(57)【要約】      （修正有）【課題】長手および垂直グラニュラ磁気記録媒体の、耐食性および耐環境性を向上するための、製造方法の提供。【解決手段】グラニュラ磁気記録媒体が、表面を有する非磁性基板と、基板表面上にあり、最外グラニュラ磁気記録層を含む積層構造と、グラニュラ磁気記録層上にあり、スパッタ・エッチングされた、外側表面を有するキャップ層と、キャップ層のスパッタ・エッチングされた外側表面上にある保護オーバーコート層とを備える。【選択図】図３
2007109380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラニュラ磁気記録媒体を製造する方法であって、
（ａ）表面を含む非磁性基板を提供するステップと、
（ｂ）前記基板の前記表面上に積層構造を形成するステップであって、前記積層構造が、露出表面を有する最外グラニュラ磁気記録層を含むステップと、
（ｃ）前記グラニュラ磁気記録層の前記露出表面の上にキャップ材料の層を形成するステップであって、前記キャップ層が、露出表面を有するステップと、
（ｄ）前記キャップ層の前記露出表面をエッチングして、その厚さの少なくとも一部を除去し、処理された表面を形成するステップと、
（ｅ）前記処理された表面に、保護オーバーコート層を形成するステップと
を含む上記方法。
【請求項２】
ステップ（ｂ）が、最外長手又は垂直磁気記録層を含む積層構造を形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）が、Ｃｒ含有合金、Ｔａ含有合金、及びＮｂ含有合金から成る群から選択される材料から成る約５Å〜約１００Åの非晶質又は結晶質金属キャップ層を形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップ（ｄ）が、前記キャップ層の前記露出表面をイオン・エッチングすることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｄ）が、前記キャップ層の前記露出表面を不活性気体のイオンを用いてスパッタ・エッチングすることを含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｄ）が、約０〜約５０Åの厚さを残すように前記キャップ層をエッチングすることを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｅ）が、炭素（Ｃ）含有保護オーバーコート層を形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｃ）が、前記グラニュラ磁気記録層の前記露出表面上にエッチング耐性材料の層を形成し、次いで前記エッチング耐性材料層上に前記キャップ層を形成することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｄ）が、実質的に前記キャップ層の厚さ全体をエッチングすることを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ（ｃ）が、スパッタ・エッチング耐性材料の層を形成することを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（ｃ）が、前記スパッタ・エッチング耐性材料として非晶質炭素の層を形成することを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｂ）が、ＣｏＰｔＸ合金から成るグラニュラＣｏベース合金磁気記録層を含んだ前記積層構造を形成することを含み、ここでＸは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｎｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＮｉＯ、及びＣｏＯから成る群から選択される少なくとも１つの元素又は材料であり、Ｃｏ含有磁性粒子が、酸化物、窒化物、及び炭化物の少なくとも１つを含んで成る粒界によって分離される請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１に記載のプロセスによって製造されるグラニュラ磁気記録媒体。
【請求項１４】
（ａ）表面を有する非磁性基板と、
（ｂ）前記基板表面上の積層構造であって、最外グラニュラ磁気記録層を含む積層構造と、
（ｃ）前記グラニュラ磁気記録層上のキャップ層であって、スパッタ・エッチングされた外側表面を有するキャップ層と、
（ｄ）前記キャップ層の前記スパッタ・エッチングされた外側表面上の保護オーバーコート層と
