JP4185112B2 - Lubricating film forming method, and magnetic recording medium or magnetic head slider manufacturing method using the same - Google Patents

Lubricating film forming method, and magnetic recording medium or magnetic head slider manufacturing method using the same Download PDF

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Description

本発明は、潤滑膜形成方法、及び、これを用いた磁気記録媒体若しくは磁気ヘッドスライダの製造方法に関する。   The present invention relates to a lubricating film forming method and a method of manufacturing a magnetic recording medium or a magnetic head slider using the lubricating film forming method.

ハードディスクドライブにおけるハードディスクの表面やヘッドスライダの表面等、他の部材と摺動等の接触をする、又は、その可能性がある基材の表面には潤滑膜を形成する必要がある。   It is necessary to form a lubricant film on the surface of a base material that comes into contact with other members such as the surface of a hard disk or the surface of a head slider in a hard disk drive, or has a possibility of such contact.

そして、例えば、特許文献1〜4に開示されるように、基材の表面に潤滑剤を塗布した後に加熱して潤滑剤を基材表面に固着させる方法や、特許文献5に開示されるように、基材の表面に潤滑剤を塗布した後にUVを照射する方法、特許文献6に開示されるように、基材の表面に潤滑剤を塗布した後に中性ラジカルを照射する方法、特許文献7〜9に開示されるように、基材の表面への潤滑剤の形成時又は形成後に潤滑剤をプラズマやガス等により表面改質する方法、特許文献10〜14に開示されるように、基材の表面へ極性基を有する潤滑剤を塗布する方法、特許文献15に記載されるように潤滑剤を塗布した後に300nm以下のレーザを照射して潤滑剤の一部を吹き飛ばして薄膜化する方法等の潤滑膜形成方法が知られている。
特開平11−203670号公報 特開2001−93141号公報 特開2000−322734号公報 特開2003−228810号公報 特開平11−35452号公報 特開平6−215367号公報 特開平7−326151号公報 特開2004−152462号公報 特開2002−109718号公報 特開平6−44558号公報 特開平5−143975号公報 特開平5−189752号公報 特開平5−205246号公報 特開平6−172479号公報 特開平11−66555号公報
For example, as disclosed in Patent Documents 1 to 4, a method of heating the lubricant after applying the lubricant to the surface of the base material and fixing the lubricant to the surface of the base material, or Patent Document 5 In addition, a method of irradiating UV after applying a lubricant to the surface of a substrate, a method of irradiating neutral radicals after applying a lubricant to the surface of a substrate, as disclosed in Patent Document 6, and Patent Document As disclosed in 7-9, as disclosed in Patent Documents 10-14, a method of modifying the surface of the lubricant with plasma or gas during or after the formation of the lubricant on the surface of the substrate. A method of applying a lubricant having a polar group to the surface of a substrate, and applying a lubricant as described in Patent Document 15 and then irradiating a laser of 300 nm or less to blow off a part of the lubricant to form a thin film A method for forming a lubricating film such as a method is known.
JP-A-11-203670 JP 2001-93141 A JP 2000-322734 A JP 2003-228810 A JP 11-35452 A JP-A-6-215367 Japanese Patent Laid-Open No. 7-326151 JP 2004-152462 A JP 2002-109718 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-44558 JP-A-5-143975 Japanese Patent Laid-Open No. 5-189975 JP-A-5-205246 JP-A-6-172479 JP 11-66555 A

しかしながら、従来の方法では潤滑剤の基材への固定が不十分であり、潤滑膜の耐久性が十分でなかった。   However, in the conventional method, the lubricant is not sufficiently fixed to the base material, and the durability of the lubricating film is not sufficient.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な耐久性を発揮することのできる潤滑膜の形成方法、及び、これを用いた磁気記録媒体若しくは磁気ヘッドスライダの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for forming a lubricating film capable of exhibiting sufficient durability, and a method for manufacturing a magnetic recording medium or a magnetic head slider using the same. With the goal.

本発明に係る潤滑膜の形成方法は、基材の表面に塗布されたOH基を有する潤滑剤に対して、OH基のOH結合の振動を励起する赤外レーザ光を照射する工程を備える。   The method for forming a lubricating film according to the present invention includes a step of irradiating a lubricant having an OH group applied to the surface of a substrate with an infrared laser beam that excites vibrations of OH bonds of OH groups.

本発明によれば、赤外レーザ光の照射により潤滑剤のOH基のOH結合の振動が励起される。したがって、潤滑剤のOH基と基材の表面との反応性が高まり、潤滑剤を基材の表面に化学的に結合させることが容易となり、潤滑剤の耐久性が高くなる。   According to the present invention, the vibration of the OH bond of the OH group of the lubricant is excited by irradiation with infrared laser light. Therefore, the reactivity between the OH group of the lubricant and the surface of the substrate is increased, and it becomes easy to chemically bond the lubricant to the surface of the substrate, and the durability of the lubricant is increased.

