(57)【要約】【課題】垂直記録媒体の高速生産において高い生産安定性を実現するためには、ターゲットに融点の低い組織をもたせないようにするか、その割合を小さくする必要がある。【解決手段】垂直記録媒体１００の構成層のうち、融点の低い元素を有する層を形成する際には、予め６６０℃より融点の高い金属間化合物を形成した合金粉を用いてターゲットを構成し、熱変形しないようにする。【選択図】図１
2007310986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、密着層と、中間層と、垂直記録層と、保護層とを有し、
前記中間層と前記基板との間に設けられた前記密着層は、金属間化合物を含む合金粉をスパッタすることにより形成され、
前記合金粉は、融点の異なる２種以上の金属元素より形成されるとともに、前記融点の異なる２種以上の金属元素のうち、低い融点の金属元素より高い融点を有する合金粉であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１の垂直磁気記録媒体はさらに、
前記中間層と前記密着層との間に設けられた軟磁性層とを有する前記垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項２の垂直磁気記録媒体において、
前記密着層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆからなる群のうち少なくとも一種以上の金属元素とＡｌとを含む垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項３の垂直磁気記録媒体において、
前記密着層は不純物として酸素及び鉄を含み、
前記低い融点は６６０℃以下である垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項２の垂直磁気記録媒体において、
前記密着層は、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＹからなる群のうち少なくとも一種以上の金属元素とSbとを含む垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項５の垂直磁気記録媒体において、
前記密着層は酸素及び300wt.ppm以上の鉄を含む垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項２の垂直磁気記録媒体において、
前記密着層は３nmより厚く１０nm以下である垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項２の垂直磁気記録媒体において、
前記軟磁性層は、第1と第２軟磁性層と、前記第1と第２軟磁性層との間に設けられた非磁性層とを有し、
前記垂直記録層は複数の層で構成されている垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項８に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記第1と第２軟磁性層は、Feと、Coと、Taと、Zrとを含有し、
前記非磁性層はRuを含有し、
前記垂直記録層のうち少なくとも１層はコバルトと、クロムと、白金を含有し、グラニュラ構造をとる垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
基板に非磁性下地層をスパッタにより形成する工程と、
前記非磁性下地層の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層の上に記録層を形成する工程と、
前記記録層の上に保護層を形成する工程とを有し、
前記非磁性下地層を形成する工程において、ターゲットは融点の異なる第１と第２金属元素をアトマイズすることによって形成された前記第１金属元素より融点の高い金属間化合物を用い、前記第１金属元素の融点は前記第２の金属元素の融点より低い垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
請求項10に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法はさらに、
前記非磁性下地層と中間層との間に軟磁性層を形成する工程とを有し、
前記軟磁性層は、第１と第２軟磁性層と、前記第１と第２軟磁性層との間に設けられた非磁性層を有する垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記軟磁性層と、前記中間層と、前記記録層はスパッタにより形成され、それぞれのターゲットは金属間化合物を構成しない合金粉が用いられている垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記第１金属元素はＡｌであり、
前記第２金属元素はＴｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｈｆのいずれかである垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
請求項10に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記第１金属元素はＳｂであり、
前記第２金属元素はＴｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｙのいずれかである垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記非磁性層はＲｕを含有し、