を備えるグラニュラ磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記グラニュラ磁気記録層が、垂直又は長手磁気記録層である請求項１４に記載の媒体。
【請求項１６】
前記キャップ層が、Ｃｒ含有合金、Ｔａ含有合金、及びＮｂ含有合金から成る群から選択される材料から成る非晶質又は結晶質金属層を含む請求項１４に記載の媒体。
【請求項１７】
前記キャップ層が、さらに、前記グラニュラ磁気記録層と前記金属材料の層との間にスパッタ・エッチング耐性材料の層を備える請求項１４に記載の媒体。
【請求項１８】
前記スパッタ・エッチング耐性材料の層が非晶質炭素を含んで成る請求項１７に記載の媒体。
【請求項１９】
前記グラニュラＣｏベース合金磁気記録層が、ＣｏＰｔＸ合金を備え、ここでＸは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｎｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＮｉＯ、及びＣｏＯから成る群から選択される少なくとも１つの元素又は材料であり、Ｃｏ含有磁性粒子が、酸化物、窒化物、及び炭化物の少なくとも１つを含んで成る粒界によって分離される請求項１４に記載の媒体。
【請求項２０】
前記保護オーバーコート層が炭素（Ｃ）含有材料を含んで成る請求項１４に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、薄膜磁気記録媒体の耐食性を改善するための方法、及びそれによって得られる磁気記録媒体に関する。本開示は、グラニュラ・タイプの磁気記録層を利用する高い面記録密度の媒体、例えばハード・ディスクを製造する際に特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
磁気媒体は、様々な用途で、特にコンピュータ業界でデータ／情報記憶及び検索のために、典型的にはディスク形状で広く使用されており、磁気媒体の面記録密度、すなわちビット密度を高めるための努力が続けられている。微細粒多結晶磁性合金層が活性記録層として働く従来の薄膜タイプ磁気媒体は、磁性材料の粒子の磁区の向きに応じて、概して「長手」又は「垂直」に分類される。
【０００３】
コンピュータ関連用途で一般に採用される従来の長手記録薄膜ハードディスク・タイプ磁気記録媒体１の一部分が、図１に簡略断面図で図式的に示されており、典型的にはアルミニウム（Ａｌ）、又はアルミニウムマグネシウム（Ａｌ−Ｍｇ）合金などのアルミニウムベース合金から成る実質的に硬い非磁性金属基板１０を備え、その表面１０Ａ上に、例えば非晶質ニッケルリン（Ｎｉ−Ｐ）から成るめっき層１１と、非晶質又は微細粒材料、例えばニッケルアルミニウム（Ｎｉ−Ａｌ）又は塩素チタン（Ｃｒ−Ｔｉ）合金から成るシード層１２Ａと、典型的にはＣｒ又はＣｒベース合金から成る多結晶下層１２Ｂと、例えば白金（Ｐｔ）、Ｃｒ、ホウ素（Ｂ）などの１つ又は複数を有するコバルト（Ｃｏ）ベース合金から成る磁気記録層１３と、典型的には炭素（Ｃ）、例えばダイアモンド状炭素（「ＤＬＣ」）を含有する保護オーバーコート層１４と、例えばパーフルオロポリエーテルから成る潤滑上部被覆層１５とが順次に堆積又はその他の方法で形成されている。各層１１〜１４は、スパッタリングなど適切な物理気相成長（「ＰＶＤ」）技法によって堆積され、層１５は、典型的には浸漬又は噴霧によって堆積される。
【０００４】
媒体１の動作時、磁性層１３が、書込みトランスデューサ又は書込み「ヘッド」によって局所的に磁化されて、データ／情報を記録し、それにより記憶する。書込みトランスデューサ又はヘッドは、記憶される情報のビットに基づいて方向を変える高集中磁場を生成する。書込みトランスデューサによって生成される局所磁場が記録媒体層１３の材料の抗磁力よりも大きいとき、その位置にある多結晶材料の粒子が磁化される。粒子は、書込みトランスデューサによってそこに印加される磁場が取り除かれた後もその磁化を保持する。磁化の方向は、印加される磁場の方向に合致する。記録媒体層１３の磁化は、後で、読取りトランスデューサ又は読取り「ヘッド」において電気応答を生成することができ、記憶された情報の読取りを可能にする。
【０００５】
いわゆる「垂直」記録媒体は、非常に高いビット密度を実現する点で、より従来の「長手」媒体よりも優れていることが明らかになっている。垂直磁気記録媒体では、残留磁化が、磁気媒体の表面、典型的には適切な基板上の磁性材料の層に垂直な方向に形成される。そのような垂直磁気媒体と共に「単極」磁気トランスデューサ又は「ヘッド」を利用することによって、非常に高い線記録密度を得ることができる。
【０００６】
