垂直磁気記録媒体の製造方法
【課題】 トラック幅の狭小化を図り、同時にＳＮＲの向上も図ることにより、さらなる高記録密度化の達成が可能な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。
【解決手段】 基板上に少なくとも、Ｒｕ合金を主成分とする下地層１５０を成膜する工程と、下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層（第１記録層１６１、第２記録層１６２）を成膜する工程と、を包含し、複数の磁性層は、少なくとも下地層に接する磁性層（第１記録層１６１）はバイアス電圧を印加せずに成膜し、バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層（第２記録層１６２）はバイアス電圧を印加しながら成膜することを特徴とする。
【解決手段】 基板上に少なくとも、Ｒｕ合金を主成分とする下地層１５０を成膜する工程と、下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層（第１記録層１６１、第２記録層１６２）を成膜する工程と、を包含し、複数の磁性層は、少なくとも下地層に接する磁性層（第１記録層１６１）はバイアス電圧を印加せずに成膜し、バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層（第２記録層１６２）はバイアス電圧を印加しながら成膜することを特徴とする。
【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）などに搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
【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インチ径の磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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、このような要請にこたえるためには５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、磁気記録層の磁化容易軸が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従来の面内磁気記録方式に比べて、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、いわゆる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。
【０００４】
垂直磁気記録媒体においてさらなる高記録密度化を達成するために、媒体の特性（電磁変換特性、静磁気特性等）を向上させる種々の技術が提案され、開示されている。例えば特許文献１には、配向調整層（下地層）および磁気記録層のそれぞれの成膜時に、基板表面に直流バイアスを印加する垂直磁気記録媒体の製造方法が開示されている。特許文献１によれば、磁気記録層の膜表面を平坦にすることができ、かつ磁性粒子の孤立化を促進させ、良好な配向性を持つグラニュラ構造を形成できるため、媒体の特性の向上が実現できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９０９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、垂直磁気記録媒体において、上述した５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現するためには、媒体の特性（静磁気特性、電磁変換特性）をさらに向上させる必要がある。特に、高いＴＰＩ（Track per Inch）が要求されているため、トラック幅の狭小化を実現した上で、ＳＮＲを向上させる必要がある。
【０００７】
上記の特許文献１のようにバイアスを印加しながら成膜すれば、結晶性を向上できることは知られている。しかし発明者らが確認したところ、５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２レベルのトラック幅およびＳＮＲを達成するには不十分であることが判明した。
【０００８】
そこで本発明は、トラック幅の狭小化を図り、同時にＳＮＲの向上も図ることにより、さらなる高記録密度化の達成が可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために発明者らは鋭意検討したところ、バイアスを印加しながら成膜を行う場合、その下の層とのミキシングの程度が通常の成膜時よりも強くなり、上下の層の材料が混ざった「ミキシング層」が発生してしまうのではないかと考えた。すなわち、Ｒｕ下地層の上にＣｏＣｒＰｔを含む磁性層を成膜する際にバイアスを印加すると、ＣｏＣｒＰｔとＲｕが混ざった材料からなるミキシング層が発生し、結果として磁性層の初期成長段階での結晶性および微細構造が乱れるために磁気特性が悪化してしまうのではないかと考えた。そこで発明者らは、バイアスを印加する際に、土台となっている層（最表面層）とバイアスを印加しながら成膜する層とが類似の組成であれば、ミキシング層が発生しても結晶性および微細構造の乱れを生じないであろうと予測し、さらに研究を重ねることにより本発明を完成するに到った。
【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基板上に少なくとも、Ｒｕ合金を主成分とする下地層を成膜する工程と、下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層を成膜する工程と、を包含し、複数の磁性層は、少なくとも下地層に接する磁性層は（基板に）バイアス電圧を印加せずに成膜し、バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層は（基板に）バイアス電圧を印加しながら成膜することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜することによって磁性層の結晶性を向上させることができる。このとき、下地層の直上の磁性層の成膜時には基板にバイアス電圧をかけず、その上の磁性層の成膜時に基板にバイアス電圧をかけることにより、下地層のＲｕ合金等と磁性層のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層の発生を防ぐことができる。これにより、バイアス電圧を印加した磁性層の磁性粒子の結晶性等に乱れが生じることはない。したがって、トラック幅の狭小化を図りながらＳＮＲを向上させることができ、さらなる高記録密度化を図ることができる。
【００１２】
上記構成は、基板にバイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層を、下地層の直上の磁性層のみに限るものではない。換言すれば、バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、下地層の直上の磁性層を含んだ１または複数の磁性層である。したがって、上述のグラニュラ構造を有する複数の磁性層は、バイアス電圧を印加せずに成膜した１または複数の磁性層と、その上方にバイアス電圧を印加しながら成膜した１または複数の磁性層とを含んでいる。
【００１３】
なお、本願で言うところの「主成分」とは、全体組成をａｔ％（もしくはｍｏｌ％）としたときに、最も多く含まれる成分を指す。例えば、９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）という組成を考えた場合、ＣｏＣｒＰｔ合金は全体の９０％を占めるため主成分であるとする。また、ＣｏＣｒＰｔ合金中においてＣｏは７０％を占めるため、ＣｏはＣｏＣｒＰｔ合金の主成分であるとする。
