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技術 磁気記録媒体

出願人 富士電機株式会社
発明者 堀口道子
出願日 2008年10月27日 (12年1ヶ月経過) 出願番号 2008-275613
公開日 2010年5月6日 (10年7ヶ月経過) 公開番号 2010-102802
状態 特許登録済
技術分野 磁気記録担体
主要キーワード 溝底辺 凸部側壁 台形断面形状 凸部下 ディスクリートタイプ 試料周囲 凸部幅 炭素質膜
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年5月6日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上する。

解決手段

凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁底辺に対する角度(第二テーパ角度)が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度(第一テーパ角度)より小さい角度であることを特徴とする磁気記録媒体。

概要

背景

磁気記録媒体の記録容量は、それに要される磁性体の開発、垂直磁化方式の採用、磁気記録装置の書き込み・読み出し時における磁気ヘッド低浮上化による磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との狭小化等により、著しく増加してきている。

このような磁気記録媒体は、通常、アルミニウムなどの金属基板ガラス基板プラスチックフィルム基板などの平坦非磁性基板上に、軟磁性層磁性層等を積層し、その上に保護層を成膜している。

これに対し、ディスクリートトラックメディア用の磁気記録媒体(ディスクリートタイプの磁気記録媒体)では、面記録密度を向上させるために隣り合うトラック間の磁性層を切り離し、磁性層に凹凸パターンを形成してこの凹凸パターンの上に保護層を成膜する。

凹凸形状の場合、保護層は凸部側壁や凹部底辺、凸部の角部に膜がつきにくく、その部分の保護層膜厚が薄くなり、ピンホールが発生しやすくなる。保護層のカバレッジ性の低下により、磁性層からの金属溶出耐腐食性低下がおこる。

保護層の付き方は、凹凸形状により変わってくる。
特許文献1、2、3には、データトラック及びサーボトラック凸構造形状を垂直磁気記録媒体の特性に合わせて特定の形状の台形にすることが記載されている。

特許文献4にも台形断面形状を有する磁気記録層が設けられている。ここでは台形の磁気記録層の上に長方形断面形状のシリコン層が設けられ、凸部形状としては凸部側壁のテーパ角度が2段階になっている。

特開2006−31743号公報
特開2006−31790号公報
特開2006−99852号公報
特開2006−12216号公報

概要

凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上する。凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁の底辺に対する角度(第二テーパ角度)が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度(第一テーパ角度)より小さい角度であることを特徴とする磁気記録媒体。

目的

このような状況に鑑み、本発明は凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁底辺に対する角度(第二テーパ角度)が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度(第一テーパ角度)より小さい角度であることを特徴とする磁気記録媒体。

請求項2

第二テーパ角度が50°以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。

技術分野

0001

本発明は、磁気記録媒体に関する。より詳しくは、基板上に磁気記録層が所定の凹凸パターンで形成された、ディスクリートタイプの磁気記録媒体に関する。

背景技術

0002

磁気記録媒体の記録容量は、それに要される磁性体の開発、垂直磁化方式の採用、磁気記録装置の書き込み・読み出し時における磁気ヘッド低浮上化による磁気ヘッドと磁気記録媒体表面との狭小化等により、著しく増加してきている。

0003

このような磁気記録媒体は、通常、アルミニウムなどの金属基板ガラス基板プラスチックフィルム基板などの平坦非磁性基板上に、軟磁性層磁性層等を積層し、その上に保護層を成膜している。

0004

これに対し、ディスクリートトラックメディア用の磁気記録媒体(ディスクリートタイプの磁気記録媒体)では、面記録密度を向上させるために隣り合うトラック間の磁性層を切り離し、磁性層に凹凸パターンを形成してこの凹凸パターンの上に保護層を成膜する。

0005

凹凸形状の場合、保護層は凸部側壁や凹部底辺、凸部の角部に膜がつきにくく、その部分の保護層膜厚が薄くなり、ピンホールが発生しやすくなる。保護層のカバレッジ性の低下により、磁性層からの金属溶出耐腐食性低下がおこる。

0006

保護層の付き方は、凹凸形状により変わってくる。
特許文献1、2、3には、データトラック及びサーボトラック凸構造形状を垂直磁気記録媒体の特性に合わせて特定の形状の台形にすることが記載されている。

0007

特許文献4にも台形断面形状を有する磁気記録層が設けられている。ここでは台形の磁気記録層の上に長方形断面形状のシリコン層が設けられ、凸部形状としては凸部側壁のテーパ角度が2段階になっている。

0008

特開2006−31743号公報
特開2006−31790号公報
特開2006−99852号公報
特開2006−12216号公報

発明が解決しようとする課題

0009

特許文献1、2、3に記載の凸部形状はいずれも単純な台形断面であり、保護層のつきやすさやカバレッジ性との関連については記述していない。
特許文献4に記載の凸部形状はテーパを有する(台形断面である)ことは記載されているがテーパを有することの意味、効果はまったく記載されておらず、磁気記録層の上のシリコン層も、酸素プラズマエッチングストッパー層となって、磁気記録層の磁性を維持する役割のみが記載され、保護層のつきやすさやカバレッジ性との関連はおろか、凸部断面形状の有する意味は何も記載されていない。
即ち、これらの特許文献は、ディスクリートタイプの磁気記録媒体のように凹凸形状を有する磁性層の上に保護層を形成する場合、上述のように保護層が凸部側壁や凹部底辺、凸部の角部に膜がつきにくくなるという問題を解決する思想を何も示唆していないのである。