垂直磁気媒体を利用する効率の良い高ビット密度記録は、例えばガラス、アルミニウム（Ａｌ）、又はＡｌベース合金から成る非磁性基板と、例えば垂直異方性を有するコバルトベース合金（例えば、ＣｏＣｒＰｔＢなどのＣｏ−Ｃｒ合金）から成る典型的には約３〜８ｋＯｅの比較的高い抗磁力を有する磁気的に「硬質」の記録層との間に、（磁気記録層と比較して）比較的厚い磁気的に「軟質」の下層（「ＳＵＬ」）層、すなわち例えばＮｉＦｅ合金（パーマロイ）から成る約１ｋＯｅ未満の比較的低い抗磁力を有する磁性層を挿間することを必要とする。磁気的に軟質の下層は、硬質の垂直磁気記録層を通るヘッドから発する磁束を導く働きをする。
【０００７】
比較的厚い軟質磁性下層と、比較的薄い硬質磁性記録層と、単極ヘッドとを有する鉛直向きの磁気媒体２１を利用する典型的な従来の垂直記録システム２０が図２に示されており、参照番号１０、１１、４、５、及び６は、それぞれ、非磁性基板、接着層（任意選択）、軟質磁性下層、少なくとも１つの非磁性中間層、少なくとも１つの垂直硬質磁性記録層を示す。参照番号７及び８は、それぞれ、単極磁気トランスデューサ・ヘッド６の単極及び補助極を示す。非磁性材料の１つ又は複数の層から成る比較的薄い中間層５（「介在」層とも呼ぶ）は、（１）軟質下層４と少なくとも１つの硬質記録層６との間の磁気相互作用を防止し、且つ（２）少なくとも１つの硬質記録層の所望の微細構造及び磁気性質を向上させる働きをする。
【０００８】
磁束φの経路を示す図中の矢印で示されるように、磁束φは、単極磁気トランスデューサ・ヘッド６の単極７から発し、単極７の下の領域で、少なくとも１つの鉛直向きの硬質磁性記録層５に入って通過し、軟質磁性下層３に入ってある距離だけ進み、次いでそこから出て、単極磁気トランスデューサ・ヘッド６の補助極８の下の領域で少なくとも１つの垂直硬質磁性記録層６を通過することが分かる。トランスデューサ・ヘッド６を通る垂直磁気媒体２１の移動方向は、媒体２１の上に矢印によって図中に示されている。
【０００９】
図２を引き続き参照すると、垂直線９が、媒体２１を構成する積層構造の多結晶層５及び６の粒界を示す。磁気的に硬質の主記録層６が中間層５の上に形成され、各多結晶層の粒子は、粒径の分散（ａ  ｇｒａｉｎ  ｓｉｚｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）によって表される（水平方向で測定される）異なる幅を有する場合があるが、それらは通常、垂直整合している（すなわち垂直に「相関」又は位置合わせされている）。
【００１０】
硬質磁性層６の上に形成された例えばダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）から成る保護オーバーコート層１４と、保護オーバーコート層の上に形成された例えばパーフルオロポリエチレン材料から成る潤滑上部被覆層１５とが、積層構造を完成する。
【００１１】
基板１０は、典型的にはディスク形状であり、堆積表面上にＮｉ−Ｐめっき層を有する非磁性金属又は合金、例えばＡｌ、又はＡｌ−ＭｇなどのＡｌベース合金から成り、或いは基板１０は、適切なガラス、セラミック、ガラスセラミック、ポリマー材料、又はこれらの材料の複合物又は積層物から成る。任意選択の接着層１１は、存在する場合には、Ｔｉ又はＴｉ合金などの材料から成る最大約３０Åの厚さの層を備える場合がある。軟質磁性下層４は、典型的には、Ｎｉ、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、Ｃｏ、ＣｏＺｒ、ＣＯＺｒＣｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＺｒＮｂ、ＣｏＦｅ、Ｆｅ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＡｌ、ＦｅＳｉＡｌＮ、ＦｅＣｏＢ、ＦｅＣｏＣなどから成る群から選択される軟質磁性材料の厚さ約５００〜約４０００Åの層から成る。中間層５は、典型的には、Ｒｕ、ＴｉＣｒ、Ｒｕ／ＣｏＣｒ３７Ｐｔ６、ＲｕＣｒ／ＣｏＣｒＰｔなどの（１つ又は複数の）非磁性材料から成る最大約３００Åの厚さの１つ又は複数の層を備え、少なくとも１つの硬質磁性層６は、典型的には、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｖ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｂ、及びＰｄから成る群から選択される１つ又は複数の元素、窒化鉄若しくは酸化鉄、又はｎを約１０〜約２５の整数として（ＣｏＸ／Ｐｄ又はＰｔ）ｎの多層磁性超格子構造を含む（１つ又は複数の）Ｃｏベース合金の厚さ約１００〜約２５０Åの（１つ又は複数の）層から成る。超格子のＣｏベース磁性合金の交互の薄い層はそれぞれ約２〜約３．５Åの厚さであり、Ｘは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、及びＦｅから成る群から選択される元素であり、Ｐｄ又はＰｔの交互の薄い非磁性層はそれぞれ最大約１０Åの厚さである。各タイプの硬質磁性記録層材料が、磁気結晶異方性（第１のタイプ）及び／又は界面異方性（第２のタイプ）に起因する垂直異方性を有する。
