JP2002222511A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録媒体の製造において、装置稼動初期
に成膜用チャンバーの内壁から発生するパーティクルの
増加を低減し、目標数までの低減にかかる時間を短くす
る方法を提供し、磁気記録媒体製造の歩留まりを上げる
とともに、製造される磁気記録媒体の品質を向上させ
る。 【解決手段】 基板上に成膜する前に、チャンバー内壁
に圧縮応力が１．０〜２．５ＧＰａであるカーボン膜を
成膜することによって、磁気記録媒体の保護膜に付着す
るパーティクルのうち０．３μｍ以上の大きさのパーテ
ィクルを１００個／３．５インチ基板以下に減少させ
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、現在、コンピュー
タの外部記録装置として主に用いられているハードディ
スクドライブ（ＨＤＤ）に用いられる磁性膜を具えた磁
気記録媒体およぼびその製造方法に関する。詳しくは、
記録層を形成する磁性膜をヘッドの衝撃、外界の腐食性
物質などの腐食から保護する機能を有するカーボン保護
膜を有する磁気記録媒体およびその製造方法に関する。
さらに詳しくは、カーボン保護膜の成膜時に該保護膜に
生じるパーティクルを減少させて高信頼性を実現した磁
気記録媒体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＨＤＤに用いられる磁気記録媒体
の面記録密度は、開発段階で２０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ^２ま
で達し、年率１００％で向上している。このような磁気
記録のより一層の高密度化により、さらに小さな磁化領
域を高いＳＮ比で読み出すためには、書き込み／読み出
しヘッドを記録媒体表面にさらに近づけることが要求さ
れるようになった。現在、ヘッド浮上量は、２０Ｇｂｉ
ｔｓ／ｉｎ^２で、１９ｎｍ以下、５０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ
^２では、１５ｎｍ以下と見積もられている。そして、今
後も、磁気記録の高密度化に対応して、磁気記録媒体と
データＲ／Ｗ用ヘッドとの浮上間隔を狭くすることが求
められると、予想される。したがって、磁気記録媒体表
面の保護膜に関しても、当然、薄膜化が必要となる。

【０００３】このような保護膜は、従来、スパッタ法に
より成膜されている。スパッタ法によれば、周知のよう
に、耐久性および耐食性を有する保護膜を成膜すること
ができるが、膜厚を８０Å以下にすることは困難であ
る。そこで、スパッタ法に代わる次世代カーボン保護膜
の成膜プロセスとして、より高密度な膜が得られるとい
うプラズマＣＶＤ法が注目され、活発に研究が行われて
いる。

【０００４】しかしながら、ＣＶＤ法により成膜を開始
すると、装置稼動初期に成膜用チャンバー内壁に避けが
たくカーボン膜が形成され、このカーボン膜が壁面から
剥離、落下し、パーティクルとなって記録媒体上に付着
する。この時のパーティクルの数は非常に多くて、製造
した磁気記録媒体には良品が得られない。そのまま運転
を続けると、壁面に付着していたカーボン膜が剥離によ
り消費されて、記録媒体表面に付着するパーティクル数
は徐々に減少するが、磁気記録媒体にとって実用上問題
にならない目標数に低減するまでには、時間がかかり、
歩留まりの低下を招いてしまう。

