垂直磁気記録媒体の製造方法
【課題】配向性改善による媒体特性の向上を図るとともに媒体の保磁力の向上を実現できる垂直磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成する。
【解決手段】垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
【０００３】
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式用の磁気ディスクが提案されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。例えば、特開２００２−９２８６５号公報（特許文献１）では、基板上に軟磁性層、下地層、Ｃｏ系垂直磁気記録層、保護層等をこの順で形成してなる垂直磁気記録媒体に関する技術が開示されている。また、米国特許第6468670号明細書（特許文献２）には、粒子性の記録層に交換結合した人口格子膜連続層（交換結合層）を付着させた構造からなる垂直磁気記録媒体が開示されている。
そして、現在では、垂直磁気記録媒体での更なる高記録密度化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９２８６５号公報
【特許文献２】米国特許第６４６８６７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
垂直磁気記録方式で用いられる垂直磁気記録媒体において、記録密度を向上させるためには、磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減（Ｓ／Ｎ比の向上）が必要となる。そのためには、磁気記録層の磁性結晶粒子の粒分離及び微細化、結晶配向性などの向上が必要となる。
【０００６】
従来の垂直磁気記録媒体では、磁気記録層の配向を好適に制御するための下地層が磁性層下に導入されている。そして、この下地層としては例えばＲｕ層が用いられる。したがって、このＲｕ下地層についても好適に配向制御される必要がある。つまり、最密充填六方晶（ｈｃｐ）構造であるＲｕ層のｃ軸は膜面の面直方向に配向しなければならない。そのために、従来は、基板上の軟磁性層とＲｕ下地層との間に他の下地層を設けてＲｕ層の配向制御が行われていた。この他の下地層は一般にシード層とも呼ばれている。従来のシード層には、主にＮｉＷ合金や、ＣｏＣｒ合金などが使用されている。そして、結晶配向性を改善し、特性を向上させるためにシード層の成膜時にバイアスを印加する方法があるが、ただ単にバイアスを印加すると、下層（通常は軟磁性層）との界面が荒れ、保磁力Hcが減少してしまうという問題が発生する。トラック幅を狭くするためには、媒体の保磁力を向上させる必要があることから、保磁力の減少は避けなければならない。
【０００７】
本発明はこのような従来の事情に鑑み、配向性改善による媒体特性の向上を図るとともに媒体の保磁力の向上を実現できる垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記従来の課題を解決するべく鋭意検討した結果、シード層の成膜条件に着目し、非晶質層の上にバイアスを印加して成膜すると下層との界面が荒れて媒体の保磁力が減少してしまうが、結晶性のシード層の上にバイアスを印加して成膜しても界面は荒れないことを突き止め、更に鋭意検討した結果、バイアスの印加の有無による多段階成膜プロセスにより結晶性のシード層を成膜することが好適であることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有するものである。
【０００９】
（構成１）
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１０】
（構成２）
前記結晶性のシード層は、ＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする構成１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１１】
（構成３）
前記結晶性のシード層の形成を２段階成膜により行い、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加することを特徴とする構成１又は２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１２】
（構成４）
前記結晶性のシード層の膜厚は、３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１３】
（構成５）
前記結晶性のシード層の多段階成膜を、スパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で行うことを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１４】
（構成６）
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１５】
（構成７）
前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする構成１乃至６のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配向性改善による媒体特性の向上を図るとともに媒体の保磁力の向上を実現できる垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例、比較例における結晶性のシード層の膜厚に対する媒体の保磁力Hcの関係を示すグラフである。
