JP2008310849A - 保護膜形成法及び保護膜を備えた磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁変換特性および耐腐食性に優れた磁気記録媒体及び磁性層へのダメージを与えることなく、薄膜化による電磁変換特性の向上を可能にする保護膜形成法を提供する。
【解決手段】非磁性基板上に少なくとも磁性膜を形成したディスク上に、高周波プラズマＣＶＤ法でカーボン保護膜を形成する保護膜形成法であって、カーボン保護膜形成における放電初期においては０Ｖ〜−２００Ｖのバイアス電圧を印加し、放電終了時においては−２００Ｖ以下かつ−５００Ｖより大きい電圧を印加することを特徴とする保護膜形成法、および非磁性基板上に少なくとも磁性膜と保護膜を備えた磁気記録媒体であって、前記保護膜が、上記保護膜形成法で形成されたものであることを特徴とする磁気記録媒体。
【選択図】図１

Description

本発明は、保護膜形成法及び保護膜を備えた磁気記録媒体に関する。

従来、磁気記録媒体としては非磁性基板上に、非磁性下地膜、中間膜、磁性膜が設けられ、その上にＣＶＤやＰＶＤによる保護膜が形成され、更にこの保護膜上にパーフルオロポリエーテルなどの潤滑剤からなる潤滑膜が設けられたものが用いられている。

近年、磁気記録媒体を高記録密度化することが要求されており、スペーシングロスを低減し得る磁気記録媒体用保護膜が要望されている。

保護膜の形成方法としては従来、スパッタ法が一般的であったが、高記録密度化のため保護膜も薄膜化が進んでおり、膜厚を１０ｎｍ以下とする要請もある。しかし、膜厚１０ｎｍ以下では十分な耐腐食性・耐久性を維持することができなり、現在ではプラズマＣＶＤ法によって製造される場合が主である。更に膜厚を薄くして、６ｎｍ以下の膜厚になると従来のプラズマＣＶＤ法に耐腐食性と耐久性が不十分になる場合がある。このため薄膜化した場合でも十分な耐腐食性と耐久性を維持できる保護膜を形成できる方法が検討されている。一方、ＣＶＤ法による膜形成の初期プロセスにおいては直下の層である磁性層への界面破壊が発生し、磁気特性、電磁変換特性への悪影響が発生する。

また、プラズマＣＶＤ法でカーボン保護膜を形成すると、耐久性、耐食性に優れるが、耐ガス吸着性に劣るという問題があることから、この問題を解消する方法として、保護膜の成膜初期には−５００Ｖを超えるバイアス電位を印加し、成膜終期には−５００Ｖ以下のバイアス電位を印加してプラズマＣＶＤ法でカーボン保護膜を形成する提案がある（特許文献１参照。）。

特開２００７−４６１１５号公報

上記従来技術で使用されるプラズマＣＶＤは保護膜形成プロセス中のバイアス電圧が−１２０Ｖ以下（絶対値として１２０Ｖ以上）でないと耐腐食性と耐久性が不十分になることがあった。また、バイアス電圧を上昇させることによって、形成される膜の緻密さ、固さが向上し、膜の性能は改善されるが、特に成膜時のバイアス電圧が大きいと磁性層へのダメージ、界面ミキシング層形成といった現象が顕著になり、薄膜化によって得られる電磁変換特性の向上よりもダメージによる信号劣化のほうが大きくなってしまうという矛盾する現象が発生していた。また、界面に形成した磁性層とカーボンのミキシング層が耐腐食性に貢献せず、カーボンの更なる薄膜化に障害を与える。特許文献１に記載の提案でも、大きなバイアス電位をかけているため、同様の問題が発生し易いと思われる。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、カーボン保護膜成膜後半だけに絶対値高バイアス電圧をかけることによって、電磁変換特性および耐腐食性に優れた磁気記録媒体及び磁性層へのダメージを与えることなく、保護膜薄膜化による電磁変換特性の向上を可能にする保護膜形成法を提供することにある。

即ち、本発明の保護膜の形成方法は、非磁性基板上に少なくとも磁性膜を形成したディスク上に、高周波プラズマＣＶＤ法で保護膜を形成するカーボン保護膜形成法であって、カーボン保護膜形成における放電初期においては−２００Ｖ〜０Ｖのバイアス電圧を印加し、放電終了時においては−５００Ｖより大きくかつ−２００Ｖ以下の電圧を印加することを特徴とする。放電後半（２段目）に−２００Ｖより大きい（絶対値＜２００Ｖ）のバイアスを印加する場合、高ポテンシャルバイアス効果によるカーボン膜質の向上効果が小さく、−５００Ｖ以下（絶対値≧５００Ｖ）のバイアスを印加する場合、高エネルギーイオンが放電初期に形成した保護膜を貫通し、磁性膜にダメージを与える。

