JP2003028802A

JP2003028802A - カーボン膜評価方法および磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: JP2003028802A
Application number: JP2001212527A
Authority: JP
Inventors: Yasuyo Nishida; 康代西田; Kazuo Hoshi; 一男星; Hitoshi Wakao; 仁志若生
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】下地の影響を受けずにカーボン膜のラマンスペ
クトルを選択的に検出できるカーボン膜評価方法とそれ
を含む磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】カーボン膜上に金属を接触させる工程と、
カーボン膜の表面増強ラマンスペクトルを測定する工程
と、表面増強ラマンスペクトルのほぼ１５５０〜１６５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＧ（graphite）の強度
Ｉ_G と、ほぼ１３５０〜１４５０ｃｍ^-1にピークを有す
るバンドＤ（disorder）の強度Ｉ_D との比Ｉ_D ／Ｉ_G に
基づきカーボン膜の膜質を評価する工程とを有するカー
ボン膜評価方法と、Ｉ_D ／Ｉ_G が０．１〜０．５の範囲
にあることを確認する工程を含む磁気記録媒体の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の保
護膜等に用いられるカーボン膜の膜質の評価方法と、カ
ーボン保護膜を有する磁気記録媒体の製造方法に関し、
特に、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録媒体としては、磁性層が
磁性塗料の塗布によって形成される塗布型の磁気記録媒
体が広く使用されてきた。磁性塗料は、酸化物磁性粉末
または合金磁性粉末等の粉末磁性材料を、例えば塩化ビ
ニル−酢酸ビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレ
タン樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機結合剤中に分散さ
せることにより調製される。このような磁性塗料を非磁
性支持体上に塗布し、乾燥させることにより、塗布型の
磁気記録媒体が形成される。

【０００３】これに対して、高密度記録への要求が高ま
るとともに、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案さ
れ、注目を集めている。金属磁性薄膜型の磁気記録媒体
は、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃ０−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｏ等の金
属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段によって非磁
性支持体上に直接被着させることにより形成される。真
空薄膜形成手段としては真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法等が挙げられる。

【０００４】金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗磁力
や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れる。
また、磁性層の厚みを極めて薄くできるため、記録減磁
や再生時の厚み損失が著しく小さい。さらに、磁性層に
非磁性材である結合剤や添加物等を混入する必要がない
ため、磁性材料の充填密度を高めることができる。この
ように、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、数々の利点
を有している。

【０００５】このような金属磁性薄膜型の磁気記録媒体
の電磁変換特性をさらに向上させ、より大きな出力を得
ることができるようにするため、磁気記録媒体の磁性層
を形成する際に、磁性層を非磁性支持体表面に対して斜
めに蒸着させる、斜方蒸着が提案され、すでに実用化さ
れている。

【０００６】上記のような金属磁性薄膜型の磁気記録媒
体においては、耐久性や耐錆性に問題があるといわれて
いる。このような課題を解決するため、磁性層表面を酸
化させたり、金属薄膜である磁性層上に真空薄膜形成手
段を用いて保護膜が設けられたり、さらに保護膜上に潤
滑剤が塗布されたりする。

【０００７】今後のさらなる高密度化に対応するため、
スペーシング損失を少なくする目的で、磁気記録媒体の
表面はより平滑化される傾向にある。磁気記録媒体表面
の平滑化に伴い、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の摩
擦力は増大し、磁気記録媒体に生じる剪断力は大きくな
る。このように摺動耐久性の面で厳しくなる状況の中、
耐久性を向上させる目的で、磁性層表面に保護膜を形成
する技術が検討されている。

【０００８】保護膜としてはカーボン膜、石英（ＳｉＯ
₂ ）膜、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）膜等が検討されてい
る。なかでもダイヤモンド構造を有する硬質カーボン膜
（ＤＬＣ；diamond like carbon)は、摺動耐久性に非常
に優れ、今後、保護膜の主流になるものと考えられてい
る。ＤＬＣ膜はスパッタリング法や化学気相成長法（Ｃ
ＶＤ；chemical vapor deposition)によって成膜される
が、スパッタリング法は膜形成速度が比較的遅いことか
ら工業的には不利であり、ＣＶＤ法によって成膜される
ことが多い。