【図２】実施例、比較例におけるSquashとＳ／Ｎ比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、構成１にあるように、垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成すること特徴とするものである。
【００１９】
上記基板としては、詳しくは後述するが、ガラス基板が好ましく用いられる。
上記垂直磁気記録媒体の層構成の一実施の形態としては、具体的には、基板に近い側から、例えば付着層、軟磁性層、シード層、下地層、磁気記録層（垂直磁気記録層）、保護層、潤滑層などを積層したものである。
【００２０】
基板上には、垂直磁気記録層の磁気回路を好適に調整するための軟磁性層を設けることが好適である。かかる軟磁性層は、第一軟磁性層と第二軟磁性層の間に非磁性のスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchangecoupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することが好適である。これにより第一軟磁性層と第二軟磁性層の磁化方向を高い精度で反並行に整列させることができ、軟磁性層から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層、第二軟磁性層の組成としては、例えばＣｏＴａＺｒ（コバルト−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒAl（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム−アルミニウム）とすることができる。上記スペーサ層の組成は例えばＲｕ（ルテニウム）とすることができる。
【００２１】
また、基板と軟磁性層との間には、付着層（密着層）を形成することも好ましい。付着層を形成することにより、基板と軟磁性層との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層の剥離を防止することができる。付着層の材料としては、例えばＴｉ含有材料を用いることができる。
【００２２】
本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法においては、上記軟磁性層の上に、非晶質のシード層を成膜し、この非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を成膜する。そして、この結晶性のシード層は、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成する。
【００２３】
上記非晶質のシード層としては、例えばＣｒＴａ又はその合金を主成分とする材料が好ましく用いられる。非晶質のシード層の膜厚としては、特に制約されないが、例えば１〜１０ｎｍ程度の範囲が好ましい。
【００２４】
また、上記結晶性のシード層としては、本発明においては、例えばＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料が好ましく用いられる。ＮｉＷの合金は、ＮｉＷに、例えばＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ等から選ばれる少なくとも一つの元素を含むものである。
【００２５】
上記結晶性のシード層の形成を例えば２段階成膜により行う場合、１段階目はバイアス電圧を印加せずに成膜し、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加しながら成膜することが好ましい。バイアス電圧の絶対値が、１００Ｖより低いと、配向性の改善が十分に達成されないことがある。
【００２６】
非晶質層の上にバイアスを印加して成膜すると下層との界面が荒れて媒体の保磁力が減少してしまうが、本発明のように、多段階成膜によって、バイアスを印加せずに成膜した結晶性のシード層の上に、引き続きバイアスを印加して成膜しても界面は荒れず、バイアス印加による配向性向上、Ｓ／Ｎ比の向上の効果が好適に発揮され、保磁力の減少も防止できる。
【００２７】
上記結晶性のシード層の膜厚は、特に制約される必要はないが、結晶配向性等の向上に必要最小限の膜厚とすることが望ましく、例えば全体で３ｎｍ〜１０ｎｍ程度の範囲であることが適当である。そして、本発明による効果がより良く発揮されるためには、バイアスを印加せずに成膜する膜厚は、２ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲とし、バイアスを印加した状態で成膜する膜厚は、１ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲とすることが好適である。
【００２８】
また、上記結晶性のシード層の多段階成膜は、たとえばスパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で連続して行うことができる。
なお、本発明においては、上記軟磁性層の上に、非晶質のシード層を介さずに、直接、結晶性のシード層を形成するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記下地層は、垂直磁気記録層の結晶配向性（結晶配向を基板面に対して垂直方向に配向させる）、結晶粒径、及び粒界偏析を好適に制御するために用いられる。下地層の材料としては、例えばＲｕまたはその合金が好ましく用いられる。Ｒｕの場合、hcp結晶構造を備えるＣｏＰｔ系垂直磁気記録層の結晶軸（c軸）を垂直方向に配向するよう制御する作用が高く好適である。
【００３０】