【０００５】これに対して、従来、成膜チャンバーの内
壁表面をケイ素と酸素を含有する物質または炭素を含有
する物質にて構成する方法が提案されている（特開平１
１−１８９８７６号公報）。前記炭素を含有する物質と
しては、具体的にグラファイト、アモルファスカーボ
ン、ポリエチレン等が挙げられているが、このような炭
素を含有する物質によって、チャンバー内壁に形成した
膜の特性と、磁気記録媒体表面に付着するパーティクル
の付着数およびパーティクルサイズとの関係は、開示も
示唆もされていない。この先行技術文献には、チャンバ
ー内壁にカーボンを含有する物質により膜を形成した後
に、このチャンバーを用いて磁気記録媒体を形成した場
合のパーティクル付着数が一面あたり約２００個との開
示があるが、パーティクルサイズの開示は全くない。磁
気記録媒体におけるグライド特性の向上には、パーティ
クル付着数とパーティクルサイズの両方をコントロール
する必要がある。そのためには、パーティクル付着数と
パーティクルサイズの許容限度を知ることが重要であ
る。そして、これらの許容限度と、チャンバー内壁に形
成する膜の特性との間の相関を、知る必要がある。これ
らを知ることによって、初めて、磁気記録媒体表面に避
けがたく付着するパーティクルを実用上問題のない範囲
に抑制する制御システムの再現性および信頼性を、確保
することができる。しかしながら、この先行技術文献に
は、係る開示が全くない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、磁気記録媒体の製造において、装置稼動初期に成膜
用チャンバーの内壁から発生するパーティクルの増加を
低減し、目標数までの低減にかかる時間を短くする方法
を提供し、磁気記録媒体製造の歩留まりを上げるととも
に、製造される磁気記録媒体の品質を向上させることに
ある。さらに詳しくは、パーティクル付着数とパーティ
クルサイズの許容限度を確定するとともに、これらの許
容限度とチャンバー内壁に形成する膜の特性との間の相
関を求め、それによって、磁気記録媒体表面に避けがた
く付着するパーティクルを実用上問題のない範囲に抑制
することのできる磁気記録媒体の製造方法と、該方法に
より得られる高品質な磁気記録媒体とを提供すること
が、本発明の課題である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な課題を解決するために、鋭意、実験、検討を重ねたと
ころ、下記のような知見を得るに至った。カーボン保護
膜の本成膜を行う前に、チャンバー内壁に応力の小さい
カーボン膜を成膜すること、そして、カーボン膜を剥離
しにくくすれば装置稼動初期のパーティクルの増加を低
減できることを見出した。さらに詳しくは、成膜用チャ
ンバー内で、非磁性基板上に少なくとも磁性層、カーボ
ン保護膜、および液体潤滑剤を順次積層することによっ
て磁気記録媒体を得る磁気記録媒体の製造方法におい
て、前記基板上に成膜する前に、前記チャンバー内壁に
圧縮応力が１．０〜２．５ＧＰａであるカーボン膜を成
膜すると、磁気記録媒体の保護膜に付着するパーティク
ルのうち０．３μｍ以上の大きさのパーティクルを１０
０個／３．５インチ基板以下に減少させることができ、
これによって、高品質な磁気記録密度を高い歩留まりに
より製造することができることを、見いだすに至った。

【０００８】本発明は係る知見に基づいてなされたもの
である。すなわち、本発明に係る磁気記録媒体は、非磁
性基板上に少なくとも磁性層、カーボン保護膜、および
液体潤滑剤が順次積層されてなる磁気記録媒体におい
て、前記保護膜表面に付着したパーティクルのうち０．
３μｍ以上の大きさのパーティクルの存在量が１００個
／３．５インチ基板以下であることを特徴とする。

【０００９】また、本発明に係る磁気記録媒体の製造方
法は、成膜用チャンバー内で、非磁性基板上に少なくと
も磁性層、カーボン保護膜、および液体潤滑剤を順次積
層することによって磁気記録媒体を得る磁気記録媒体の
製造方法において、前記基板上に成膜する前に、前記チ
ャンバー内壁に圧縮応力が１．０〜２．５ＧＰａである
カーボン膜を成膜して、該チャンバー内壁からのカーボ
ン膜の剥離を防止し、前記保護膜の表面に付着するパー
ティクルを減らすことを特徴とする。

【００１０】前述の構成を有する本発明において、さら
に好ましくは、前記カーボン膜の圧縮応力を１．５〜
２．０ＧＰａとする。

【００１１】また、前記カーボン膜の前記チャンバー内
壁への成膜厚さは、３．０〜５．０μｍとすることが、
好ましく、より好ましくは、前記カーボン膜の成膜厚さ
を３．５〜４．０μｍとする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体は、非磁性
基板上に順次積層された磁性層、カーボン保護膜、およ
び液体潤滑層を、少なくとも有する。

【００１３】本発明で使用される非磁性基板は、アルミ
合金、ガラス、プラスチック基板など、慣用のいかなる
非磁性基板でもよい。具体的なプラスチック基板として
は、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミ
ドなどから成る基板を挙げることができる。

【００１４】基板は、２．５インチ、３インチ、３．３
インチ、３．５インチ、５インチ、のいずれの大きさの
ディスク基板であってもよく、またその形態も、ディス
ク状に限られず、カード状、帯状などいかなる形態でも
よい。なお、ここで示した大きさは公称値であり、当該
技術において汎用されているものであると理解されるべ
きである。

【００１５】本発明で使用される磁性膜は、記録層とし
て使用できる強磁性金属を含み、具体的には、ＣｏＣｒ
ＴａＰｔ，ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３，ＣｏＣｒＴ
ａＰｔ−ＳｉＯ_２，ＣｏＣｒＴａＰｔ−ＺｒＯ_２，Ｃｏ
ＣｒＴａＰｔ−ＴｉＯ_２，ＣｏＣｒＴａＰｔ−Ａｌ_２Ｏ
_３などを成分とする磁性膜である。

