JP2001148118A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な膜厚を有する保護膜が施された磁気記
録媒体およびその製造方法を提供。 【解決手段】 磁気記録媒体の製造方法は、スパッタリ
ング法を用いて、円環状の非磁性基板上にＣｒを含む非
磁性下地層とＣｏを含む磁性記録層とを積層することに
よって、円環状の積層基板を設ける第１の工程と、積層
基板上にバイアスを印加するプラズマ−ＣＶＤ法を用い
て、磁性記録層を保護するための保護膜を積層基板上に
成膜する第２の工程とを有する。そこで、第２の工程を
実施する際に、円環状の積層基板と同心的かつ平行し
て、所定の電位が印加された円環状のエッジシールドが
積層基板の両側に所定の距離離間して配置され、さらに
エッジシールドの内径は積層基板の外径よりも大きい。
このような製造方法によって、膜厚が均一な磁気記録媒
体を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
情報機器用記憶装置（例：内蔵型または外付け型のハー
ドディスク）で使用される磁気記録媒体およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンピュータ等の情報機器用
記憶装置に関して、記憶容量を高める一方で小型化が求
められている。例えば、職場のみならず一般家庭へのパ
ーソナルコンピュータの普及にともなって、より軽量か
つ小型のコンピュータ本体が求められると同時に、小型
でありながらより記憶容量の大きいハードディスクドラ
イブが求められている。

【０００３】ハードディスクドライブの主要構成部品で
ある磁気記録媒体は、情報を磁気的に記録する部品であ
り、非磁性基板上にＣｒ下地膜、ＣｏＣｒＴａ系合金磁
性膜、カーボン系保護膜（Ｃ系保護膜）を成膜すること
により形成されている。磁気記録密度向上の観点からカ
ーボン系保護膜の薄膜化が急激に進み、これを実現する
成膜手法として、これまでのスパッタ法からプラズマ−
ＣＶＤ法に代わりつつある。

【０００４】プラズマ−ＣＶＤ法では、原料ガスを成膜
室（真空容器）内に導入し、高周波や電子流等によって
ガスをプラズマ化させ、その中のイオンを基板に堆積し
ている。しかし、ただ堆積するだけでは良質な膜が得ら
れず、一般的には基板に１００〜４００Ｖの負の電位を
印加する形をとっている。プラズマ−ＣＶＤ法に適用さ
れる装置の一例を図６に示す。

【０００５】図６は、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の断
面図である。ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の真空容器１
０にはＥＣＲ−プラズマを形成するキャビティ２３が備
えられており、キャビティ２３の底にはマイクロ波電源
２１（周波数２．４５ＧＨｚ）から発せられるマイクロ
波を伝送する導波管２２および原料ガス（メタンガス）
を供給するガス流量制御器３が設けられている。導波管
２２とキャビティ２３の境界にはマイクロ波を透過さ
せ、ガスを透過させない絶縁窓２５が嵌めてある。ま
た、真空容器１０には内部の圧力を制御する排気装置
（図示せず）が接続されている。キャビティ２３の外側
には電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を起こすための
コイル２４が設けられている。真空容器１０内には、積
層基板２を直接支持する複数の導電性の支持治具４２を
有する導電性の基板ホルダ４１が装着されている。バイ
アス電源５は基板ホルダ４１に接続されており、支持治
具４２を介して積層基板２はバイアス電位とされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、磁気記
録密度を向上させるには、保護膜の薄膜化が必要不可欠
である。これまでのところ、耐久性の向上には、バイア
ス電位として、積層基板に負電位を印加する方法が有効
とされている。耐久性は印加する負電位が大きいほど向
上していくが、印加する負電位が大きくなるにしたがっ
て積層基板外周部において電界の集中が発生し、イオン
が外周部に引きつけられる。これによって、積層基板
（すなわち磁気記録媒体）の外周部において膜厚の増加
という現象が発生し、磁気ヘッドの浮上特性および電磁
変換特性の悪化を招くため、保護膜の膜厚を一定にする
ことが解決すべき課題としてある。このような課題を解
決するための一手段として、特開平１０−１７２１４０
号公報では、プラズマＣＶＤの反応圧力を３．５Ｐａ以
下にしてＥＣＲ−プラズマを実施する磁気記録媒体の製
造方法や、直接接触して基板を支持する支持治具の、直
接プラズマに接触する表面を絶縁シールドで被覆するこ
とが開示されている。このような製造方法はたいへん優
れたものではあるが、圧力を低下させると不安定になる
という問題点を有しており、新たな製造方法が求められ
ている。