具体的には、以下のようなメカニズムが考えられる。すなわち、基材の表面には、ダングリングボンドと呼ばれる末端結合手が存在する。通常、このダングリングボンドには、他の原子と結合していない状態、OH基と結合している状態、水分子と水素結合(吸着)している状態等がある。そして、上記の発明によれば、レーザ光の照射により潤滑剤のOH基のOH結合の振動が励起されてOH基が活性化されて反応性が高まり、基材表面のダングリングボンドと結合しやすくなる。したがって、潤滑剤を、例えばOH基由来のO原子を介して、基材表面のダングリングボンドと容易に共有結合させることができる。したがって、潤滑膜の耐久性が高まる。   Specifically, the following mechanism can be considered. That is, there are terminal bonds called dangling bonds on the surface of the substrate. Usually, this dangling bond includes a state where it is not bonded to other atoms, a state where it is bonded to an OH group, a state where it is hydrogen bonded (adsorbed) to water molecules, and the like. According to the above invention, the vibration of the OH group of the lubricant is excited by the irradiation of the laser beam, the OH group is activated and the reactivity is increased, and the dangling bond on the substrate surface is bonded. It becomes easy. Therefore, the lubricant can be easily covalently bonded to the dangling bond on the surface of the base material through, for example, O atoms derived from OH groups. Therefore, the durability of the lubricating film is increased.

ここで、上記工程では、波長0.9〜8μmの赤外レーザ光を照射する、又は、赤外レーザによる多光子吸収により波長0.9〜8μmの光に対応するエネルギーを吸収させることが好ましい。特に、波長0.9〜1.1μm、又は、波長2.7〜3.0μmの赤外レーザ光を照射する、若しくは、赤外レーザによる多光子吸収により波長0.9〜1.1μm、又は、波長2.7〜3.0μmの光に対応するエネルギーを吸収させることが好ましい。   Here, in the above step, it is preferable to irradiate infrared laser light having a wavelength of 0.9 to 8 μm, or to absorb energy corresponding to light having a wavelength of 0.9 to 8 μm by multiphoton absorption by the infrared laser. . In particular, an infrared laser beam having a wavelength of 0.9 to 1.1 μm or a wavelength of 2.7 to 3.0 μm is irradiated, or a wavelength of 0.9 to 1.1 μm by multiphoton absorption by the infrared laser, or It is preferable to absorb energy corresponding to light having a wavelength of 2.7 to 3.0 μm.

また、上記工程では多光子吸収を行わせ、上記基材の上記表面、又は、上記潤滑剤のうち基材側の部分に赤外レーザ光の焦点が形成されるように赤外レーザ光を照射することが好ましい。   Also, in the above step, multiphoton absorption is performed, and infrared laser light is irradiated so that a focal point of the infrared laser light is formed on the surface of the base material or a portion of the lubricant on the base material side. It is preferable to do.

これによれば、基材の表面付近の潤滑剤のOH基に対して選択的に赤外光の吸収による励起をさせうるので、界面以外での余計な副反応等を抑制できて好ましい。また、多光子吸収においては、焦点以外では光がほとんど吸収されないので、潤滑剤により形成される膜が厚くても十分に実施が可能である。   According to this, the OH group of the lubricant in the vicinity of the surface of the base material can be selectively excited by absorption of infrared light, so that it is possible to suppress unnecessary side reactions other than at the interface. Further, multiphoton absorption can be sufficiently performed even if the film formed by the lubricant is thick because light is hardly absorbed except at the focal point.

また、上記赤外レーザ光として、ホモジナイザを透過させた赤外レーザ光を用いることも好ましい。この場合、ホモジナイザによりレーザ光の強度分布が面内でフラットとなるので、広い面積を均一な照射強度で迅速に処理可能である。   Moreover, it is also preferable to use the infrared laser beam which permeate | transmitted the homogenizer as said infrared laser beam. In this case, since the intensity distribution of the laser light is flat in the plane by the homogenizer, a wide area can be quickly processed with a uniform irradiation intensity.

また、上記潤滑剤は2nm以下の厚みの層とされていることが好ましい。   The lubricant is preferably a layer having a thickness of 2 nm or less.

これによれば、赤外レーザ光を特に潤滑剤と基材との界面付近に十分に到達させられるため、基材の表面近傍に位置する潤滑剤のOH基への赤外レーザ光の吸収が効率よく行える。   According to this, since the infrared laser beam can reach the vicinity of the interface between the lubricant and the base material sufficiently, the absorption of the infrared laser light to the OH group of the lubricant located near the surface of the base material is prevented. It can be done efficiently.

また、赤外レーザ光の照射強度が、60J/cm以下であることが好ましい。 The irradiation intensity of the infrared laser light is preferably 60 J / cm 2 or less.

照射強度が60J/cm超であると潤滑剤や基材の表面にダメージを与える場合がある。 If the irradiation intensity exceeds 60 J / cm 2 , the surface of the lubricant or the substrate may be damaged.

