磁気記録テープ及びその製造方法
【課題】優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープを提供する。
【解決手段】本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする。
【解決手段】本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されてい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、磁気記録テープ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル情報量の拡大が続いており、２００７年に全世界で生産されるデジタル情報量は２８１ＥＢ（エクサバイト）となり、市場にあるすべてのハードディスクドライブ、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ、メモリーの利用可能なストレージ量（２６４ＥＢ）を超えた。しかも、最近の法規制、コンプライアンス、会計規則の厳格化などにより保存すべきデータ量は飛躍的に増え続けており、アーカイブ用途の可搬型磁気記録媒体、特に高い保存容量と長期の保存性が特徴のデータストレージ磁気テープ（以下、磁気テープという。）の需要が増えている。今後のストレージ量の増大に備えて、磁気テープは年率４割の割合で記憶容量を増やすことが求められており、そのための高記録密度化技術が必要とされている。
【０００３】
従来のこのような高記録密度の磁気テープの製造方法としては、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、樹脂フィルム上に、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｎ金属下地膜、ＣｏＣｒＴａ非磁性下地膜、ＣｏＣｒＰｔ系磁性合金膜を順に成膜する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）
【０００４】
更には、マグネトロンスパッタリング法により酸素含有コバルト金属膜を下地膜として形成し、その上にコバルト磁性膜を蒸着させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６７４３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】アイ・イー・イー・イー・トランザクション・オブ・マグネティックス第４１巻、ＰＰ．６５４−６５９（２００５年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１には、従来のＤＣマグネトロンスパッタリング法でもスパッタリングテープの作製が可能であることが開示されているが、作製された磁気テープの磁性膜は磁気特性が不十分で、記録再生特性、微細構造ともに実用レベルには達していない。このため、非特許文献１のＦｉｇ．１０に示されているように、磁性膜中のＣｒによる偏析で磁気分離することにより磁気特性を上げるために、基板バイアススパッタリングと基板加熱の方法がガラス基板上で試みられているが、これらの方法はもちろん耐熱性に劣る樹脂フィルム上では行えない。また、ＤＣマグネトロンスパッタリング法では、プラズマ領域がフィルム基板にかかるので、パワーを上げるとフィルム基板にダメージが発生する。よって、結晶性を良好にするためにパワーを上げることができない。このため、非特許文献１では、基板バイアス効果と基板加熱の効果とを併用している。
【０００８】
更に、特許文献１では、スパッタリング法によりコバルト薄膜を樹脂フィルム上に形成した後に酸素雰囲気中での電子照射によりコバルトを蒸散させることによって蒸着型の磁気テープを作製することが開示されているが、磁気分離或いは磁気結晶は蒸着膜のそれに類似したもので、高記録密度に必須の垂直磁気記録方式には対応できない。
【０００９】
本発明は、上記従来の方法の問題点を解決するもので、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の磁気記録テープの製造方法は、非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、前記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、前記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、前記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、前記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、前記各工程において前記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の磁気記録テープの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の磁気記録テープの製造工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
先ず、本発明の磁気記録テープの実施形態を説明する。本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、上記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、上記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、上記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、上記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、上記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含んでいる。また、上記非磁性下地層、上記多層構造軟磁性層、上記非磁性中間層、上記グラニュラ磁性層及び上記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されている。
【００１５】
本発明の磁気記録テープは上記構成を有することにより、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度に必須の垂直磁気記録特性に優れている。また、上記非磁性下地層、上記多層構造軟磁性層、上記非磁性中間層、上記グラニュラ磁性層及び上記保護層は、後述するように非加熱での実施が可能な対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されているので、上記非磁性基板へダメージを与えることがない。
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の磁気記録テープの実施形態を説明する。図１は、本発明の磁気記録テープの一例を示す模式断面図である。図１において、磁気記録テープ１０は、非磁性基板１１と、非磁性基板１１の上に形成された非磁性下地層１２と、非磁性下地層１２の上に形成された多層構造軟磁性層１３と、多層構造軟磁性層１３の上に形成された非磁性中間層１４と、非磁性中間層１４の上に形成されたグラニュラ磁性層１５と、グラニュラ磁性層１５の上に形成された保護層１６とを備えている。
【００１７】
通常、保護層１６の上には、ヘッド・メディア・インターフェイスの耐摺動特性を良好なものにするために潤滑剤が塗布されるが、潤滑剤の膜厚が薄いので図１ではその記載を省略している。
【００１８】
非磁性基板１１としては、通常、樹脂フィルムが用いられる。その樹脂フィルムの材質としては、例えば、アラミド（アラミド系樹脂）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂が好ましい。これらの樹脂は、強度を維持しながら薄膜フィルムとすることができるからである。また、上記樹脂フィルムを構成する樹脂にポリ乳酸樹脂をブレンドすることも可能である。ポリ乳酸のような非石油系樹脂をブレンドすることにより、石油系樹脂の使用量を減らすことができ、地球規模での原油資源の消費を抑えることが可能になる。