【００１２】
磁気記録媒体を分類する現在採用されている方法は、粒子を物理的且つ磁気的に切り離して改善された媒体性能特性を提供するように記録層の磁性粒子が相互に隔てられる、すなわち分離される方法に基づいている。この分類体系によれば、Ｃｏベース合金磁気記録層（例えばＣｏＣｒ合金）を有する磁気媒体が２つの異なるタイプに分類される。（１）第１のタイプでは、Ｃｒリッチ粒界を形成するために層の粒界に磁性層のＣｒ原子を拡散することによって粒子の分離が行われ、この拡散プロセスは、磁性層の形成（堆積）中に媒体基板の加熱を必要とする。（２）第２のタイプでは、いわゆる「グラニュラ」媒体を形成するように隣接する磁性粒子間の境界に酸化物、窒化物、及び／又は炭化物を形成することによって粒子の分離が行われ、酸化物、窒化物、及び／又は炭化物は、Ｃｏ合金ベース磁性層のスパッタ堆積中に、酸素、窒素、及び／又は炭素原子（例えばＯ２、Ｎ２、ＣＯ２など）を含む少なくとも１つの反応性気体を不活性気体（例えばＡｒ）雰囲気に少量導入することによって形成することができる。
【００１３】
グラニュラ磁気記録層を有する磁気記録媒体は、超高面記録密度を実現する大きな可能性を秘めている。上述したように、グラニュラ・タイプ磁気記録媒体を製造するための現在の方法は、反応性気体含有雰囲気、例えばＯ２及び／又はＮ２雰囲気内での磁気記録層の反応性スパッタリングを含み、酸化物及び／又は窒化物を中に取り入れて、より小さく、より隔てられた磁性粒子を実現する。しかし、そのような方法に従って形成される磁性膜は、従来の技法を利用して形成される媒体と比較して多孔性が非常に高く、表面が粗い。グラニュラ記録媒体の腐食及び環境試験は、腐食及び環境の影響に対する非常に低い耐性を示し、例えば厚さ約４０Åの比較的厚い炭素ベース保護オーバーコートでさえ、腐食及び環境の影響に対して不十分な耐性しか提供しない。研究により、グラニュラ磁気記録媒体の低い耐腐食性能の根本の原因は、高いナノスケール粗さ、多孔性の酸化物粒界、及び／又は酸化物への低い炭素接着に起因する保護オーバーコート（典型的には炭素）による磁気記録層の表面の不完全な被覆であることが判明している。
【００１４】
２００４年２月１２日に出願された、本発明の譲受人に譲渡された本願と同時係属の出願第１０／７７６２２３号（その開示全体を本明細書に参照として組み込む）に開示されている先行の研究は、炭素保護オーバーコート層の堆積前に（１つ又は複数の）グラニュラ磁気記録層の表面をイオン・エッチング（例えばスパッタ・エッチング）することによって、グラニュラ磁気記録媒体の耐腐食性能を改善することができることを実証した。しかし、そのような方法に関連する欠点は、（１つ又は複数の）磁気記録層が直接的なイオン・エッチングを受けるので、磁性材料が除去され、その結果、磁気性質が変わることである。
【００１５】
前述のことに鑑みて、改善された耐食性及び最適な磁気性質を有する高面記録密度、高性能グラニュラ・タイプ長手及び垂直磁気記録媒体を製造するための方法であって、そのような高性能磁気記録媒体の高い製造スループット、費用対効果、自動化製造の要件に完全に適応する方法が明らかに必要である。
【００１６】
したがって、本発明は、磁気記録媒体の自動化製造の全ての側面への完全な適応性を保ちながら、グラニュラ・タイプ磁気記録層を備える高性能磁気記録媒体を製造するための上述した方法に関連する上述した問題、難点、及び欠点に対処して解決する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本開示の利点は、向上された耐食性及び耐環境性を有するグラニュラ長手及び垂直グラニュラ磁気記録媒体を製造する改良型の方法である。
【００１８】
本開示の別の利点は、向上された耐食性及び耐環境性を有する改良型のグラニュラ長手及び垂直磁気記録媒体である。
【００１９】
本開示の追加の利点及び他の特徴は、以下の説明に記載され、以下を検討すれば当業者に一部は明らかになり、又は本発明の実施から知ることができる。本発明の利点は、頭書の特許請求の範囲で特に指摘するように実現して得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一態様によれば、前述の利点及びその他の利点は、一部は、グラニュラ磁気記録媒体を製造する方法であって、
（ａ）表面を含む非磁性基板を提供するステップと、
