(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネートあるいはポリオレフィン等の樹脂からなる非磁性基体上に、少なくとも非磁性下地層と、磁性層と、保護膜及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる磁気記録媒体の製造方法において、
ａ）前記磁性層は、ＣｏおよびＰｔを含有して強磁性を有する結晶粒と、該結晶粒を取り巻く金属の酸化物又は窒化物からなる非磁性粒界からなるグラニュラー磁性層であり、
ｂ）前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜時のＡｒ雰囲気に、Ｈ２ＯまたはＯ２を添加することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜を行なう際のＨ２ＯまたはＯ２の添加量を、Ａｒ分圧に対し０．５％以上１．５％以下とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜時雰囲気の圧力が、５ｍＴｏｒｒ以上３０ｍＴｏｒｒ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記非磁性基体を事前に加熱せずに成膜プロセスを行なうことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
ポリカーボネートあるいはポリオレフィン等の樹脂からなる非磁性基体上に、少なくとも非磁性下地層と、磁性層と、保護膜及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる磁気記録媒体であって、
ａ）前記磁性層は、ＣｏおよびＰｔを含有して強磁性を有する結晶粒と、該結晶粒を取り巻く金属の酸化物又は窒化物からなる非磁性粒界からなるグラニュラー磁性層であり、
ｂ）スパッタリング成膜時のＡｒ雰囲気に、Ｈ２ＯまたはＯ２を添加することにより、前記金属の酸化物又は窒化物の分解が抑えられたことを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法及びその磁気記録媒体に関し、より詳細には、ハードディスクドライブなどで用いられる磁気記録媒体の製造方法及びその磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクドライブなどで用いられる磁気記録媒体の記録密度に対する要求が、増加の一途をたどっている。高記録密度化への厳しい要求を達成するためには、磁性薄膜の高保磁力化と低ノイズ化が極めて重要となっている。従来、様々な磁性層の組成と構造、および非磁性下地層の材料などが提案されている。
【０００３】
特に、グラニュラー磁性層と呼ばれる、磁性結晶粒の周囲を酸化物や窒化物などの非磁性非金属物質で囲んだ構造を有する磁性層が知られている。グラニュラー磁性膜は、非磁性非金属物質の粒界相が磁性粒子を物理的に分離するため、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られると考えられている。
【０００４】
従来用いられてきたＣｏＣｒ系金属磁性膜では、高温で成膜することにより、ＣｒがＣｏ系磁性粒から偏析することで粒界に析出し、磁性粒子間の磁気的相互作用を低減している。グラニュラー磁性膜の場合は、この粒界相として非磁性非金属物質を用いるため、Ｃｒと比較して偏析しやすく、比較的容易に磁性粒の孤立化が促進できるという利点がある。
【０００５】
特に、ＣｏＣｒ系金属磁性膜の場合は、成膜時の基板温度を２００℃以上に上昇させることがＣｒの十分な偏析に必要不可欠であるのに対し、グラニュラー磁性膜の場合は、加熱なしの成膜においても、非磁性非金属物質の偏析が生じるという利点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、グラニュラー磁性層を有する磁気記録媒体は、所望の磁気特性、特に保磁力Ｈｃを実現するために、比較的多量のＰｔをＣｏ合金に添加する必要が生じる。具体的には、３２００Ｏｅ程度のＨｃを実現しようとした場合、１６ａｔ％もの高価なＰｔを必要とするという問題があった。ＣｏＣｒ系金属磁性膜により同程度のＨｃを実現する為には、１２ａｔ％程度のＰｔ添加に留まる。
【０００７】
近年の高記録密度化に対し、３２００Ｏｅ以上の高いＨｃが要求されていることから、高価なＰｔをさらに添加しなければならない。このことは、製造コストの増加に伴い、低価格化に逆行するという問題もあった。
【０００８】