【００１９】
非磁性基板１１の厚さが薄いほど、磁気記録テープをカートリッジ化した場合に体積記録容量が増えるので、非磁性基板１１の厚さは５μｍ以下が好ましい。しかし、薄すぎると強度、長期耐久性及び取扱い性が低下するので、非磁性基板１１の厚さは１μｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
非磁性基板１１の表面には、巻き取り性とヘッド・メディア・インターフェイスを最適にして、耐久性を上げるために、高さ１０ｎｍ、直径１００ｎｍ程度のプロトルーション（突起）を付与することも通常行われる。
【００２１】
非磁性下地層１２は、多層構造軟磁性層１３及び非磁性中間層１４を介して、グラニュラ磁性層１５の磁化容易軸を非磁性基板１１面に対して垂直に配向させるなどの機能を有する。非磁性下地層１２は、例えば、非磁性基板１１側から順に、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するシリコン層及びｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するニッケル・鉄合金層の２層からなることが好ましい。これにより、確実にグラニュラ磁性層１５の磁化容易軸を垂直に配向できる。
【００２２】
非磁性下地層１２の機能を十分に発揮させるために、上記ニッケル・鉄合金層の全体に対する各成分の比率は、ニッケル７８〜８０原子％及び鉄２０〜２２原子％が好ましい。
【００２３】
非磁性下地層１２の各層の厚さとしては、上記シリコン層は２〜３ｎｍが好ましく、上記ニッケル・鉄合金層は１０〜１３ｎｍが好ましい。上記厚さ範囲であれば、上記シリコン層及び上記ニッケル・鉄合金層がともに良好なｆｃｃ（１１１）結晶配向を示し、最終的に垂直方向の静磁気特性をより向上できる。
【００２４】
多層構造軟磁性層１３は、記録書き込み時にヘッド磁界を膜面垂直方向に誘導し、良好な垂直磁化を促進する機能を有する。多層構造軟磁性層１３は、例えば、非磁性基板１１側から順に、ｂｃｃ（１１０）結晶配向を有する鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するシリコン層、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するニッケル・鉄合金層及びｂｃｃ（１１０）結晶配向を有する鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の４層からなることが好ましい。これにより、Ｎｉｓｈｉｙａｍａ−Ｗａｓｓｅｒｍａｎの関係とＫｕｒｄｊｕｍｏｖ−Ｓａｃｈｓの関係による結晶の格子整合が行われて、良好なエピタキシャル成長が促進される。これらは、グラニュラ磁性層１５の静磁気特性に大きく影響するものである。また、多層構造軟磁性層１３のように軟磁性層を多層構造とすることで、軟磁性層内に生ずる磁壁起因の漏洩磁界を小さくでき、磁壁起因の媒体ノイズを大幅に低減できる。
【００２５】
多層構造軟磁性層１３の機能を十分に発揮させるために、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）の全体に対する各成分の比率は、鉄６４．４〜６８．６原子％、コバルト２７．６〜２９．４原子％及びホウ素２〜４原子％が好ましく、上記ニッケル・鉄合金層の全体に対する各成分の比率は、ニッケル７８〜８０原子％及び鉄２０〜２２原子％が好ましく、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の全体に対する各成分の比率は、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）と同じが好ましい。
【００２６】
多層構造軟磁性層１３の各層の厚さとしては、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）及び（２）は２〜３０ｎｍが好ましく、１０ｎｍが最も好ましく、上記シリコン層は１〜８ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましく、上記ニッケル・鉄合金層は２〜１０ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましい。
【００２７】
非磁性中間層１４としては、多層構造軟磁性層１３の鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）のｂｃｃ（１１０）結晶配向と格子整合し、グラニュラ磁性層１５のコバルト含有合金のｈｃｐ（００１）結晶配向を促進するために、ｈｃｐ（００１）結晶配向を有するルテニウムからなることが好ましい。
【００２８】
非磁性中間層１４の厚さとしては、２０〜３０ｎｍが静磁気特性の検討から保磁力や角形比が高いなどの理由で最適である。しかし、それに近い厚さ、即ち、５〜５０ｎｍでも充分に実用に耐えうる静磁気特性（２ｋＯｅ以上）を持った磁気記録テープが作製可能である。これは本発明で用いた対向ターゲット式スパッタリング法による結晶成長が、従来のＤＣマグネトロン式スパッタリング法などと比べて良好なものであるためと思われる。これにより、記録ヘッドの書き込み磁界及び読み出し素子の感度も勘案して、非磁性中間層１４の厚さに関して、幅広い選択のマージンが取れることが分かる。
【００２９】
非磁性中間層１４は、ルテニウムからなる単一層に限らず、ｆｃｃ系結晶であるプラチナの上にｈｃｐ系結晶のルテニウムを積層した二層構造のものも使用できる。
【００３０】
グラニュラ磁性層１５は、非磁性成分からなるマトリックス中にナノメートルオーダーの磁性粒子が分散した構造を有しており、磁性成分と非磁性成分とを含む混合ターゲットを作製して、対向ターゲット式スパッタリング法により、非加熱により形成できる。上記磁性成分としては、コバルト含有合金が好ましく、上記非磁性成分としては、酸化シリコンが好ましい。より具体的には、対向ターゲット式スパッタリング法によって作製されたコバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性薄膜が、グラニュラ磁性層１５として使用できる。上記グラニュラ磁性薄膜は、コアとなるｈｃｐ（００１）結晶配向を有するＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒が、ＳｉＯ2からなるマトリックス中に分散した構造を有する。上記グラニュラ磁性薄膜は、非金属であるＳｉＯ2を含んでいるため、非加熱で成膜しても結晶粒界にはＳｉＯ2が析出しやすく、室温でＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒同士の分離が進む特性を有している。また、上記ＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒の粒径は１０ｎｍ以下で、その粒径分散は２０％以下であることが好ましい。上記グラニュラ磁性薄膜は、微細なコアの磁性結晶粒を非磁性の粒界部分が囲んでいるために、良好な磁気分離が可能となり、高保磁力と高分解能が可能となる。このため、グラニュラ磁性層１５の厚さは、１０〜４５ｎｍが好ましい。
【００３１】
良好な磁気分離を得るためには、上記コバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性薄膜の全体に対する酸化シリコンの比率は、５〜１５モル％が好ましく、６〜８モル％がより好ましい。また、良好な磁気特性を得るためには、コバルト・プラチナ・クロムのコア部分の全体に対する各成分の比率は、プラチナ１０〜１６原子％、クロム５〜１５原子％及びコバルト６５〜８５原子％が好ましく、プラチナ１６原子％、クロム１０原子％及びコバルト７４原子％が最も好ましい。
【００３２】