【０００９】スパッタリング法によれば、まず、電場や
磁場を利用してＡｒガス等の不活性ガスを電離（プラズ
マ化）させる。さらに、電離されたＡｒイオンを加速
し、その運動エネルギーによりターゲットの原子をはじ
き出す。ターゲットからはじき出された原子を基板上に
堆積させ、目的とする膜を形成する。一方、ＣＶＤ法に
よれば、電場や磁場を用いて発生させたプラズマのエネ
ルギーを利用して、原料となるガスの分解や合成等の化
学反応を起こさせ、化学的プロセスにより膜を形成す
る。

【００１０】ＤＬＣ膜の膜質を評価する方法としては、
ラマン分光法（Raman spectroscopy）を利用した方法が
知られている。ラマン分光法は、レーザー発振器から発
振されたレーザー光を試料に照射し、試料で生じるラマ
ン散乱光を分光して検出し、スペクトル解析を行うもの
である。

【００１１】ＤＬＣ膜は、カーボンの結合状態としてｓ
ｐ² 結合（平面構造）と、ｓｐ³ 結合（正四面体構造）
とを含み、このような結合状態のカーボンが集合した微
結晶粒子からなる。したがって、ＤＬＣ膜のラマンスペ
クトルは、１３００〜１５００ｃｍ^-1付近にブロードな
ピークを示す。ラマン分光法による分析深さは、照射す
るレーザー光の波長および出力や、試料により異なる
が、カーボン膜の場合、数１０〜数１００ｎｍである。

【００１２】ＤＬＣ膜の表面を分析する方法としては、
ラマン分光法以外にＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析法）が
ある。しかしながら、ＸＰＳの場合、測定対象となる試
料を大気中に保管したときの表面汚染の影響が大きい。
表面汚染を除去するため、ＤＬＣ膜の表面にイオンエッ
チング処理等を行うと、カーボンの構造が破壊される。
したがって、ラマン分光法のような非破壊での分析は難
しい。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】近年、磁気抵抗効果を
利用した磁気抵抗型（ＭＲ）ヘッドを用いて記録信号の
再生が行われる磁気記録媒体が開発されている。ＭＲヘ
ッドを用いた場合、従来のインダクティブ型ヘッドを用
いた場合に比較して再生感度が高くなるため、再生出力
は小さくてよい。すなわち、磁性層の厚さが薄くても再
生出力は十分となる。

【００１４】逆に、磁性層が厚いと再生出力が大きくな
り過ぎ、ＭＲヘッドが飽和して再生波形が歪むことにな
る。再生波形が歪むと高いＳ／Ｎ比が得られなくなるた
め、ＭＲヘッド用の磁気記録媒体では磁性層の薄膜化が
進められている。ＭＲヘッド用の磁気記録媒体の磁性層
は、例えば数１０ｎｍ程度に薄く形成される。

【００１５】磁性層が非常に薄い場合、ラマン分光法に
よる分析深さが磁性層の下地の非磁性支持体に達する。
これにより、カーボン保護膜で生じるラマン散乱光の信
号が、非磁性支持体で生じるラマン散乱光の信号に消さ
れてしまい、検出が困難となる。

【００１６】一方、磁気記録媒体のカーボン保護膜の材
料としては、磁気記録媒体に適用されるヘッドに応じ
て、硬質カーボンから有機物に近い軟質カーボンまで特
性に違いのある種々のカーボン材料が用いられる。カー
ボン保護膜の膜質に応じて、磁気記録媒体と磁気ヘッド
との摩擦は変化する。カーボン保護膜の摩擦係数が適切
な範囲にない場合は、磁気記録媒体の耐久性が低下す
る。したがって、カーボン保護膜の膜質を短時間で確認
できることが望ましい。

【００１７】また、カーボン保護膜上に潤滑剤等を含有
するトップコートを施した場合、カーボンがトップコー
ト中に拡散してカーボン保護膜からのラマン散乱光の強
度が弱くなり、測定が困難になることもある。

【００１８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、したがって本発明は、下地の影響を受けずに
カーボン膜のラマンスペクトルを選択的に検出し、カー
ボン膜の膜質を評価できるカーボン膜評価方法を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、カーボン保護膜
の膜質を比較的簡単に調べ、耐久性の高い磁気記録媒体
を製造できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のカーボン膜評価方法は、カーボン膜上に金
属を接触させる工程と、前記カーボン膜の表面増強ラマ
ンスペクトルを測定する工程と、前記表面増強ラマンス
ペクトルのほぼ１５５０〜１６５０ｃｍ^-1にピークを有
するバンドＧ（graphite）の強度Ｉ_G を求める工程と、
前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１３５０〜１４５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＤ（disorder）の強度
Ｉ_D を求める工程と、前記バンドＧと前記バンドＤとの
強度比Ｉ _D ／Ｉ_G に基づき前記カーボン膜の膜質を評価
する工程とを有することを特徴とする。