【０００７】したがって、本発明の目的はこのような課
題を解決し、均一な膜厚を有する保護膜が施された磁気
記録媒体およびその製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の実施態様は、スパッタリング法を用い
て、円環状の非磁性基板上にＣｒを含む非磁性下地層
と、Ｃｏを含む磁性記録層とを積層することによって、
円環状の積層基板を設ける第１の工程と、前記積層基板
上にバイアスを印加するプラズマ−ＣＶＤ法を用いて、
前記磁性記録層を保護するための保護膜を前記積層基板
上に成膜する第２の工程とを有する磁気記録媒体の製造
方法であって、前記第２の工程を実施する際に、前記円
環状の積層基板と同心的かつ平行して、所定の電位が印
加された円環状のエッジシールドが前記積層基板の両側
に所定の距離離間して配置され、さらに前記エッジシー
ルドの内径は前記積層基板の外径よりも大きいことを特
徴とする磁気記録媒体の製造方法である。

【０００９】好ましくは、前記エッジシールドと前記積
層基板との離間距離は、４ｍｍから６ｍｍの範囲内であ
り、また前記エッジシールドの内径と前記積層基板の外
径との寸法差は１．５ｍｍから３．０ｍｍの範囲内であ
る。

【００１０】好ましくは、前記第２の工程で前記保護膜
が成膜された前記磁気記録媒体は、前記保護膜の半径方
向の膜厚面内分布が２．０％以下である。

【００１１】また、好ましくは、前記プラズマ−ＣＶＤ
法は、イオンビーム法である。

【００１２】好ましくは、前記保護膜の形成の際、前記
エッジシールドの電位を０Ｖとする。

【００１３】本発明の第２の実施態様は、第１の実施態
様の製造方法で製造されたことを特徴とする磁気記録媒
体である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施態様である磁
気記録媒体の製造方法は、スパッタリング法を用いて、
中心部に円弧状の開口部が形成された円板状（本明細書
中において、円環状と称する）の非磁性基板上にＣｒを
含む非磁性下地層とＣｏを含む磁性記録層とを積層する
ことによって、円環状の積層基板を設ける第１の工程
と、積層基板上にバイアスを印加するプラズマ−ＣＶＤ
法を用いて、磁性記録層を保護するための保護膜を積層
基板上に成膜する第２の工程とを有する。さらに、第２
の工程を実施する際に、円環状の積層基板と同心的かつ
平行して、所定の電位が印加された円環状のエッジシー
ルドを積層基板の両側に所定の距離離間して配置し、さ
らにエッジシールドの内径を積層基板の外径よりも大き
くする（図１参照）。

【００１５】スパッタリング法を用いる非磁性基板上へ
のＣｒを含む非磁性下地層およびＣｏを含む磁性記録層
の積層は、当該技術において知られている方法を用いて
行うことができる。

【００１６】本発明において作成される保護膜は、主と
してカーボンを含む。

【００１７】本発明におけるプラズマ−ＣＶＤ法におい
て、プラズマの発生方法として、高周波グロー放電法、
ＥＣＲ法などの当該技術において知られている方法を用
いることができる。あるいはまた、イオンビーム法を用
いることもできる。なお、本発明におけるイオンビーム
法とは、発生させたプラズマから所望の電荷のイオンの
みを取り出し、それをビームとして積層基板に照射する
ものである。また、用いられる装置は、本発明のエッジ
シールドを取り付けることができる限りにおいて、当該
技術において知られている装置を用いることができる。