（ｂ）基板の表面上に積層構造を形成するステップであって、積層構造が、露出表面を有する最外グラニュラ磁気記録層を含むステップと、
（ｃ）グラニュラ磁気記録層の露出表面の上にキャップ材料の層を形成するステップであって、キャップ層が、露出表面を有するステップと、
（ｄ）キャップ層の露出表面をエッチングして、その厚さの少なくとも一部を除去し、処理された表面を形成するステップと、
（ｅ）処理された表面に、保護オーバーコート層を形成するステップと
を含む方法によって得られる。
【００２１】
本方法の実施形態によれば、ステップ（ｂ）は、最外垂直磁気記録層又は最外長手磁気記録層を含む積層構造を形成することを含み、ステップ（ｃ）は、金属キャップ層、すなわちＣｒ含有合金、Ｔａ含有合金、及びＮｂ含有合金から成る群から選択される材料から成る厚さ約５Å〜約１００Åの非晶質又は結晶質金属キャップ層を形成することを含み、ステップ（ｄ）は、好ましくは不活性気体のイオン（例えばＡｒイオン）を用いてスパッタ・エッチングすることによってキャップ層の露出表面をイオン・エッチングして、約０〜約５０Åの厚さを残すことを含み、ステップ（ｅ）は、イオン・ビーム堆積（ＩＢＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、又はフィルタ陰極アーク堆積（フィルタＣＡＤ）によって、約１５〜約５０Åの厚さで炭素（Ｃ）含有保護オーバーコート層、好ましくはダイアモンド様炭素（ＤＬＣ）保護オーバーコート層を形成することを含む。
【００２２】
本開示の好ましい実施形態には、ステップ（ｃ）が、グラニュラ磁気記録層の露出表面上にエッチング耐性材料の層を形成し、次いでエッチング耐性材料層上にキャップ層を形成することを含み、ステップ（ｄ）が、実質的にキャップ層の厚さ全体をエッチングすることを含む実施形態もある。好ましくは、ステップ（ｃ）は、約５Å〜約２５Åの厚さで、スパッタ・エッチング耐性材料の層、例えば非晶質炭素の層を形成することを含む。
【００２３】
本方法の実施形態によれば、ステップ（ｂ）は、ＣｏＰｔＸ合金から成るグラニュラＣｏベース合金磁気記録層を含んだ積層構造を形成することを含み、ここでＸは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｎｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＮｉＯ、及びＣｏＯから成る群から選択される少なくとも１つの元素又は材料であり、Ｃｏ含有磁性粒子が、酸化物、窒化物、及び炭化物の少なくとも１つから成る粒界によって分離される。
【００２４】
本発明の別の態様は、上に挙げたプロセスによって製造されるグラニュラ磁気記録媒体である。
【００２５】
本発明のさらに別の態様は、
（ａ）表面を有する非磁性基板と、
（ｂ）基板表面上の積層構造であって、最外グラニュラ磁気記録層を含む該積層構造と、
（ｃ）グラニュラ磁気記録層上のキャップ層であって、スパッタ・エッチングされた外側表面を有する該キャップ層と、
（ｄ）キャップ層のスパッタ・エッチングされた外側表面上の保護オーバーコート層と
を備えるグラニュラ磁気記録媒体である。
【００２６】
本開示の実施形態によれば、グラニュラ磁気記録層は、垂直磁気記録層又は長手磁気記録層であり、キャップ層は、Ｃｒ含有合金、Ｔａ含有合金、及びＮｂ含有合金から成る群から選択される材料から成る非晶質又は結晶質金属層を含み、キャップ層は、さらに、グラニュラ磁気記録層と金属材料の層との間にスパッタ・エッチング耐性材料の層、例えば非晶質炭素の層を備え、グラニュラＣｏベース合金磁気記録層は、ＣｏＰｔＸ合金を備え、ここでＸは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｎｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＮｉＯ、及びＣｏＯから成る群から選択される少なくとも１つの元素又は材料であり、Ｃｏ含有磁性粒子が、酸化物、窒化物、及び炭化物の少なくとも１つから成る粒界によって分離され、保護オーバーコート層は炭素（Ｃ）含有材料から成る。
【００２７】
本開示の追加の利点及び態様は、以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになり、以下の説明では、本発明を実施するために企図された最良の形態の例示によってのみ本方法の実施形態を図示して説明する。後で述べるように、本開示は他の異なる実施形態も可能であり、本開示のいくつかの詳細は、全て本発明の精神から逸脱することなく様々な明白な点で変更を施すことができる。したがって、図面及び説明は、性質上例示のものとみなされ、限定を与えるものではない。