【００２０】好適には、前記カーボン膜の膜質を評価す
る工程は、前記カーボン膜の摩擦係数を予測する工程を
含む。好適には、前記金属を接触させる工程は、前記カ
ーボン膜上に前記金属を蒸着させる工程を含む。あるい
は、前記金属を接触させる工程は、一方の面の少なくと
も一部に金属層が形成された基板を、前記カーボン膜上
に前記金属層を介して圧着させる工程を含む。

【００２１】これにより、カーボン膜の膜質評価を短時
間で行うことが可能となる。また、表面増強ラマン分光
法によれば、通常のラマン分光法では測定できない弱い
ラマン散乱も測定可能となるため、通常のラマン分光法
よりも正確にラマン散乱の強度比Ｉ_D ／Ｉ_G を求めるこ
とができる。

【００２２】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性支持体上に磁性
層を形成する工程と、前記磁性層上にカーボン保護膜を
形成し、磁気記録媒体を作製する工程と、前記カーボン
保護膜上に金属を接触させる工程と、前記カーボン膜の
表面増強ラマンスペクトルを測定する工程と、前記表面
増強ラマンスペクトルのほぼ１５５０〜１６５０ｃｍ^-1
にピークを有するバンドＧ（graphite）の強度Ｉ_G を求
める工程と、前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１３
５０〜１４５０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＤ（diso
rder）の強度Ｉ _D を求める工程と、前記バンドＧと前記
バンドＤとの強度比Ｉ_D ／Ｉ_G に基づき前記カーボン膜
の膜質を評価し、前記磁気記録媒体が使用可能か判定す
る工程とを有することを特徴とする。

【００２３】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、好適
には、前記磁性層を形成する工程は、物理的蒸着により
金属磁性薄膜を形成する工程を含み、前記強度比Ｉ_D ／
Ｉ_Gがほぼ０．１〜０．５のとき、前記磁気記録媒体を
使用可能と判定する。好適には、前記金属を接触させる
工程は、前記カーボン保護膜上に前記金属を蒸着させる
工程を含む。あるいは、前記金属を接触させる工程は、
一方の面の少なくとも一部に金属層が形成された基板
を、前記カーボン保護膜上に前記金属層を介して圧着さ
せる工程を含む。

【００２４】これにより、磁気記録媒体の表面に形成さ
れたカーボン保護膜の膜質を短時間で評価することが可
能となる。また、カーボン保護膜の表面増強ラマンスペ
クトルにおいてラマン散乱の強度比Ｉ_D ／Ｉ_G が特定の
範囲にあるか確認することにより、例えばシャトル走行
試験やスチル耐久性試験を行わなくても、カーボン保護
膜が形成された磁気記録媒体の耐久性を予測することが
可能となる。

【００２５】さらに、本発明の磁気記録媒体の製造方法
によれば、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体のように、磁
性層が薄く形成される磁気記録媒体についても、下地の
影響を受けずに、カーボン保護膜のラマンスペクトルの
み選択的に検出することが可能である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のカーボン膜評価
方法および磁気記録媒体の製造方法の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。本発明のカーボン膜評価
方法は、カーボン保護膜に厚さ１０ｎｍ程度のラマン光
増強基体を付着させて得られる表面増強ラマンスペクト
ルから、１５５０〜１６５０ｃｍ^-1にピークを有するバ
ンドＧの強度Ｉ_G と、１３５０〜１４５０ｃｍ ^-1にピー
クを有するバンドＤの強度Ｉ_D との比Ｉ_D ／Ｉ_G を求め
ることを特徴とする。

【００２７】カーボン膜のラマンスペクトルの１０００
〜１８００ｃｍ^-1の領域には、Ｃ＝Ｃ二重結合の伸縮振
動（１６００〜１８００ｃｍ^-1）やＣ−Ｃ単結合の伸縮
振動（８００〜１２００ｃｍ^-1）あるいはそれらの振動
のカップリング等が観察される。この領域における特定
のピークの強度とカーボン膜の膜質との間には良好な相
関が認められる。

【００２８】測定対象物にラマン光増強基体を付着させ
る表面増強ラマン分光法によれば、分析深さが数ｎｍと
浅くなり、散乱光強度は通常のラマン散乱の１０² 〜１
０⁶倍に増大する。したがって、下地の非磁性支持体は
ラマンスペクトルに影響を与えず、カーボン保護膜で生
じるラマン散乱光のみ選択的に検出される。これによ
り、検出感度を１０² 〜１０⁶ 倍に高くできる。