さらに、媒体ノイズの低減化も要求されており、グラニュラー磁性膜の制御も必要となっている。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高い保磁力が得られ、低いノイズを有する磁気記録媒体の製造方法及びその磁気記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ポリカーボネートあるいはポリオレフィン等の樹脂からなる非磁性基体上に、少なくとも非磁性下地層と、磁性層と、保護膜及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる磁気記録媒体の製造方法において、ａ）前記磁性層は、ＣｏおよびＰｔを含有して強磁性を有する結晶粒と、該結晶粒を取り巻く金属の酸化物又は窒化物からなる非磁性粒界からなるグラニュラー磁性層であり、ｂ）前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜時のＡｒ雰囲気に、Ｈ２ＯまたはＯ２を添加することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜を行なう際のＨ２ＯまたはＯ２の添加量を、Ａｒ分圧に対し０．５％以上１．５％以下とすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記グラニュラー磁性層のスパッタリング成膜時雰囲気の圧力が、５ｍＴｏｒｒ以上３０ｍＴｏｒｒ以下であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記非磁性基体を事前に加熱せずに成膜プロセスを行なうことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、ポリカーボネートあるいはポリオレフィン等の樹脂からなる非磁性基体上に、少なくとも非磁性下地層と、磁性層と、保護膜及び液体潤滑剤層とが順次積層されてなる磁気記録媒体であって、ａ）前記磁性層は、ＣｏおよびＰｔを含有して強磁性を有する結晶粒と、該結晶粒を取り巻く金属の酸化物又は窒化物からなる非磁性粒界からなるグラニュラー磁性層であり、ｂ）スパッタリング成膜時のＡｒ雰囲気に、Ｈ２ＯまたはＯ２を添加することにより、前記金属の酸化物又は窒化物の分解が抑えられたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
高い保磁力を有し、低ノイズ化及び低コスト化を実現するグラニュラー磁性膜は、グラニュラー磁性膜の成膜に要する原料Ａｒガスに極微量の不純物ガスを添加することにより作製することができる。例えば、グラニュラー成膜に用いるＡｒガスの分圧に対し、０．５％以上１．５％以下のＨ２ＯまたはＯ２を添加することにより、グラニュラー磁性膜の酸化物や窒化物などの非磁性非金属物質の分解が抑えられる効果がある。
【００１６】
このような効果により強磁性結晶粒内からの非磁性金属物質の偏析が促進され容易に高い保磁力を得ることができる。また、磁性粒子間の磁気的な相互作用が低下し、記録ビットの遷移領域に生じるジグザグ磁壁の形成を抑制するので、低ノイズ特性が得られる。
【００１７】
図１は、本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するための断面図である。磁気記録媒体は、非磁性基体１の上に、非磁性下地層２とグラニュラー磁性層３及び保護膜４が順に形成された構造を有しており、さらに、その上に液体潤滑材層５が形成されている。なお、非磁性下地層あるいはグラニュラー磁性層の結晶配向やその他の構造制御を目的として、非磁性基体と非磁性下地層の間に非磁性のシード層を設けたり、非磁性下地層とグラニュラー磁性層の間に非磁性の中間層を設けたりしても、本発明の効果は発揮され、更に優れた特性を得ることも可能となる。
【００１８】
非磁性基体１としては、通常の磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、結晶化ガラス等を用いることができるほか、基板加熱を必要としないことから、ポリカーボネート、ポリオレフィンやその他の樹脂を射出成形することで作製した安価な基板をも用いることができる。
【００１９】
非磁性下地層２としては、磁性層の結晶配向性や粒径、粒界偏析構造等の微細構造を制御できるものであれば、どのような材料を使うことも出来る。例えば、従来の磁気記録媒体で使用されているようなＣｒまたはＣｒを主体とする合金は好適に使用しうる他、グラニュラー磁性層に対して大きな効果を有するＲｕ，Ｏｓ，Ｒｅ等の金属またはそれらを主体とする合金も使用できる。その膜厚は特に制限されるものではなく、グラニュラー磁性層の構造制御効果と生産性やコストを考慮して、必要十分な膜厚が要求される。
【００２０】
保護膜４は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法により成膜されたカーボンを主体とする薄膜が用いられる。また、液体潤滑材層５は、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を用いることができる。
【００２１】
以下、磁性層３について説明する。