【００１４】
バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加するとよい。この範囲内であれば、磁性層の結晶性を好適に向上させることができる。バイアス電圧が小さすぎると、結晶性改善効果が十分得られない可能性があり、また、逆に高すぎると、グラニュラ構造が乱れて磁気特性が劣化する恐れがあるからである。
【００１５】
バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、総膜厚が１ｎｍ以上に成膜されるとよい。これにより、下地層のＲｕ合金等と磁性層のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層の発生を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トラック幅の狭小化を図り、同時にＳＮＲの向上も図ることにより、さらなる高記録密度化の達成が可能な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】垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】実施例および比較例について説明する図である。
【図３】第１記録層の膜厚が異なる実施例を比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
（垂直磁気記録媒体）
図１は、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、基板１１０、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、下地層１５０、第１記録層１６１、第２記録層１６２、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。なお、第１記録層１６１および第２記録層１６２は、あわせて主記録層１６０を構成する。
【００２０】
基板１１０は、例えば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板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。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の基板１１０を得ることができる。
【００２１】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００２２】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を収束することによって、磁気記録層への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金、や、ＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３０のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。こうすることで磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３０から生じるノイズを低減することができる。スペーサ層を介在させた構成の場合、軟磁性層１３０の膜厚は、スペーサ層が０．３〜０．９ｎｍ程度、その上下の軟磁性材料の層をそれぞれ１０〜５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２３】
前下地層１４０は、この上方に形成される下地層１５０の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４０は、ｈｃｐ構造であってもよいが、（１１１）面が基板１１０の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４０の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、等を１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒ等を好適に選択することができる。前下地層１４０の膜厚は１〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４０を複数層構造としてもよい。
【００２４】
下地層１５０はｈｃｐ構造であって、この上方に形成される主記録層１６０のｈｃｐ構造の磁性結晶粒の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備え、主記録層１６０のグラニュラ構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５０の結晶配向性が高いほど、主記録層１６０の結晶配向性を向上させることができ、また、下地層１５０の粒径を微細化することによって、主記録層の粒径を微細化することができる。下地層１５０の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５０の膜厚は、例えば５〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００２５】
また、スパッタ時のガス圧を変更することにより下地層１５０を２層構造としてもよい。具体的には、下地層１５０の上層側を形成する際に下層側を形成するときよりもＡｒのガス圧を高圧にすると、上方の主記録層１６０の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００２６】
第１記録層１６１は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に、酸化物を主成分とする非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラ構造を有した磁性層である。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔ系合金にＳｉＯ２、ＴｉＯ２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ系合金からなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２や、ＴｉＯ２が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成することができる。また第１記録層１６１の磁性粒子は、下地層に含まれるＲｕの結晶構造から継続してエピタキシャル成長することができる。
【００２７】
第２記録層１６２は、第１記録層１６１の上に設けられ、第１記録層１６１と同様に、グラニュラ構造を有した磁性層である。その組成の説明は、第１記録層１６１と重複するため省略する。
【００２８】
そして本実施形態では、下地層１５０に接する第１記録層１６１は基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜し、第１記録層１６１よりも表層側に成膜する第２記録層１６２は基板１１０にバイアス電圧を印加しながら成膜する。これにより、微細構造（グラニュラ構造）を乱すことなく、第２記録層１６２の磁性粒子の結晶性を向上させることができる。したがって、狭トラック幅においてＳＮＲを向上させることができる。
【００２９】
バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加するとよい。この範囲内であれば、第２記録層１６２の結晶性を好適に向上させることができる。バイアス電圧が小さすぎると、結晶性改善効果が十分得られない可能性があり、また、逆に高すぎると、グラニュラ構造が乱れて磁気特性が劣化する恐れがあるからである。