具体的には、例えば、赤外レーザ光として赤外パルスレーザ光を照射し、レーザ光の照射強度を60J/cm以下、パルス幅を0.1〜1ms、パルス数を1〜10、パルスの周波数を10〜50Hzとすることが好ましい。 Specifically, for example, an infrared pulse laser beam is irradiated as an infrared laser beam, the irradiation intensity of the laser beam is 60 J / cm 2 or less, the pulse width is 0.1 to 1 ms, the number of pulses is 1 to 10, and the pulse The frequency is preferably 10 to 50 Hz.

また、赤外レーザ照射時に、基材の表面温度を200℃以下に維持することが好ましい。   Moreover, it is preferable to maintain the surface temperature of the substrate at 200 ° C. or lower during infrared laser irradiation.

基材の表面温度が200℃超となると、潤滑剤の蒸発や劣化が起こる場合や、基材の劣化が起こる場合がある。   When the surface temperature of the substrate exceeds 200 ° C., the lubricant may evaporate or deteriorate, or the substrate may deteriorate.

また、潤滑剤は、OH基を有するフッ化有機化合物であることが好ましい。特に、末端にOH基を有するフッ化有機化合物であることが好ましい。   The lubricant is preferably a fluorinated organic compound having an OH group. In particular, a fluorinated organic compound having an OH group at the terminal is preferable.

フッ化有機化合物系の潤滑剤は潤滑性能が高いが、従来基材への固定が困難であった。しかしながら、本願発明では、このような潤滑剤を基材に十分に固定できるので、潤滑性能及び耐久性能に優れた潤滑膜を容易に形成できる。   Fluorinated organic compound-based lubricants have high lubrication performance, but have been difficult to fix to conventional substrates. However, in the present invention, such a lubricant can be sufficiently fixed to the base material, so that a lubricating film excellent in lubricating performance and durability can be easily formed.

また、基材の表面は、炭素材料により形成されていることが好ましい。特に炭素材料は、表面の保護膜として十分な性能を有するが、化学的に安定した物質であるために潤滑剤の固定が困難であった。しかしながら、本発明によれば、炭素材料により形成された基材の表面に対しても潤滑剤を十分に固定できる。   Moreover, it is preferable that the surface of a base material is formed with the carbon material. In particular, the carbon material has sufficient performance as a surface protective film, but it is difficult to fix the lubricant because it is a chemically stable substance. However, according to the present invention, the lubricant can be sufficiently fixed to the surface of the base material formed of the carbon material.

本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、磁気記録媒体の表面に塗布された潤滑剤に対して、上述の潤滑膜形成方法を行うものである。   The method for producing a magnetic recording medium according to the present invention is the above-described method for forming a lubricating film on a lubricant applied to the surface of a magnetic recording medium.

本発明に係る磁気ヘッドスライダの製造方法は、磁気ヘッドスライダの表面に塗布された潤滑剤に対して、上述の潤滑膜形成方法を行うものである。   The method of manufacturing a magnetic head slider according to the present invention performs the above-described lubricating film forming method on the lubricant applied to the surface of the magnetic head slider.

本発明によれば、十分な耐久性を発揮することのできる潤滑膜の形成方法、及び、これを用いた磁気記録媒体若しくは磁気ヘッドスライダの製造方法が提供される。   According to the present invention, there are provided a method for forming a lubricating film capable of exhibiting sufficient durability, and a method for manufacturing a magnetic recording medium or a magnetic head slider using the same.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面においては、寸法比率は説明のものとは必ずしも一致していない。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In the drawings, the dimensional ratio does not necessarily match that described.

(基材準備工程)
まず、図1に示すように、処理対象となる基材10を用意する。基材10の材質は特に限定されない。たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン等の金属、アルミナ等の金属酸化物、アルティック(Al2O3-TiC)等のセラミック、シリコン、ガラス、炭素材料(アモルファスカーボン)等の無機材料や、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、環状炭化水素基含有ポリオレフィンなどの高分子化合物等が挙げられる。また、これら基材表面には、NiP、NiP合金、他の合金から選ばれる1種以上の膜をスパッタリング、真空蒸着等の物理的蒸着法(PVD: physical vapor deposition)、若しくは電解メッキ等により形成することができる。もちろん、基材10が多層構造であってもよいのは言うまでもない。
(Base material preparation process)
First, as shown in FIG. 1, a base material 10 to be processed is prepared. The material of the base material 10 is not particularly limited. For example, metals such as aluminum, aluminum alloys, titanium, metal oxides such as alumina, ceramics such as Altic (Al 2 O 3 -TiC), silicon, glass, inorganic materials such as carbon materials (amorphous carbon), polyethylene Examples include polymer compounds such as terephthalate, polyimide, polyamide, polycarbonate, polysulfone, polyethylene naphthalate, polyvinyl chloride, and cyclic hydrocarbon group-containing polyolefin. In addition, one or more kinds of films selected from NiP, NiP alloys, and other alloys are formed on these substrate surfaces by sputtering, vacuum vapor deposition or other physical vapor deposition (PVD) or electrolytic plating. can do. Of course, it goes without saying that the substrate 10 may have a multilayer structure.