前記第非磁性下地層は３nmより厚く10nm以下であり、前記軟磁性層と前記基板を密着する働きを有する垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
請求項１1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記第１金属元素の融点は６６０℃以下である垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
請求項１1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記ターゲットにアトマイズ後ＨＩＰ加工したものを用いる垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１1に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記第1と第２軟磁性層は、Feと、Coと、Taと、Zrとを含有し、
前記非磁性層はRuを含有し、
前記記録層は複数の層を有し、前記複数の層の一つはコバルトと、クロムと、白金を含有し、グラニュラ構造をとる垂直磁気記録媒体。
【請求項１９】
基板と、密着層と、非磁性層を介して反強磁界結合させた第１と第２軟磁性層と、非磁性層と、第２軟磁性層と、中間層と、垂直記録層と、保護層とを有し、
前記密着層は前記第1軟磁性層と前記基板との間に設けられ、
前記密着層は、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆからなる群のうち少なくとも一種以上の金属元素と、Ａｌと、酸素と、300wt.ppm以上の鉄とを含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２０】
請求項１9に記載の垂直磁気記録媒体において、
前記第1と第２軟磁性層は、Feと、Coと、Taと、Zrとを含有し、
前記非磁性層はRuを含有し、
前記垂直記録層のうち少なくとも１層はコバルトと、クロムと、白金を含有し、グラニュラ構造をとる垂直磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録媒体及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報処理装置の外部記録装置として使用されるハードディスク装置は、大容量化・小型化が進み、家電品への組み込み等、用途が著しく拡大している。これらの用途拡大に対応して高性能な垂直磁気記録媒体の大量生産が期待されている。
特許文献１には、基板上に軟磁性下地層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、基板と軟磁性下地層との間に形成された非晶質層或いは微結晶質層を有し、軟磁性下地層は、第一非晶質軟磁性層、第二非晶質軟磁性層、及び第一非晶質軟磁性層と第二非晶質軟磁性層との間に形成された非磁性層を有し、第一非晶質軟磁性層及び第二非晶質軟磁性層は、基板の半径方向に付与された一軸異方性を有し、かつ反強磁性的に結合している垂直磁気記録媒体が開示されている。非磁性層或いは微結晶質層として、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｓｉ及びＢからなる群のうち少なくとも二種以上の金属を含む合金が挙げられている。
【０００３】
特許文献２には、難焼結材料である光磁気記録用スパッタリングターゲットを量産性よく、また組成を制御するために、原料粉末としてＳｍ，Ｎｄ，Ｃｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｅｒ等の希土類元素のうちの少なくとも一種と、所定量のＳｂと、所定量のＴｅとを合む合金粉末、好ましくは溶融状態からアトマイズして急冷されたアトマイズ合金粉末を用い、放電プラズマ法により焼結する構成が開示されている。
特許文献３には、薄膜の磁気特性を劣化させることなく、高性能な薄膜の作製を可能にした磁気記録媒体用低透磁率スパッタリングＣｏ系ターゲット材の製造方法として、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ系合金のガスアトマイズ粉末を金属製の容器に充填・封入し、これを加圧圧縮用金型内で高温高圧プレスして固化成形した後、冷却途中にて８００〜１２５０℃の温度範囲で低透磁率化のための熱処理を行い、冷却し、所定の形状に機械加工することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開2005-302238号公報
【特許文献２】特開平6-306414号公報
【特許文献３】特開2002-363615号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明者らは、垂直記録媒体の生産効率を高めるために以下の問題点があることに気がついた。軟磁性下地層（Soft magnetic Under Layer）を有する垂直記録媒体では、スクラッチ耐性を確保するために、基板と軟磁性下地層との間の非磁性下地層の構成が重要となる。この材料を検討し、生産効率を高めたところ、ターゲットが図３に示すように変形することが判明した。
タクトの能率を上げると、スパッタターゲットの消耗速度が増加し、ターゲット交換頻度が増加する。ターゲットを冷却するためのバッキングプレートにインジウムやガリウムを利用したメタルボンディングをせずに、ターゲットをバッキングプレートに螺子でクランプすればターゲットの交換時間を短縮できる。しかしながら、そうした場合にでも高パワーを投入して短時間に大量の製膜を実現する際にメタルボンディングしたターゲットに比べターゲットをバッキングプレートに螺子でクランプした場合にはターゲットの冷却効率が相対的に低下するため、生産能力を上げるとターゲットが変形することが問題になる場合があった。