なお、上記基板用ガラスとしては、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダタイムガラス等が挙げられるが、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。また、アモルファスガラス、結晶化ガラスを用いることができる。軟磁性層をアモルファスとする場合にあっては、基板をアモルファスガラスとすると好ましい。なお、化学強化したガラスを用いると、剛性が高く好ましい。本発明において、基板主表面の表面粗さはRmaxで１0ｎｍ以下、Raで０．３ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
また、上記垂直磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物またはSi,Ti,,Cr,CoまたはSi,Ti,,Cr,Co酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことが好適である。
具体的に上記強磁性層を構成するＣｏ系磁性材料としては、非磁性物質である酸化ケイ素、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を含有するＣｏＣｒＰｔ（コバルト−クロム−白金）からなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を成型する材料が望ましい。また、この強磁性層の膜厚は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
また、補助記録層は、交換結合制御層を介して垂直磁気記録層の上部に設けることによって、磁気記録層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層の組成は、例えばＣｏＣｒＰｔＢとすることができる
【００３３】
また、前記垂直磁気記録層と前記補助記録層との間に、交換結合制御層を有することが好適である。交換結合制御層を設けることにより、前記垂直磁気記録層と前記補助記録層との間の交換結合の強さを好適に制御して記録再生特性を最適化することができる。交換結合制御層としては、例えば、Ｒｕなどが好適に用いられる。
【００３４】
上記強磁性層を含む垂直磁気記録層の形成方法としては、スパッタリング法で成膜することが好ましい。特にDCマグネトロンスパッタリング法で形成すると均一な成膜が可能となるので好ましい。
【００３５】
また、前記垂直磁気記録層の上に、保護層を設けることが好適である。保護層を設けることにより、磁気記録媒体上を浮上飛行する磁気ヘッドから磁気ディスク表面を保護することができる。保護層の材料としては、たとえば炭素系保護層が好適である。また、保護層の膜厚は３〜７ｎｍ程度が好適である。
【００３６】
また、前記保護層上に、更に潤滑層を設けることも好ましい。潤滑層を設けることにより、磁気ヘッドと磁気ディスク間の磨耗を抑止でき、磁気ディスクの耐久性を向上させることができる。潤滑層の材料としては、たとえばＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）系化合物が好ましい。潤滑層は、例えばディップコート法で形成することができる。
【実施例】
【００３７】
以下実施例、比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ガラス基板を得た。ディスク直径は６５ｍｍである。このガラス基板の主表面の表面粗さをAFM（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Rmaxが２．１８ｎｍ、Raが０．１８ｎｍという平滑な表面形状であった。なお、Rmax及びRaは、日本工業規格（JIS）に従う。
【００３８】
次に、得られたガラス基板上に、真空引きを行なった成膜装置（到達真空度１０−５Ｐａ以下）を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、順に、付着層、軟磁性層、非晶質のシード層、結晶性のシード層、下地層、磁気記録層、の各成膜を行った。
【００３９】
まず、付着層として、１０ｎｍのCrTi層を成膜した。
次に、軟磁性層として、非磁性層を挟んで反強磁性交換結合する２層の軟磁性材料層の積層膜を成膜した。すなわち、最初に１層目の軟磁性材料層として、２４ｎｍのアモルファスFeCoTaZr層を成膜し、次に非磁性層として、０．５５ｎｍのRu層を成膜し、さらに２層目の軟磁性材料層として、１層目の軟磁性材料層と同じ、アモルファスFeCoTaZr層を２４ｎｍに成膜した。
【００４０】
次に、上記軟磁性層上に、非晶質のシード層として、２ｎｍのCrTa層を成膜した。非晶質のシード層上に、結晶性のシード層として、４〜７ｎｍのNiW層を成膜した。この結晶性のシード層は、２段階の成膜プロセスからなり、１段階目ではバイアスの印加なしで３ｎｍを成膜し、２段階目では−５００Ｖのバイアスを印加した状態で１〜４ｎｍを成膜した。
【００４１】
次に，下地層として２層のRu層を成膜した。上層（２層目）は酸化物含有のRuTiO2とした。１層目と２層目のRu層の膜厚はそれぞれ、１０ｎｍ、８ｎｍとした。なお、１層目の成膜時におけるスパッタリングガスのガス圧は、２層目の成膜時におけるスパッタリングガスのガス圧よりも小さくした。
【００４２】
次に、下地層の上に、磁気記録層を成膜した。まず、第１記録層として、１．７ｎｍのCoCrPtCr2O3を成膜し、続いて第２記録層として、８．５ｎｍのCoCrPt-SiO2-TiO2-CoOを成膜した。次に、非磁性層として、０．３ｎｍのRu層を成膜し、更にその上に補助記録層として、６．８ｎｍのCoCrPtB層を成膜した。
【００４３】
そして次に、上記磁気記録層の上に、ＣＶＤ法により、水素化ダイヤモンドライクカーボンからなる炭素系保護層を形成した。炭素系保護層の膜厚は５ｎｍとした。この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）からなる潤滑層をディップコート法により形成した。潤滑層の膜厚は１ｎｍとした。