なお、本実施形態では、一例として、基材10としてCVD(chemical vapor deposition)法により作成された炭素系保護膜であるダイアモンドライクカーボン(アモルファスカーボン)を使用した場合を説明する。   In the present embodiment, as an example, a case where diamond-like carbon (amorphous carbon), which is a carbon-based protective film created by a CVD (chemical vapor deposition) method, is used as the base material 10 will be described.

基材10の表面には、通常、ダングリングボンド12と呼ばれる末端結合手が存在する。このダングリングボンド12には、他の原子と結合していないもの12a、OH基と結合しているもの12b、水分子と水素結合(吸着)しているもの12c等がある。もちろんこれ以外の分子と結合(吸着)している場合もある。   On the surface of the substrate 10, there are usually terminal bonds called dangling bonds 12. The dangling bonds 12 include those that are not bonded to other atoms 12a, those that are bonded to OH groups 12b, and those that are hydrogen bonded (adsorbed) to water molecules 12c. Of course, it may be bound (adsorbed) to other molecules.

このようなダングリングボンド12は、炭素材料に限らずあらゆる固体材料に見られるものであり、特に共有結合性の強い材料に顕著に見られるものである。   Such dangling bonds 12 are found not only in carbon materials but also in all solid materials, and are particularly noticeable in materials having strong covalent bonds.

なお、潤滑剤塗布工程の前に、基材10を加熱する(例えば、80〜200℃、30分以上)、基材10の表面に紫外線(例えば、波長50~350nm)を照射する、又は、基材10を減圧雰囲気下(例えば、1×10-1Torr以下)、若しくは、不活性ガス雰囲気下(例えば、窒素、アルゴン等)、若しくは、低湿度環境下(例えば、RH10%以下)に保持すること等により、ダングリングボンド12に結合する分子(例えば水等)又は官能基(例えばOH基等)を脱離させておくことが好ましい。加熱や紫外線の照射は、真空中あるいは、窒素やアルゴン等の不活性ガス中、又は、低湿度環境(RH10%以下)で行うことが好ましい。なお、ダングリングボンドに結合する分子や官能基が残っていても本発明の実施が可能であることはいうまでもない。なお、基材にダメージを与えない程度の加熱温度やUV照射の強さとすることが好ましい。
また、オゾン処理により表面の有機物等を除去しておくことも好ましい。
Before the lubricant application step, the base material 10 is heated (for example, 80 to 200 ° C., 30 minutes or more), the surface of the base material 10 is irradiated with ultraviolet rays (for example, a wavelength of 50 to 350 nm), or The substrate 10 is held in a reduced pressure atmosphere (for example, 1 × 10 −1 Torr or less), an inert gas atmosphere (for example, nitrogen, argon, etc.), or a low humidity environment (for example, RH 10% or less). It is preferable to desorb molecules (for example, water or the like) or functional groups (for example, OH group or the like) bonded to the dangling bond 12 by, for example. Heating and ultraviolet irradiation are preferably performed in a vacuum, in an inert gas such as nitrogen or argon, or in a low humidity environment (RH 10% or less). Needless to say, the present invention can be implemented even if molecules or functional groups bonded to dangling bonds remain. In addition, it is preferable to set it as the heating temperature of the grade which does not damage a base material, and the intensity | strength of UV irradiation.
It is also preferable to remove organic substances on the surface by ozone treatment.

(潤滑剤塗布工程)
続いて、図2に示すように、基材10の表面に潤滑剤21を塗布して潤滑膜を形成する。潤滑剤21としては、OH基を有する化合物であればよい。ここでのOH基とは、カルボキシル基(−COOH)やフェノール基等の複雑な官能基に含まれるOH基も含む概念である。
(Lubricant application process)
Subsequently, as shown in FIG. 2, a lubricant 21 is applied to the surface of the substrate 10 to form a lubricating film. The lubricant 21 may be a compound having an OH group. Here, the OH group is a concept including an OH group contained in a complicated functional group such as a carboxyl group (—COOH) or a phenol group.