本発明の目的は、垂直記録媒体のスクラッチ耐性を確保しつつ、その生産効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
基板と、密着層と、中間層と、垂直記録層と、保護層とを有する垂直記録媒体において、中間層と基板との間に設けられた密着層を、融点の異なる２種以上の金属元素より形成した金属間化合物を用いてスパッタにより形成し、その金属間化合物は融点の異なる２種以上の金属元素のうち低い融点の金属元素より高い融点を有する垂直磁気記録媒体である。
金属間化合物を形成する際にアトマイズ法を用い、さらにその後HIP加工することが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高速で大量生産する際にターゲットの変形による生産障害を抑制した垂直磁気記録媒体の製造方法を提供し、生産効率の優れた垂直磁気記録媒体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】
【０００８】
以下、図面を参照し、実施例について説明する。
＜実施例１＞
本実施例の垂直記録媒体１００の断面を図１に示す。基板１０1上に非磁性下地層１０２、非磁性中間層１０６，１０７，１０８、記録層１０９、保護層１１０、潤滑層１１１を有する。非磁性下地層１０２は中間層と基板との間に設けられ、両層の密着性を確保する。この非磁性下地層１０２を、融点の異なる２種以上の金属元素を合わせ、融点の異なる２種以上の金属元素のうち、低い融点の金属元素より高い融点を有する金属間化合物を用いてスパッタにより形成する。これにより、ターゲットの変形を抑制し、ターゲットの交換回数を低減し、その結果生産効率を高めることができる。垂直記録媒体では、面内記録媒体に比べ、スクラッチ耐性が弱いことが問題とされているが、これを確保するため、非磁性下地層の働きが大切となる。非磁性下地層として、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆからなる群のうち少なくとも一種以上の金属とＡｌを含むものや、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＹからなる群のうち少なくとも一種以上の金属とＳｂを含むものを用いる。Ａｌ、Ｓｂ等の低融点材料は、上記高融点材料の金属と合わせることにより、金属間化合物を構成し、その結果融点をＡｌ、Ｓｂ等の融点より高くすることができる。金属間化合物を形成するのに不活性ガスであるＡｒを用いたガスアトマイズ法を用いた。アトマイズ法とは、合金成分を過熱して溶解後、タンデシュの底部に設けたノズル穴からその溶湯を流し、溶湯の細かい流れを作る。その溶湯の流れに、周囲からジェット流体を吹き付けて、そのジェット流体のエネルギーで流下してくる溶湯流を順次、粉化、生成した液滴を落下させながら擬固させて合金粉末とする方法をさす。アトマイズすることにより、低融点の金属元素の濃度を全面に亘り均一化することにより、ターゲット表面の表面状態を化学的に安定化させることができる。尚、ターゲットの変形が問題となるのは、６６0℃以下の融点を有する金属元素である。この温度よりも融点の低い元素を単体で含有するスパッタターゲットでは、絶対温度表示の融点に対して0.3倍から0.5倍した温度が該元素の結晶化温度に相当し、ターゲットの発熱温度がこの再結晶温度を超えた場合に変形し易くなるからである。
これらの構成元素を用いることにより密着性が向上するのは、含有する低融点合金成分が金属間化合物を潜在的に形成しやすくしていることと、基板１０１或いは非磁性中間層１０６との界面でその表面が活性であることにより、密着強度が向上するからである。他の層では、あえて結晶性を低減させてまで、密着強度を向上させる必要性が乏しかったので、低融点材料は使われていなかった。
特にＡｌＴｉを非磁性下地層として用いた場合には、応力緩和、スクラッチ耐力および耐食性の向上が図れる点で好ましい。ＡｌＴｉを通常用いられる金属元素を混合して焼結した合金粉をターゲットに用いてスパッタした場合には、融点の低いＡｌ濃度の高い組織がターゲットに残存し、スパッタ時の発熱により、融点の低い部分からターゲットが変形する。一方、Ｔiの添加元素濃度が高く、相対的にAlの濃度の低い組織は化学的に活性であり、真空の背圧により表面に残留ガスの吸着を起こしやすくすることが発明者らの検討により分かった。特にタクトが厳しい（媒体を1時間当り750枚から1200枚程度）と、ターゲットの変形は激しい。例えば、図3は媒体を1時間当り750枚で非磁性下地層１０２を形成する際のターゲットとして(Al−49.83 at.％ Ti)  140 wt. ppm Fe 490 wt. ppm O  37 wt. ppm C 27 wt. ppm Nターゲットを用いて連続生産したときの生産開始から1時間程度のターゲットの写真であり、ターゲットが既に変形している。その結果、磁気記録媒体が搬送できなくなり、生産を継続するためにターゲットの交換が必要となる。この変形はターゲットを構成するAl濃度の高いfcc構造をとるAl固溶体の組織の融点が６６０℃程度であり、この部分が再結晶し易く高速製膜による発熱で変形したものと考えられる。そこで、Alの融点６６０℃よりも高い融点の金属間化合物を予め作製し、これを所望の組成となるようにHIP加工(Hot Isostatic Pressing)してターゲットを形成する構成に発明者らは至った。尚、AlとTiをアトマイズせずに焼結したターゲットの密度は3.60と低く、同時に鉄や炭素と窒素濃度も低かった。