【００１６】磁性層の厚さは、２０ｎｍ以下であり、好
ましくは１０〜２０ｎｍである。磁性膜を複数用いて多
層構造の記録層としてもよい。

【００１７】また、磁性層と基板の間に下地層を形成し
てもよい。下地層は、下地層を形成する慣用のいかなる
成分から形成されてもよく、特に限定されない。具体的
には、Ｃｒ，Ｃｒ−Ｗ，Ｃｒ−Ｖ，Ｃｒ−Ｍｏ，Ｃｒ−
Ｓｉ，Ｎｉ−Ａｌ，ＣｏＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｐｔなどから
成る。

【００１８】下地層の厚さは、２０ｎｍ以下であり、好
ましくは１０〜２０ｎｍである。

【００１９】潤滑剤は、液体潤滑剤でパーフルオロ−ポ
リエーテルが使用され、その中でもＺ−ｄｏｌ（商品
名、アウジモント社製）が望ましい。

【００２０】保護膜は、記録層を形成する磁性膜をヘッ
ドの衝撃、外界の腐食性物質などの腐食から保護する機
能を有する。保護膜の厚さは８ｎｍ以下であり、好まし
くは３〜８ｎｍである。

【００２１】保護膜は、ＤＬＣ（Diamond−like Carbo
n）をプラズマＣＶＤ法により成膜して得ることができ
る。プラズマＣＶＤ法とは、原料となるガスを、熱エネ
ルギーではなく、電磁気的なエネルギーを加えて電子に
よって分解し、低温で薄膜を形成する方法である。具体
的には、気相成長によって成膜成長を行うＣＶＤに放電
を行わせる装置を組み合わせた装置を用いて薄膜を形成
することができる。プラズマＣＶＤ法としては、フィラ
メント方式イオンビーム−ＣＶＤ、ホローカソード方式
イオンビーム−ＣＶＤ、電子サイクロトロン共鳴−ＣＶ
Ｄ、高周波−ＣＶＤ、電子ビーム励起プラズマ−ＣＶＤ
などを挙げることができ、いずれの方法で成膜してもよ
い。

【００２２】ＤＬＣを成膜する際の原料ガスは、炭化水
素系ガス、例えば、メタン（ＣＨ_４）、エチレン（Ｃ_２
Ｈ_４），アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２），トルエン（Ｃ
_７Ｈ_８）などを用いる。

【００２３】チャンバー内壁と同電位である基板に成膜
されたカーボン膜の応力について検討した結果、チャン
バー内壁に成膜されたカーボン膜が一定の応力を有する
場合に、０．３μｍ以上の大きさのパーティクルが１０
０個／３．５インチ基板以下となることが見出された。

【００２４】応力は、基板反り変形法により求めた。膜
に存在する残留応力のために生じた基板自身の反り変形
量から、膜に発生している平均的な残留応力を求めた。

【００２５】図１に示すように、本発明でチャンバー内
壁に成膜されたカーボン膜は、応力が１．０〜２．５Ｇ
Ｐａであり、好ましくは１．５〜２．０ＧＰａである。
応力が２．５ＧＰａより大きいとチャンバー内壁から剥
離しやすくパーティクルの元となり、一方、１．０ＧＰ
ａより小さいと応力の大きい本成膜カーボンとの応力差
が大きく密着性が悪くなってしまい、本成膜カーボンが
チャンバー内壁から剥離しやすくパーティクルの元とな
ってしまう。

【００２６】１．０ＧＰａの応力を有するカーボン膜
は、本成膜時のイオンの加速度に関わるパラメータであ
るアノード−グランド間の電圧の１／４の電圧で成膜で
き、２．５ＧＰａの応力を有するカーボン膜は、５／８
の電圧で成膜できる。

【００２７】また、本成膜前に、チャンバー内壁に成膜
するカーボン膜の厚さは、３．０〜５．０μｍであり、
好ましくは３．５〜４．０μｍである。膜厚が３．０μ
ｍより薄いと、薄すぎてチャンバー内壁と本成膜カーボ
ンとの緩衝効果が得られない。一方、膜厚が５．０μｍ
より大きいと、成膜する時間が長すぎて、装置の稼動率
が低くなってしまう。

【００２８】なお、保護膜表面のパーティクル数測定に
は、光学式外観試験機を使用した。

【００２９】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を説明する
が、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではな
い。

【００３０】（実施例１）図２は、本実施例の磁気記録
媒体１の概略断面図である。図２に示すように、アルミ
合金基板（非磁性基板）２上に、ＮｉＰメッキ（メッキ
層）３を施し、その上にスパッタ法で２０ｎｍのＣｒ下
地層４および２０ｎｍのＣｏ磁性層５を成膜した。さら
にその上に、以下に詳細に説明するホローカソード方式
イオンビーム−ＣＶＤにより、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）を
原料に用いてＤＬＣ保護膜６を成膜した。