【００３０】
一般的に、基板１１０にバイアス電圧を印加しながら金属膜を成膜することで、当該金属膜の結晶性を向上できることが知られている。しかし今回、単純に主記録層１６０にバイアス電圧をかけるだけでは期待した効果が得られなかった。これは、バイアス電圧の印加によって下地層１５０のＲｕ合金等と第１記録層１６１のＣｏＣｒＰｔ合金等との両方の材料を含有するミキシング層が発生し、ミキシング層より上部の磁性粒子の結晶性および微細構造が乱れてしまったためと考えられる。
【００３１】
しかし本実施形態の構成によれば、第１記録層１６１は基板１１０にバイアス電圧をかけずに成膜しているため、第１記録層１６１に下地層１５０のＲｕ等がミキシングするおそれはない。また、第１記録層１６１と第２記録層１６２とは類似の組成であるため、両者間にミキシングが発生しても磁性粒子の結晶性および微細構造に乱れが生じることはない。そのため、バイアス電圧を印加したことによる結晶性向上の効果を効果的に得ることができたと考えられる。
【００３２】
なお、上記に示した主記録層１６０に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを１種類以上添加してもよい。また、粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の酸化物を例示できる。また、１種類の酸化物のみならず、２種類以上の酸化物を複合させて使用することも可能である。
【００３３】
分断層１７０は主記録層１６０の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、上下の層の磁性のつながりを調節する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、弱い磁性を有していてもよい。
【００３４】
分断層１７０は、主記録層１６０と補助記録層１８０の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これにより主記録層１６０と補助記録層１８０の間、および主記録層１６０内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な結合の強さを調節することができるため、ＨｃやＨｎといった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００３５】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素または酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお分断層１７０には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していてもよい。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０の膜厚は、０．２〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３６】
補助記録層１８０は基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１８０は、主記録層１６０に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎ等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。補助記録層１８０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができ、さらに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ等の添加物を加えてもよい。具体的には、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢなどとすることができる。また、補助記録層１８０の膜厚は、例えば３〜１０ｎｍとすることができる。
【００３７】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっていることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００３８】
保護層１９０は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。保護層１９０は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１００を防護することができるため好適である。保護層１９０の膜厚は、例えば２〜６ｎｍとすることができる。
【００３９】
潤滑層２００は、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９０の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば０．５〜２．０ｎｍとすることができる。
【００４０】
以上、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の製造方法について説明した。上述したように、本実施形態では、基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜した第１記録層１６１より表層側に、基板１１０にバイアス電圧を印加して第２記録層１６２が成膜される。そのため、トラック幅の狭小化を図りながらＳＮＲを向上させることが可能となる。こられによって、さらなる高記録密度化の達成が可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【００４１】
（実施例）
上記構成の垂直磁気記録媒体の製造方法の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
【００４２】
実施例として、基板１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０は５０Ｃｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを４０ｎｍ成膜した。なお、軟磁性層１３０の間にＲｕ層を介在させる場合には、Ｒｕを０．７ｎｍ成膜することができる。これにより軟磁性層１３０は上下それぞれ２０ｎｍの２層構造とすることができる。前下地層１４０は９５Ｎｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層１５０は０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に、５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。第１記録層１６１は、３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を成膜した。第２記録層１６２は３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を成膜した。第１記録層１６１および第２記録層１６２は、次に述べる実施例および比較例を作成して比較した。分断層１７０の組成は０．３ｎｍのＲｕを成膜した。補助記録層１８０は５．５ｎｍの６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１９０はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を５ｎｍ成膜し、表層を窒素処理した。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて１ｎｍ形成した。
【００４３】