保護層１６としては、対向ターゲット式スパッタリング法によって作製されるアモルファスカーボン薄膜を用いるのが、耐摺動特性、均一性、被覆性、長期の耐食性などの信頼性の観点で最も好ましい。また、保護層１６の厚さは、充分な耐摺動特性を得るために通常５〜７ｎｍが好ましい。しかし、充分な耐摺動特性が保障されるならば、薄いほうが磁気ヘッドのギャップと磁気記録テープの磁性層（記録層）との距離（磁気的スペーシング）を小さくすることができるので、保護層１６の厚さは５ｎｍ以下でもよい。
【００３３】
保護層１６の上には、ヘッド・メディア・インターフェイスを良好にし、摩擦係数を低減して、耐摺動特性を向上させるために、潤滑剤が塗布される。潤滑剤としては、ハードディスク用の潤滑剤として一般的に使われるパーフルオロポリエーテル系の高分子潤滑剤のほか、磁気テープ用の含浸型の潤滑剤であるフッ化有機物や脂肪族炭化水素類などを用いてもよい。潤滑剤の塗布厚としては、１ｎｍ程度とすればよい。その塗布方法としては、溶剤に潤滑剤を低濃度で溶かして、それを保護層１６まで形成した磁気記録テープに塗布した後、溶剤を揮発させるなどの方法を用いることができる。
【００３４】
本明細書において、各層の厚さ及び各粒子の粒径は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察により測定することとする。
【００３５】
（実施形態２）
次に、本発明の磁気記録テープの製造方法の実施形態を説明する。但し、実施形態１で説明した事項と重複する事項の説明は省略する場合がある。本発明の磁気記録テープの製造方法は、非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、上記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、上記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、上記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、上記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、上記各工程において上記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする。
【００３６】
本発明の磁気記録テープの製造方法は、上記各工程において上記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成するので、上記非磁性基板及び上記各層へダメージを与えることがなく、スパッタリング装置に冷却装置を備える必要もない。即ち、対向ターゲット式スパッタリング法では、従来のＤＣマグネトロンスパッタリング法に比べて、プラズマ領域が非磁性基板に接しないので、非磁性基板やその上に形成される磁性層などへのダメージが少なく、また、加熱されないので、冷却装置も必要なく、室温で実施が可能であり、非磁性基板への熱的ダメージもない。
【００３７】
また、上記対向ターゲット式スパッタリング法の具体的な実施条件としては、例えば、スパッタリングガンのパワーを２０Ｗ以上５００Ｗ以下とし、印加電流を０．０５Ａ以上１Ａ以下とし、スパッタリング雰囲気温度を室温とすることが好ましい。ここで、本発明において室温とは、２０〜３０℃の温度をいう。上記実施条件により、室温においても、上記グラニュラ磁性層を形成することができるため、高い保磁力、角形比など良好な静磁気特性と高い記録再生特性を有し、高記録密度の磁気記録テープが得られる。また、上記実施条件であれば、非磁性基板として例えば厚さが５μｍ以下の樹脂フィルムを用いて磁気記録テープを作製可能であり、磁気記録テープをカートリッジ化した場合に、体積記録容量が増えるので好ましい。更に、上記実施条件であれば、スパッタリングガンのターゲット、生じるプラズマ及び非磁性基板の位置関係の自由度から、ロール・ツウ・ロールで非磁性基板を連続的に搬送しながら成膜することも可能になる。
【００３８】
以下、図面に基づき本発明の磁気記録テープの製造方法の実施形態を説明する。図２は、本発明の磁気記録テープの製造工程の一例を示す模式図である。図２では、対向ターゲット式スパッタリングガン２０の内部を理解しやすいようにシールド２４の一部を除去して示している。
【００３９】
図２を用いて対向ターゲット式スパッタリング法の成膜機構を簡単に説明する。図２において、非磁性基板となる樹脂フィルム２１はロール・ツウ・ロールで搬送され、キャンロール２２の部分で対向ターゲット式スパッタリングガン２０に対している。また、アルゴンガスを流しながら、２つのターゲット２３とシールド２４との間に、直流電源２５により直流が印加され、プラズマ領域２６が発生している。このとき、プラズマ領域２６には、永久磁石２７の作用で、ＤＣ磁界が印加されており、その磁界の影響で、プラズマ領域２６中の荷電粒子やガンマ電子などは二つの永久磁石２７の間の磁界に封じ込められる。その結果として、樹脂フィルム２１には、中性のスパッタリング粒子２８のみが到達することになり、プラズマ領域２６は樹脂フィルム２１に触れることはない。このため、樹脂フィルム２１にダメージを与えることはない。また、上記スパッタリングにより樹脂フィルム２１が加熱されることもないので、樹脂フィルム２１に熱的ダメージを与えることもなく、冷却装置も不要で、室温にて成膜が可能である。
【００４０】
上記対向ターゲット式スパッタリング法により、前述の各層を形成するには、各層の成分に合わせたターゲット２７を準備し、各層ごとにスパッタリングすればよい。
【００４１】
樹脂フィルム２１の搬送としては、ロール・ツウ・ロール方式やドラム巻き式により、相対速度を１０ｃｍ／分から２００ｍ／分程度に設定できる。特に、対向ターゲット式スパッタリング法では、ターゲット２７の搬送方向の長さを十分に取れ、複数ターゲットの配置が取れるので、相対速度は数百ｍ／分程度でも十分に実施可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４３】
図１に示す構造と同様の構造を有する磁気記録テープを下記のように作製した。非磁性基板１１としてアラミドフィルム（厚さ４．５μｍ）を用い、その上に相対速度２０ｃｍ／分程度の搬送状態で以下の各層を対向ターゲット式スパッタリング法で形成した。
【００４４】
先ず、非磁性基板１１側から順に、シリコン層と、ニッケル７９原子％及び鉄２１原子％を含むニッケル・鉄合金層とを積層して、非磁性下地層１２を非磁性基板１１の上に形成した。シリコン層の厚さは２ｎｍ、ニッケル・鉄合金層の厚さは１０ｎｍとした。
【００４５】
次に、非磁性基板１１側から順に、鉄６７原子％、コバルト２９原子％及びホウ素４原子％を含む鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）と、シリコン層と、ニッケル７９原子％及び鉄２１原子％を含むニッケル・鉄合金層と、鉄６７原子％、コバルト２９原子％及びホウ素４原子％を含む鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）とを積層して、非磁性下地層１２の上に多層構造軟磁性層１３を形成した。鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）の厚さは１０ｎｍ、シリコン層の厚さは５ｎｍ、ニッケル・鉄合金層の厚さは５ｎｍ、鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の厚さは１０ｎｍとした。
【００４６】
また、多層構造軟磁性層１３の上に、ルテニウムからなる非磁性中間層１４を、厚さ２０ｎｍで形成した。
【００４７】
続いて、非磁性中間層１４の上に、コバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性層１５を、厚さ２０ｎｍで形成した。グラニュラ磁性層１５の全体に対する酸化シリコンの割合は、８モル％とし、コバルト・プラチナ・クロムの全体に対する各成分の割合は、コバルト７４原子％、プラチナ１６原子％及びクロム１０原子％とした。
【００４８】