【００２９】図１は、本発明のカーボン膜評価方法が適
用される磁気記録媒体の一例を示す断面図である。ま
た、図１の断面図は、本発明の磁気記録媒体の製造方法
により製造される磁気記録媒体の一例を表す。図１に示
すように、非磁性支持体１上に磁性層２が形成され、磁
性層２の上層にカーボン保護膜３が形成されている。

【００３０】非磁性支持体１としては、例えばポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル類、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セ
ルローストリアセテート、セルロースダイアセテート、
セルロースブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、ポリアミド等の高分子材料か
らなる層が用いられる。

【００３１】あるいは、非磁性支持体１の材料としてア
ルミニウム合金、チタン合金等の軽金属や、アルミナガ
ラス等のセラミックを用いることもできる。非磁性支持
体１としてアルミニウム合金板を用いた場合、非磁性支
持体１表面にアルマイト処理を行って酸化被膜を形成し
たり、Ｎｉ−Ｐ被膜等を形成して表面の硬度を高くして
もよい。

【００３２】磁性層２を構成する金属磁性材料として
は、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やＣｏ−Ｎｉ系合
金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系
合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｃｏ−Ｃｒ系合金等が挙
げられる。これらの金属磁性材料からなる磁性層２にお
いて、面内磁化記録が行われる。

【００３３】磁性層２は、これらの金属磁性材料からな
る単層膜であっても、層ごとに組成あるいは成膜条件を
変更した多層膜であっても、いずれでもよい。さらに、
非磁性支持体１と磁性層２との層間に下地層として非磁
性薄膜を設けたり、多層膜の磁性層の層間に中間層とし
て非磁性薄膜を設けたりしてもよい。このような下地層
や中間層を設けることにより、層間の密着性を向上させ
たり、抗磁性を制御したりすることができる。

【００３４】磁性層２は例えば真空蒸着法、イオンプレ
ーティング法、スパッタリング法等の物理的蒸着法（Ｐ
ＶＤ；physical vapor deposition)によって形成され
る。真空蒸着法によれば、真空下で強磁性材料を加熱蒸
発させ、非磁性支持体上に堆積させる。イオンプレーテ
ィング法によれば、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行
う。スパッタリング法によれば、アルゴンを主成分とす
る雰囲気中でグロー放電を起こし、生じたアルゴンイオ
ンでターゲット表面の原子を叩き出す。

【００３５】磁性層２の上層には、磁気記録媒体に摺動
耐久性を付与し、かつ外部の湿気等から磁性層２を保護
する目的で、カーボン保護膜３が設けられる。カーボン
保護膜３は、スパッタリング法によって形成されたカー
ボン膜であっても、炭化水素系ガスを原料としてＣＶＤ
により形成されたカーボン膜であっても、いずれでもよ
い。

【００３６】ここで、スパッタリング法としてはマグネ
トロンスパッタリング法や対向ターゲット法が挙げら
れ、ＣＶＤ法としてはプラズマＣＶＤ、ＥＣＲ（electr
on cyclotron resonance）プラズマＣＶＤ法、アークジ
ェットプラズマＣＶＤ法が挙げられるが、カーボン保護
膜３の成膜方法はこれらに限定されない。

【００３７】次に、表面増強ラマン分光法について説明
する。銅や金属等の金属表面上に吸着した分子のラマン
散乱強度が著しく増大することは、１９７４年Fleischm
ann らによって見出されている。表面増強ラマン分光法
は、この現象を利用したものであり、通常のラマン分光
法に比較して１０² 〜１０⁶ 倍、検出感度を高くするこ
とができる。

【００３８】また、表面増強ラマン分光法の分析深さは
数ｎｍオーダーであり、最表面分析が可能である。表面
増強ラマン分光法と通常のラマン分光法は、検出感度お
よび分析深さは異なるが、同一の振動モードに対するピ
ークの位置は変わらない。一般に、カーボン素材は構造
的にダイヤモンド、グラファイトおよびそれらの中間状
態のアモルファスカーボンに分類される。ラマン分光法
によれば、これらのカーボン構造の存在や、存在量の違
いを高感度に検出することができる。

【００３９】通常、ラマン散乱の測定システムは励起光
源、試料部、分光器、検出器の４つの部分を含む。励起
光源としては、Ａｒレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、Ｋ
ｒレーザー等の気体レーザーが用いられる。レーザーは
要求される励起光の波長に合わせて適宜選択する。