図２は、実施例および比較例について説明する図である。実施例１〜４および比較例１〜３では、異なる条件のバイアス電圧を基板１１０に印加して第１記録層１６１および第２記録層１６２を成膜した。また、第１記録層１６１は２ｎｍ成膜し、第２記録層１６２は厚みを調整（概ね１２ｎｍ）してＭＷＷが一定の値に近づくように静磁気特性（保磁力Ｈｃ）を調整した上で、各実施例および比較例のＳＮＲの値を比較した。
【００４４】
図２において、実施例１〜４は、第１記録層１６１の成膜時には基板１１０にバイアス電圧を印加せず、第２記録層１６２の成膜時にそれぞれ−５０Ｖ、−１００Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加したものである。
【００４５】
また、比較例１は、第１記録層１６１と第２記録層１６２とを基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜したものである。比較例２は、第１記録層１６１および第２記録層１６２の成膜時にそれぞれ−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加して成膜したものである。比較例３は、第１記録層１６１の成膜時にのみ−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加し、第２記録層１６２を基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜したものである。
【００４６】
実施例１〜４を比較例１と比較すると、実施例１〜４ではＳＮＲが向上していることがわかる。これは、磁性層（第２記録層１６２）の成膜時における基板１１０へのバイアス電圧の印加によって磁性粒子の結晶性が向上したためと考えられる。
【００４７】
ここで、一般的な保磁力Ｈｃを向上させる方法として膜厚を増大させた場合、保磁力ＨｃとＳＮＲとはトレードオフの関係にある。しかし、上記のように本発明にかかる実施例１〜４では、保磁力Ｈｃを低下させることなく、ＳＮＲの向上を達成できることが理解できる。
【００４８】
また、上記のように実施例１〜４が比較例１と略同等のＭＷＷで高いＳＮＲの値を達成しているということは、換言すれば、実施例１〜４は比較例１と略同等のＳＮＲをより厚い膜厚で達成することができる。このため、保磁力Ｈｃを向上させてトラック幅の狭小化を図ることが可能である。
【００４９】
比較例２および比較例３は、比較例１よりもＳＮＲが低い値となっている。これは、第１記録層１６１の成膜時のバイアス電圧の印加によって、下地層１５０のＲｕ合金等と第１記録層１６１のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層が発生してしまった結果であると考えられる。すなわち、比較例２および比較例３では、ミキシングによって初期成長段階における第１記録層１６１の磁性粒子にＲｕが混入し、第１記録層１６１の結晶性および微細構造（グラニュラ構造）が比較例１よりも乱れてしまったものと考えられる。
【００５０】
実施例１〜４同士を比較すると、−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例２が、最も高いＳＮＲの値を達成していることが確認できる。また、−５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例１および−２００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例３も、実施例２ほどではないものの、比較例１よりもＳＮＲの値が向上している。−２５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例４は、ＳＮＲの値は比較例１よりも若干向上しているが、実施例１〜３と比較するとその値は低いものである。これは、バイアス電圧が高すぎたため、主記録層１６０のグラニュラ構造が乱れてしまったものと考えられる。一方、バイアス電圧が−５０Ｖよりも小さいと結晶性改善効果が十分得られないためにＳＮＲの向上が図れない可能性がある。したがってバイアス電圧の印加は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加することが好適であることが理解できる。
【００５１】
図３は、第１記録層１６１の膜厚が異なる実施例２、５、６を比較する図である。実施例５、６は、図２において最も高いＳＮＲの値を達成した実施例２（第１記録層１６１：２．０ｎｍ）とバイアス印加条件を同様にした上で、第１記録層１６１の膜厚をそれぞれ１．０ｎｍ、０．５ｎｍに固定し、さらにＭＷＷが同等となるよう第２記録層１６２の膜厚を調整して、ＳＮＲの値を比較した。
【００５２】
実施例同士を比較すると、膜厚を２．０ｎｍに設定した実施例２が、最も高いＳＮＲを達成していることが確認できる。また、膜厚を１．０ｎｍに設定した実施例５も、実施例２ほどではないものの高いＳＮＲの値を達成している。しかし、膜厚を０．５ｎｍに設定した実施例６では、ＳＮＲが低下している。これは、第１記録層１６１の膜厚が薄すぎたため、バイアス電圧の印加によって類似の組成である第１記録層１６１と第２記録層１６２との間で発生するミキシング層が、異なる組成である下地層１５０まで届いて発生し、結果としてＣｏＣｒＰｔとＲｕが混ざったミキシング層が生じることによって磁性粒子の結晶性および微細構造が乱れてしまったものと考えられる。これらのことから、第１記録層１６１（バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層）は、膜厚（総膜厚）を１．０ｎｍ以上に成膜することが好適であることが理解できる。
【００５３】
なお、上記実施形態においては主記録層を２層であるとして説明した。しかしさらに、主記録層を３層、４層としてもよい。この場合において、少なくとも下地層に接する磁性層は基板にバイアス電圧を印加せずに成膜し、その磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層は基板にバイアス電圧を印加しながら成膜すればよい。したがって例えば磁性層が３層であるとき、一番下の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけず、２番目の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけて、一番上の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけないという構成であってもよい。このようにすることでも、好適に本発明の利益を享受することができる。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００ …垂直磁気記録媒体
１１０ …基板
１２０ …密着層
１３０ …軟磁性層
１４０ …前下地層
１５０ …下地層
１６０ …主記録層
１６１ …第１記録層
１６２ …第２記録層
１７０ …分断層
１８０ …補助記録層
１９０ …保護層
２００ …潤滑層
【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）などに搭載される垂直磁気記録媒体の製造方法に関するものである。
【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インチ径の磁気記録媒体にして、３２０ＧＢｙｔｅ／プラッタ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、このような要請にこたえるためには５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現することが求められる。
【０００３】