このような潤滑剤21としては、OH基を有する炭化水素類の他、アルコール類(例えば、エルシルアルコール、リシノリルアルコール、アラシディルアルコール、カプリルアルコール、カプリンアルコール、ポリオレフィンアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、ポリアルキレングリコール等)、カルボン酸類(例えば、脂式カルボン酸、芳香族カルボン酸、オキソカルボン酸等)、OH基を有するエステル類(例えば、OH基を有するチオエステル、リン酸エステル、硝酸エステル等)、OH基を有するエーテル類(例えば、OH基を有するポリフェニルエーテル、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル等)、OH基を有する珪素化合物(例えば、OH基を有するシリコーン油等)、OH基を有するハロゲン化有機化合物(OH基を有するハロゲン化エーテル、OH基を有するハロゲン化アルコール、OH基を有するハロゲン化カルボン酸等)が挙げられる。特に、OH基を有するフッ化有機化合物が好ましく、例えば、OH基を有するパーフルオロポリエーテルなどのOH基を有するフッ化エーテル、フッ化アルコール、フッ化カルボン酸、OH基を有するフッ化カルボン酸アルキルエステル、OH基を有するフッ化ジエステルジカルボン酸化合物、OH基を有するフッ化モノエステルモノカルボン酸化合物等)等が挙げられる。これらの中でも、特に、末端にOH基を有する鎖状ハロゲン化有機化合物、特に、鎖状フッ化有機化合物が好ましい。   As such a lubricant 21, in addition to hydrocarbons having an OH group, alcohols (for example, erucyl alcohol, ricinyl alcohol, aracidyl alcohol, capryl alcohol, caprin alcohol, polyolefin alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, Polyalkylene glycol, etc.), carboxylic acids (eg, aliphatic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, oxocarboxylic acids, etc.), esters having OH groups (eg, thioesters having OH groups, phosphate esters, nitrate esters, etc.) , Ethers having an OH group (for example, polyphenyl ether having OH group, dimethyl ether, ethyl methyl ether, diethyl ether, etc.), silicon compounds having an OH group (for example, silicone oil having an OH group), Having halogen Organic compounds (halogenated ether having OH group, halogenated alcohols having an OH group, a halogenated carboxylic acid having an OH group). In particular, a fluorinated organic compound having an OH group is preferable. For example, a fluorinated ether, a fluorinated alcohol, a fluorinated carboxylic acid, or a fluorinated carboxylic acid having an OH group, such as a perfluoropolyether having an OH group. Alkyl esters, fluorinated diester dicarboxylic acid compounds having an OH group, fluorinated monoester monocarboxylic acid compounds having an OH group, and the like. Among these, a chain halogenated organic compound having an OH group at the terminal, particularly a chain fluorinated organic compound is preferable.

特に、OH基を有するフッ化エーテルの中でも、OH基を有するフルオロポリエーテルが好ましく、特に、Fomblin Zとして知られる(1)式の化合物や、Fomblin Yとして知られる(2)式の化合物、Krytoxとして知られる(3)式の化合物、Demnumとして知られる(4)式の化合物等の、OH基を末端に有する鎖状フルオロポリエーテルが特に好ましい。   In particular, among fluorinated ethers having an OH group, fluoropolyethers having an OH group are preferable, and in particular, a compound of the formula (1) known as Fomblin Z, a compound of the formula (2) known as Fomblin Y, Krytox A chain fluoropolyether having an OH group at its end, such as a compound of the formula (3) known as ## STR4 ## and a compound of the formula (4) known as Demnum, is particularly preferred.

X−CF2−O(−CF2−CF2−O−)m(−CF2−O−)nCF2−X (1)
X−CF2−O(−CF(CF3)−CF2−O−)m(−CF2−O−)nCF2−X (2)
X−CF2−O(−CF(CF3)−CF2−O−)mCF2−CF2−X (3)
X−CF2−CF2−O(−CF2−CF2−CF2−O−)mCF2−X (4)
X-CF 2 -O (-CF 2 -CF 2 -O-) m (-CF 2 -O-) n CF 2 -X (1)
X-CF 2 -O (-CF ( CF 3) -CF 2 -O-) m (-CF 2 -O-) n CF 2 -X (2)
X-CF 2 -O (-CF ( CF 3) -CF 2 -O-) m CF 2 -CF 2 -X (3)
X-CF 2 -CF 2 -O ( -CF 2 -CF 2 -CF 2 -O-) m CF 2 -X (4)

ここで、n、mはそれぞれ1以上の整数を示す。Xは、−CF3、 −CH2−OH、 −CH2(−O−CH2−CH2−)p−OH、 −CH2−O−CH(OH)−CH2−OHからなる群から選択されるいずれかの官能基であり、各化合物につき少なくとも一つはOH基を有する官能基を備える。ここで、Pは1以上の整数を示す。鎖状フルオロポリエーテルの分子量は特に限定されないが、その中心分子量は500から4000程度が好ましい。 Here, n and m each represent an integer of 1 or more. X is, -CF 3, -CH 2 -OH, -CH 2 - from p -OH, the group consisting of -CH 2 -O-CH (OH) -CH 2 -OH (-O-CH 2 -CH 2) Any functional group selected, at least one of each compound having a functional group having an OH group. Here, P represents an integer of 1 or more. The molecular weight of the chain fluoropolyether is not particularly limited, but the central molecular weight is preferably about 500 to 4000.

また、潤滑剤として、OH基を有さない化合物、例えば、溶媒等を含んでもよいのは言うまでもない。   Needless to say, the lubricant may contain a compound having no OH group, such as a solvent.

このような潤滑剤の塗布は、公知の方法、例えば、真空蒸着法、PVD法、CVD法、浸漬法(ディップ法)、スピンコート法、スプレーコート法等により行うことができる。また、基材準備工程で説明したように、潤滑剤塗布前の基材10の表面に対して、真空中あるいは不活性ガス中での加熱や紫外線照射等の清浄化処理を行った場合には、清浄化された基材10の表面が、塗布時に大気中の酸素や水分、反応性の高い他の不純物(コンタミナント)等によって汚染されることを防ぐべく、この塗布を、真空中あるいは不活性ガス中で行うことが好ましい。   Such a lubricant can be applied by a known method such as a vacuum deposition method, a PVD method, a CVD method, a dipping method (dip method), a spin coating method, a spray coating method, or the like. In addition, as described in the base material preparation step, when the surface of the base material 10 before applying the lubricant is subjected to a cleaning process such as heating in vacuum or inert gas or ultraviolet irradiation. In order to prevent the cleaned surface of the substrate 10 from being contaminated by atmospheric oxygen, moisture, other highly reactive impurities (contaminants), etc. during application, this application may be carried out in a vacuum or under a vacuum. It is preferable to carry out in an active gas.