ＴＥＭで観察したグラニュラ磁性層１５中のＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒の平均粒径は６．３ｎｍ、粒径分散は１５．４％であり、均一な粒形状を形成していることが明らかになった。上記平均粒径は、ＴＥＭ像の個々の任意の結晶粒２００個を等面積円に近似して、その直径の数平均から求めたものである。
【００４９】
更に、グラニュラ磁性層１５の上に、アモルファスカーボンからなる保護層１６を、厚さ５ｎｍで形成した。
【００５０】
上記各層を形成するときのスパッタリング時のアルゴン圧力は、非磁性下地層１２及び多層構造軟磁性層１３については、０．１３パスカル、非磁性中間層１４については、０．８パスカル、グラニュラ磁性層１５については、３．４パスカル、保護層１６については、０．１３パスカルとした。また、スパッタリング時のパワーは、非磁性下地層１２では４０〜５０Ｗ、多層構造軟磁性層１３では４０〜１００Ｗ、非磁性中間層１４では８０Ｗ、グラニュラ磁性層１５では１５６Ｗ、保護層１６では１０８Ｗとし、印加電流は、非磁性下地層１２及び多層構造軟磁性層１３については、０．１アンペア、非磁性中間層１４については、０．２５アンペア、グラニュラ磁性層１５については、０．３アンペア、保護層１６については、０．２アンペアとした。本実施例では非磁性基板１１の冷却は行っておらず、スパッタリングの雰囲気温度は室温とした。
【００５１】
最後に、保護層１６の上に、潤滑層として、フッ化アルコールとアルキルコハク酸のエステル〔Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2（ＣＦ2）6Ｆ〕を濃度０．１重量％で、イソプロピルアルコールとヘキサンとの重量比１：１の混合溶剤に溶解させたものを、１ｎｍの厚さで塗布して、その後、上記溶剤を揮発させて、本実施例の磁気記録テープを得た。
【００５２】
上記磁気記録テープの静磁気特性を極カー磁力計で測定したところ、膜面垂直方向の保磁力（Ｈｃ）は３．８ｋＯｅ、角形比は０．７８であった。
【００５３】
また、上記磁気記録テープをＸ線回折により分析したところ、非磁性下地層１２のニッケル・鉄合金層のｆｃｃ（１１１）結晶配向から多層構造軟磁性層１３の鉄・コバルト・ホウ素合金層のｂｃｃ（１１０）結晶配向が成長し、更に非磁性中間層１４のルテニウムのｈｃｐ（００１）結晶面と、グラニュラ磁性層１５のコバルト含有合金のｈｃｐ（００１）結晶面が良好に成長していることが分かった。
【００５４】
次に、上記磁気記録テープの記録再生特性の評価をドラムテスターで行った。相対速度は、３ｍ／秒、シグナル強度はＲＭＳ値、ノイズは０ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの積算値とした。また、ヘッドは、書き込みの幅１２μｍ、ギャップ長０．１７μｍ、ＡＭＲ読み込み素子の幅５．５μｍ、シールド間隔０．１７μｍとした。
【００５５】
また、従来品との比較のために、上記と同様にして、現行の塗布型磁気記録テープである日立マクセル社製の「ＬＴＯ−４テープ」（カートリッジ非圧縮容量８００ＧＢ）の記録再生特性の評価を行った。
【００５６】
その結果、本実施例の磁気記録テープは、上記ＬＴＯ−４テープに比較し、ＳＮＲで８．７ｄＢ（３３７ｋｆｃｉ）高く、孤立遷移幅ＰＷ５０で２５％減少し、ＳＮＲ、分解能ともに大きく向上したことを確認した。また、Ｄ５０値（出力の線記録密度依存性の曲線において、最大値の半値になる記録密度）は、上記ＬＴＯ−４テープに比べて、本実施例の磁気記録テープでは２６ｋｆｃｉ高く、大幅な高記録密度化が達成できた。
【００５７】
更に、本実施例の磁気記録テープの面記録密度を評価するために、ハードディスク用の記録・再生素子が小さなヘッドをコンタクト状態で使用し、記録再生を行った。このヘッドは書き込みの幅１８０ｎｍ、ギャップ長５０ｎｍ、ＧＭＲ読み込み素子の幅１００ｎｍ、シールド間隔６０ｎｍであった。その結果、最高線記録密度の２分の１の線記録密度における限界ＳＮＲ値として１０ｄＢを設定し、上記ＬＴＯ−４テープで標準となっている１６／１７変換を適用すると、最高線記録密度は５３１ｋｂｐｉとなった。また、トラック間干渉が無いことを、あるトラックで信号を書いてから、オフトラックし、隣接トラックを１０分の１の線記録密度で書き、元のトラックに戻って再生してＳＮＲに変化がないことにより確認した。これを２８２ｋｆｃｉから６００ｋｆｃｉまで線記録密度を変えて測定した。このときの最小のオフトラック値から最小トラックピッチとして３００ｎｍを得た。これをトラック密度に直すと、８４．７ｋｔｐｉとなる。この結果から、最高面記録密度として、４５．０Ｇｂ／平方インチが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 磁気記録テープ
１１ 非磁性基板
１２ 非磁性下地層
１３ 多層構造軟磁性層
１４ 非磁性中間層
１５ グラニュラ磁性層
１６ 保護層
２０ 対向ターゲット式スパッタリングガン
２１ 樹脂フィルム
２２ キャンロール
２３ ターゲット
２４ シールド
２５ 直流電源
２６ プラズマ領域
２７ 永久磁石
２８ スパッタリング粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録テープ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル情報量の拡大が続いており、２００７年に全世界で生産されるデジタル情報量は２８１ＥＢ（エクサバイト）となり、市場にあるすべてのハードディスクドライブ、テープ、ＣＤ、ＤＶＤ、メモリーの利用可能なストレージ量（２６４ＥＢ）を超えた。しかも、最近の法規制、コンプライアンス、会計規則の厳格化などにより保存すべきデータ量は飛躍的に増え続けており、アーカイブ用途の可搬型磁気記録媒体、特に高い保存容量と長期の保存性が特徴のデータストレージ磁気テープ（以下、磁気テープという。）の需要が増えている。今後のストレージ量の増大に備えて、磁気テープは年率４割の割合で記憶容量を増やすことが求められており、そのための高記録密度化技術が必要とされている。
【０００３】
従来のこのような高記録密度の磁気テープの製造方法としては、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、樹脂フィルム上に、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｎ金属下地膜、ＣｏＣｒＴａ非磁性下地膜、ＣｏＣｒＰｔ系磁性合金膜を順に成膜する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）
【０００４】
更には、マグネトロンスパッタリング法により酸素含有コバルト金属膜を下地膜として形成し、その上にコバルト磁性膜を蒸着させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１６７４３３号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】アイ・イー・イー・イー・トランザクション・オブ・マグネティックス第４１巻、ＰＰ．６５４−６５９（２００５年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１には、従来のＤＣマグネトロンスパッタリング法でもスパッタリングテープの作製が可能であることが開示されているが、作製された磁気テープの磁性膜は磁気特性が不十分で、記録再生特性、微細構造ともに実用レベルには達していない。このため、非特許文献１のＦｉｇ．１０に示されているように、磁性膜中のＣｒによる偏析で磁気分離することにより磁気特性を上げるために、基板バイアススパッタリングと基板加熱の方法がガラス基板上で試みられているが、これらの方法はもちろん耐熱性に劣る樹脂フィルム上では行えない。また、ＤＣマグネトロンスパッタリング法では、プラズマ領域がフィルム基板にかかるので、パワーを上げるとフィルム基板にダメージが発生する。よって、結晶性を良好にするためにパワーを上げることができない。このため、非特許文献１では、基板バイアス効果と基板加熱の効果とを併用している。
【０００８】