【０００９】
一方、本実施例のように、アトマイズ粉を作製した場合、アトマイズ粉を作製する段階、あるいは分級する段階でＦｅが300wt.ppm以上混入する。また、アトマイズの結果、不純物として酸素、炭素、窒素が混入する。ターゲットに含有するFe濃度は他の構成層に含有された場合に膜厚制御の容易性を維持するために低いことが好ましい。そこで、Alに添加する元素Mの濃度を低減した金属間化合物の組成に相当する合金粉を予め形成し分級後、この合金粉を単体元素Mを混合し、目的とするターゲット組成のターゲットを形成すれば、分級の頻度を相対的に低減できるため鉄の濃度だけでなく酸素の濃度も同時に低減できる。しかし、この場合でもアトマイズの結果密着層には、金属間化合物を構成する金属元素以外に、Ｆｅが300wt.ppm以上混入している。
非磁性下地層１０２として、高濃度のＴｉを含有していれば金属間化合物を潜在的に作りやすいため、結晶粒が微細化しかつ接着力が高くなる。この他、チタン(Ti)に換わる元素としてＮｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆ等を置換或いはTiと同時に含有させても良い。
Al-Co合金の場合、AlCo、Al5Co2、Al3Co、Al13Co4、Al9Co2等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とCoを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Coの添加量として18.1at.%から80.5at.%までAlに添加することにより、低い融点を有するAlより高い融点を有する金属間化合物ができる。しかし、58at.%を超えてCoを添加すると密着層に磁化が生じる場合があり好ましくない。そこで、Coの添加量として18.1at.%から58at.%までAlに添加することが望ましい。
Al-Cr合金の場合、Al4Cr、Al9Cr4、Al8Cr5等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とCrを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Crの添加量として12.4at.%から42at.%まで、及び65.5at.%から71.4at.%までAlに添加することにより、Alより高い融点を有する金属間化合物を形成することができる。しかし、Crの添加量が65.5at.%から71.4at.%までの範囲では、信頼性が低いため、Crの添加量として12.4at.%から42at.%までAlに添加することが望ましい。
Al-Hf合金の場合、Al3Hf、Al2Hf、Al3Hf4等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とHfを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Hfの添加量として25at.%から66.7at.%までAlに添加するによりALより高い融点を有する金属間化合物を形成することができる。添加元素としてZrを含有した合金系であってもよい。
Al-Ni合金の場合、Al3Ni、Al3Ni2、AlNi等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とNiを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Niの添加量として25at.%から77at.%までAlに添加することにより、Alより高い融点を有する金属間化合物を形成することができる。しかし、75at.%を超えてNiを添加すると密着層にNiの強磁性成分が出て、磁化が生じる場合があり好ましくない。そこで、Niの添加量として25at.%から75at.%までAlに添加することが望ましい。
Al-Ta合金の場合、Al3Ta、Al3Ta2、AlTa、AlTa2等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とTaを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Taの添加量として25at.%から79at.%までAlに添加することにより、Alより高い融点を有する金属間化合物を形成することができる。
Al-Zr合金の場合、Al3Zr、Al2Zr、Al3Zr2、AlZr等からなる合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とZrを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。Zrの添加量として25at.%から75at.%までAlに添加することにより、Alより高い融点を有する金属間化合物を形成することができる。不可避のHfを含有していても良い。
Sｂも融点が630度の低融点材料であるため、これより融点の高い金属化合物を形成するための元素を加えアトマイズされることが望まれる。密着層にＳｂを用いた場合、Ｃｏ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｙ，Ｚｒを添加物として選べば、低い融点のSbより高い融点の金属間化合物を構成することができる。以下その組成範囲について述べる。
Ｓｂ−Ｃｏ系では、Ｓｂに対して46at.％〜75at.%Coを添加すればよい。β相ができる43.5at.%〜52.5at.%Sb合金のうち、43.5at.％〜46at.％Sbを添加すると強磁性相が析出する場合があるので46at.％以上Sbを添加することが好ましい。δ相は75at.%Sbで形成される。よってβ相ができる46at.％からδ相が生じる75at.％Sbで良好な密着性が得られるため好ましい。