以上の製造工程により、実施例１の垂直磁気記録媒体が得られた。
【００４４】
（比較例１）
実施例１における結晶性のシード層の成膜時にバイアスを印加せずに単一層で成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４５】
（比較例２）
実施例１における結晶性のシード層の成膜時に、−５００Ｖのバイアスを印加して単一層で成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４６】
（評価）
上記実施例、比較例の垂直磁気記録媒体を用いて、以下の評価を行った。
すなわち、上記実施例１、比較例１，２の各垂直磁気記録媒体に対し、Kerr効果による静磁気特性の評価を行うことにより、保磁力（Hc）を測定した。また、記録再生特性の評価は、R/Wアナライザーと、垂直磁気記録方式用の磁気ヘッドとを用いて、SquashとＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）との関係を測定した。なお、Squashとは、隣接トラックからの影響による信号の減少率の評価指標となる値であり、具体的には、書き込んだ信号の両サイド、トラック幅の80%程度の位置に周波数を5%程度ずらした信号を書き込み、その後、最初に書き込んだ信号の出力を測定し、その変化量の割合で計算する。
【００４７】
図１は、結晶性のシード層の膜厚に対する媒体の保磁力Hcのグラフである。図１の結果によれば、１段階目はバイアス印加なしで、２段階目はバイアスを印加した２段階成膜により結晶性のシード層を成膜した実施例１の媒体が一番高い保磁力Hcを有していることがわかる。これは、バイアス印加なしの１段階目により、下層との界面の荒れが抑制され、バイアスを印加した２段階目の成膜がロスなく好適に行われたためであると考えられる。
【００４８】
また、図２は、SquashとＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）との関係を測定した結果を示す。ここで、Squashは、その値が大きくグラフの右側にあるほど、隣接トラックからの影響による信号の減少が少ないことを示している。また、Ｓ／Ｎ比については、その値が大きくグラフの上方にあるほど、ノイズが少ないことを示している。なお、図２にプロットされている点は、結晶性シード層の膜厚が５ｎｍと７ｎｍの場合である。
【００４９】
図２の結果によれば、バイアス印加なしの比較例１の媒体に比べて、バイアス印加ありの実施例１と比較例２の媒体は、Ｓ／Ｎ比が大きく良好であることが確認できる。これはバイアス印加による配向性向上によるものと考えられる。また、Squashに関しては、実施例１の媒体は、比較例１、比較例２の媒体のいずれよりも値が大きく良好な結果であることが確認できる。これは、実施例１の媒体の保磁力Hcが高いためであると考えられるが、さらに理由を掘り下げると２段階成膜による界面の荒れの抑制、配向性の向上によるものと考えられる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施例にあるように、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜（実施例１では２段階成膜）により形成することによって。配向性改善による媒体特性の向上を図れるとともに媒体の保磁力の向上をも実現できる垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直磁気記録方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の面記録密度は年率１００％程度の割合で増加し続けている。最近では、ＨＤＤ等に用いられる２．５インチ径磁気ディスクにして、１枚当り２５０Ｇバイトを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような所要に応えるためには１平方インチ当り４００Ｇビットを超える情報記録密度を実現することが求められる。ＨＤＤ等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するためには、情報信号の記録を担う磁気記録層を構成する磁性結晶粒子を微細化すると共に、その層厚を低減していく必要があった。ところが、従来より商業化されている面内磁気記録方式（長手磁気記録方式、水平磁気記録方式とも呼称される）の磁気ディスクの場合、磁性結晶粒子の微細化が進展した結果、超常磁性現象により記録信号の熱的安定性が損なわれ、記録信号が消失してしまう、熱揺らぎ現象が発生するようになり、磁気ディスクの高記録密度化への阻害要因となっていた。
【０００３】
この阻害要因を解決するために、近年、垂直磁気記録方式用の磁気ディスクが提案されている。垂直磁気記録方式の場合では、面内磁気記録方式の場合とは異なり、磁気記録層の磁化容易軸は基板面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。例えば、特開２００２−９２８６５号公報（特許文献１）では、基板上に軟磁性層、下地層、Ｃｏ系垂直磁気記録層、保護層等をこの順で形成してなる垂直磁気記録媒体に関する技術が開示されている。また、米国特許第6468670号明細書（特許文献２）には、粒子性の記録層に交換結合した人口格子膜連続層（交換結合層）を付着させた構造からなる垂直磁気記録媒体が開示されている。
そして、現在では、垂直磁気記録媒体での更なる高記録密度化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９２８６５号公報