更に、特許文献１では、スパッタリング法によりコバルト薄膜を樹脂フィルム上に形成した後に酸素雰囲気中での電子照射によりコバルトを蒸散させることによって蒸着型の磁気テープを作製することが開示されているが、磁気分離或いは磁気結晶は蒸着膜のそれに類似したもので、高記録密度に必須の垂直磁気記録方式には対応できない。
【０００９】
本発明は、上記従来の方法の問題点を解決するもので、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の磁気記録テープの製造方法は、非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、前記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、前記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、前記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、前記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、前記各工程において前記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の磁気記録テープの一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の磁気記録テープの製造工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
先ず、本発明の磁気記録テープの実施形態を説明する。本発明の磁気記録テープは、非磁性基板と、上記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、上記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、上記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、上記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、上記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含んでいる。また、上記非磁性下地層、上記多層構造軟磁性層、上記非磁性中間層、上記グラニュラ磁性層及び上記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されている。
【００１５】
本発明の磁気記録テープは上記構成を有することにより、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度に必須の垂直磁気記録特性に優れている。また、上記非磁性下地層、上記多層構造軟磁性層、上記非磁性中間層、上記グラニュラ磁性層及び上記保護層は、後述するように非加熱での実施が可能な対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されているので、上記非磁性基板へダメージを与えることがない。
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の磁気記録テープの実施形態を説明する。図１は、本発明の磁気記録テープの一例を示す模式断面図である。図１において、磁気記録テープ１０は、非磁性基板１１と、非磁性基板１１の上に形成された非磁性下地層１２と、非磁性下地層１２の上に形成された多層構造軟磁性層１３と、多層構造軟磁性層１３の上に形成された非磁性中間層１４と、非磁性中間層１４の上に形成されたグラニュラ磁性層１５と、グラニュラ磁性層１５の上に形成された保護層１６とを備えている。
【００１７】
通常、保護層１６の上には、ヘッド・メディア・インターフェイスの耐摺動特性を良好なものにするために潤滑剤が塗布されるが、潤滑剤の膜厚が薄いので図１ではその記載を省略している。
【００１８】
非磁性基板１１としては、通常、樹脂フィルムが用いられる。その樹脂フィルムの材質としては、例えば、アラミド（アラミド系樹脂）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂が好ましい。これらの樹脂は、強度を維持しながら薄膜フィルムとすることができるからである。また、上記樹脂フィルムを構成する樹脂にポリ乳酸樹脂をブレンドすることも可能である。ポリ乳酸のような非石油系樹脂をブレンドすることにより、石油系樹脂の使用量を減らすことができ、地球規模での原油資源の消費を抑えることが可能になる。
【００１９】
非磁性基板１１の厚さが薄いほど、磁気記録テープをカートリッジ化した場合に体積記録容量が増えるので、非磁性基板１１の厚さは５μｍ以下が好ましい。しかし、薄すぎると強度、長期耐久性及び取扱い性が低下するので、非磁性基板１１の厚さは１μｍ以上であることが好ましい。
【００２０】
非磁性基板１１の表面には、巻き取り性とヘッド・メディア・インターフェイスを最適にして、耐久性を上げるために、高さ１０ｎｍ、直径１００ｎｍ程度のプロトルーション（突起）を付与することも通常行われる。
【００２１】
非磁性下地層１２は、多層構造軟磁性層１３及び非磁性中間層１４を介して、グラニュラ磁性層１５の磁化容易軸を非磁性基板１１面に対して垂直に配向させるなどの機能を有する。非磁性下地層１２は、例えば、非磁性基板１１側から順に、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するシリコン層及びｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するニッケル・鉄合金層の２層からなることが好ましい。これにより、確実にグラニュラ磁性層１５の磁化容易軸を垂直に配向できる。
【００２２】
非磁性下地層１２の機能を十分に発揮させるために、上記ニッケル・鉄合金層の全体に対する各成分の比率は、ニッケル７８〜８０原子％及び鉄２０〜２２原子％が好ましい。
【００２３】
非磁性下地層１２の各層の厚さとしては、上記シリコン層は２〜３ｎｍが好ましく、上記ニッケル・鉄合金層は１０〜１３ｎｍが好ましい。上記厚さ範囲であれば、上記シリコン層及び上記ニッケル・鉄合金層がともに良好なｆｃｃ（１１１）結晶配向を示し、最終的に垂直方向の静磁気特性をより向上できる。
【００２４】
多層構造軟磁性層１３は、記録書き込み時にヘッド磁界を膜面垂直方向に誘導し、良好な垂直磁化を促進する機能を有する。多層構造軟磁性層１３は、例えば、非磁性基板１１側から順に、ｂｃｃ（１１０）結晶配向を有する鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するシリコン層、ｆｃｃ（１１１）結晶配向を有するニッケル・鉄合金層及びｂｃｃ（１１０）結晶配向を有する鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の４層からなることが好ましい。これにより、Ｎｉｓｈｉｙａｍａ−Ｗａｓｓｅｒｍａｎの関係とＫｕｒｄｊｕｍｏｖ−Ｓａｃｈｓの関係による結晶の格子整合が行われて、良好なエピタキシャル成長が促進される。これらは、グラニュラ磁性層１５の静磁気特性に大きく影響するものである。また、多層構造軟磁性層１３のように軟磁性層を多層構造とすることで、軟磁性層内に生ずる磁壁起因の漏洩磁界を小さくでき、磁壁起因の媒体ノイズを大幅に低減できる。
【００２５】
多層構造軟磁性層１３の機能を十分に発揮させるために、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）の全体に対する各成分の比率は、鉄６４．４〜６８．６原子％、コバルト２７．６〜２９．４原子％及びホウ素２〜４原子％が好ましく、上記ニッケル・鉄合金層の全体に対する各成分の比率は、ニッケル７８〜８０原子％及び鉄２０〜２２原子％が好ましく、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の全体に対する各成分の比率は、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）と同じが好ましい。