【００４０】試料部は、試料に励起光を照射する光学系
と、ラマン散乱光を集光する光学系と、試料ステージと
を含む。ラマン散乱光は集光レンズ等で分光器のスリッ
ト上に集められる。ラマン散乱光は、例えばモノクロメ
ータを直列に接続したダブルモノクロメータで分光さ
れ、検出器で検出される。

【００４１】検出器としては光電子増倍管またはマルチ
チャンネル検出器が用いられる。マルチチャンネル検出
器によれば、ピーク位置（ラマンシフトの波数）が異な
るラマン散乱を同時に検出できるため、試料によっては
例えば数秒程度の短時間で測定が可能である。

【００４２】前述したように、磁性層が数１０ｎｍ程度
に薄く形成された磁気記録媒体のカーボン保護膜のラマ
ン散乱や、有機物を多く含有するカーボン保護膜のラマ
ン散乱は、通常のラマン分光法によれば測定が困難であ
る。本発明者は、このようなカーボン保護膜に厚さ１０
ｎｍ程度のラマン光増強基体を付着させ、表面増強ラマ
ン散乱を検出することにより、カーボン膜の膜質評価が
可能となることを見出した。

【００４３】カーボン保護膜の表面増強ラマンスペクト
ルにおいて１５５０〜１６５０ｃｍ ^-1にピークを有する
バンドＧの強度Ｉ_G と１３５０〜１４５０ｃｍ^-1にピー
クを有するバンドＤの強度Ｉ_D との比Ｉ_D ／Ｉ_G は、カ
ーボン保護膜の膜質と相関がある。したがって、ピーク
強度の比に基づいてカーボン保護膜の膜質を評価でき
る。

【００４４】本発明のカーボン膜の評価方法において、
カーボン保護膜にラマン光増強基体を付着させる方法と
しては、例えば、カーボン保護膜上に銀や金等の金属を
蒸着する方法が挙げられる。あるいは、表面に銀や金等
の金属層が形成された透明基板を、金属層とカーボン保
護膜が接するように磁気記録媒体に圧着する方法が挙げ
られる。

【００４５】図２は、前者の場合を示す断面図であり、
カーボン保護膜３上に銀や金等の金属層４が厚さ１０ｎ
ｍ程度、蒸着されている。図３は、後者の場合を示す断
面図であり、カーボン保護膜３上に金属層４を介して透
明基板５が圧着されている。この場合も、金属層４の厚
さは１０ｎｍ程度であり、金属層４は透明基板５上に例
えば蒸着により形成される。透明基板５としては、例え
ばガラス板等、励起光およびラマン散乱に対して透明
で、これらの光を吸収しない基板を用いる。

【００４６】磁性層として数１０ｎｍ程度の厚さの金属
磁性薄膜が形成される磁気記録媒体の場合、カーボン保
護膜の表面増強ラマンスペクトルにおける強度比Ｉ_D ／
Ｉ_Gは、０．１〜０．５の範囲にあることが好ましい。
強度比Ｉ_D ／Ｉ_G が０．１より小さくなると、磁気記録
媒体と磁気ヘッドとが摺動する際に摩擦が大きくなり過
ぎ、耐久性が低下する。逆に、強度比Ｉ_D ／Ｉ _G が０．
５より大きくなると、カーボン保護膜３の硬度が高くな
り、磁気ヘッドに損傷を与えやすくなる。

【００４７】図４は、カーボン保護膜の形成に用いるこ
とができるプラズマＣＶＤ連続膜形成装置を示す概略図
である。図４の磁気記録媒体１１は、非磁性支持体上に
磁性層が形成されたものであり、具体的には、ＰＥＴフ
ィルム上に酸素ガスを導入しながらＣｏを蒸着して、部
分酸化強磁性金属薄膜を形成したものである。

【００４８】図４に示すように、長尺状の磁気記録媒体
１１は、供給リール１２から供給され、ガイドロール１
３、１４を経て巻き取りリール１５に巻き取られる。磁
気記録媒体１１が走行する部分の下部には、反応管１６
が設けられている。反応管１６内には電極１７が組み込
まれている。放電ガス導入口１８から反応管１６に、炭
化水素系ガスを主成分とする原料ガスが導入される。