【特許文献２】米国特許第６４６８６７０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
垂直磁気記録方式で用いられる垂直磁気記録媒体において、記録密度を向上させるためには、磁気記録層の磁化遷移領域ノイズの低減（Ｓ／Ｎ比の向上）が必要となる。そのためには、磁気記録層の磁性結晶粒子の粒分離及び微細化、結晶配向性などの向上が必要となる。
【０００６】
従来の垂直磁気記録媒体では、磁気記録層の配向を好適に制御するための下地層が磁性層下に導入されている。そして、この下地層としては例えばＲｕ層が用いられる。したがって、このＲｕ下地層についても好適に配向制御される必要がある。つまり、最密充填六方晶（ｈｃｐ）構造であるＲｕ層のｃ軸は膜面の面直方向に配向しなければならない。そのために、従来は、基板上の軟磁性層とＲｕ下地層との間に他の下地層を設けてＲｕ層の配向制御が行われていた。この他の下地層は一般にシード層とも呼ばれている。従来のシード層には、主にＮｉＷ合金や、ＣｏＣｒ合金などが使用されている。そして、結晶配向性を改善し、特性を向上させるためにシード層の成膜時にバイアスを印加する方法があるが、ただ単にバイアスを印加すると、下層（通常は軟磁性層）との界面が荒れ、保磁力Hcが減少してしまうという問題が発生する。トラック幅を狭くするためには、媒体の保磁力を向上させる必要があることから、保磁力の減少は避けなければならない。
【０００７】
本発明はこのような従来の事情に鑑み、配向性改善による媒体特性の向上を図るとともに媒体の保磁力の向上を実現できる垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記従来の課題を解決するべく鋭意検討した結果、シード層の成膜条件に着目し、非晶質層の上にバイアスを印加して成膜すると下層との界面が荒れて媒体の保磁力が減少してしまうが、結晶性のシード層の上にバイアスを印加して成膜しても界面は荒れないことを突き止め、更に鋭意検討した結果、バイアスの印加の有無による多段階成膜プロセスにより結晶性のシード層を成膜することが好適であることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を有するものである。
【０００９】
（構成１）
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１０】
（構成２）
前記結晶性のシード層は、ＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする構成１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１１】
（構成３）
前記結晶性のシード層の形成を２段階成膜により行い、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加することを特徴とする構成１又は２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１２】
（構成４）
前記結晶性のシード層の膜厚は、３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする構成１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１３】
（構成５）
前記結晶性のシード層の多段階成膜を、スパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で行うことを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１４】
（構成６）
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【００１５】
（構成７）
前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする構成１乃至６のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、配向性改善による媒体特性の向上を図るとともに媒体の保磁力の向上を実現できる垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例、比較例における結晶性のシード層の膜厚に対する媒体の保磁力Hcの関係を示すグラフである。
【図２】実施例、比較例におけるSquashとＳ／Ｎ比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、構成１にあるように、垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成すること特徴とするものである。
【００１９】
上記基板としては、詳しくは後述するが、ガラス基板が好ましく用いられる。
上記垂直磁気記録媒体の層構成の一実施の形態としては、具体的には、基板に近い側から、例えば付着層、軟磁性層、シード層、下地層、磁気記録層（垂直磁気記録層）、保護層、潤滑層などを積層したものである。
【００２０】
基板上には、垂直磁気記録層の磁気回路を好適に調整するための軟磁性層を設けることが好適である。かかる軟磁性層は、第一軟磁性層と第二軟磁性層の間に非磁性のスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchangecoupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することが好適である。これにより第一軟磁性層と第二軟磁性層の磁化方向を高い精度で反並行に整列させることができ、軟磁性層から生じるノイズを低減することができる。具体的には、第一軟磁性層、第二軟磁性層の組成としては、例えばＣｏＴａＺｒ（コバルト−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒ（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム）またはＣｏＦｅＴａＺｒAl（コバルト−鉄−タンタル−ジルコニウム−アルミニウム）とすることができる。上記スペーサ層の組成は例えばＲｕ（ルテニウム）とすることができる。