ここで塗布する潤滑膜20の厚みは特に限定されないが、赤外レーザを効率よく特に基材10と潤滑膜20の界面及びその近傍へ到達させるべく、2nm以下程度とすることが好ましい。なお、多光子吸収の場合には、膜厚は特に限定されない。   The thickness of the lubricating film 20 applied here is not particularly limited, but is preferably about 2 nm or less so that the infrared laser can efficiently reach the interface between the base material 10 and the lubricating film 20 and the vicinity thereof. In the case of multiphoton absorption, the film thickness is not particularly limited.

ここで、必要であれば、潤滑剤21の塗布後に潤滑膜20を加熱する(例えば、80〜200℃、30分以上)、あるいは、潤滑膜20に紫外線を照射して、潤滑剤21の有するOH基又はOH基以外の官能基(例えば、アミノ基)を基材10のダングリングボンド12と予備的に結合させることもできる。なお、加熱や紫外線の照射がなくても、本発明の実施が十分可能であることはいうまでもない。なお、基材10や潤滑膜20にダメージを与えない程度の温度やUVの強さとすることが好ましい。   Here, if necessary, the lubricant film 20 is heated after application of the lubricant 21 (for example, 80 to 200 ° C., 30 minutes or more), or the lubricant film 20 is irradiated with ultraviolet rays to have the lubricant 21. An OH group or a functional group other than the OH group (for example, an amino group) may be preliminarily bonded to the dangling bond 12 of the substrate 10. Needless to say, the present invention can be sufficiently implemented without heating or ultraviolet irradiation. In addition, it is preferable to set it as the temperature and UV intensity which do not damage the base material 10 and the lubricating film 20.

(レーザ照射工程)
続いて、このような潤滑膜20の潤滑剤21に対して、OH基のOH結合の振動を励起すべく赤外レーザ光を照射する。具体的には、OH結合は、図3に示すように概ね0.9〜8μm程度の波長の赤外光を吸収しやすいので、この波長0.9〜8μmに対応するエネルギーを吸収させることが可能な赤外レーザを照射することが好ましい。なお、図3において、点線bがベースライン、実線aがOH基のOH結合による吸収強度である。特に、0.9〜1.2μm(図3のW2の範囲)、2.7〜3.0μm(図3のW1の範囲)の波長に対応するエネルギーを吸収させることができる赤外レーザを照射することが好ましい。
(Laser irradiation process)
Subsequently, an infrared laser beam is irradiated to the lubricant 21 of the lubricating film 20 so as to excite the vibration of the OH group of the OH group. Specifically, since the OH bond easily absorbs infrared light having a wavelength of about 0.9 to 8 μm as shown in FIG. 3, the energy corresponding to the wavelength of 0.9 to 8 μm can be absorbed. It is preferable to irradiate possible infrared laser. In FIG. 3, the dotted line b is the base line, and the solid line a is the absorption intensity due to the OH bond of the OH group. In particular, irradiation with an infrared laser capable of absorbing energy corresponding to a wavelength of 0.9 to 1.2 μm (range W2 in FIG. 3) and 2.7 to 3.0 μm (range W1 in FIG. 3). It is preferable to do.

具体的には、1光子吸収の場合には、例えば、0.9〜8μmの波長の赤外レーザ光を照射すればよく、特に、0.9〜1.2μm又は2.7〜3.0μmの波長の赤外レーザ光を照射すればよい。一方、2個以上の光子を吸収させる多光子吸収の場合には、所定の波長の赤外レーザ光により、波長0.9〜8μmの赤外レーザ光、好ましくは、0.9〜1.2μm又は2.7〜3.0μmの波長の赤外レーザ光に対応するエネルギーを吸収させればよい。例えば、エネルギーの和が上述のエネルギー範囲となる複数個の光子を同時又は連続的に供給すればよい。すなわち、多光子吸収の場合は、1光子吸収の場合よりも長い波長の光を照射することとなる。   Specifically, in the case of one-photon absorption, for example, infrared laser light having a wavelength of 0.9 to 8 μm may be irradiated, and particularly 0.9 to 1.2 μm or 2.7 to 3.0 μm. Irradiation with an infrared laser beam having a wavelength of On the other hand, in the case of multiphoton absorption in which two or more photons are absorbed, infrared laser light having a wavelength of 0.9 to 8 μm, preferably 0.9 to 1.2 μm, by infrared laser light having a predetermined wavelength. Alternatively, energy corresponding to infrared laser light having a wavelength of 2.7 to 3.0 μm may be absorbed. For example, a plurality of photons whose sum of energy is in the above energy range may be supplied simultaneously or continuously. That is, in the case of multiphoton absorption, light having a longer wavelength is irradiated than in the case of single photon absorption.