【００１８】図１に示すように、エッジシールド１は、
アルミ合金製の円環状プレートからなり、成膜時に積層
基板２の両側に該積層基板を挟みこむかたちで配置する
ことによりイオンの流れを制御する。エッジシールド１
の内径は積層基板２の外径よりも大きい。具体的には、
例えば積層基板２の内径を２０ｍｍ、外径を６４ｍｍと
した場合、エッジシールド１の内径は６５．５ｍｍから
６７．０ｍｍの範囲内、また外径は１７２ｍｍから１８
０ｍｍの範囲内である。すなわち、エッジシールド１の
内径と積層基板２の外径との寸法差は１．５ｍｍから
３．０ｍｍの範囲内である。エッジシールドの外径の寸
法は、積層基板２の外径よりも充分に大きいことが好ま
しい。さらに、エッジシールド１と積層基板２との離間
距離は、４ｍｍから６ｍｍの範囲内とする。

【００１９】なお、エッジシールド１を形成するアルミ
合金は、成膜によって付着した保護膜の剥離を防止する
加工を施すことが好ましい。そのような加工は、たとえ
ば、サンドブラストした後に、Ａｌを溶射することによ
るエッジシールド表面の粗面化を含む。

【００２０】本発明による保護膜の作製時において、円
環状の積層基板は、バイアスとして、アース電位に対し
て０〜１５０Ｖの、好ましくは６０〜１２０Ｖの電位を
印加される。一方、エッジシールドは、アース電位とす
ることが好ましい。エッジシールドの電位をアース電位
とすることにより、積層基板（すなわち磁気記録媒体）
に対する付着物（パーティクル）の発生を防止するのに
有効である。

【００２１】このように構成されることで、プラズマ−
ＣＶＤ成膜中において、成膜室（真空容器）内にエッジ
シールドを配置することにより、積層基板バイアスによ
り引き寄せられるイオンが選択的に積層基板の外周部に
集中するのを防ぐことにより、積層基板（すなわち磁気
記録媒体）への付着物の増加を抑制しつつ、膜厚の内外
周差を改善することができる。

【００２２】内径２０ｍｍおよび外径６４ｍｍのＣｒを
含む非磁性下地層とＣｏを含む磁製記録層を積層したア
ルミ合金製基板に対する保護膜の形成を、以下のように
して行った。イオンビーム法（後述）を用いるプラズマ
−ＣＶＤ装置中に前記の積層基板を配置し、そしてその
積層基板から５ｍｍ離隔して、前記積層基板の両側に内
径６６ｍｍおよび外径１７６ｍｍを有するアルミ合金製
エッジシールドを、前記積層基板と平行になるように配
置した。エッジシールドは、サンドブラスト後にＡｌを
溶射することにより、その表面を粗面化したものを用い
た。次に表１に示す条件にてプラズマ−ＣＶＤ装置を運
転し、積層基板上の保護膜（厚さ８ｎｍ）を作成した。
なお、表１中の電位は、全てアース電位に対する電位で
ある。

【００２３】また、エッジシールドを用いなかったこと
を除いて上記の手順を繰り返して、比較のための保護膜
を作成した。

【００２４】

【表１】

【００２５】つぎに、上述の製造方法によって得られる
磁気記録媒体の表面の状態を光学表面分析装置（Optica
l Surface Analyzer、以下、OSAと呼ぶ）による光学的
手法によって評価する。