磁性層３は、強磁性を有する結晶粒とそれを取り巻く非磁性粒界からなり、かつその非磁性粒界が、金属の酸化物又は窒化物からなる、いわゆるグラニュラー磁性層である。強磁性を有する結晶を構成する材料は特に制限されないが、ＣｏＰｔ系合金が好適に用い得る。特に、ＣｏＰｔ合金にＣｒ，Ｎｉ，Ｔａ等を添加することが、媒体ノイズの低減のためには望ましい。
【００２２】
一方、非磁性粒界を構成する材料としては、窒化物を使用することもできるが、Ｃｒ，Ｃｏ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｚｒ等の元素の酸化物を用いることが、安定なグラニュラー構造を形成するためには特に望ましい。磁性層の膜厚は特に制限されるものではなく、記録再生時に十分なヘッド再生出力を得るための必要十分な膜厚が要求される。
【００２３】
次に、磁気記録媒体の製造方法の一実施形態について説明する。
磁性層３を成膜する際に用いる原料Ａｒガスの分圧に対して、０．５％以上１．５％以下のＨ２ＯまたはＯ２を添加し、更に成膜時雰囲気の圧力を５ｍＴｏｒｒ以上３０ｍＴｏｒｒ以下とすることが好適である。
【００２４】
本実施形態によれば、図１に示した磁気記録媒体の製造にあたっては、従来の磁気記録媒体の製造方法に含まれる基板加熱工程を省略しても、高い保磁力と低い媒体ノイズを有する磁気記録媒体を製造することができ、製造工程の簡略化にともなう製造コストの低減もはかることができる。
【００２５】
[実施例１]
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを精密洗浄後、スパッタ装置に導入し、３０ｍＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気下でＲｕからなる下地層３０ｎｍを形成した。さらに引き続いて、ＳｉＯ２を１０ｍｏｌ％添加したＣｏＣｒ１２Ｐｔ１２ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりグラニュラー磁性層１５ｎｍを形成した。
【００２６】
この際、成膜ガスとしては、ＡｒとＨ２Ｏを気化させた混合ガスを用い、成膜雰囲気の圧力は、１５ｍＴｏｒｒ一定としてその混合比率を変化させながら成膜を行なうとともに、四重極質量分析計を用い各々の分圧を定量化した。ターゲットへの投入電力は３．７Ｗ／ｃｍ２で一定とした。
【００２７】
ついで、カーボン保護層１０ｎｍを積層した後真空中から取り出し、その後、液体潤滑剤１．５ｎｍを塗布して、図１に示した構造の磁気記録媒体を作製した。なお、成膜に先立つ基板加熱は行なっていない。
【００２８】
図２は、成膜雰囲気におけるＨ２Ｏ分圧比と保磁力との関係を示した図である。振動試料型磁気力計（以下、ＶＳＭという）を用いて測定したものである。図２に示したように、Ａｒに対するＨ２Ｏ分圧比０．５〜１．５％にて良好な保磁力Ｈｃが得られ、Ｈ２Ｏ分圧比１％付近で最大となることが分かる。このとき試料は、残留磁束密度・膜厚積Ｂｒδ＝５０Ｇμｍに固定した。
【００２９】
図３は、成膜雰囲気におけるＨ２Ｏ分圧比と信号雑音比（ＳＮＲ）との関係を示した図である。ＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）ヘッドを用い、スピンスタンドテスターを用いて測定したものであり、試料として同等の再生出力が得られるものとした。図３に示したように、Ａｒに対するＨ２Ｏ分圧比０．５〜１．５％にて良好なＳＮＲが得られ、Ｈ２Ｏ分圧比１％付近で最大となることが分かる。
【００３０】
[実施例２]
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを精密洗浄後、スパッタ装置に導入し、３０ｍＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気下でＲｕからなる下地層３０ｎｍを形成した。さらに引き続いて、ＳｉＯ２を１０ｍｏｌ％添加したＣｏＣｒ１２Ｐｔ１２ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりグラニュラー磁性層１５ｎｍを形成した。
【００３１】
この際、成膜ガスとしてはＡｒとＯ２の混合ガスを用い、成膜雰囲気の圧力は１５ｍＴｏｒｒ一定としてその混合比率を変化させながら成膜を行なうとともに、四重極質量分析計を用い各々の分圧を定量化した。ターゲットへの投入電力は３．７Ｗ／ｃｍ２で一定とした。ついでカーボン保護層１０ｎｍを積層した後真空中から取り出し、その後、液体潤滑剤１．５ｎｍを塗布して、図１に示した構造の磁気記録媒体を作製した。なお、成膜に先立つ基板加熱は行なっていない。
【００３２】