Ｓｂ−Ｃｒ系では、47at.%から50at.%SbでCrSb相ができる。従って、Sb-(50〜53)at.%Crが必要となる。
Ｓｂ−Nb系では、Sbに対しNbの添加濃度は最大76at.%まで金属間化合物ができる。特に50at.%から51at.%Sbで形成されるNbSb相は良好な密着性より好ましい。従って、Sb-(50〜76)at.%Nb合金が好ましい。
Ｓｂ−Ti系では、Sb2Ti相ができる33.3at.%TiからSbTi4相ができる80at.%TiまでTiを添加することで金属間化合物が得られる。このため、Sb-(33.3〜80)at.%Ti合金が好ましい。
Ｓｂ−Y系では、SbY相ができる50at.%Yを超え、SbY3相ができる75at.%YまでYを添加すると金属間化合物が得られる。すなわち、Sb-(50〜75)at.%Y合金が好ましい。
Ｓｂ−Zr系では、Sb2Zr相ができる33.3at.%Zrを超えSbZr3相ができる75at.%ZrまでZrを添加すると金属間化合物が得られる。すなわち、Sb-(33.3〜75)at.%Zr合金が好ましい。上記のZr濃度よりもZr濃度を低下すると融点が低下して好ましくないため、33.3at.%以上であることが望ましい。
非磁性下地層１０２の厚さは１０ｎｍよりも厚くすることができるが、厚くしすぎると耐摺動信頼性が劣化する。一方、非磁性下地層１０２を設けない場合には、基板１０１との接着力が低下する。非磁性下地層１０２の厚さを３ｎｍより大きく１０ｎｍ以下形成すれば、接着力が向上しかつ耐摺動信頼性が向上するので好ましい。
基板１０１として、アルミ基板に比べ表面平滑度や耐衝撃性に優れているガラス基板を用いる。厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍ、または厚さ０．６３５ｍｍ、直径６５ｍｍのものでもよく、基板の直径と厚さは限定されない。基板にはクランプするための穴が設けられていても良い。
中間層１０６，１０７，１０８として、非磁性で、非晶質もしくは六方稠密充填構造や面心立方構造の合金を用いることができる。中間層は単層膜でもよいが、結晶構造の異なる材料を用いた積層膜でもよい。中間層により、媒体ノイズを抑制することが可能である。非磁性中間層１０７としてｈｃｐ構造をとるＲｕを用いた場合には、そのＲｕのｃ軸を高配向させるため、中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を用いるのが望ましい。
【００１０】
垂直記録層１０９として、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔＢ合金等のｈｃｐ構造をとるＣｏ合金膜やＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２ 等のグラニュラー膜、(Ｃｏ／Ｐｄ)多層膜、(Ｃｏ Ｂ／Ｐｄ)多層膜、（ＣｏＳｉ／Ｐｄ） 多層膜、Ｃｏ／Ｐｔ多層膜、(ＣｏＢ／Ｐｔ)多層膜、（ＣｏＳｉ／Ｐｔ）多層膜等の人工格子膜を用いることができる。グラニュラ-構造の磁性膜と非グラニュラ-構造の磁性膜と性質の異なる複数の磁性膜を積層し、そのうちグラニュラ構造の１層はコバルトと、クロムと、白金を含有させる構成が望ましい。
【００１１】
垂直記録層の保護層１１０としては、カーボンを主体とするＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜を形成した。保護層１１０の厚さは薄い方が電磁変換特性上好ましいが、保護層を設けずに潤滑層を形成すると耐摺動性が劣化するので好ましくは３ｎｍから４ｎｍ程度の厚さで形成することが望ましい。さらにパーフルオロアルキルポリエーテル等の潤滑層を用いることが好ましい。これにより、信頼性の高い垂直記録媒体が得られる。
【００１２】
次に垂直記録媒体１００の製造方法について説明する。図3は本実施例にかかる垂直記録媒体を製造する際の装置を示したものである。多層スパッタリング装置の構成は基板１０１を保持搬送する為のホルダー13と基板1０１を移載する機構をもつ、ロード/アンロードチャンバー15とホルダー13を移動する反転機構をもつコーナーチャンバー17a〜17dと製膜の為のターゲットを搭載し、磁気回路・スパッタ電源を付随したスパッタ電極18a〜18oとこれらをゲートバルブで仕切り、搬送、真空排気ポンプを持つプロセスチャンバー16からなり、基板1を保持したホルダー13はプロセスチャンバー16を順次移動しながら各層を形成して行く。ここでスパッタ電極18は各チャンバーに両面対向で2個ずつ配置され、基板1０１を搭載したホルダー13は対向したスパッタ電極18間に搬送され静止した状態で、プロセスチャンバー16に付随するプロセスガスラインからArなどのガスが流され一定圧力に達した状態でスパッタリングによって各層が形成される.製膜にあたっては各チャンバーは全て高真空状態に保たれ、到達真空度は2×10-5Pa以下とした。また、製膜時のプロセスチャンバー16の圧力は0.5〜6Paの範囲で設定した。また、スパッタリング方式としてスパッタリングでは特に効率の高いDCマグネトロン方式を採用しており,通常の金属・合金のスパッタは言うに及ばず、反応性スパッタ、RF-スパッタ、パルスDCスパッタなども採用が可能である。
【００１３】
保護層1１０の製膜においてはRF-CVD法にて形成するが、CVDを行なう原材料ガスとしてはエチレンガスに水素、窒素を一定量添加した状態でスパッタ電極18oにRF電力を印加するとともに基板バイアス機構にて基板1０１にバイアス電圧を印加することで基板最表面にDLCと呼ばれる保護層110を形成する．この特の保持圧力は2〜3Paでエチレンガスに5〜30％の水素と1〜3％の窒素ガスを添加し，基板バイアス電圧を調整した。本実施例では1時間あたり７５０枚から１２００枚のタクトで生産した。