【００２６】図２および図３は、ＯＳＡの測定結果とし
て表される磁気記録媒体表面全体を示す平面図であり、
図２はエッジシールドを用いない場合、図３はエッジシ
ールドを用いた場合を示す。これらの図において、該媒
体上の濃淡は、保護膜の分布を示し、色の濃い部分ほど
膜厚が厚いことに相当する。エッジシールド無しの状態
（図２）で保護膜の成膜を行った場合は、磁気記録媒体
最外周部において膜厚が急激に増加していることが読み
取れる。一方、エッジシールドを用いた場合、色の濃淡
から外周部の膜厚の急激な増加が大幅に改善されている
ことが解る。

【００２７】図４および図５に上記の結果を数値化した
ものを示す。図４はエッジシールド有りの場合、図５は
エッジシールド無しの場合である。これらの図の縦軸は
磁気記録媒体の反射率を表しているが、これは保護膜の
膜厚と相関を持ち、反射率が低いほど保護膜が厚いこと
を示している。横軸は磁気記録媒体中心からの距離（内
側の縁から外側の縁に向けた半径方向の距離）を表す。
なお、反射率の最大値および最小値は、磁気記録媒体中
心からの特定の距離にある円周上における反射率の最大
値および最小値をプロットしたものであり、円周方向の
膜厚分布を示すものである。

【００２８】本発明に適用されるエッジシールドが無い
状態では（図５参照）、外周部（４０ｍｍ以上）で膜厚
が大きく変動しているのに加え、反射率の最大値・最小
値の幅が大きく、外周部における円周方向の分布も悪い
ことを示唆している。一方、本発明のエッジシールドの
ある状態においては（図４参照）、外周部での膜厚の変
動が小さく、および磁気記録媒体中心からのいずれの距
離においても、膜厚の最大値と最小値との差が小さくな
っていることから、円周方向の膜厚分布も改善されてい
ることが読みとれる。

【００２９】本測定法より反射率から膜厚を算出したこ
とろ、エッジシールドの付加によって膜厚面内分布が
２．０％から１．６％に改善されたことが解った。膜厚
面内分布とは、磁気記録媒体中心からの距離に対する保
護膜の膜厚の変化率を意味する。これは、図４および図
５に示すようなグラフにおいて、反射率を膜厚に変換し
た後に１次直線によるカーブフィッティングを行い、得
られる直線の傾きに相当する。

【００３０】加えて、図４および図５における最小値の
曲線に見られるピークの存在は、磁気記録媒体上の付着
物（パーティクル）の存在を示唆するものである。図４
と図５との比較において、エッジシールドを用いた場合
に、エッジシールドを用いない場合よりもパーティクル
の数が少ないことがわかる。すなわち、エッジシールド
という物体を成膜室に配置しても、連続成膜の過程でエ
ッジシールドに堆積した膜が剥がれ落ち、磁気記録媒体
上のパーティクルが増加する等の副次的に発生する悪影
響がないことを示唆している。

【００３１】上記のように、本発明のエッジシールドを
用いることにより保護膜の膜厚の変動、すなわち面内分
布の差を小さくすることができた。また、磁気記録媒体
上の付着物が少ないことも好適である。したがって、本
発明のエッジシールドを用いることにより、保護膜で被
覆される積層基板のバイアスを高くして、保護膜の耐久
性を向上させることができる。

【００３２】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、保護
膜を形成するイオンの発生において、プラズマ−ＣＶＤ
法としてイオンビーム法を用いることができる。

【００３３】本発明におけるイオンビーム法においてプ
ラズマを発生させるためのカソードとしては、タングス
テン合金製のフィラメントを用いることができ、ここか
ら電子を放出してプラズマを形成する。次に、アノード
に０〜２００Ｖ（対アース電位）を印加して、所望のイ
オンを、所望の方向すなわち積層基板の方向に加速して
照射する。この際に、反対電荷のイオンは積層基板と反
対の方向に加速され、積層基板には到達しない。さら
に、積層基板に対して０〜−１５０Ｖ（積層基板に照射
するイオンが正に荷電している場合、対アース電位）の
バイアスを印加することにより、積層基板表面に良好に
保護膜を形成することができる。なお、この際にアノー
ドおよび積層基板に高周波の直流パルスを与えることに
より所望の電位を与えてもよい。アノードおよび積層基
板に与える直流パルスは、独立的に制御可能であること
が好ましい。