また、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に少なくとも磁性膜と保護膜を備えた磁気記録媒体であって、前記保護膜が、前記保護膜形成法で形成されたものであることを特徴とする。

本発明によれば、プラズマＣＶＤによるカーボン膜形成時に従来は回避困難であった磁性膜/保護膜界面ミキシング層の形成及び磁気特性の劣化、電磁変換特性の劣化を最小限に抑えることが可能になる。

まず、本発明の保護膜の形成法に付き説明する。
本発明で用いる非磁性基板は、通常磁気記録媒体に用いられる非磁性基板であればいずれも用いることができ、例えば、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金や強化ガラス、あるいは、結晶化ガラス等を用いることができる。

磁性膜としても、通常磁気記録媒体に用いられる磁性膜はいずれも用いることができるが、少なくともＣｏとＣｒを含む合金の強磁性材料が好ましく用いられる。

本発明においてカーボン保護膜としては、ダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）、テトラヘドラル・アモルファス・カーボン（ｔａ−Ｃ）、アモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）などを用いることができ、なかでも、ＤＬＣ膜は、表面平滑性に優れ、硬度も高いことからカーボン保護膜に適している。

本発明においてカーボン保護膜は高周波プラズマＣＶＤ法で形成される。図１に本発明の保護膜形成法に用いうるプラズマＣＶＤ装置の構成例を示す。
保護膜形成時には、非磁性基板上に少なくとも磁性膜を形成した磁気記録媒体６をプロセス室１内に設けられた互いに対向する２つの電極２間に配置する。

プロセス室１内には混合ガス供給ライン５から混合ガスが送り込まれ、主排気ライン８から排気される。
高周波プラズマＣＶＤ法では、成膜時に用いる成膜ガスに放電ガスと原料ガスを混合して用いるが、原料ガスとしては、アセチレン、エチレン、メタン、エタンなどの炭化水素ガスが好ましく用いられる。
放電ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガスが好ましく用いられる。

電極２に高電圧を印加するなどの手段でプラズマを発生させ、磁気記録媒体６をプラズマ中に配置して、磁性膜上にカーボン保護膜を形成する。磁気記録媒体６には高周波バイアス電源７が接続されており、磁気記録媒体６に負極性のバイアス電圧を印加することにより、保護膜の耐久性を向上させる。

本発明においては、放電初期には０Ｖ〜−２００Ｖのバイアス電圧を印加し、放電終了時においては−２００Ｖ以下かつ−５００Ｖより大きいバイアス電圧を印加する。即ち、放電初期に０Ｖ〜−２００Ｖのバイアス電圧を印加することにより磁性層へのダメージを最小限にし、次いで、放電を継続したまま、バイアス電圧を連続的にまたは段階的に変化させて放電終了時においては−２００Ｖ以下かつ−５００Ｖより大きいバイアス電圧を印加することにより保護膜を耐久性に優れたものにする。

図２は本発明の保護膜の形成方法で用いうるプロセスのシーケンス例を示す図であり、横軸はプロセス時間を示し、縦軸は放電の電圧及びバイアス電圧（絶対値）を示している。シーケンス例１は、２段にバイアス電圧を変化させるバイアス電圧印加プロセスを示すものであり、シーケンス例２は、バイアス電圧を３段に変化させるものであり、磁性層へのダメージに主に寄与するバイアス電圧値のほかに、同じく磁性層への特性影響がある放電パワーをもバイアス電圧の変化に同期させて段階的に変化させるものである。
シーケンス例３は、連続的にバイアス電圧を変化させ傾斜的に特性を変化させるものであり、放電パワーはシーケンス例１と同様一定としている。

本発明の保護膜の形成方法で形成されるカーボン保護膜の厚さは、０．１ｎｍ〜６ｎｍであることが好ましい。膜厚が０．１ｎｍより薄いと耐久性、耐食性など保護膜として求められる性能が不十分となり易く、６ｎｍより厚い場合には磁性層表面と磁気ヘッドとの距離が遠くなるために記録密度を高めることが困難になり易い。

次に、本発明の磁気記録媒体につき、説明する。本発明の磁気記録媒体は非磁性基板上に少なくとも磁性膜が形成されているが、その具体的構成例としては、基板上に非磁性下地膜を有し、その非磁性下地膜の上に磁性膜が形成され、磁性膜を覆うように上述の保護膜の形成方法によるカーボン保護膜が形成され、カーボン保護膜上に液体潤滑層が形成された磁気記録媒体を例示することができる。