ＨＤＤ等に用いられる磁気記録媒体において高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式が提案されている。垂直磁気記録方式に用いられる垂直磁気記録媒体は、磁気記録層の磁化容易軸が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従来の面内磁気記録方式に比べて、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、いわゆる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。
【０００４】
垂直磁気記録媒体においてさらなる高記録密度化を達成するために、媒体の特性（電磁変換特性、静磁気特性等）を向上させる種々の技術が提案され、開示されている。例えば特許文献１には、配向調整層（下地層）および磁気記録層のそれぞれの成膜時に、基板表面に直流バイアスを印加する垂直磁気記録媒体の製造方法が開示されている。特許文献１によれば、磁気記録層の膜表面を平坦にすることができ、かつ磁性粒子の孤立化を促進させ、良好な配向性を持つグラニュラ構造を形成できるため、媒体の特性の向上が実現できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９０９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、垂直磁気記録媒体において、上述した５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２を超える情報記録密度を実現するためには、媒体の特性（静磁気特性、電磁変換特性）をさらに向上させる必要がある。特に、高いＴＰＩ（Track per Inch）が要求されているため、トラック幅の狭小化を実現した上で、ＳＮＲを向上させる必要がある。
【０００７】
上記の特許文献１のようにバイアスを印加しながら成膜すれば、結晶性を向上できることは知られている。しかし発明者らが確認したところ、５００ＧＢｉｔ／Ｉｎｃｈ２レベルのトラック幅およびＳＮＲを達成するには不十分であることが判明した。
【０００８】
そこで本発明は、トラック幅の狭小化を図り、同時にＳＮＲの向上も図ることにより、さらなる高記録密度化の達成が可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために発明者らは鋭意検討したところ、バイアスを印加しながら成膜を行う場合、その下の層とのミキシングの程度が通常の成膜時よりも強くなり、上下の層の材料が混ざった「ミキシング層」が発生してしまうのではないかと考えた。すなわち、Ｒｕ下地層の上にＣｏＣｒＰｔを含む磁性層を成膜する際にバイアスを印加すると、ＣｏＣｒＰｔとＲｕが混ざった材料からなるミキシング層が発生し、結果として磁性層の初期成長段階での結晶性および微細構造が乱れるために磁気特性が悪化してしまうのではないかと考えた。そこで発明者らは、バイアスを印加する際に、土台となっている層（最表面層）とバイアスを印加しながら成膜する層とが類似の組成であれば、ミキシング層が発生しても結晶性および微細構造の乱れを生じないであろうと予測し、さらに研究を重ねることにより本発明を完成するに到った。
【００１０】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基板上に少なくとも、Ｒｕ合金を主成分とする下地層を成膜する工程と、下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層を成膜する工程と、を包含し、複数の磁性層は、少なくとも下地層に接する磁性層は（基板に）バイアス電圧を印加せずに成膜し、バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層は（基板に）バイアス電圧を印加しながら成膜することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、基板にバイアス電圧を印加しながら成膜することによって磁性層の結晶性を向上させることができる。このとき、下地層の直上の磁性層の成膜時には基板にバイアス電圧をかけず、その上の磁性層の成膜時に基板にバイアス電圧をかけることにより、下地層のＲｕ合金等と磁性層のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層の発生を防ぐことができる。これにより、バイアス電圧を印加した磁性層の磁性粒子の結晶性等に乱れが生じることはない。したがって、トラック幅の狭小化を図りながらＳＮＲを向上させることができ、さらなる高記録密度化を図ることができる。
【００１２】
上記構成は、基板にバイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層を、下地層の直上の磁性層のみに限るものではない。換言すれば、バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、下地層の直上の磁性層を含んだ１または複数の磁性層である。したがって、上述のグラニュラ構造を有する複数の磁性層は、バイアス電圧を印加せずに成膜した１または複数の磁性層と、その上方にバイアス電圧を印加しながら成膜した１または複数の磁性層とを含んでいる。
【００１３】
なお、本願で言うところの「主成分」とは、全体組成をａｔ％（もしくはｍｏｌ％）としたときに、最も多く含まれる成分を指す。例えば、９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−１０（ＳｉＯ２）という組成を考えた場合、ＣｏＣｒＰｔ合金は全体の９０％を占めるため主成分であるとする。また、ＣｏＣｒＰｔ合金中においてＣｏは７０％を占めるため、ＣｏはＣｏＣｒＰｔ合金の主成分であるとする。
【００１４】
バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加するとよい。この範囲内であれば、磁性層の結晶性を好適に向上させることができる。バイアス電圧が小さすぎると、結晶性改善効果が十分得られない可能性があり、また、逆に高すぎると、グラニュラ構造が乱れて磁気特性が劣化する恐れがあるからである。
【００１５】
バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、総膜厚が１ｎｍ以上に成膜されるとよい。これにより、下地層のＲｕ合金等と磁性層のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層の発生を確実に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トラック幅の狭小化を図り、同時にＳＮＲの向上も図ることにより、さらなる高記録密度化の達成が可能な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】垂直磁気記録媒体の構成を説明する図である。
【図２】実施例および比較例について説明する図である。
【図３】第１記録層の膜厚が異なる実施例を比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
（垂直磁気記録媒体）
図１は、第１実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の構成を説明する図である。図１に示す垂直磁気記録媒体１００は、基板１１０、付着層１２０、軟磁性層１３０、前下地層１４０、下地層１５０、第１記録層１６１、第２記録層１６２、分断層１７０、補助記録層１８０、保護層１９０、潤滑層２００で構成されている。なお、第１記録層１６１および第２記録層１６２は、あわせて主記録層１６０を構成する。
【００２０】