【００４９】反応管１６と対向するように、円筒状の回
転可能な対向電極１９が設置されている。磁気記録媒体
１１は、対向電極１９に巻き付けられた状態で、表面に
カーボン保護膜が形成される。カーボン保護膜の形成は
反応管１６内で行われる。上記のプラズマＣＶＤ連続膜
形成装置には真空排気系２０が設けられており、真空槽
２１内の雰囲気が調整される。

【００５０】図４に示すプラズマＣＶＤ連続膜形成装置
を用いて、磁性層上にカーボン保護膜を形成し、図１に
示すような磁気記録媒体を作製した。具体的には、厚さ
６μｍのＰＥＴフィルム上に、Ｃｏを蒸着源として真空
蒸着を行い、磁性層として厚さ５０ｎｍの金属磁性薄膜
を形成した。金属磁性薄膜の形成には連続巻き取り式蒸
着装置を用いた。成膜条件は蒸着源をＣｏ１００％、蒸
着粒子の入射角を４５〜９０°、蒸着時真空度を２×１
０^-2Ｐａとして、酸素ガスを導入しながら成膜を行っ
た。

【００５１】上記の条件で形成された磁性層の上層に、
プラズマＣＶＤによりカーボン保護膜を形成した。ＣＶ
Ｄ条件は、反応ガスをｉ−Ｃ₄ Ｈ₈ 、反応ガスの圧力を
３０Ｐａ、プラズマ電極の直流電圧を１．２ｋＶ、ライ
ンスピードを３ｍ／分とした。

【００５２】上記の条件で形成されたカーボン保護膜上
に、銀を厚さ１０ｎｍで蒸着し、表面増強ラマン分光法
によりカーボン保護膜のラマンスペクトルを得た。ラマ
ン分光計としては JRS-SYS1000(D) （製造元：Renishaw
社販売元：日本電子）を用いた。励起光はＡｒレーザ
ーを光源とする波長５１４．５ｎｍの光を用いた。光源
の出力は２．５ｍＷとし、試料上でのレーザー光の出力
を０．３３ｍＷとした。試料上でのレーザービーム径は
２１μｍとした。ラマンシフトの測定範囲は１０００〜
１８００ｃｍ^-1とした。

【００５３】図５は、カーボン保護膜の表面増強ラマン
スペクトルの一例を示す。図５のスペクトルにおいて、
高波数側のバンドＧと低波数側のバンドＤは一部重なっ
ている。このような場合、例えばガウス関数にフィッテ
ィングさせて高波数側のバンドＧと低波数側のバンドＤ
を分離し、それぞれのピーク高さを求める。このように
して求めたピーク高さから強度比Ｉ_D ／Ｉ_G を算出す
る。また、図５に示すように、高波数側と低波数側の一
方でバックグラウンドが高くなっている場合、直線のベ
ースラインを設定してスペクトルから差し引き、強度比
Ｉ_D ／Ｉ_G を求める。

【００５４】図６は、カーボン保護膜上に銀等の金属を
蒸着せずに測定した、通常のラマンスペクトルを示す。
図６は後述する比較例１のサンプルのラマンスペクトル
である。図６に示す通常のラマンスペクトルにおいて
は、カーボンに由来するバンドが選択的に増強されない
ため、下地のＰＥＴフィルムに由来するシャープなバン
ドａ、ｂが検出されている。

【００５５】特に、バンドａは１３５０〜１４５０ｃｍ
^-1にピークを有するバンドＤと重なるため、強度比Ｉ_D
／Ｉ_G を正確に求めることができなくなる。これに対
し、図５に示す表面増強ラマンスペクトルでは、カーボ
ンに由来するバンドが選択的に増強されるため、ＰＥＴ
フィルムに由来するバンドの影響を受けずに、強度比Ｉ
_D ／Ｉ_G を求めることができる。

【００５６】一方、表面増強ラマンスペクトルまたは通
常のラマンスペクトルを測定したサンプルについて、耐
久性についての試験も行った。耐久性は摩擦係数、シャ
トル耐久性およびスチル耐久性に基づいて評価した。表
面増強ラマンスペクトルの測定はカーボン保護膜上に直
接、銀を蒸着させて行ったが、耐久性の試験は、これら
のサンプルにバックコートとトップコートを施して行っ
た。

【００５７】ＰＥＴフィルムの磁性層が形成されていな
い側の面にバックコートとして、主にカーボン粒子と結
合剤を含む塗料を、乾燥後の厚さが０．５μｍとなるよ
うに塗布した。カーボン保護膜の表面にはトップコート
として、フッ素系材料等の潤滑剤と結合剤を含む塗料を
塗布した。バックコートおよびトップコートが施された
磁気記録媒体をテープ状に裁断し、評価用サンプルとし
た。