0010

このような状況に鑑み、本発明は凸部の角部からの金属溶出を防ぐために、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、凸部が磁性層からなる凹凸形状を有する磁気記録媒体において、凸部頂上近傍における凸部側壁の底辺に対する角度(第二テーパ角度)が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度(第一テーパ角度)より小さい角度であることを特徴とする。

発明の効果

0012

本発明によれば、側壁のテーパ角度を二段階にすることにより、保護層の膜厚分布を減らし、カバレッジ性を向上することが可能となり、特に、凸部の角部からの金属溶出を防ぐことができる。

発明を実施するための最良の形態

0013

本発明のディスクリートタイプの磁気記録媒体を、図1を用いて説明する。図1は本発明のディスクリートタイプの磁気記録媒体の一実施態様を示す図である。

0014

図1に示す磁気記録媒体は、基体1と、該基体1上に設けられた下地層2、該下地層2上にトラック状および/またはドット状を有するナノオーダーの凹凸パターンとして配置された磁性層3、該磁性層3の凹凸パターンの全体を被覆する保護層4からなる。

0015

本発明において、基体1は、通常の磁気記録媒体に使用されている各種の基体、たとえばガラス基板、セラミック基板プラスチック基板非磁性金属基板などの各種基板や、非磁性金属ドラムなどを用いることができる。

0016

下地層2は、非磁性ないし軟磁性材料、たとえば、Co、CoNi系合金などの垂直磁気方性を有する材料やパーマロイなどの軟磁性材料などからなり、平坦な表面を有するか、または磁性層3に対応したナノオーダーの凹凸パターンを表面に有する。

0017

磁性層3は、Co、Cr、Ni、Ptおよびそれらを含む合金などの磁性金属を含む層からなり、情報記録領域画定するトラック状および/またはドット状の凹凸パターンに対応した凸部パターンおよび凹部パターンの幅がそれぞれ100nm以下、好ましくは10nm〜60nm、深さが50nm以下、好ましくは10nm〜40nmのナノオーダーの凹凸パターンを有する。磁性層3は、凹凸パターンの少なくとも凸部パターンに配置されるが、凸部パターンと凹部パターンの双方に配置されていてもよい。

0018

磁性層3は、溝底辺と側壁のなす角度を第一テーパ角度5、凹部底辺から凸部高さ80%のところで側壁の傾きを変え、この角度を第二テーパ角度6とする。
本発明においては、第二テーパ角度6が第一テーパ角度5より小さい角度であることを特徴とする。
本発明においては第二テーパ角度が50°以下であることが好ましい。

0019

保護層4は、本質的に金属成分からなる磁性層を外部雰囲気から遮断し、その腐食を防止することを目的とし、膜厚が4.0nm以下の、比較的に低硬度被覆性に優れたSiO2などの金属酸化物膜金属窒化物膜等の無機膜グラファイト膜ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜などの炭素質膜からなる。
これらの膜の中では、磁気ヘッドの低浮上化に伴いさらなる薄膜化が要求される状況から、磁気ヘッドとの接触に対する耐破損性耐摩耗性、保護層上に塗布される潤滑剤の吸着性などに優れることから種々の形態の炭素質膜が多用されてきている。

0020

これらの炭素質膜として、グラファイトターゲットに用いたマグネトロンスパッタリング法により形成されるグラファイト膜、炭化水素、たとえば、メタンエタンプロパンブタンなどのアルカン類エチレンプロピレンなどのアルケン類アセチレンなどのアルキン類などを原料に用いたプラズマCVD法により形成したダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜などがある。

0021

DLC膜成膜法としてはスパッタリング法とCVD法があるが、これらの成膜法で形成したDLC膜を比べた場合、CVD法で形成したDLC膜の方がsp3性の高い構造を持ち、緻密で硬い。また、スパッタリング法に比べてトレンチ構造への成膜性はよいとされている。そこで、炭素膜としては、プラズマCVD法により形成される膜厚が4.0nm以下のDLC膜からなることが好ましい。

0022

前記保護層4は、基体1上に配置された凹凸パターンを被覆して磁性層3および下地層2に含まれる金属成分の腐食を防止する。
ナノオーダーの凹凸パターンを有する磁性層3は、基体1上に下地層2および磁性層3もしくは磁性層3上にさらに仮保護層を形成した後、磁性層3もしくは仮保護層および磁性層3をエッチングする方法、もしくは、基体1上に形成した下地層3をエッチングして下地層3にナノオーダーの凹凸パターンを形成した後、該下地層3上に磁性層3を形成する方法により製造される。