図４は、成膜雰囲気におけるＯ２分圧比と保磁力との関係を示した図である。ＶＳＭを用いて測定したものである。図４に示したように、Ａｒに対するＯ２分圧比０．５〜１．５％にて良好な保磁力Ｈｃが得られ、Ｏ２分圧比１％付近で最大となることが分かるとともに、実施例１にて用いたＨ２Ｏに対して増加量は約１／２となり、Ｈｃに対する制御性に優れることが分かる。このとき、試料は、残留磁束密度・膜厚積Ｂｒδ＝５０Ｇμｍに固定した。
【００３３】
図５は、成膜雰囲気におけるＯ２分圧比とＳＮＲとの関係を示した図である。ＧＭＲヘッドを用いスピンスタンドテスターを用いて測定したものであり、試料として同等の再生出力が得られるものとした。図５に示したように、Ａｒに対するＯ２分圧比０．５〜１．５％にて良好なＳＮＲが得られることが分かる。
【００３４】
[実施例３]
非磁性基体として表面が平滑な化学強化ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ社製Ｎ−１０ガラス基板）を用い、これを精密洗浄後、スパッタ装置に導入し、３０ｍＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気下でＲｕからなる下地層３０ｎｍを形成した。さらに引き続いて、ＳｉＯ２を１０ｍｏｌ％添加したＣｏＣｒ１２Ｐｔ１２ターゲットを用い、ＲＦスパッタ法によりグラニュラー磁性層１５ｎｍを形成した。
【００３５】
この際、成膜ガスとしてはＡｒとＨ２Ｏ及びＡｒとＯ２を用い、各々分圧比を１％固定とし、成膜雰囲気の圧力（ガス圧）を２．５ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒまで変化させながら各々の混合ガスに対して成膜を行なった。ターゲットへの投入電力は３．７Ｗ／ｃｍ２で一定とした。
【００３６】
ついで、カーボン保護層１０ｎｍを積層した後真空中から取り出し、その後液体潤滑剤１．５ｎｍを塗布して、図１に示した構造の磁気記録媒体を作製した。なお、成膜に先立つ基板加熱は行なっていない。
【００３７】
図６は、Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスに対し、各々のガス圧と保磁力との関係を示した図である。ＶＳＭを用いて測定したものである。図６に示したように、Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスとともに、ガス圧５〜３０ｍＴｏｒｒにて良好な保磁力Ｈｃが得られることが分かる。
【００３８】
図７は、Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスに対し、各々のガス圧とＳＮＲとの関係を示した図である。ＧＭＲヘッドを用いスピンスタンドテスターを用いて測定したものであり、試料として同等の再生出力が得られるものとした。図７に示したように、Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスにともに、ガス圧５〜３０ｍＴｏｒｒにて良好なＳＮＲが得られることが分かる。
【００３９】
本実施形態によれば、磁気記録媒体に要求される仕様に応じて、より高いＨｃを要求される場合は実施例１を用い、制御性を重視する場合は実施例２を用いることによる使い分けにより、所望の特性を得ることが出来る。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、グラニュラー磁性膜の成膜に要する原料Ａｒガスに極微量のＨ２ＯまたはＯ２を添加することにより、高い保磁力Ｈｃを有する磁気記録媒体が得られ、高価なＰｔ添加量を減らすことが可能となる。
【００４１】
また、成膜に先立つ基板加熱を行なう必要がないので、製造工程の簡素化に伴う製造コストの低減もはかることが可能となる。さらに、基板を加熱しないことから、安価なプラスチックを基板として用いることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施形態を説明するための断面図である。
【図２】成膜雰囲気におけるＨ２Ｏ分圧比と保磁力との関係を示した図である。
【図３】成膜雰囲気におけるＨ２Ｏ分圧比と信号雑音比（ＳＮＲ）との関係を示した図である。
【図４】成膜雰囲気におけるＯ２分圧比と保磁力との関係を示した図である。
【図５】成膜雰囲気におけるＯ２分圧比とＳＮＲとの関係を示した図である。
【図６】Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスに対し、各々のガス圧と保磁力との関係を示した図である。
【図７】Ａｒ＋Ｈ２Ｏ混合ガス及びＡｒ＋Ｏ２混合ガスに対し、各々のガス圧とＳＮＲとの関係を示した図である。
【符号の説明】
１  非磁性基体
２  非磁性下地層
３  グラニュラー磁性層
４  保護膜
５  液体潤滑材層
【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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