【００２６】
多層構造軟磁性層１３の各層の厚さとしては、上記鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）及び（２）は２〜３０ｎｍが好ましく、１０ｎｍが最も好ましく、上記シリコン層は１〜８ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましく、上記ニッケル・鉄合金層は２〜１０ｎｍが好ましく、５ｎｍが最も好ましい。
【００２７】
非磁性中間層１４としては、多層構造軟磁性層１３の鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）のｂｃｃ（１１０）結晶配向と格子整合し、グラニュラ磁性層１５のコバルト含有合金のｈｃｐ（００１）結晶配向を促進するために、ｈｃｐ（００１）結晶配向を有するルテニウムからなることが好ましい。
【００２８】
非磁性中間層１４の厚さとしては、２０〜３０ｎｍが静磁気特性の検討から保磁力や角形比が高いなどの理由で最適である。しかし、それに近い厚さ、即ち、５〜５０ｎｍでも充分に実用に耐えうる静磁気特性（２ｋＯｅ以上）を持った磁気記録テープが作製可能である。これは本発明で用いた対向ターゲット式スパッタリング法による結晶成長が、従来のＤＣマグネトロン式スパッタリング法などと比べて良好なものであるためと思われる。これにより、記録ヘッドの書き込み磁界及び読み出し素子の感度も勘案して、非磁性中間層１４の厚さに関して、幅広い選択のマージンが取れることが分かる。
【００２９】
非磁性中間層１４は、ルテニウムからなる単一層に限らず、ｆｃｃ系結晶であるプラチナの上にｈｃｐ系結晶のルテニウムを積層した二層構造のものも使用できる。
【００３０】
グラニュラ磁性層１５は、非磁性成分からなるマトリックス中にナノメートルオーダーの磁性粒子が分散した構造を有しており、磁性成分と非磁性成分とを含む混合ターゲットを作製して、対向ターゲット式スパッタリング法により、非加熱により形成できる。上記磁性成分としては、コバルト含有合金が好ましく、上記非磁性成分としては、酸化シリコンが好ましい。より具体的には、対向ターゲット式スパッタリング法によって作製されたコバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性薄膜が、グラニュラ磁性層１５として使用できる。上記グラニュラ磁性薄膜は、コアとなるｈｃｐ（００１）結晶配向を有するＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒が、ＳｉＯ2からなるマトリックス中に分散した構造を有する。上記グラニュラ磁性薄膜は、非金属であるＳｉＯ2を含んでいるため、非加熱で成膜しても結晶粒界にはＳｉＯ2が析出しやすく、室温でＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒同士の分離が進む特性を有している。また、上記ＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒の粒径は１０ｎｍ以下で、その粒径分散は２０％以下であることが好ましい。上記グラニュラ磁性薄膜は、微細なコアの磁性結晶粒を非磁性の粒界部分が囲んでいるために、良好な磁気分離が可能となり、高保磁力と高分解能が可能となる。このため、グラニュラ磁性層１５の厚さは、１０〜４５ｎｍが好ましい。
【００３１】
良好な磁気分離を得るためには、上記コバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性薄膜の全体に対する酸化シリコンの比率は、５〜１５モル％が好ましく、６〜８モル％がより好ましい。また、良好な磁気特性を得るためには、コバルト・プラチナ・クロムのコア部分の全体に対する各成分の比率は、プラチナ１０〜１６原子％、クロム５〜１５原子％及びコバルト６５〜８５原子％が好ましく、プラチナ１６原子％、クロム１０原子％及びコバルト７４原子％が最も好ましい。
【００３２】
保護層１６としては、対向ターゲット式スパッタリング法によって作製されるアモルファスカーボン薄膜を用いるのが、耐摺動特性、均一性、被覆性、長期の耐食性などの信頼性の観点で最も好ましい。また、保護層１６の厚さは、充分な耐摺動特性を得るために通常５〜７ｎｍが好ましい。しかし、充分な耐摺動特性が保障されるならば、薄いほうが磁気ヘッドのギャップと磁気記録テープの磁性層（記録層）との距離（磁気的スペーシング）を小さくすることができるので、保護層１６の厚さは５ｎｍ以下でもよい。
【００３３】
保護層１６の上には、ヘッド・メディア・インターフェイスを良好にし、摩擦係数を低減して、耐摺動特性を向上させるために、潤滑剤が塗布される。潤滑剤としては、ハードディスク用の潤滑剤として一般的に使われるパーフルオロポリエーテル系の高分子潤滑剤のほか、磁気テープ用の含浸型の潤滑剤であるフッ化有機物や脂肪族炭化水素類などを用いてもよい。潤滑剤の塗布厚としては、１ｎｍ程度とすればよい。その塗布方法としては、溶剤に潤滑剤を低濃度で溶かして、それを保護層１６まで形成した磁気記録テープに塗布した後、溶剤を揮発させるなどの方法を用いることができる。
【００３４】
本明細書において、各層の厚さ及び各粒子の粒径は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察により測定することとする。
【００３５】
（実施形態２）
次に、本発明の磁気記録テープの製造方法の実施形態を説明する。但し、実施形態１で説明した事項と重複する事項の説明は省略する場合がある。本発明の磁気記録テープの製造方法は、非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、上記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、上記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、上記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、上記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、上記各工程において上記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする。
【００３６】
本発明の磁気記録テープの製造方法は、上記各工程において上記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成するので、上記非磁性基板及び上記各層へダメージを与えることがなく、スパッタリング装置に冷却装置を備える必要もない。即ち、対向ターゲット式スパッタリング法では、従来のＤＣマグネトロンスパッタリング法に比べて、プラズマ領域が非磁性基板に接しないので、非磁性基板やその上に形成される磁性層などへのダメージが少なく、また、加熱されないので、冷却装置も必要なく、室温で実施が可能であり、非磁性基板への熱的ダメージもない。
【００３７】
また、上記対向ターゲット式スパッタリング法の具体的な実施条件としては、例えば、スパッタリングガンのパワーを２０Ｗ以上５００Ｗ以下とし、印加電流を０．０５Ａ以上１Ａ以下とし、スパッタリング雰囲気温度を室温とすることが好ましい。ここで、本発明において室温とは、２０〜３０℃の温度をいう。上記実施条件により、室温においても、上記グラニュラ磁性層を形成することができるため、高い保磁力、角形比など良好な静磁気特性と高い記録再生特性を有し、高記録密度の磁気記録テープが得られる。また、上記実施条件であれば、非磁性基板として例えば厚さが５μｍ以下の樹脂フィルムを用いて磁気記録テープを作製可能であり、磁気記録テープをカートリッジ化した場合に、体積記録容量が増えるので好ましい。更に、上記実施条件であれば、スパッタリングガンのターゲット、生じるプラズマ及び非磁性基板の位置関係の自由度から、ロール・ツウ・ロールで非磁性基板を連続的に搬送しながら成膜することも可能になる。
【００３８】
