膜厚０．３６ｎｍのＴｉ膜４３および膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜４４が積層形成された。Ｔｉ膜４４の表面には膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第８比較例では、基板３１の表面に膜厚１６．７ｎｍのＭｇＯ膜４２および膜厚３．６ｎｍのＴｉ膜がスパッタリングで順番に積層形成された。Ｔｉ膜の表面には、前述の製造方法に基づき、膜厚０．５９ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４３および膜厚７．５ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜４４が形成された。ＣｏＣｒＰｔ膜４４には３５０℃で１分間の熱処理が施された。第６〜第８比較例でＸ線回折に基づきＣｏＣｒＰｔ膜の結晶配向は観察された。
図１６に示されるように、第７具体例では、いずれの比較例に比べても十分な割合で結晶の（００２）面が所定の方向に揃えられることが確認された。しかも、第７具体例では２３７．０［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび４．６［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。これに対して、第６比較例では２１３．３［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび３．４［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第７比較例では２０５．４［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび３．８［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第８比較例では２１１．７［ｋＡ／ｍ］程度の保磁力Ｈｃおよび３．６［μｍ・ｍＴ］程度の残留磁化膜厚積ｔＢｒが測定された。第７具体例ではいずれの比較例に比べても大きな保磁力Ｈｃが確保された。
なお、前述ような第１および第２磁性結晶層３５、３６では基板３１の表面に平行に磁化容易軸が揃えられてもよい。こうした磁気異方性の確立にあたって、前述と同様に、第１磁性結晶層３５は第１および第２下地結晶層３３、３４上に形成されてもよい。こういった場合には、第１および第２磁性結晶層３５、３６や第１および第２下地結晶層３３、３４の形成にあたって前述の製造方法が利用されればよい。
前述の磁気ディスク１３では、配向制御層３２すなわちＭｇＯ膜４２に代えて、ＳｉＯ２膜といった分離層が裏打ち層３１（ＦｅＴａＣ膜４１）および第１下地結晶層３３（Ｔｉ膜４３）の間に形成されてもよい。こういった分離層は第１下地結晶層３３に対して裏打ち層３１の影響を断ち切ることができる。その結果、第１下地結晶層３３では裏打ち層３１の影響を受けずに確実に結晶配向は揃えられることができる。その他、前述の磁気ディスク１３では第１および第２下地結晶層３３、３４にＲｕが用いられてもよい。
【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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【図１６】
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【国際調査報告】
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