【００５８】これらのサンプルに設けられたカーボン保
護膜の実用性を評価するため、摩擦試験、シャトル走行
試験およびスチル耐久試験を行った。評価方法は下記の
通りである。なお、シャトル走行試験とスチル耐久試験
には、ソニー社製のＤＶＣカムコーダー（商品名DCR VX
700)を使用した。

【００５９】シャトル走行試験においては、４０℃、３
０％ＲＨ（相対湿度：relative humidity ）環境下で１
０分間の信号を１回記録した後、この信号を９９回、再
生した。１回目の再生（２パス目）での初期出力を基準
値（０ｄＢ）とした。シャトル走行試験の結果は、初期
出力に対する９９回目の再生（１００パス目）での出力
をｄＢで表した。

【００６０】１００パス目での再生出力が−３ｄＢ以
上、すなわちレベルダウン量が３ｄＢ以内であれば、Ｄ
ＶＣカムコーダーに内蔵される信号増幅回路によってレ
ベルダウンが補償される。したがって、３ｄＢ以内のレ
ベルダウンは、画質に影響を与えない。

【００６１】スチル耐久性試験においては、−５℃の環
境下でスチル状態のまま保持し、再生出力が初期出力
（０ｄＢ）に対して、−３ｄＢになるまでの時間を測定
した。この時間でスチル耐久性を表した。摩擦試験にお
いては、４０℃、８０％ＲＨの環境下で摺動摩擦試験機
を用いて測定を行い、結果は摩擦係数で示した。

【００６２】前述した成膜条件で形成された複数のサン
プルについて、ラマンスペクトルから得られた強度比Ｉ
_D ／Ｉ_G と、各種の試験から得られた摩擦係数、シャト
ル耐久性およびスチル耐久性を表１にまとめた。比較例
１を除き、強度比Ｉ_D ／Ｉ_Gは表面増強ラマンスペクト
ルから求めた。比較例１のみ通常のラマン測定を行った
ため、強度比Ｉ_D ／Ｉ_G は測定できなかった。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示すように、実施例１〜実施例７の
サンプルはいずれも強度比Ｉ_D ／Ｉ _G が０．１〜０．５
の範囲にある。これらのサンプルは、ほぼ一定した摩擦
係数を示し、シャトル耐久性およびスチル耐久性も十分
であった。比較例１のサンプルについては、摩擦係数、
シャトル耐久性およびスチル耐久性とも実施例１〜実施
例７のサンプルと同様な結果が得られたため、膜質は同
等とみなすことができる。したがって、表面増強ラマン
測定を行えば、実施例１〜実施例７と同様に、強度比Ｉ
_D ／Ｉ_G は０．１〜０．５の範囲内となることが予想さ
れるが、通常のラマン測定からは強度比Ｉ_D ／Ｉ_G を測
定できなかった。

【００６５】比較例２のサンプルは、実施例１〜７のサ
ンプルに比較して摩擦係数が高く、シャトル耐久性およ
びスチル耐久性も明らかに低かった。比較例２の強度比
Ｉ_D／Ｉ_G は０．０６であり、０．１よりも小さかっ
た。一方、比較例３のサンプルも、実施例１〜７のサン
プルに比較して摩擦係数が高く、シャトル耐久性および
スチル耐久性も明らかに低かった。比較例３の強度比Ｉ
_D ／Ｉ_G は０．５３であり、０．５よりも大きかった。

【００６６】以上のことから、磁気記録媒体のカーボン
保護膜の表面増強ラマンスペクトルを測定し、強度比Ｉ
_D ／Ｉ_G が０．１〜０．５の範囲にあるか調べることに
より、カーボン保護膜の膜質を評価して、磁気記録媒体
の耐久性を予測できるといえる。

【００６７】上記の本発明の実施形態のカーボン膜評価
方法および磁気記録媒体の製造方法によれば、金属磁性
薄膜型の磁気記録媒体に設けられるカーボン保護膜の膜
質を短時間で確認し、磁気記録媒体の摺動耐久性を高く
することができる。