赤外レーザ光の照射方法は特に限定されないが、例えば、図4の(a)に示すようなレーザ照射系LS1が例示できる。レーザ光源50からのレーザ光Lをコリメータ56で平行光にし、ホモジナイザ54により面内での強度分布を均一化してから潤滑膜20の潤滑剤21に照射すればよい。この形態は、特に、1光子吸収を利用してOH基の振動を励起する場合に好適である。レーザ光源50としては、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ等が挙げられる。   Although the irradiation method of infrared laser light is not particularly limited, for example, a laser irradiation system LS1 as shown in FIG. The laser light L from the laser light source 50 may be collimated by the collimator 56, and the in-plane intensity distribution may be made uniform by the homogenizer 54 and then irradiated to the lubricant 21 of the lubricating film 20. This form is particularly suitable when exciting the vibration of the OH group using one-photon absorption. Examples of the laser light source 50 include a carbon dioxide gas laser and a YAG laser.

ここでホモジナイザ54としては、2つのレンズを組み合わせたものや、回折格子を用いたもの等公知のものを採用でき、ガウス分布型の面内強度分布を十分にフラットな面内強度分布にできるものが好ましい。   Here, as the homogenizer 54, a known one such as a combination of two lenses or a diffraction grating can be adopted, and a Gaussian distribution type in-plane intensity distribution can be made into a sufficiently flat in-plane intensity distribution. Is preferred.

また、潤滑膜20へのレーザ光の入射角度は、図4の(a)に示すように90°が最も効果的であるが、反射光から光源等を保護する必要がある場合には、入射角度を30〜60°とすることができる。   As shown in FIG. 4A, the incident angle of the laser beam to the lubricating film 20 is most effective at 90 °. However, when the light source or the like needs to be protected from the reflected light, the incident angle The angle can be 30 to 60 °.

潤滑膜20及び基材10へ照射する赤外レーザ光のスポット径は、潤滑膜20の面積と対応させればよい。なお、照射面積が非常に大きい場合には、潤滑膜20に対してビームスポットが相対的にスキャンするようにしてもよい。   What is necessary is just to make the spot diameter of the infrared laser beam irradiated to the lubricating film 20 and the base material 10 correspond to the area of the lubricating film 20. When the irradiation area is very large, the beam spot may be scanned relative to the lubricating film 20.

また、図4の(b)に示すようなレーザ照射系LS2も考えられる。この照射系は、特に、2光子吸収等の多光子吸収に特に適するものである。コリメータ56により平行光としたレーザ光を、2次元走査光学系56によりスキャンし、スキャンされたレーザ光は、対物レンズ58により集光されて基材10の表面、又は、潤滑膜20のうち基材10側の部分に焦点が形成されるように照射される。これにより、潤滑剤21のうち界面近傍の部分に集中して赤外レーザ光を照射できる。   Further, a laser irradiation system LS2 as shown in FIG. This irradiation system is particularly suitable for multiphoton absorption such as two-photon absorption. The laser light converted into parallel light by the collimator 56 is scanned by the two-dimensional scanning optical system 56, and the scanned laser light is condensed by the objective lens 58 and the surface of the substrate 10 or the base of the lubricating film 20. Irradiation is performed so that a focal point is formed in the portion on the material 10 side. Thereby, it is possible to concentrate and irradiate infrared laser light on a portion near the interface in the lubricant 21.

2次元走査光学系56は、例えば、2つのガルバノミラースキャナーなどにより構成され、図示しないスキャナドライバから制御されて潤滑膜20上のレーザスポットを基材上を二次元に走査する。なお、基材側を走査してもよい。   The two-dimensional scanning optical system 56 includes, for example, two galvanometer mirror scanners, and is controlled by a scanner driver (not shown) to scan the laser spot on the lubricating film 20 two-dimensionally on the substrate. Note that the substrate side may be scanned.

レーザ光源50としては、上述の光源でもよいが、多光子吸収を可能とすべく、フェムト秒レーザ等の超短パルスレーザを供給するレーザ光源を用いることが好ましい。   The laser light source 50 may be the above-described light source, but it is preferable to use a laser light source that supplies an ultrashort pulse laser such as a femtosecond laser in order to enable multiphoton absorption.

また、いずれの場合であっても赤外レーザ光の照射強度は特に限定されないが、基材への影響や潤滑剤の蒸発等の影響を低減すべく60J/cm以下であることが好ましく、十分な振動励起を起こすべく0.01mJ/cm以上とすることが好ましい。なお、OH基の結合エネルギーは428〜510kJ/mol程度であり、OHの結合を切るためにはこれを超えるエネルギーを与えなければならないが、エネルギーが強すぎると潤滑剤の蒸発や不要な反応、基材への損傷などの問題を発生させるので、レーザ照射エネルギーは個々の試料に合わせて最適化する必要がある。 In any case, the irradiation intensity of the infrared laser light is not particularly limited, but is preferably 60 J / cm 2 or less in order to reduce the influence on the base material and the influence of evaporation of the lubricant, It is preferably 0.01 mJ / cm 2 or more so as to cause sufficient vibration excitation. The bond energy of the OH group is about 428 to 510 kJ / mol, and in order to break the bond of OH, it is necessary to give an energy exceeding this, but if the energy is too strong, evaporation of the lubricant and unnecessary reaction, Since problems such as damage to the substrate occur, the laser irradiation energy needs to be optimized for each sample.