【００２８】
本開示の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面に関連付けて読めば最も良く理解することができ、図面において、様々な機構（例えば層）は、必ずしも一律の縮尺では描かれておらず、関連する機構を最も良く例示するように描かれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、従来の方法に従って製造されるグラニュラ長手及び垂直磁気記録媒体の低い耐食性及び耐環境性に関連する問題、欠点、及び難点に対処して解決するものであり、本発明者による最近の研究に基づいており、その研究から、そのような媒体の低い耐腐食性能の根本的な原因は、とりわけ、いくつかの他のタイプの磁気記録層に比べて高いグラニュラ磁気記録層のナノスケール粗さと、多孔性粒界の存在と、粒界での保護オーバーコート層の弱い接着とに起因する保護オーバーコート層（典型的にはＤＬＣ材料から成る）の不完全な表面被覆によるものであることが判明している。
【００３０】
さらに、本発明は、保護オーバーコート層を上に形成する前にグラニュラ磁気記録層の表面の適切な処理を行うことによって、グラニュラ磁気記録層の低い耐食性及び耐環境性の前述した問題を完全にはなくせないにせよ軽減することができるという本発明者による認識に基づいている。より具体的には、グラニュラ磁気記録層の形成の完了後にその層の粗い多孔性表面の上に薄い保護「キャップ」層を形成し、次いでキャップ層の表面をエッチングしてその厚さの少なくとも一部を除去し、比較的滑らかな連続表面を提供して、その上に保護オーバーコート層を堆積することによって、そのような媒体の耐食性を大幅に改善することができると本発明者は判断している。好ましくは、エッチング・プロセスは、キャップ層の少なくとも表面部分の除去を行うのに十分な間隔で、不活性気体のイオン、例えばＡｒイオンを用いてスパッタ・エッチングすることを含む。先に開示されている方法に対する、本方法によるキャップ層の提供によって与えられる利点は、キャップ層の下にある（１つ又は複数の）磁性層がイオン衝撃スパッタ・エッチング・プロセスによるエッチング、したがって損傷から効果的に遮蔽され、（１つ又は複数の）堆積済みの最適化された磁気記録層の磁気性質及び特性の不都合な変化が効果的になくされ、その一方で、保護オーバーコート層の堆積前の媒体表面のエッチングによって提供される媒体の改善された耐食性が保たれることである。
【００３１】
本発明のさらなる実施形態によれば、追加の層、すなわち、利用される特定のエッチング・プロセスに対してより耐性のある材料から成る薄い「エッチ・ストップ」層、例えばスパッタ・エッチング耐性材料が、堆積済みのグラニュラ磁気記録層とキャップ層との間に提供されて、磁性層のエッチング及びその磁気性質及び特性の変化を不利益にもたらすエッチング・プロセス中のキャップ層の完全な除去の可能性を最小限にする。
【００３２】
次に図３を参照して、本開示の原理を具体化する一連のプロセス・ステップを、本発明で開示する方法の以下の例示的な、しかし非限定的な例に関してここで詳細に説明する。この方法の最初のステップによれば、図１に示して上述したものと同様の積層構造を有する磁気記録媒体が提供され、典型的には、Ａｌ、ＮｉＰめっきＡｌ、Ａｌ−Ｍｇ合金、他のＡｌベース合金、他の非磁性金属、他の非磁性合金、ガラス、セラミック、ポリマー、ガラスセラミック、及び前述の材料の複合物及び／又は積層物から成る群から選択される非磁性材料から成るディスク形の非磁性基板と、その上に形成された積層構造とを含み、積層構造は、最外グラニュラ長手及び垂直磁気記録膜又は層を含む。その最外層は、例として（しかし限定はせずに）ＣｏＰｔＸ合金から成り、ここでＸは、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｗ、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｙ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎ、Ｐ、Ｎｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＯｘ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔａ２Ｏ５、ＮｉＯ、及びＣｏＯから成る群から選択される少なくとも１つの元素又は材料であり、Ｃｏ含有磁性粒子は、例えば反応性スパッタリングによって形成される酸化物、窒化物、及び炭化物の少なくとも１つから成る粒界によって分離される。
【００３３】