【００６８】本発明のカーボン膜評価方法および磁気記
録媒体の製造方法の実施形態は、上記の説明に限定され
ない。例えば、可撓性をもたない磁気記録媒体に設けら
れるカーボン保護膜の膜質の評価にも本発明を適用する
ことができる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々の変更が可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明のカーボン膜評価方法によれば、
下地の影響を受けずにカーボン膜のラマンスペクトルを
選択的に検出することが可能となる。本発明の磁気記録
媒体の製造方法によれば、カーボン保護膜の膜質を比較
的簡単に短時間で確認し、耐久性の高い磁気記録媒体を
製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のカーボン膜評価方法が適用され
る磁気記録媒体、あるいは本発明の磁気記録媒体の製造
方法により製造される磁気記録媒体の断面図である。

【図２】図２は本発明のカーボン膜評価方法において、
カーボン膜上に金属層を蒸着した状態を示す断面図であ
る。

【図３】図３は本発明のカーボン膜評価方法において、
表面に金属層を有する透明基板を、カーボン保護膜に圧
着させた状態を示す断面図である。

【図４】図４は本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、カーボン保護膜の形成に用いることができる装置の
一例を示す概略図である。

【図５】図５は本発明のカーボン膜評価方法に係り、カ
ーボン膜の表面増強ラマンスペクトルの一例である。

【図６】図６は本発明のカーボン膜評価方法の比較例１
に係り、カーボン膜の通常のラマンスペクトルの一例で
ある。

【符号の説明】１…非磁性支持体、２…磁性層、３…カーボン保護膜、
４…金属層、５…透明基板、１１…磁気記録媒体、１２
…供給リール、１３、１４…ガイドロール、１５…巻き
取りリール、１６…反応管、１７…電極、１８…放電ガ
ス導入口、１９…対向電極、２０…真空排気系、２１…
真空槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者若生仁志東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2G043 AA03 CA07 EA03 JA01 KA01 KA02 KA05 KA09 LA01 NA01 4K029 AA02 AA09 AA11 AA24 BA06 BA09 BA12 BA24 BA25 BA26 BA34 BB02 BC06 BD11 CA01 CA03 CA05 DC32 DC39 5D112 AA07 BC05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カーボン膜上に金属を接触させる工程と、前記カーボン膜の表面増強ラマンスペクトルを測定する
工程と、前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１５５０〜１６５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＧ（graphite）の強度
Ｉ_G を求める工程と、前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１３５０〜１４５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＤ（disorder）の強度
Ｉ_D を求める工程と、前記バンドＧと前記バンドＤとの強度比Ｉ_D ／Ｉ_G に基
づき前記カーボン膜の膜質を評価する工程とを有するカ
ーボン膜評価方法。
【請求項２】前記カーボン膜の膜質を評価する工程は、
前記カーボン膜の摩擦係数を予測する工程を含む請求項
１記載のカーボン膜評価方法。
【請求項３】前記金属を接触させる工程は、前記カーボ
ン膜上に前記金属を蒸着させる工程を含む請求項１記載
のカーボン膜評価方法。
【請求項４】前記金属を接触させる工程は、一方の面の
少なくとも一部に金属層が形成された基板を、前記カー
ボン膜上に前記金属層を介して圧着させる工程を含む請
求項１記載のカーボン膜評価方法。
【請求項５】非磁性支持体上に磁性層を形成する工程
と、前記磁性層上にカーボン保護膜を形成し、磁気記録媒体
を作製する工程と、前記カーボン保護膜上に金属を接触させる工程と、前記カーボン膜の表面増強ラマンスペクトルを測定する
工程と、前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１５５０〜１６５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＧ（graphite）の強度
Ｉ_G を求める工程と、前記表面増強ラマンスペクトルのほぼ１３５０〜１４５
０ｃｍ^-1にピークを有するバンドＤ（disorder）の強度
Ｉ_D を求める工程と、前記バンドＧと前記バンドＤとの強度比Ｉ_D ／Ｉ_G に基
づき前記カーボン膜の膜質を評価し、前記磁気記録媒体
が使用可能か判定する工程とを有する磁気記録媒体の製
造方法。
【請求項６】前記磁性層を形成する工程は、物理的蒸着
により金属磁性薄膜を形成する工程を含み、前記強度比Ｉ_D ／Ｉ_G がほぼ０．１〜０．５のとき、前
記磁気記録媒体を使用可能と判定する請求項５記載の磁
気記録媒体の製造方法。
【請求項７】前記金属を接触させる工程は、前記カーボ
ン保護膜上に前記金属を蒸着させる工程を含む請求項５
記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】前記金属を接触させる工程は、一方の面の
少なくとも一部に金属層が形成された基板を、前記カー
ボン保護膜上に前記金属層を介して圧着させる工程を含
む請求項５記載の磁気記録媒体の製造方法。