以下、図面に基づき本発明の磁気記録テープの製造方法の実施形態を説明する。図２は、本発明の磁気記録テープの製造工程の一例を示す模式図である。図２では、対向ターゲット式スパッタリングガン２０の内部を理解しやすいようにシールド２４の一部を除去して示している。
【００３９】
図２を用いて対向ターゲット式スパッタリング法の成膜機構を簡単に説明する。図２において、非磁性基板となる樹脂フィルム２１はロール・ツウ・ロールで搬送され、キャンロール２２の部分で対向ターゲット式スパッタリングガン２０に対している。また、アルゴンガスを流しながら、２つのターゲット２３とシールド２４との間に、直流電源２５により直流が印加され、プラズマ領域２６が発生している。このとき、プラズマ領域２６には、永久磁石２７の作用で、ＤＣ磁界が印加されており、その磁界の影響で、プラズマ領域２６中の荷電粒子やガンマ電子などは二つの永久磁石２７の間の磁界に封じ込められる。その結果として、樹脂フィルム２１には、中性のスパッタリング粒子２８のみが到達することになり、プラズマ領域２６は樹脂フィルム２１に触れることはない。このため、樹脂フィルム２１にダメージを与えることはない。また、上記スパッタリングにより樹脂フィルム２１が加熱されることもないので、樹脂フィルム２１に熱的ダメージを与えることもなく、冷却装置も不要で、室温にて成膜が可能である。
【００４０】
上記対向ターゲット式スパッタリング法により、前述の各層を形成するには、各層の成分に合わせたターゲット２７を準備し、各層ごとにスパッタリングすればよい。
【００４１】
樹脂フィルム２１の搬送としては、ロール・ツウ・ロール方式やドラム巻き式により、相対速度を１０ｃｍ／分から２００ｍ／分程度に設定できる。特に、対向ターゲット式スパッタリング法では、ターゲット２７の搬送方向の長さを十分に取れ、複数ターゲットの配置が取れるので、相対速度は数百ｍ／分程度でも十分に実施可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４３】
図１に示す構造と同様の構造を有する磁気記録テープを下記のように作製した。非磁性基板１１としてアラミドフィルム（厚さ４．５μｍ）を用い、その上に相対速度２０ｃｍ／分程度の搬送状態で以下の各層を対向ターゲット式スパッタリング法で形成した。
【００４４】
先ず、非磁性基板１１側から順に、シリコン層と、ニッケル７９原子％及び鉄２１原子％を含むニッケル・鉄合金層とを積層して、非磁性下地層１２を非磁性基板１１の上に形成した。シリコン層の厚さは２ｎｍ、ニッケル・鉄合金層の厚さは１０ｎｍとした。
【００４５】
次に、非磁性基板１１側から順に、鉄６７原子％、コバルト２９原子％及びホウ素４原子％を含む鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）と、シリコン層と、ニッケル７９原子％及び鉄２１原子％を含むニッケル・鉄合金層と、鉄６７原子％、コバルト２９原子％及びホウ素４原子％を含む鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）とを積層して、非磁性下地層１２の上に多層構造軟磁性層１３を形成した。鉄・コバルト・ホウ素合金層（１）の厚さは１０ｎｍ、シリコン層の厚さは５ｎｍ、ニッケル・鉄合金層の厚さは５ｎｍ、鉄・コバルト・ホウ素合金層（２）の厚さは１０ｎｍとした。
【００４６】
また、多層構造軟磁性層１３の上に、ルテニウムからなる非磁性中間層１４を、厚さ２０ｎｍで形成した。
【００４７】
続いて、非磁性中間層１４の上に、コバルト・プラチナ・クロム・酸化シリコンからなるグラニュラ磁性層１５を、厚さ２０ｎｍで形成した。グラニュラ磁性層１５の全体に対する酸化シリコンの割合は、８モル％とし、コバルト・プラチナ・クロムの全体に対する各成分の割合は、コバルト７４原子％、プラチナ１６原子％及びクロム１０原子％とした。
【００４８】
ＴＥＭで観察したグラニュラ磁性層１５中のＣｏＰｔＣｒ磁性合金結晶粒の平均粒径は６．３ｎｍ、粒径分散は１５．４％であり、均一な粒形状を形成していることが明らかになった。上記平均粒径は、ＴＥＭ像の個々の任意の結晶粒２００個を等面積円に近似して、その直径の数平均から求めたものである。
【００４９】
更に、グラニュラ磁性層１５の上に、アモルファスカーボンからなる保護層１６を、厚さ５ｎｍで形成した。
【００５０】
上記各層を形成するときのスパッタリング時のアルゴン圧力は、非磁性下地層１２及び多層構造軟磁性層１３については、０．１３パスカル、非磁性中間層１４については、０．８パスカル、グラニュラ磁性層１５については、３．４パスカル、保護層１６については、０．１３パスカルとした。また、スパッタリング時のパワーは、非磁性下地層１２では４０〜５０Ｗ、多層構造軟磁性層１３では４０〜１００Ｗ、非磁性中間層１４では８０Ｗ、グラニュラ磁性層１５では１５６Ｗ、保護層１６では１０８Ｗとし、印加電流は、非磁性下地層１２及び多層構造軟磁性層１３については、０．１アンペア、非磁性中間層１４については、０．２５アンペア、グラニュラ磁性層１５については、０．３アンペア、保護層１６については、０．２アンペアとした。本実施例では非磁性基板１１の冷却は行っておらず、スパッタリングの雰囲気温度は室温とした。
【００５１】
最後に、保護層１６の上に、潤滑層として、フッ化アルコールとアルキルコハク酸のエステル〔Ｃ18Ｈ37ＣＨ（ＣＯＯＨ）ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2ＣＨ2（ＣＦ2）6Ｆ〕を濃度０．１重量％で、イソプロピルアルコールとヘキサンとの重量比１：１の混合溶剤に溶解させたものを、１ｎｍの厚さで塗布して、その後、上記溶剤を揮発させて、本実施例の磁気記録テープを得た。
【００５２】
上記磁気記録テープの静磁気特性を極カー磁力計で測定したところ、膜面垂直方向の保磁力（Ｈｃ）は３．８ｋＯｅ、角形比は０．７８であった。
【００５３】
また、上記磁気記録テープをＸ線回折により分析したところ、非磁性下地層１２のニッケル・鉄合金層のｆｃｃ（１１１）結晶配向から多層構造軟磁性層１３の鉄・コバルト・ホウ素合金層のｂｃｃ（１１０）結晶配向が成長し、更に非磁性中間層１４のルテニウムのｈｃｐ（００１）結晶面と、グラニュラ磁性層１５のコバルト含有合金のｈｃｐ（００１）結晶面が良好に成長していることが分かった。
【００５４】
次に、上記磁気記録テープの記録再生特性の評価をドラムテスターで行った。相対速度は、３ｍ／秒、シグナル強度はＲＭＳ値、ノイズは０ＭＨｚから２０ＭＨｚまでの積算値とした。また、ヘッドは、書き込みの幅１２μｍ、ギャップ長０．１７μｍ、ＡＭＲ読み込み素子の幅５．５μｍ、シールド間隔０．１７μｍとした。
【００５５】
また、従来品との比較のために、上記と同様にして、現行の塗布型磁気記録テープである日立マクセル社製の「ＬＴＯ−４テープ」（カートリッジ非圧縮容量８００ＧＢ）の記録再生特性の評価を行った。
【００５６】
その結果、本実施例の磁気記録テープは、上記ＬＴＯ−４テープに比較し、ＳＮＲで８．７ｄＢ（３３７ｋｆｃｉ）高く、孤立遷移幅ＰＷ５０で２５％減少し、ＳＮＲ、分解能ともに大きく向上したことを確認した。また、Ｄ５０値（出力の線記録密度依存性の曲線において、最大値の半値になる記録密度）は、上記ＬＴＯ−４テープに比べて、本実施例の磁気記録テープでは２６ｋｆｃｉ高く、大幅な高記録密度化が達成できた。
【００５７】
更に、本実施例の磁気記録テープの面記録密度を評価するために、ハードディスク用の記録・再生素子が小さなヘッドをコンタクト状態で使用し、記録再生を行った。このヘッドは書き込みの幅１８０ｎｍ、ギャップ長５０ｎｍ、ＧＭＲ読み込み素子の幅１００ｎｍ、シールド間隔６０ｎｍであった。その結果、最高線記録密度の２分の１の線記録密度における限界ＳＮＲ値として１０ｄＢを設定し、上記ＬＴＯ−４テープで標準となっている１６／１７変換を適用すると、最高線記録密度は５３１ｋｂｐｉとなった。また、トラック間干渉が無いことを、あるトラックで信号を書いてから、オフトラックし、隣接トラックを１０分の１の線記録密度で書き、元のトラックに戻って再生してＳＮＲに変化がないことにより確認した。これを２８２ｋｆｃｉから６００ｋｆｃｉまで線記録密度を変えて測定した。このときの最小のオフトラック値から最小トラックピッチとして３００ｎｍを得た。これをトラック密度に直すと、８４．７ｋｔｐｉとなる。この結果から、最高面記録密度として、４５．０Ｇｂ／平方インチが得られた。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明によれば、優れた記録再生特性と長期保存特性とを有し、高記録密度の磁気記録テープと、その磁気記録テープを高い生産性と低コストで生産するための製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 磁気記録テープ