0023

ナノオーダーの凹凸パターンを有する下地層2または磁性層3は、下地層2または磁性層3もしくは仮保護層上に、光硬化性エッチングレジストを塗布し、該レジスト塗膜に所望の凹凸パターンが形成された石英モールド押圧し、該石英モールドを介して紫外線照射してレジスト塗膜を硬化させてエッチングパターンを形成し、該エッチングパターンに沿って下地層2または磁性層3を所望の深さにエッチングする等のナノインプリント法により製造することができる。

0024

上記の方法において、基体1上への下地層2、該下地層2上への磁性層3および該磁性層3上への仮保護層の形成方法には特に制限はなく、従来の磁気記録媒体の製造に採用されている公知の方法を採用することができる。

0025

磁性層3に公知の方法で凹凸パターンを形成した時、第二テーパ角度は第一テーパ角度に等しく、凸部の角部がほぼ90°となっている。そこで、保護層4を成膜する前に、例えば、試料を30°〜50°、次に−30°〜−50°傾け、其々Arガスで10〜30秒間エッチングすることで、第一テーパ角度5より小さい角度である第二テーパ角度6を形成することができる。

0026

<実施例1〜6、比較例1>
図1に示す磁性層に凹凸形状のある磁気記録媒体試料を製作した。試料は表面が平滑な化学強化ガラス基板からなる1.8インチディスク片面に下地層としてCoFeNiからなる層を形成した後、磁気記録層としてライン幅凸部幅)を100nm、溝幅凹部開口部)80nm、深さ15nmとしたCo77Cr9Pt10SiO2からなる凹凸パターンを形成した。

0027

磁気記録層凸部の第一テーパ角度を70°に固定し、第二テーパ角度を40°(実施例1)、45°(実施例2)、50°(実施例3)、55°(実施例4)、60°(実施例5)、65°(実施例6)、70°(比較例1)の7試料を作製し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層をプラズマCVD装置で4.0nm成膜した。

0028

保護層のカバレッジ性を評価するため、金属溶出試験を行った。保護層面以外からの金属溶出を防ぐため、試料周囲樹脂封止し、試料を80℃純水中に1h放置した後、純水中に溶出した金属量を調べた。その結果を図2に示す。図2では、第二テーパ角度が45°の試料(実施例2)の金属溶出量を1とし、他の試料はそれに対する比率を示した。

0029

実施例2の試料の磁性層からの金属溶出量を1とすると、第二テーパ角度45°以下では溶出量は45°の場合と変わらない。しかし、第二テーパ角度50°以上の試料からの金属溶出量は徐々に増加し、第二テーパ角度が第一テーパ角度と同じ、すなわち凸部の角が出ている試料(比較例1)の場合は、約10倍であった。凹凸パターンに沿ってカーボン保護層を成膜する場合、凸部角部分に保護層がつきにくく、金属溶出の起点となりやすいことを示している。

0030

<実施例7、8、比較例2>
図1に示す磁性層に凹凸形状のある磁気記録媒体試料を製作した。試料は表面が平滑な化学強化ガラス基板からなる1.8インチディスク片面に下地層としてCoFeNiからなる層を形成した後、磁気記録層としてライン幅(凸部幅)を100nm、溝幅(凹部開口部)100nm、深さ12nmとしたCo77Cr9Pt10SiO2からなる凹凸パターンを形成した。

0031

第一テーパ角度を85°に固定し、第二テーパ角度を40°(実施例7)、55°(実施例8)、70°(比較例2)の3試料を作製し、その上にダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護層をプラズマCVD装置で2.5nm成膜した。

0032

保護層のカバレッジ性を評価するため、80℃、85%RHの環境下に500h放置後、0.05wt%硝酸滴下し1h放置した後、その液を回収しICP−MSで溶出した金属量を測定した。その結果を図3に示す。図3では、第二テーパ角度が40°の試料の金属溶出量を1とし、他の試料はそれに対する比率を示した。

0033

第一テーパ角度が85°と垂直に近い試料の場合でも、第二テーパ角度が70°の試料(比較例2)に比べ、第二テーパ角度40°の試料(実施例7)の金属溶出量は低い値を示した。第二テーパ角度55°の試料(実施例8)の金属溶出量は実施例7に比べると高いが、比較例2に比べると低い値を示した。

0034

以上から、凸部側壁の角度(テーパ角度)を二段階にして凸部側壁の底辺に対する角度(第二テーパ角度)が凸部下部における凸部側壁の底辺に対する角度(第一テーパ角度)より小さい角度とすることにより、保護層の凹凸カバレッジ性を向上させる効果があることがわかった。

図面の簡単な説明

0035

本発明の磁気記録媒体の一実施態様を示す図である。
実施例1〜6、比較例1の金属溶出試験結果を示す図である。
実施例7、8、比較例2の金属溶出試験結果を示す図である。

符号の説明

0036

1:基体、 2:下地層、 3:磁性層、 4:保護層
5:第一テーパ角度6:第二テーパ角度

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