非磁性基板及び磁性膜、カーボン保護膜については、保護膜の形成法の説明の項で挙げたものを用いることができる。

非磁性下地膜は磁性膜の結晶配向性や結晶粒径を制御するために設けられるものであり、ＲｕあるいはＲｕ含有合金を非磁性下地膜用金属として用いることができる。

前記非磁性下地膜と磁性膜は蒸着法により形成されている。蒸着法としては物理的蒸着法、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）を挙げることができ、物理的蒸着法としてはスパッタ法、真空蒸着法を挙げることができる。即ち、前記蒸着法としては、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法を挙げることができる。スパッタ法としては、ＤＣ（直流）マグネトロンスパッタ法、ＲＦ（高周波）マグネトロンスパッタ法を挙げることができる。
液体潤滑層は、例えば、ディップコート法にてパーフルオロポリエーテル系液体潤滑剤を塗布することにより得ることができる。

以下に、実施例を用いて本発明を説明する。
以下の各実施例、比較例においては、基板としてアモルファス強化ガラス基板を用い、その上に、下地膜としてＣｒ合金をスパッタ法により形成し、磁性膜として５２Ｃｏ−２６Ｃｒ−１４Ｐｔ−７Ｂ／６５Ｃｏ−１４Ｃｒ−１２Ｐｔ−９Ｂの積層膜を形成したものを用い、この上に各実施例に示す手順で保護膜を形成し、その上にディップコート法にてパーフルオロポリエーテル系液体潤滑剤を塗布することにより、磁気記録媒体を作製した。

＜実施例１＞
本実施例における保護膜の形成は、図２シーケンス例１に示すように、バイアス電圧は２段の印加プロセスとし、主電力の放電は１段とした放電及びバイアス電圧印加のシーケンスとした。

図３はシーケンス例１において、主電力の放電が７５０Ｗの場合と、１０００Ｗの場合について、放電開始直後のバイアス電圧を種々変化させたときの磁気特性に与える影響としてＨｃｒ、Ｍｒｔ、Ｓ^*の変化を調査した結果を示すものである。

図３から、初期成長ＣＶＤが低バイアス電圧であるほど磁性層形成のプロセスが同じであるにも関わらず、Ｈｃｒ（残留保磁力）、Ｍｒｔ（磁気異方性）、Ｓ^*のいずれもが向上していることがわかる。また、最も磁気特性への影響が大きいバイアス電圧がそもそも低い場合、より低パワーであるほうが磁気特性向上の幅が大きいこともわかる。即ち、目的の磁気特性を得るためにより実質的な磁性層の膜厚を薄くすることが可能になる。これは電磁変換特性を測定した際に生じる媒体ノイズを減少させ、結果的にＳＮ比等の電磁変換特性を向上させるものである。

表１にシーケンス例１の方式で保護膜を形成して作製した磁気記録媒体の電磁変換特性を調査した結果（実験例２〜５）を、比較として１段プロセスで保護膜を形成して作製した磁気記録媒体の電磁変換特性の結果（実験例１）と共に示す。実験例２〜５は全保護膜の厚みを３ｎｍと一定にして１段目の膜厚及び１段目のバイアス電圧を変化させたものである。なお、２段目のバイアス電圧は−２７０Ｖで一定とした。

表１から、比較例である１段プロセスの磁気記録媒体（実験例１）に比較して実験例２〜５のものはＯＷ特性もＳＮ特性も向上していることがわかる。その改善幅はＯＷで最大０．５ｄＢ、ＳＮで最大０．３ｄＢにも達するものである。図２に示してあるプロセスシーケンス例２、例３は、例１と似る効果を得られた。

本発明によれば、電磁変換特性に悪影響を与えることなく、薄膜化した場合でも十分な耐腐食性と耐久性を維持できるカーボン保護膜の形成方法を提供することができる。

本発明の保護膜形成法で用いるプラズマＣＶＤ装置の構成例を示す図である。 本発明の保護膜形成法における放電主電力と印加バイアス電圧の関係を示す図である。 本発明の保護膜形成法により硬質カーボン保護膜を形成し製造された水平磁気記録媒体の磁気特性を記す図である。

符号の説明

１：プロセス室
２：電極
３：高周波整合回路
４：高周波電源
５：原料ガス供給ライン
６：基板
７：高周波バイアス電源
８：主排気ライン

Claims (5)

1. 非磁性基板上に少なくとも磁性膜を形成したディスク上に、高周波プラズマＣＶＤ法でカーボン保護膜を形成する保護膜形成法であって、カーボン保護膜形成における放電初期においては０Ｖ〜−２００Ｖのバイアス電圧を印加し、放電終了時においては−２００Ｖ以下かつ−５００Ｖより大きい電圧を印加することを特徴とする保護膜形成法。
2. バイアス電圧が２段以上に段階的に変化することを特徴とする請求項１記載の保護膜形成法。
3. バイアス電圧が連続的に変化することを特徴とする請求項１記載の保護膜形成法。
4. 保護膜の膜厚が０．１ｎｍ〜６ｎｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護膜形成法。
5. 非磁性基板上に少なくとも磁性膜と保護膜を備えた磁気記録媒体であって、前記保護膜が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の保護膜形成法で形成されたものであることを特徴とする磁気記録媒体。

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