引き続き図３を参照すると、本方法による次のステップで、薄いキャップ層が、任意の適切な薄膜堆積技法、例えばスパッタリングによってグラニュラ磁気記録層の露出した最上面の上に形成される。本開示によれば、キャップ層は、好ましくは厚さ約５Å〜約１００Åの金属材料、すなわち非晶質又は結晶質金属層から成り、単一の金属元素又は多元素合金から形成することができる。本開示によるキャップ層として使用するのに適した元素及び合金材料としては、Ｃｒ含有合金、Ｔａ含有合金、及びＮｂ含有合金から成る群から選択されるものが挙げられる。
【００３４】
図３に例示される本開示による次のステップで、キャップ層は、その厚さの少なくとも一部を除去するためのエッチング・プロセスを施される。所望のキャップ層厚さの制御可能な除去に適したエッチング技法は、イオン・エッチング、好ましくは不活性気体のイオン（例えばＡｒイオン）を用いたスパッタ・エッチングを含む。本方法によれば、イオン・エッチング後にキャップ層の厚さの一部を残すことができ、又はその厚さ全体を除去することもできる。したがって、イオン・エッチング後のキャップ層の厚さは、約０〜約５０Åの範囲にすることができる。
【００３５】
図３を引き続き参照すると、本開示による次のステップで、保護オーバーコート層、典型的には炭素（Ｃ）含有保護オーバーコート層が、任意の適切な技法によって、残っているキャップ層の露出表面の上に、又はグラニュラ磁気記録層の露出表面の上に形成される。保護オーバーコート層は、イオン・ビーム堆積（ＩＢＤ）、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）、又はフィルタ陰極アーク堆積（フィルタＣＡＤ）によって形成された厚さ約１５〜約５０Åのダイアモンド様炭素（ＤＬＣ）の層から成ることが好ましい。
【００３６】
次に、上述した方法の有用性を、以下の例示的な、しかし非限定的な例に関して説明する。
【実施例】
【００３７】
グラニュラ磁性膜とその上にあるＣｒＮｂキャップ層とをそれぞれ有する１グループのディスク形セルが非磁性基板上に製造された。ＣｒＮｂキャップ層の厚さは、１０Åごとの増分で０Åから３０Åまで変えられ、セルのいくつかは、ＮＣＴステーション内で、４０ｓｃｃｍのＡｒ気流、アノード電圧９０Ｖ、及び１２０Ｖ基板バイアスを用いて６秒間スパッタ・エッチングを施された。スパッタ・エッチングに続いて、セルは、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）コーティング材料気体を利用して、厚さ２５Å、３５Å、又は４５ÅのＩＢＤ  ＤＬＣ保護オーバーコート層を被覆された。比較の目的で、キャップ層のスパッタ・エッチング処理を施していないセルも準備された。各セル及びその処理の説明を、以下の表Ｉに要約する。
【表１】
2007109380.tif 000003
【００３８】
図４を参照すると、キャップ層初期厚さと、開示する方法に従ってセルにエッチング処理が施されたか否かとに応じた、（ＲＤＭによって測定された）グラニュラ磁性膜を有する上述のセルの磁気性質の相違を示すグラフがそこに示されている。図４から明らかなように、ＣｒＮｂキャップ層初期厚さが２０Å未満であるとき、Ｍｒｔ及びＨｃｒは制御セルＣ５の場合よりも小さく、６秒のＡｒイオン・スパッタ・エッチングが、ＣｒＮｂキャップ層の厚さ全体と、下にあるグラニュラ磁気記録層のいくらかの量とを除去したことを示す。対照的に、ＣｒＮｂキャップ層初期厚さが２０Å以上であるときは、６秒のＡｒイオン・エッチング後にＣｒＮｂキャップ層のいくらかの量が残った。その結果、下にあるグラニュラ磁性層は、イオン・エッチによって影響を及ぼされず、エッチング後のＭｒｔ及びＨｃｒ値は制御セルＣ５のものに近い。
【００３９】
図５に移ると、キャップ層初期厚さと、本開示によるエッチング処理が行われたか否かとに応じた、上のセルＣ１〜Ｃ７の耐食性の依存性を示すグラフがそこに示されている。耐食性は、環境チャンバ内に８０℃／８０％ＲＨで４日間セルを維持し、ＥＳＣＡによって測定される腐食による（Ｃｏ合金ベースのグラニュラ磁気記録層から生じる）ＣｏＯｘの成長によって測定された。図５から明らかなように、Ａｒイオン・スパッタ・エッチング処理を受けたセルは、Ａｒイオン・スパッタ・エッチング処理を受けなかったセルよりもはるかに低いＣｏＯｘ％を示した。Ａｒイオン・スパッタ・エッチング処理を受けたセルのうち、２０Å及び３０ÅのＣｒＮｂキャップ層初期厚さを有するセルは、環境露出後に、実質的に全くＣｏＯｘ成長を示さなかった。
【００４０】
したがって、キャップ層初期厚さ及びエッチ・プロセスを制御することによって、本方法は、大幅に改善された耐食性を有し、且つ磁気記録層の性質／特性の劣化を受けないグラニュラ磁気記録媒体の製造を可能にする。