【００２１】
また、基板と軟磁性層との間には、付着層（密着層）を形成することも好ましい。付着層を形成することにより、基板と軟磁性層との間の付着性を向上させることができるので、軟磁性層の剥離を防止することができる。付着層の材料としては、例えばＴｉ含有材料を用いることができる。
【００２２】
本発明の垂直磁気記録媒体の製造方法においては、上記軟磁性層の上に、非晶質のシード層を成膜し、この非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を成膜する。そして、この結晶性のシード層は、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成する。
【００２３】
上記非晶質のシード層としては、例えばＣｒＴａ又はその合金を主成分とする材料が好ましく用いられる。非晶質のシード層の膜厚としては、特に制約されないが、例えば１〜１０ｎｍ程度の範囲が好ましい。
【００２４】
また、上記結晶性のシード層としては、本発明においては、例えばＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料が好ましく用いられる。ＮｉＷの合金は、ＮｉＷに、例えばＡｌ，Ｃｒ，Ｓｉ等から選ばれる少なくとも一つの元素を含むものである。
【００２５】
上記結晶性のシード層の形成を例えば２段階成膜により行う場合、１段階目はバイアス電圧を印加せずに成膜し、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加しながら成膜することが好ましい。バイアス電圧の絶対値が、１００Ｖより低いと、配向性の改善が十分に達成されないことがある。
【００２６】
非晶質層の上にバイアスを印加して成膜すると下層との界面が荒れて媒体の保磁力が減少してしまうが、本発明のように、多段階成膜によって、バイアスを印加せずに成膜した結晶性のシード層の上に、引き続きバイアスを印加して成膜しても界面は荒れず、バイアス印加による配向性向上、Ｓ／Ｎ比の向上の効果が好適に発揮され、保磁力の減少も防止できる。
【００２７】
上記結晶性のシード層の膜厚は、特に制約される必要はないが、結晶配向性等の向上に必要最小限の膜厚とすることが望ましく、例えば全体で３ｎｍ〜１０ｎｍ程度の範囲であることが適当である。そして、本発明による効果がより良く発揮されるためには、バイアスを印加せずに成膜する膜厚は、２ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲とし、バイアスを印加した状態で成膜する膜厚は、１ｎｍ〜５ｎｍ程度の範囲とすることが好適である。
【００２８】
また、上記結晶性のシード層の多段階成膜は、たとえばスパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で連続して行うことができる。
なお、本発明においては、上記軟磁性層の上に、非晶質のシード層を介さずに、直接、結晶性のシード層を形成するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記下地層は、垂直磁気記録層の結晶配向性（結晶配向を基板面に対して垂直方向に配向させる）、結晶粒径、及び粒界偏析を好適に制御するために用いられる。下地層の材料としては、例えばＲｕまたはその合金が好ましく用いられる。Ｒｕの場合、hcp結晶構造を備えるＣｏＰｔ系垂直磁気記録層の結晶軸（c軸）を垂直方向に配向するよう制御する作用が高く好適である。
【００３０】
なお、上記基板用ガラスとしては、アルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ソーダタイムガラス等が挙げられるが、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。また、アモルファスガラス、結晶化ガラスを用いることができる。軟磁性層をアモルファスとする場合にあっては、基板をアモルファスガラスとすると好ましい。なお、化学強化したガラスを用いると、剛性が高く好ましい。本発明において、基板主表面の表面粗さはRmaxで１0ｎｍ以下、Raで０．３ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
また、上記垂直磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物またはSi,Ti,,Cr,CoまたはSi,Ti,,Cr,Co酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことが好適である。
具体的に上記強磁性層を構成するＣｏ系磁性材料としては、非磁性物質である酸化ケイ素、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を含有するＣｏＣｒＰｔ（コバルト−クロム−白金）からなる硬磁性体のターゲットを用いて、ｈｃｐ結晶構造を成型する材料が望ましい。また、この強磁性層の膜厚は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
また、補助記録層は、交換結合制御層を介して垂直磁気記録層の上部に設けることによって、磁気記録層の高密度記録性と低ノイズ性に加えて高熱耐性を付け加えることができる。補助記録層の組成は、例えばＣｏＣｒＰｔＢとすることができる