非磁性下地層を形成するスパッタターゲットは予め用意する。高周波誘導炉を用いた真空溶解あるいは不活性雰囲気中で高周波電流による磁気の力で原料の金属を浮揚させ、ルツボの側壁と接触させることなく溶解させるレビテーション炉を用いた真空溶解を行ない、Arのような不活性ガスを用いてアトマイズした合金粉を用いて作製した。予めＡｌに添加する元素Ｍを含んだＡｌ或いはＳｂよりも高融点の合金粉を準備し、150マイクロメートル程度の大きさに分級した合金粉を焼結或いはＨＩＰ加工して形成した。HIP（熱間等方圧加圧法）は、アルゴンなどの不活性ガスを圧力媒体とし、通常100MPa以上の圧力と1000℃以上の温度との相乗効果を利用して加圧処理する技術で、これにより粉末にあらゆる方向から均等に圧力をかけることができる。アトマイズする合金粉の平均的な組成はＡｌ或いはＳｂに隣接する高融点の金属間化合物の組成であっても、目的とする組成のターゲット組成であっても良い。
【００１４】
基板１０１には厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍのガラス基板を用いた。基板の加熱は行なわず、非磁性中間層１０８とを記録層１０９除き、Ａｒガス圧０．５Ｐａの条件でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、以下の薄膜形成を行なった。
【００１５】
非磁性下地層１０２として厚さ５ｎｍのAl− 49.3 at.％ Ti  590 wt. ppm Fe  980  wt. ppm O  130 wt. ppm C  110 wt. ppm N合金ターゲットを用いて形成した。このターゲットは50at.%Al-50at.%Ti合金となるようにアトマイズ粉を作製し分級後HIP加工したもので、その密度は3.79である。さらに、非磁性中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を８ｎｍ、非磁性中間層１０７としてＲｕを８ｎｍ形成した。非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ、とCo-Cr-Pt-SiO2合金を記録層１０９として厚さ１２ｎｍとなるように形成する際にはＡｒガス圧２Ｐａとした。
非磁性中間層１０８と記録層１０９を除き、Ａｒガス圧0.5Ｐａの条件で薄膜形成を行なった。放電ガス圧力は０．5Ｐａに限定されないが、安定して繰り返し放電する圧力を設定する必要がある。非磁性中間層１０７の放電ガス圧力を非磁性中間層１０８よりも低く設定するのは、ｈｃｐ構造をとる非磁性中間層１０７の結晶を膜面の法線方向にｃ軸配向させ、かつ非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にＡｒガス圧を6Ｐａとしたのは、薄膜形成時の自己陰影効果（Self Shadowing effect）により、空間的に結晶粒の分離を促進することによりその上に形成する記録層１０９を構成する結晶粒の空間的な分離を促進するためである。非磁性中間層１０８を形成する際に圧力を高くしすぎると、排気能の低下を起こす場合もあるため、非磁性中間層１０7を形成する際の放電圧力に比べ、相対的に高い圧力を設定することが望ましい。記録層の形成にはＤＣマグネトロンスパッタリング法だけでなく、ＤＣパルススパッタ法、対向ターゲットスパッタ法、高周波（ＲＦ）マグネトロンスパッタ法等の物理蒸着法を用いることも可能である。高周波を用いたスパッタ法による製膜は発熱量が大きいため、粒径分散が大きくなりやすいことから、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いることは特に好ましい。
続いて、化学蒸着法で炭素を主成分とする保護層１１０を厚さ４ｎｍ形成後、大気中に取り出し、パーフルオロポリエーテルを含む潤滑層１１１を形成した。
【００１６】
密着層１０１を単層で形成した試料についてＩＣＰＳ分析をした結果から、実験例で用いたいずれの組成のターゲットを用いた試料でも、密着層１０１に含まれる金属構成元素の組成はターゲットの組成と概ね一致していた。しかし、上記で説明したとおりアトマイズをするため、通常の焼結品よりも鉄、酸素、炭素、窒素の不純物が増えた。
【００１７】
これらの垂直記録媒体をハードディスクドライブに搭載し、６０°Ｃに加熱後、相対湿度８５％の環境下に１週間暴露し、ランダムシークを継続した。その後、相対湿度を５０％まで低減してから室温に戻し、ハードディスクドライブを分解した。取り出したヘッド並びに垂直記録媒体の表面を、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置付きの走査型電子顕微鏡で表面観察並びに元素のマッピング観察を行なった。その結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められなかった。また、ランダムシークしたヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆによる汚れは元素分析結果から認められなかった。
密着層以外の層のターゲットは、金属間化合物を形成しない金属合金粉をアトマイズせず通常の焼結で形成される合金粉をHIP加工、あるいは真空溶解を用いて形成した。これにより、アトマイズすることによって生じる酸素、鉄等の不純物の増加を抑え、また生産性を向上させることができる。
【００１８】