１１ 非磁性基板
１２ 非磁性下地層
１３ 多層構造軟磁性層
１４ 非磁性中間層
１５ グラニュラ磁性層
１６ 保護層
２０ 対向ターゲット式スパッタリングガン
２１ 樹脂フィルム
２２ キャンロール
２３ ターゲット
２４ シールド
２５ 直流電源
２６ プラズマ領域
２７ 永久磁石
２８ スパッタリング粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、
前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする磁気記録テープ。
【請求項２】
前記非磁性下地層は、前記非磁性基板側から順に、シリコン層及びニッケル・鉄合金層の２層からなり、
前記多層構造軟磁性層は、前記非磁性基板側から順に、鉄・コバルト・ホウ素合金層、シリコン層、ニッケル・鉄合金層及び鉄・コバルト・ホウ素合金層の４層からなり、
前記非磁性中間層は、ルテニウムからなり、
前記グラニュラ磁性層は、コバルト含有合金を含む請求項１に記載の磁気記録テープ。
【請求項３】
非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、
前記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、
前記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、
前記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、
前記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、
前記各工程において前記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする磁気記録テープの製造方法。
【請求項４】
前記対向ターゲット式スパッタリング法において、スパッタリングガンのパワーを２０Ｗ以上５００Ｗ以下とし、印加電流を０．０５Ａ以上１Ａ以下とし、スパッタリング雰囲気温度を室温とした請求項３に記載の磁気記録テープの製造方法。
【請求項５】
前記非磁性下地層は、前記非磁性基板側から順に、シリコン層及びニッケル・鉄合金層の２層からなり、
前記多層構造軟磁性層は、前記非磁性基板側から順に、鉄・コバルト・ホウ素合金層、シリコン層、ニッケル・鉄合金層及び鉄・コバルト・ホウ素合金層の４層からなり、
前記非磁性中間層は、ルテニウムからなり、
前記グラニュラ磁性層は、コバルト含有合金を含む請求項３に記載の磁気記録テープの製造方法。
【請求項１】
非磁性基板と、前記非磁性基板の上に形成された非磁性下地層と、前記非磁性下地層の上に形成された多層構造軟磁性層と、前記多層構造軟磁性層の上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層の上に形成されたグラニュラ磁性層と、前記グラニュラ磁性層の上に形成された保護層とを含み、
前記非磁性下地層、前記多層構造軟磁性層、前記非磁性中間層、前記グラニュラ磁性層及び前記保護層は、対向ターゲット式スパッタリング法によって形成されていることを特徴とする磁気記録テープ。
【請求項２】
前記非磁性下地層は、前記非磁性基板側から順に、シリコン層及びニッケル・鉄合金層の２層からなり、
前記多層構造軟磁性層は、前記非磁性基板側から順に、鉄・コバルト・ホウ素合金層、シリコン層、ニッケル・鉄合金層及び鉄・コバルト・ホウ素合金層の４層からなり、
前記非磁性中間層は、ルテニウムからなり、
前記グラニュラ磁性層は、コバルト含有合金を含む請求項１に記載の磁気記録テープ。
【請求項３】
非磁性基板の上に非磁性下地層を形成する工程と、
前記非磁性下地層の上に多層構造軟磁性層を形成する工程と、
前記多層構造軟磁性層の上に非磁性中間層を形成する工程と、
前記非磁性中間層の上にグラニュラ磁性層を形成する工程と、
前記グラニュラ磁性層の上に保護層を形成する工程とを含み、
前記各工程において前記各層を対向ターゲット式スパッタリング法によって形成することを特徴とする磁気記録テープの製造方法。
【請求項４】
前記対向ターゲット式スパッタリング法において、スパッタリングガンのパワーを２０Ｗ以上５００Ｗ以下とし、印加電流を０．０５Ａ以上１Ａ以下とし、スパッタリング雰囲気温度を室温とした請求項３に記載の磁気記録テープの製造方法。
【請求項５】
前記非磁性下地層は、前記非磁性基板側から順に、シリコン層及びニッケル・鉄合金層の２層からなり、
前記多層構造軟磁性層は、前記非磁性基板側から順に、鉄・コバルト・ホウ素合金層、シリコン層、ニッケル・鉄合金層及び鉄・コバルト・ホウ素合金層の４層からなり、
前記非磁性中間層は、ルテニウムからなり、
前記グラニュラ磁性層は、コバルト含有合金を含む請求項３に記載の磁気記録テープの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−３３２２７（Ｐ２０１２−３３２２７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１５０３（Ｐ２０１０−１７１５０３）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （ｉ） 発表したホームページのアドレス： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ｗｈａｔｓｎｅｗ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ｎｅｗｓ／２０１０／ｎｅｗｓ１００５１４．ｈｔｍｌ 掲載日：平成２２年５月１４日 （ｉｉ） 発表した研究集会：第９回垂直磁気記録学会 共催者：日本学術振興会第１４４（磁気記録）委員会、日本磁気学会 開催日：平成２２年５月１７日〜１９日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人科学技術振興機構、産学協同シーズイノベーション化事業 育成ステージ「超高密度ナノ構造磁性薄膜を用いた垂直磁気記録方式テープ媒体の開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り （ｉ） 発表したホームページのアドレス： ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ｗｈａｔｓｎｅｗ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍａｘｅｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐｎ／ｎｅｗｓ／２０１０／ｎｅｗｓ１００５１４．ｈｔｍｌ 掲載日：平成２２年５月１４日 （ｉｉ） 発表した研究集会：第９回垂直磁気記録学会 共催者：日本学術振興会第１４４（磁気記録）委員会、日本磁気学会 開催日：平成２２年５月１７日〜１９日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人科学技術振興機構、産学協同シーズイノベーション化事業 育成ステージ「超高密度ナノ構造磁性薄膜を用いた垂直磁気記録方式テープ媒体の開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【Ｆターム（参考）】
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