【００３３】
また、前記垂直磁気記録層と前記補助記録層との間に、交換結合制御層を有することが好適である。交換結合制御層を設けることにより、前記垂直磁気記録層と前記補助記録層との間の交換結合の強さを好適に制御して記録再生特性を最適化することができる。交換結合制御層としては、例えば、Ｒｕなどが好適に用いられる。
【００３４】
上記強磁性層を含む垂直磁気記録層の形成方法としては、スパッタリング法で成膜することが好ましい。特にDCマグネトロンスパッタリング法で形成すると均一な成膜が可能となるので好ましい。
【００３５】
また、前記垂直磁気記録層の上に、保護層を設けることが好適である。保護層を設けることにより、磁気記録媒体上を浮上飛行する磁気ヘッドから磁気ディスク表面を保護することができる。保護層の材料としては、たとえば炭素系保護層が好適である。また、保護層の膜厚は３〜７ｎｍ程度が好適である。
【００３６】
また、前記保護層上に、更に潤滑層を設けることも好ましい。潤滑層を設けることにより、磁気ヘッドと磁気ディスク間の磨耗を抑止でき、磁気ディスクの耐久性を向上させることができる。潤滑層の材料としては、たとえばＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）系化合物が好ましい。潤滑層は、例えばディップコート法で形成することができる。
【実施例】
【００３７】
以下実施例、比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円盤状に成型し、ガラスディスクを作成した。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性ガラス基板を得た。ディスク直径は６５ｍｍである。このガラス基板の主表面の表面粗さをAFM（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Rmaxが２．１８ｎｍ、Raが０．１８ｎｍという平滑な表面形状であった。なお、Rmax及びRaは、日本工業規格（JIS）に従う。
【００３８】
次に、得られたガラス基板上に、真空引きを行なった成膜装置（到達真空度１０−５Ｐａ以下）を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて、順に、付着層、軟磁性層、非晶質のシード層、結晶性のシード層、下地層、磁気記録層、の各成膜を行った。
【００３９】
まず、付着層として、１０ｎｍのCrTi層を成膜した。
次に、軟磁性層として、非磁性層を挟んで反強磁性交換結合する２層の軟磁性材料層の積層膜を成膜した。すなわち、最初に１層目の軟磁性材料層として、２４ｎｍのアモルファスFeCoTaZr層を成膜し、次に非磁性層として、０．５５ｎｍのRu層を成膜し、さらに２層目の軟磁性材料層として、１層目の軟磁性材料層と同じ、アモルファスFeCoTaZr層を２４ｎｍに成膜した。
【００４０】
次に、上記軟磁性層上に、非晶質のシード層として、２ｎｍのCrTa層を成膜した。非晶質のシード層上に、結晶性のシード層として、４〜７ｎｍのNiW層を成膜した。この結晶性のシード層は、２段階の成膜プロセスからなり、１段階目ではバイアスの印加なしで３ｎｍを成膜し、２段階目では−５００Ｖのバイアスを印加した状態で１〜４ｎｍを成膜した。
【００４１】
次に，下地層として２層のRu層を成膜した。上層（２層目）は酸化物含有のRuTiO2とした。１層目と２層目のRu層の膜厚はそれぞれ、１０ｎｍ、８ｎｍとした。なお、１層目の成膜時におけるスパッタリングガスのガス圧は、２層目の成膜時におけるスパッタリングガスのガス圧よりも小さくした。
【００４２】
次に、下地層の上に、磁気記録層を成膜した。まず、第１記録層として、１．７ｎｍのCoCrPtCr2O3を成膜し、続いて第２記録層として、８．５ｎｍのCoCrPt-SiO2-TiO2-CoOを成膜した。次に、非磁性層として、０．３ｎｍのRu層を成膜し、更にその上に補助記録層として、６．８ｎｍのCoCrPtB層を成膜した。
【００４３】
そして次に、上記磁気記録層の上に、ＣＶＤ法により、水素化ダイヤモンドライクカーボンからなる炭素系保護層を形成した。炭素系保護層の膜厚は５ｎｍとした。この後、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）からなる潤滑層をディップコート法により形成した。潤滑層の膜厚は１ｎｍとした。
以上の製造工程により、実施例１の垂直磁気記録媒体が得られた。
【００４４】
（比較例１）
実施例１における結晶性のシード層の成膜時にバイアスを印加せずに単一層で成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４５】
（比較例２）
実施例１における結晶性のシード層の成膜時に、−５００Ｖのバイアスを印加して単一層で成膜したこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の垂直磁気記録媒体を作製した。
【００４６】
（評価）
上記実施例、比較例の垂直磁気記録媒体を用いて、以下の評価を行った。
すなわち、上記実施例１、比較例１，２の各垂直磁気記録媒体に対し、Kerr効果による静磁気特性の評価を行うことにより、保磁力（Hc）を測定した。また、記録再生特性の評価は、R/Wアナライザーと、垂直磁気記録方式用の磁気ヘッドとを用いて、SquashとＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）との関係を測定した。なお、Squashとは、隣接トラックからの影響による信号の減少率の評価指標となる値であり、具体的には、書き込んだ信号の両サイド、トラック幅の80%程度の位置に周波数を5%程度ずらした信号を書き込み、その後、最初に書き込んだ信号の出力を測定し、その変化量の割合で計算する。