【００４１】
理想的には、キャップ層初期厚さは、読取り／書込みトランスデューサ・ヘッドと磁気記録層の表面との間隔を低減するために、エッチング・プロセスによってできるだけ薄くすべきである。しかし、キャップ層のエッチング後の厚さを最小にすると、イオン衝撃及びエッチングによる下にある（１つ又は複数の）グラニュラ磁気記録層の損傷が不利益に生じる可能性があり、これは、信号対媒体雑音比（ＳＭＮＲ）の劣化をもたらす。
【００４２】
したがって、図６において簡略化された概略断面図で示される本方法の別の態様によれば、相当のエッチング耐性をもつ材料の非常に薄い層が、「エッチ・ストップ」層として、グラニュラ磁気記録層とキャップ層との間に挿間される。そのようなエッチ・ストップ層を含む本開示の実施形態によれば、金属キャップ層材料に比べてＡｒイオンによるスパッタ・エッチングに対する耐性が比較的高い非晶質炭素が使用される。より具体的には、Ａｒイオンを利用する典型的なスパッタ・エッチング処理の下での非晶質炭素の材料除去速度は、約０．０５ｎｍ／秒程度であり、この速度は、実質的に同様の条件の下での金属層のＡｒスパッタ・エッチング速度、すなわち約０．３〜約０．５ｎｍ／秒よりもかなり小さい。したがって、（１つ又は複数の）グラニュラ垂直磁気記録層とキャップ層との間に非晶質炭素の薄い層（例えば厚さ約５Å〜約２５Å）を配置することで、エッチング中の磁性層の損傷及びエッチングを防止しながら、トランスデューサ・ヘッドと磁性層との間隔を最小にするためのキャップ層の最大除去が容易になる。
【００４３】
本発明で開示する方法の上述した実施形態は、本発明によって与えられる有利な結果の単なる例示であり、限定ではないことに留意すべきである。具体的には、本方法は、例示したＣｏＰｔＸ磁性合金の使用に限定されず、ナノスケール粗さ及び多孔性をもつ表面を有する全ての種類のグラニュラ長手又は垂直磁気記録層を備える記録媒体の耐食性及び耐環境性の向上を提供するのに有用である。同様に、本開示のイオン・エッチング処理は、例示したＡｒイオンの使用に限定されず、例えばＨｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、及びＮｅイオンを含めた多くの他の不活性イオン種を用いて満足なイオン・エッチングを行うことができる。さらに、不活性気体の流量、基板バイアス電圧、イオン・エッチング間隔、イオン・エネルギー、及びエッチング速度の選択を含めたイオン・エッチングを行うための特定のプロセス条件は、開示する方法の特定用途での使用に際して容易に決定することができる。例えば、基板バイアス電圧、イオン・エネルギー、及びエッチング速度の適切な範囲は、それぞれ０〜３００Ｖ、１０〜４００ｅＶ、及び０．１〜２０Å／秒である。最後に、保護オーバーコート層は、ＩＢＤ  ＤＬＣに限定されず、したがって全ての種類の保護オーバーコート材料及び堆積方法を利用することができる。
【００４４】
上述の説明において、本発明のより良い理解を提供するために、特定の材料、構造、プロセスなどいくつかの特定の詳細を記載した。しかし、本発明は、特に記載した詳細に依拠することなく実施することもできる。他の場合には、本発明を不必要に曖昧にしないように、良く知られているプロセス材料及び技法は詳細に説明しなかった。
【００４５】
本開示では、本発明の好ましい実施形態、及びその多用性のいくつかの例のみを示して説明した。本発明は、様々な他の組合せ及び環境で使用することが可能であり、本願で表される本発明の概念の範囲内で変更及び／又は修正を施すことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の薄膜長手磁気記録媒体の一部分を図式的に示す簡略断面図である。
【図２】垂直磁気記録媒体と単極トランスデューサ・ヘッドから構成された磁気記録記憶装置及び検索システムの一部分を図式的に示す簡略断面図である。
【図３】開示する方法の実施形態による一連のプロセス・ステップを図式的に示す簡略断面図である。
【図４】キャップ層厚さと、本開示によるエッチング処理の性能とに応じた、グラニュラ磁性膜を有するセルの磁気性質の相違を例示するグラフである。
【図５】キャップ層厚さと、本開示によるエッチング処理の性能とに応じた、グラニュラ磁性膜を有するセルの耐食性の依存性を例示するグラフである。
【図６】開示する方法の別の実施形態による一連のプロセス・ステップを図式的に示す簡略断面図である。
【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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【外国語明細書】
2007109380000001.pdf