目的とする合金ターゲット組成のアトマイズ粉を直接形成せず、濃度の異なる合金分を作製し、別途所望の平均的な組成となるように金属粉をブレンドしてHIPすることも可能である。すなわち、Al-Ti合金の場合には予めTiAl3合金のアトマイズ粉を作製し、このアトマイズ粉とTiを所望の合金組成となるようにHIP加工しても高速製膜に対応して高温になっても変形しないターゲットを形成できる。  
以下の組成の密着層102を形成した他は、上記と同様に垂直磁気記録媒体を形成した。
Al-42at.%Ni-500wt.ppmFe、Al-59at.%Ni-450wt.ppmFe、
Al-50at.%Ta-760wt.ppmFe、Al-75at.%Ta-930wt.ppmFe、
Al-40at.%Cr-480wt.ppmFe、Al-70at.%Cr-320wt.ppmFe、
Al-30at.%Zr-690wt.ppmFe、Al-50at.%Zr-1060wt.ppmFe、
Al-30at.%Co-300wt.ppmFe、Al-55at.%Co-530wt.ppmFe、
Al-37at.%Hf-890wt.ppmFe、Al-28at.%Hf-740wt.ppmFe、
Sb-44at.%Co-400wt.ppmFe、 Sb-75at.%Co-450wt.ppmFe、
Sb-47at.%Cr-690wt.ppmFe、 Sb-50at.%Cr-730wt.ppmFe、
Sb-24at.%Nb-450wt.ppmFe、 Sb-50at.%Nb-650wt.ppmFe、
Sb-34at.%Ti-750wt.ppmFe、 Sb-79at.%Ti-890wt.ppmFe、
Sb-52at.%Y-820wt.ppmFe、  Sb-75at.%Y-920wt.ppmFe、
Sb-34at.%Zr-580wt.ppmFe、 Sb-74at.%Zr-790wt.ppmFe。
【００１９】
これらの垂直記録媒体について、上記実施例と同様にハードディスクドライブに搭載して同様の評価を行った結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められず、ランダムシークした磁気ヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、アンチモン、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ、Hf、Nb、Ti、及びYによる汚れは元素分析結果から認められなかった。
＜実施例２＞
図２は本実施例による垂直磁気記録媒体の構成を示す断面図である。垂直記録媒体１００は、基板１０1上に非磁性下地層１０２、軟磁性下地層１０３、非磁性層１０４、軟磁性下地層１０５、非磁性中間層１０６，１０７，１０８、記録層１０９、保護層１１０および潤滑層１１１を有する。上記実施例１の垂直記録媒体で、軟磁性下地層（Soft magnetic  Under Layer）を付加した構成例に相当する。これにより、媒体に対し、垂直に磁化が記録しやすくなる。本実施例では、軟磁性下地層の間に非磁性層を挟ませ、２つの軟磁性下地層間で反強磁性結合（Anti- Ferromagnetic Coupling）させる構成としている。
【００２０】
第１軟磁性層１０３と第２軟磁性層１０５の間に形成する非磁性層１０４は、第１軟磁性層１０３と第２磁性層１０５を反強磁性的に結合させる働きがある。非磁性層に用いる材料としては、両軟磁性層にＣｏを主成分とする非晶質合金を用いる場合にはＲｕやＣｕを、両軟磁性層にＦｅを主成分とする非晶質合金を用いる場合にはＣｒ やＲｕを用いるのが望ましい。例えば、ＲｕＦｅ合金等、Ｒｕを含んだ合金或いはＲｕを主成分とする合金を用いることも可能である。非磁性層１０４の厚さは、反強磁性の結合磁界が大きくなるようにするため、Ｒｕを含んだ合金或いはＲｕを主成分とする合金を用いる場合、概ねその膜厚として０．５ｎｍから０．８ｎｍを設定することが好ましい。
【００２１】
第１軟磁性層１０３と第２軟磁性層１０５には、Co・Ta・Zrを含有させた磁性層, Fe・Co・Ta・Zrを含有させた磁性層等の透磁率の高く、耐食信頼性が得られるものを用いることが望ましい。軟磁性層１０３と１０５の各層の残留磁束密度と膜厚の積は略等しく、非磁性層１０４を介して反強磁性結合が可能な大きさであることが好ましい。軟磁性下地層を反強磁性結合させ、かつ上部記録層の磁化状態が決まった後で軟磁性下地層の残留磁化に起因したノイズを抑制するため、軟磁性層１０３として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成し、非磁性層１０４として厚さ０．７ｎｍのＲｕ膜を形成後、再び軟磁性下地層１０５として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成することが特に望ましい。
【００２２】
軟磁性下地層を付加することにより、ディスク面に垂直方向に磁束を流しやすくなる一方、媒体の厚みが増す。特にAFCの軟磁性下地層を用いた場合には、軟磁性下地層の厚みが数nm〜数百nmとなるため、軟磁性下地層の平坦性が劣化し、スクラッチ耐性が悪くなる。そこで、その下の薄膜で形成される密着層１０２には一層の均一性が求められ、ターゲットの変形による膜質の劣化は信頼性に影響を与える。そこで、ターゲットの変形を一層抑制しなければならない。
また、非磁性下地層に低融点材料であるＡｌ或いはＳｂの構成元素を用いることにより密着性が向上するのは、含有する低融点合金成分が金属間化合物を潜在的に形成しやすくしていることと、基板１０１或いは非磁性中間層１０６との界面でその表面が活性であることにより、密着強度が向上するからである。
次に垂直記録媒体２00の製造方法について説明する.