基板１１０は、例えば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板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。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の基板１１０を得ることができる。
【００２１】
基板１１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にて付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行い、保護層１９０はＣＶＤ法により成膜することができる。この後、潤滑層２００をディップコート法により形成することができる。以下、各層の構成について説明する。
【００２２】
軟磁性層１３０は、垂直磁気記録方式において信号を記録する際、ヘッドからの書き込み磁界を収束することによって、磁気記録層への信号の書き易さと高密度化を助ける働きをする。軟磁性材料としては、ＣｏＴａＺｒなどのコバルト系合金の他、ＦｅＣｏＣｒＢ、ＦｅＣｏＴａＺｒ、ＦｅＣｏＮｉＴａＺｒなどのＦｅＣｏ系合金、や、ＮｉＦｅ系合金などの軟磁気特性を示す材料を用いることができる。また、軟磁性層１３０のほぼ中間にＲｕからなるスペーサ層を介在させることによって、ＡＦＣ（Antiferro-magnetic exchange coupling：反強磁性交換結合）を備えるように構成することができる。こうすることで磁化の垂直成分を極めて少なくすることができるため、軟磁性層１３０から生じるノイズを低減することができる。スペーサ層を介在させた構成の場合、軟磁性層１３０の膜厚は、スペーサ層が０．３〜０．９ｎｍ程度、その上下の軟磁性材料の層をそれぞれ１０〜５０ｎｍ程度とすることができる。
【００２３】
前下地層１４０は、この上方に形成される下地層１５０の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備える。前下地層１４０は、ｈｃｐ構造であってもよいが、（１１１）面が基板１１０の主表面と平行となるよう配向した面心立方構造（ｆｃｃ構造）であることが好ましい。前下地層１４０の材料としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｈｆや、さらにこれらの金属を主成分として、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、等を１つ以上添加させた合金とすることができる。具体的には、ＮｉＶ、ＮｉＣｒ、ＮｉＴａ、ＮｉＷ、ＮｉＶＣｒ、ＣｕＷ、ＣｕＣｒ等を好適に選択することができる。前下地層１４０の膜厚は１〜２０ｎｍ程度とすることができる。また前下地層１４０を複数層構造としてもよい。
【００２４】
下地層１５０はｈｃｐ構造であって、この上方に形成される主記録層１６０のｈｃｐ構造の磁性結晶粒の結晶配向性を促進する機能と、粒径等の微細構造を制御する機能とを備え、主記録層１６０のグラニュラ構造のいわば土台となる層である。ＲｕはＣｏと同じｈｃｐ構造をとり、また結晶の格子間隔がＣｏと近いため、Ｃｏを主成分とする磁性粒を良好に配向させることができる。したがって、下地層１５０の結晶配向性が高いほど、主記録層１６０の結晶配向性を向上させることができ、また、下地層１５０の粒径を微細化することによって、主記録層の粒径を微細化することができる。下地層１５０の材料としてはＲｕが代表的であるが、さらにＣｒ、Ｃｏなどの金属や、酸化物を添加することもできる。下地層１５０の膜厚は、例えば５〜４０ｎｍ程度とすることができる。
【００２５】
また、スパッタ時のガス圧を変更することにより下地層１５０を２層構造としてもよい。具体的には、下地層１５０の上層側を形成する際に下層側を形成するときよりもＡｒのガス圧を高圧にすると、上方の主記録層１６０の結晶配向性を良好に維持したまま、磁性粒子の粒径の微細化が可能となる。
【００２６】
第１記録層１６１は、Ｃｏ−Ｐｔ系合金を主成分とする強磁性体の磁性粒子の周囲に、酸化物を主成分とする非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラ構造を有した磁性層である。本実施形態では、ＣｏＣｒＰｔ系合金にＳｉＯ２、ＴｉＯ２を含有させたターゲットを用いて成膜することにより、ＣｏＣｒＰｔ系合金からなる磁性粒子（グレイン）の周囲に非磁性物質であるＳｉＯ２や、ＴｉＯ２が偏析して粒界を形成し、磁性粒子が柱状に成長したグラニュラ構造を形成することができる。また第１記録層１６１の磁性粒子は、下地層に含まれるＲｕの結晶構造から継続してエピタキシャル成長することができる。
【００２７】
第２記録層１６２は、第１記録層１６１の上に設けられ、第１記録層１６１と同様に、グラニュラ構造を有した磁性層である。その組成の説明は、第１記録層１６１と重複するため省略する。
【００２８】
そして本実施形態では、下地層１５０に接する第１記録層１６１は基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜し、第１記録層１６１よりも表層側に成膜する第２記録層１６２は基板１１０にバイアス電圧を印加しながら成膜する。これにより、微細構造（グラニュラ構造）を乱すことなく、第２記録層１６２の磁性粒子の結晶性を向上させることができる。したがって、狭トラック幅においてＳＮＲを向上させることができる。
【００２９】
バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加するとよい。この範囲内であれば、第２記録層１６２の結晶性を好適に向上させることができる。バイアス電圧が小さすぎると、結晶性改善効果が十分得られない可能性があり、また、逆に高すぎると、グラニュラ構造が乱れて磁気特性が劣化する恐れがあるからである。
【００３０】
一般的に、基板１１０にバイアス電圧を印加しながら金属膜を成膜することで、当該金属膜の結晶性を向上できることが知られている。しかし今回、単純に主記録層１６０にバイアス電圧をかけるだけでは期待した効果が得られなかった。これは、バイアス電圧の印加によって下地層１５０のＲｕ合金等と第１記録層１６１のＣｏＣｒＰｔ合金等との両方の材料を含有するミキシング層が発生し、ミキシング層より上部の磁性粒子の結晶性および微細構造が乱れてしまったためと考えられる。
【００３１】
しかし本実施形態の構成によれば、第１記録層１６１は基板１１０にバイアス電圧をかけずに成膜しているため、第１記録層１６１に下地層１５０のＲｕ等がミキシングするおそれはない。また、第１記録層１６１と第２記録層１６２とは類似の組成であるため、両者間にミキシングが発生しても磁性粒子の結晶性および微細構造に乱れが生じることはない。そのため、バイアス電圧を印加したことによる結晶性向上の効果を効果的に得ることができたと考えられる。
【００３２】
なお、上記に示した主記録層１６０に用いた物質は一例であり、これに限定されるものではない。ＣｏＣｒＰｔ系合金としては、ＣｏＣｒＰｔに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、などを１種類以上添加してもよい。また、粒界を形成するための非磁性物質としては、例えば酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、酸化ジルコン（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等の酸化物を例示できる。また、１種類の酸化物のみならず、２種類以上の酸化物を複合させて使用することも可能である。
【００３３】
分断層１７０は主記録層１６０の上かつ補助記録層１８０の下に設けられ、上下の層の磁性のつながりを調節する層である。分断層１７０は非磁性であることが好ましいが、弱い磁性を有していてもよい。
【００３４】