【００３１】図３は、ホローカソード−ＣＶＤの原理図
である。装置は、ホローカソード１１０、アノード電極
１１１、マグネット１１２で構成され、ホローカソード
１１０より発生した熱電子はアノード電圧によりアノー
ド側に引き付けられ、アノード側から導入されたＡｒガ
スと衝突し、Ａｒ^＋を発生させ、アノード電圧により押
し出されたＡｒ^＋はＣ_２Ｈ_４と衝突し、プラズマを発生
させる。マグネット１１２はプラズマ密度を制御する。
プラズマ中のイオンはアノード電圧で基板１１３側へ押
し出される。

【００３２】本成膜の前、チャンバー内壁に、応力２．
０ＧＰａのカーボン膜を３．５μｍ成膜した後に、本成
膜を行った。

【００３３】次に、保護膜表面に、Ｚ−ｄｏｌ（商品
名、アウジモント社製）を塗布して２ｎｍの液体潤滑層
を形成した。

【００３４】得られた磁気記録媒体を用いて信頼性試験
をしたところ、３．５インチ基板で０．３μｍ以上の大
きさのパーティクル数が６０個／面程度のものが多く、
良品率も約８０％であった。

【００３５】（比較例１）本比較例では、本成膜前に、
チャンバー内壁に応力の小さいカーボン膜の成膜を行わ
ず、本成膜を行った。

【００３６】次に、保護膜表面に、Ｚ−ｄｏｌ（商品
名、アウジモント社製）を塗布して２ｎｍの液体潤滑層
を形成した。

【００３７】得られた磁気記録媒体を用いて信頼性試験
をしたところ、３．５インチ基板で０．３μｍ以上の大
きさのパーティクル数が１０００個／面と非常に多く、
良品率０％であった。

【００３８】

【発明の効果】本発明によると、カーボン保護膜の本成
膜前に、チャンバー内壁に応力の小さいカーボン膜を成
膜しておくことにより、本成膜後にチャンバー内壁から
のカーボン膜を剥離しにくくし、磁気記録媒体への付着
をなくすことで、保護膜表面のパーティクルを少なくす
ることができ、高良品率とすることができる。したがっ
て、本発明は、磁気記録のより一層の高密度化に十分に
対応できる高信頼性の磁気記録媒体を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】チャンバー内壁に成膜したカーボン膜の応力と
装置稼動直後のパーティクル数との関係を示した図であ
る。

【図２】本発明の磁気記録媒体の一実施例を示す媒体の
断面概略図である。

【図３】ホローカソード方式イオンビーム−ＣＶＤ装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 磁気記録媒体 ２ 非磁性基板 ３ めつき層 ４ 下地層 ５ 磁性層 ６ ＤＬＣ保護膜 １１０ ホローカソード １１１ アノード電極 １１２ マグネット １１３ 基板 １１４ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉原 眞紀 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 (72)発明者 松尾 秀樹 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 (72)発明者 窪田 正雄 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） 4K030 AA09 BA27 CA02 CA06 CA07 CA12 FA01 KA08 KA47 LA20 5D006 AA01 AA02 AA05 AA06 5D112 AA07 BC05 FA10 FB22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基板上に少なくとも磁性層、カー
   ボン保護膜、および液体潤滑剤が順次積層されてなる磁
   気記録媒体において、 前記保護膜表面に付着したパーティクルのうち０．３μ
   ｍ以上の大きさのパーティクルの存在量が１００個／
   ３．５インチ基板以下であることを特徴とする磁気記録
   媒体。
2. 【請求項２】 成膜用チャンバー内で、非磁性基板上に
   少なくとも磁性層、カーボン保護膜、および液体潤滑剤
   を順次積層することによって磁気記録媒体を得る磁気記
   録媒体の製造方法において、 前記基板上に成膜する前に、前記チャンバー内壁に圧縮
   応力が１．０〜２．５ＧＰａであるカーボン膜を成膜し
   て、該チャンバー内壁からのカーボン膜の剥離を防止
   し、前記保護膜の表面に付着するパーティクルを減らす
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記カーボン膜の圧縮応力を１．５〜
   ２．０ＧＰａとすることを特徴とする請求項２に記載の
   磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記カーボン膜の前記チャンバー内壁へ
   の成膜厚さを３．０〜５．０μｍとすることを特徴とす
   る請求項２または３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記カーボン膜の成膜厚さを３．５〜
   ４．０μｍとすることを特徴とする請求項４に記載の磁
   気記録媒体の製造方法。