【００４７】
図１は、結晶性のシード層の膜厚に対する媒体の保磁力Hcのグラフである。図１の結果によれば、１段階目はバイアス印加なしで、２段階目はバイアスを印加した２段階成膜により結晶性のシード層を成膜した実施例１の媒体が一番高い保磁力Hcを有していることがわかる。これは、バイアス印加なしの１段階目により、下層との界面の荒れが抑制され、バイアスを印加した２段階目の成膜がロスなく好適に行われたためであると考えられる。
【００４８】
また、図２は、SquashとＳ／Ｎ比（シグナル／ノイズ比）との関係を測定した結果を示す。ここで、Squashは、その値が大きくグラフの右側にあるほど、隣接トラックからの影響による信号の減少が少ないことを示している。また、Ｓ／Ｎ比については、その値が大きくグラフの上方にあるほど、ノイズが少ないことを示している。なお、図２にプロットされている点は、結晶性シード層の膜厚が５ｎｍと７ｎｍの場合である。
【００４９】
図２の結果によれば、バイアス印加なしの比較例１の媒体に比べて、バイアス印加ありの実施例１と比較例２の媒体は、Ｓ／Ｎ比が大きく良好であることが確認できる。これはバイアス印加による配向性向上によるものと考えられる。また、Squashに関しては、実施例１の媒体は、比較例１、比較例２の媒体のいずれよりも値が大きく良好な結果であることが確認できる。これは、実施例１の媒体の保磁力Hcが高いためであると考えられるが、さらに理由を掘り下げると２段階成膜による界面の荒れの抑制、配向性の向上によるものと考えられる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の実施例にあるように、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜（実施例１では２段階成膜）により形成することによって。配向性改善による媒体特性の向上を図れるとともに媒体の保磁力の向上をも実現できる垂直磁気記録媒体を得ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、
基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記結晶性のシード層は、ＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記結晶性のシード層の形成を２段階成膜により行い、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記結晶性のシード層の膜厚は、３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記結晶性のシード層の多段階成膜を、スパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１】
垂直磁気記録方式での情報記録に用いる垂直磁気記録媒体であって、
基板上に、少なくとも、非晶質の軟磁性層と、下地層と磁気記録層とを備える垂直磁気記録媒体の製造方法において、
前記軟磁性層の上に、あるいは、該軟磁性層の上に形成した非晶質のシード層の上に、結晶性のシード層を、まずバイアスを印加せずに成膜し、引き続いてバイアスを印加しながら成膜する多段階成膜により形成することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記結晶性のシード層は、ＮｉＷ又はその合金を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記結晶性のシード層の形成を２段階成膜により行い、２段階目の成膜時は、バイアス電圧の絶対値が１００Ｖ〜５００Ｖの範囲でバイアスを印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記結晶性のシード層の膜厚は、３ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記結晶性のシード層の多段階成膜を、スパッタリング法により、成膜装置の同一チャンバ内で行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記磁気記録層は、コバルト（Ｃｏ）を主体とする結晶粒子と、酸化物を主体とする粒界部を有するグラニュラー構造の強磁性層を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記磁気記録層上に炭素系保護層を形成することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２３１８６５（Ｐ２０１０−２３１８６５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０７３１（Ｐ２００９−８０７３１）
【出願日】平成２１年３月２９日（２００９．３．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【出願人】（５０１２５９７３２）ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド (124)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２９日（２００９．３．２９）
【出願人】（０００１１３２６３）ＨＯＹＡ株式会社 (3,820)
【出願人】（５０１２５９７３２）ホーヤ マグネティクス シンガポール プライベートリミテッド (124)
【Ｆターム（参考）】
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