分断層１７０は、主記録層１６０と補助記録層１８０の間に設けられ、これらの層の間の交換結合の強さを調整する作用を持つ。これにより主記録層１６０と補助記録層１８０の間、および主記録層１６０内の隣接する磁性粒子の間に働く磁気的な結合の強さを調節することができるため、ＨｃやＨｎといった熱揺らぎ耐性に関係する静磁気的な値は維持しつつ、オーバーライト特性、ＳＮＲ特性などの記録再生特性を向上させることができる。
【００３５】
分断層１７０は、結晶配向性の継承を低下させないために、ｈｃｐ結晶構造を持つＲｕやＣｏを主成分とする層であることが好ましい。Ｒｕ系材料としては、Ｒｕの他に、Ｒｕに他の金属元素や酸素または酸化物を添加したものが使用できる。また、Ｃｏ系材料としては、ＣｏＣｒ合金などが使用できる。具体例としては、Ｒｕ、ＲｕＣｒ、ＲｕＣｏ、Ｒｕ−ＳｉＯ２、Ｒｕ−ＷＯ３、Ｒｕ−ＴｉＯ２、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ−ＳｉＯ２、ＣｏＣｒ−ＴｉＯ２などが使用できる。なお分断層１７０には通常非磁性材料が用いられるが、弱い磁性を有していてもよい。また、良好な交換結合強度を得るために、分断層１７０の膜厚は、０．２〜１．０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３６】
補助記録層１８０は基板主表面の面内方向に磁気的にほぼ連続した磁性層である。補助記録層１８０は、主記録層１６０に対して磁気的相互作用（交換結合）を有するため、保磁力Ｈｃや逆磁区核形成磁界Ｈｎ等の静磁気特性を調整することが可能であり、これにより熱揺らぎ耐性、ＯＷ特性、およびＳＮＲの改善を図ることを目的としている。補助記録層１８０の材料としては、ＣｏＣｒＰｔ系合金を用いることができ、さらに、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ等の添加物を加えてもよい。具体的には、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＣｕ、ＣｏＣｒＰｔＣｕＢなどとすることができる。また、補助記録層１８０の膜厚は、例えば３〜１０ｎｍとすることができる。
【００３７】
なお、「磁気的に連続している」とは、磁性が途切れずにつながっていることを意味している。「ほぼ連続している」とは、補助記録層１８０全体で観察すれば必ずしも単一の磁石ではなく、部分的に磁性が不連続となっていてもよいことを意味している。すなわち補助記録層１８０は、複数の磁性粒子の集合体にまたがって（かぶさるように）磁性が連続していればよい。この条件を満たす限り、補助記録層１８０において例えばＣｒが偏析した構造であっても良い。
【００３８】
保護層１９０は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録媒体１００を防護するための層である。保護層１９０は、カーボンを含む膜をＣＶＤ法により成膜して形成することができる。一般にＣＶＤ法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録媒体１００を防護することができるため好適である。保護層１９０の膜厚は、例えば２〜６ｎｍとすることができる。
【００３９】
潤滑層２００は、垂直磁気記録媒体１００の表面に磁気ヘッドが接触した際に、保護層１９０の損傷を防止するために形成される。例えば、ＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）をディップコート法により塗布して成膜することができる。潤滑層２００の膜厚は、例えば０．５〜２．０ｎｍとすることができる。
【００４０】
以上、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体１００の製造方法について説明した。上述したように、本実施形態では、基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜した第１記録層１６１より表層側に、基板１１０にバイアス電圧を印加して第２記録層１６２が成膜される。そのため、トラック幅の狭小化を図りながらＳＮＲを向上させることが可能となる。こられによって、さらなる高記録密度化の達成が可能な磁気記録媒体を提供することができる。
【００４１】
（実施例）
上記構成の垂直磁気記録媒体の製造方法の有効性を確かめるために、以下の実施例と比較例を用いて説明する。
【００４２】
実施例として、基板１１０上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層１２０から補助記録層１８０まで順次成膜を行った。なお、断らない限り成膜時のＡｒガス圧は０．６Ｐａである。付着層１２０は５０Ｃｒ−５０Ｔｉを１０ｎｍ成膜した。軟磁性層１３０は、９２（４０Ｆｅ−６０Ｃｏ）−３Ｔａ−５Ｚｒを４０ｎｍ成膜した。なお、軟磁性層１３０の間にＲｕ層を介在させる場合には、Ｒｕを０．７ｎｍ成膜することができる。これにより軟磁性層１３０は上下それぞれ２０ｎｍの２層構造とすることができる。前下地層１４０は９５Ｎｉ−５Ｗを８ｎｍ成膜した。下地層１５０は０．６ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した上に、５ＰａでＲｕを１０ｎｍ成膜した。第１記録層１６１は、３Ｐａで９０（７０Ｃｏ−１０Ｃｒ−２０Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を成膜した。第２記録層１６２は３Ｐａで９０（７２Ｃｏ−１０Ｃｒ−１８Ｐｔ）−５（ＳｉＯ２）−５（ＴｉＯ２）を成膜した。第１記録層１６１および第２記録層１６２は、次に述べる実施例および比較例を作成して比較した。分断層１７０の組成は０．３ｎｍのＲｕを成膜した。補助記録層１８０は５．５ｎｍの６２Ｃｏ−１８Ｃｒ−１５Ｐｔ−５Ｂを成膜した。保護層１９０はＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を５ｎｍ成膜し、表層を窒素処理した。潤滑層２００はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて１ｎｍ形成した。
【００４３】
図２は、実施例および比較例について説明する図である。実施例１〜４および比較例１〜３では、異なる条件のバイアス電圧を基板１１０に印加して第１記録層１６１および第２記録層１６２を成膜した。また、第１記録層１６１は２ｎｍ成膜し、第２記録層１６２は厚みを調整（概ね１２ｎｍ）してＭＷＷが一定の値に近づくように静磁気特性（保磁力Ｈｃ）を調整した上で、各実施例および比較例のＳＮＲの値を比較した。
【００４４】
図２において、実施例１〜４は、第１記録層１６１の成膜時には基板１１０にバイアス電圧を印加せず、第２記録層１６２の成膜時にそれぞれ−５０Ｖ、−１００Ｖ、−２００Ｖ、−２５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加したものである。
【００４５】
また、比較例１は、第１記録層１６１と第２記録層１６２とを基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜したものである。比較例２は、第１記録層１６１および第２記録層１６２の成膜時にそれぞれ−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加して成膜したものである。比較例３は、第１記録層１６１の成膜時にのみ−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加し、第２記録層１６２を基板１１０にバイアス電圧を印加せずに成膜したものである。
【００４６】
実施例１〜４を比較例１と比較すると、実施例１〜４ではＳＮＲが向上していることがわかる。これは、磁性層（第２記録層１６２）の成膜時における基板１１０へのバイアス電圧の印加によって磁性粒子の結晶性が向上したためと考えられる。
【００４７】