【００３４】本発明の第２の実施態様である磁気記録媒
体は、磁気記録媒体外周部での膜厚の変動が小さく、か
つ面内の膜厚の分布差も小さいので、コンピュータ等の
情報機器用記憶装置で使用するのに適当である。また付
着物（パーティクル）が少ないことも、該用途にとって
適切である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積層基板バイアスを印加した際に生ずる磁気記録媒体外
周部での保護膜の膜厚変動および面内の保護膜の膜厚の
分布差を、磁気記録媒体上にパーティクルを増加させる
ことなく減少することが可能となる。このことはさらな
る積層基板への高バイアス印加を可能にし、耐久性の向
上が達成可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法に適用される
エッジシールドの構成を説明するための模式的斜視図で
ある。

【図２】従来の製造方法（エッジシールドを用いない）
にもとづいて製造された磁気記録媒体のＯＳＡ測定結果
として表される基板表面全体を示す平面図である。

【図３】本発明の製造方法（エッジシールドを用いる）
にもとづいて製造された磁気記録媒体のＯＳＡ測定結果
として表される基板表面全体を示す平面図である。

【図４】図３に示す本発明の製造方法にもとづいて製造
された磁気記録媒体のＯＳＡ測定結果を数値化して表し
たグラフである。

【図５】図２に示す従来の製造方法にもとづいて製造さ
れた磁気記録媒体のＯＳＡ測定結果を数値化して表した
グラフである。

【図６】従来の磁気記録媒体の製造方法に適用可能なＥ
ＣＲ−プラズマＣＶＤ装置の構成を説明するための模式
的断面図である。

【符号の説明】

１ エッジシールド ２ 積層基板 ３ ガス流量制御器 ５ バイアス電源 １０ 真空容器 ２１ マイクロ波電源 ２２ 導波管 ２３ キャビティ ２４ コイル ２５ 絶縁窓 ４１ 基板ホルダ ４２ 支持治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 草川 和大 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 AA09 AA24 BA06 BA07 BA34 BB02 BC06 BD11 CA05 CA13 DA10 5D006 AA02 AA05 BB01 CA01 DA03 EA03 5D112 AA07 AA24 FA10 FB24 FB26

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタリング法を用いて、円環状の非
   磁性基板上にＣｒを含む非磁性下地層と、Ｃｏを含む磁
   性記録層とを積層することによって、円環状の積層基板
   を設ける第１の工程と、前記積層基板にバイアスを印加
   するプラズマ−ＣＶＤ法を用いて、前記磁性記録層を保
   護するための保護膜を前記積層基板上に成膜する第２の
   工程とを有する磁気記録媒体の製造方法であって、 前記第２の工程を実施する際に、前記円環状の積層基板
   と同心的かつ平行して、所定の電位が印加された円環状
   のエッジシールドが前記積層基板の両側に所定の距離離
   間して配置され、さらに前記エッジシールドの内径は前
   記積層基板の外径よりも大きいことを特徴とする磁気記
   録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記エッジシールドと前記積層基板との
   離間距離は、４ｍｍから６ｍｍの範囲内であり、また前
   記エッジシールドの内径と前記積層基板の外径との寸法
   差は１．５ｍｍから３．０ｍｍの範囲内であることを特
   徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の工程で前記保護膜が成膜され
   た前記磁気記録媒体は、前記保護膜の半径方向の膜厚面
   内分布が２．０％以下であることを特徴とする請求項１
   または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記プラズマ−ＣＶＤ法は、イオンビー
   ム法であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   か一項に磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記保護膜の形成の際、前記エッジシー
   ルドの電位を０Ｖとすることを特徴とする請求項１ない
   し４のいずれか一項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか一項の製造
   方法で製造されたことを特徴とする磁気記録媒体。