基板１０１には厚さ０．５０８ｍｍ、直径４８ｍｍのガラス基板を用いた。ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用い、基板１０１の加熱は行なわず、全てのチャンバを２×１０−５Ｐａ以下の真空まで排気後、基板１０１を載せたキャリアを各プロセスチャンバに移動させて、非磁性中間層１０８と記録層109を除き、Ａｒガス圧０．5Ｐａの条件で以下の薄膜形成を行なった。非磁性中間層１０８と記録層109を形成する際の放電ガス圧力は２Paに設定した。
【００２３】
非磁性下地層１０２として厚さ５ｎｍのＡｌ−50at.％Ｔｉ-300wt.ppmFe合金膜を形成した。軟磁性層１０３として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成し、非磁性層１０４として厚さ０．７ｎｍのＲｕ膜を形成後、再び軟磁性下地層１０５として厚さ３０ｎｍの５１ａｔ．％Ｆｅ−３４ａｔ．％Ｃｏ−１０ａｔ．％Ｔａ−５ａｔ．％Ｚｒ合金膜を形成した。軟磁性下地層１０５を形成後にヘリウム等の熱交換用の気体を用いて基板を冷却することは、その後に形成する記録層１０９の粒径分散を低減する上で好ましい。
非磁性中間層１０６としてＮｉ−８ａｔ．％Ｗ合金膜を８ｎｍ、非磁性中間層１０７としてＲｕを８ｎｍ形成した。非磁性中間層１０８としてＲｕを８ｎｍ形成する際にはＡｒガス圧２Ｐａとした。
【００２４】
その後、Co-Cr-Pt-SiO2合金を記録層１０９として厚さ１２ｎｍとなるように、作製した。
続いて、化学蒸着法で炭素を主成分とする保護層１１０を厚さ４ｎｍ形成後、大気中に取り出し、パーフルオロポリエーテルを含む潤滑層１１１を形成した。
【００２５】
密着層１０１を単層で形成した試料についてＩＣＰＳ分析をした結果から、実験例で用いたいずれの組成のターゲットを用いた試料でも、密着層１０１の組成はターゲットの組成と概ね一致していた。
これらの垂直記録媒体について、上記実施例と同様にハードディスクドライブに搭載して同様の評価を行った結果、ディスク表面で変色などの顕著な変化は認められなかった。また、ランダムシークした磁気ヘッドのスライダ表面で、媒体に起因すると考えられるアルミニウム、Ｎｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｃｏ及びＨｆによる汚れは元素分析結果から認められなかった。
【００２６】
以上、低融点が用いられている密着層の形成にアトマイズした合金粉のターゲットを用いた例を説明したが、他の層において低融点材料を用いた場合にも金属間化合物をアトマイズにより形成してスパッタに用いることによってターゲットの変形を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１による垂直記録媒体の構成を示す断面図である。
【図２】実施例１の垂直記録媒体の構成を示す断面図である。
【図３】比較例１の垂直磁気記録媒体を形成する際に用いたターゲットを示す図である。
【図４】本実施例にかかる垂直記録媒体を製造する際の装置を示したものである。
【符号の説明】
【００２８】
１３…基板ホルダー
１４…ロードアンロードバッファチャンバー
１５…ロードアンロードチャンバー
１６…プロセスチャンバー
１７ａ−ｄ…コーナーチャンバー
１８ａ−ｏ…スパッタ電極、
１００，２００…垂直記録媒体
１０１…基板
１０２…非磁性下地層
１０３…軟磁性下地層
１０４…非磁性層
１０５…軟磁性下地層
１０６，１０７，１０８…非磁性中間層
１０９…記録層
１１０…保護層
１１１…潤滑層
【図１】
2007310986.tif 000003
【図２】
2007310986.tif 000004
【図３】
2007310986.tif 000005
【図４】
2007310986.tif 000006