ここで、一般的な保磁力Ｈｃを向上させる方法として膜厚を増大させた場合、保磁力ＨｃとＳＮＲとはトレードオフの関係にある。しかし、上記のように本発明にかかる実施例１〜４では、保磁力Ｈｃを低下させることなく、ＳＮＲの向上を達成できることが理解できる。
【００４８】
また、上記のように実施例１〜４が比較例１と略同等のＭＷＷで高いＳＮＲの値を達成しているということは、換言すれば、実施例１〜４は比較例１と略同等のＳＮＲをより厚い膜厚で達成することができる。このため、保磁力Ｈｃを向上させてトラック幅の狭小化を図ることが可能である。
【００４９】
比較例２および比較例３は、比較例１よりもＳＮＲが低い値となっている。これは、第１記録層１６１の成膜時のバイアス電圧の印加によって、下地層１５０のＲｕ合金等と第１記録層１６１のＣｏＣｒＰｔ合金等とが混ざったミキシング層が発生してしまった結果であると考えられる。すなわち、比較例２および比較例３では、ミキシングによって初期成長段階における第１記録層１６１の磁性粒子にＲｕが混入し、第１記録層１６１の結晶性および微細構造（グラニュラ構造）が比較例１よりも乱れてしまったものと考えられる。
【００５０】
実施例１〜４同士を比較すると、−１００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例２が、最も高いＳＮＲの値を達成していることが確認できる。また、−５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例１および−２００Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例３も、実施例２ほどではないものの、比較例１よりもＳＮＲの値が向上している。−２５０Ｖのバイアス電圧を基板１１０に印加した実施例４は、ＳＮＲの値は比較例１よりも若干向上しているが、実施例１〜３と比較するとその値は低いものである。これは、バイアス電圧が高すぎたため、主記録層１６０のグラニュラ構造が乱れてしまったものと考えられる。一方、バイアス電圧が−５０Ｖよりも小さいと結晶性改善効果が十分得られないためにＳＮＲの向上が図れない可能性がある。したがってバイアス電圧の印加は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加することが好適であることが理解できる。
【００５１】
図３は、第１記録層１６１の膜厚が異なる実施例２、５、６を比較する図である。実施例５、６は、図２において最も高いＳＮＲの値を達成した実施例２（第１記録層１６１：２．０ｎｍ）とバイアス印加条件を同様にした上で、第１記録層１６１の膜厚をそれぞれ１．０ｎｍ、０．５ｎｍに固定し、さらにＭＷＷが同等となるよう第２記録層１６２の膜厚を調整して、ＳＮＲの値を比較した。
【００５２】
実施例同士を比較すると、膜厚を２．０ｎｍに設定した実施例２が、最も高いＳＮＲを達成していることが確認できる。また、膜厚を１．０ｎｍに設定した実施例５も、実施例２ほどではないものの高いＳＮＲの値を達成している。しかし、膜厚を０．５ｎｍに設定した実施例６では、ＳＮＲが低下している。これは、第１記録層１６１の膜厚が薄すぎたため、バイアス電圧の印加によって類似の組成である第１記録層１６１と第２記録層１６２との間で発生するミキシング層が、異なる組成である下地層１５０まで届いて発生し、結果としてＣｏＣｒＰｔとＲｕが混ざったミキシング層が生じることによって磁性粒子の結晶性および微細構造が乱れてしまったものと考えられる。これらのことから、第１記録層１６１（バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層）は、膜厚（総膜厚）を１．０ｎｍ以上に成膜することが好適であることが理解できる。
【００５３】
なお、上記実施形態においては主記録層を２層であるとして説明した。しかしさらに、主記録層を３層、４層としてもよい。この場合において、少なくとも下地層に接する磁性層は基板にバイアス電圧を印加せずに成膜し、その磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層は基板にバイアス電圧を印加しながら成膜すればよい。したがって例えば磁性層が３層であるとき、一番下の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけず、２番目の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけて、一番上の磁性層の成膜時にはバイアス電圧をかけないという構成であってもよい。このようにすることでも、好適に本発明の利益を享受することができる。
【００５４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、垂直磁気記録方式のＨＤＤなどに搭載される垂直磁気記録媒体およびその製造方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１００ …垂直磁気記録媒体
１１０ …基板
１２０ …密着層
１３０ …軟磁性層
１４０ …前下地層
１５０ …下地層
１６０ …主記録層
１６１ …第１記録層
１６２ …第２記録層
１７０ …分断層
１８０ …補助記録層
１９０ …保護層
２００ …潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも、
Ｒｕ合金を主成分とする下地層を成膜する工程と、
前記下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層を成膜する工程と、
を包含し、
前記複数の磁性層は、少なくとも前記下地層に接する磁性層はバイアス電圧を印加せずに成膜し、該バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層はバイアス電圧を印加しながら成膜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】
前記バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加す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】
前記バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、総膜厚を１ｎｍ以上に成膜することを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１】
基板上に少なくとも、
Ｒｕ合金を主成分とする下地層を成膜する工程と、
前記下地層の上方に、柱状に成長したＣｏＣｒＰｔ合金を主成分とする磁性粒子と酸化物を主成分とする非磁性の粒界部とからなるグラニュラ構造を有する複数の磁性層を成膜する工程と、
を包含し、
前記複数の磁性層は、少なくとも前記下地層に接する磁性層はバイアス電圧を印加せずに成膜し、該バイアス電圧を印加せずに成膜した磁性層よりも表層側に成膜する１または複数の磁性層のうち少なくとも１層の磁性層はバイアス電圧を印加しながら成膜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】
前記バイアス電圧は、−５０〜−２００Ｖの範囲内で印加す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】
前記バイアス電圧を印加せずに成膜する磁性層は、総膜厚を１ｎｍ以上に成膜することを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−９６３０７（Ｐ２０１１−９６３０７Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８１８０（Ｐ２００９−２４８１８０）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]