赤外レーザ光としてパルスレーザ光を照射する場合には、レーザ光の照射強度を60J/cm以下、パルス幅を0.1〜1ms、パルス数を1〜10、パルスの周波数を10〜50Hzとすることでレーザ処理部分の不要な温度上昇を抑制することができ好適である。 When irradiating pulsed laser light as infrared laser light, the irradiation intensity of the laser light is 60 J / cm 2 or less, the pulse width is 0.1 to 1 ms, the number of pulses is 1 to 10, and the pulse frequency is 10 to 50 Hz. By doing so, an unnecessary temperature rise in the laser processing portion can be suppressed, which is preferable.

また、レーザ光源は複数あってもよい。   There may be a plurality of laser light sources.

そして、このような赤外レーザ光の照射により、潤滑剤のOH基のOH結合の振動が励起される。したがって、潤滑剤21のOH基と基材10の表面との反応性が高まり、潤滑剤21を基材10の表面に化学的に結合させることが容易となる。   And the vibration of the OH group of the OH group of the lubricant is excited by irradiation with such infrared laser light. Accordingly, the reactivity between the OH group of the lubricant 21 and the surface of the substrate 10 is increased, and it becomes easy to chemically bond the lubricant 21 to the surface of the substrate 10.

具体的には、以下のようなメカニズムが考えられる。すなわち、赤外レーザ光の照射により潤滑剤21のOH基のOH結合の振動が励起されるので、OH基が活性化され、OとHとの解離等が起こって、基材表面のダングリングボンド12と結合しやすくなる。したがって、潤滑剤21を、例えば、図5に示されるように、OH基由来のO原子を介して、基材10表面のダングリングボンド12と容易に共有結合させることができる。したがって、潤滑膜20の耐久性が高まるものと考えられる。   Specifically, the following mechanism can be considered. That is, the vibration of the OH group of the OH group of the lubricant 21 is excited by the irradiation of the infrared laser light, so that the OH group is activated and the dissociation between O and H occurs, resulting in dangling on the substrate surface. It becomes easy to bond with the bond 12. Therefore, for example, as shown in FIG. 5, the lubricant 21 can be easily covalently bonded to the dangling bonds 12 on the surface of the base material 10 through O atoms derived from OH groups. Therefore, it is considered that the durability of the lubricating film 20 is increased.

特にこのような赤外レーザ光による固定化では、加熱処理やUV処理等に比べて選択的にOH基の加熱ができるので、少ないエネルギーで効果的な加熱が可能であり、また、短時間処理が可能である。したがって、熱劣化や、熱歪、不要な熱分解、材料の蒸発等が低減できる。また、図4(b)のような装置を用いた2光子吸収によれば、特に、基材の表面部分を選択的に処理できるのでより効率的である。   In particular, such immobilization with infrared laser light can selectively heat OH groups compared to heat treatment, UV treatment, etc., so that effective heating with less energy is possible and short-time treatment is possible. Is possible. Therefore, thermal deterioration, thermal strain, unnecessary thermal decomposition, material evaporation, and the like can be reduced. Moreover, according to the two-photon absorption using the apparatus as shown in FIG. 4B, the surface portion of the base material can be selectively processed, which is more efficient.

ここで、必要であれば、赤外レーザの照射後に、潤滑膜20を加熱する(例えば、80〜200℃、30分以上)、あるいは、潤滑膜20に紫外線を照射して、潤滑剤21の有するOH基又はOH基以外の官能基(例えば、アミノ基等)を基材10のダングリングボンド12と補助的に結合させることもできる。なお、加熱や紫外線の照射がなくても、本発明の実施が十分可能であることはいうまでもない。なお、基材10や潤滑膜20にダメージを与えない程度の温度やUVの強さとすることが好ましい。   Here, if necessary, after the infrared laser irradiation, the lubricating film 20 is heated (for example, 80 to 200 ° C., 30 minutes or more), or the lubricating film 20 is irradiated with ultraviolet rays to An OH group or a functional group other than the OH group (for example, an amino group) can be supplementarily bonded to the dangling bond 12 of the substrate 10. Needless to say, the present invention can be sufficiently implemented without heating or ultraviolet irradiation. In addition, it is preferable to set it as the temperature and UV intensity which do not damage the base material 10 and the lubricating film 20.

(クリーニング工程)
続いて、必要に応じて、潤滑膜20の潤滑剤21内の不要なもの、すなわち、基材10の表面に固定されていない潤滑剤21や、不要な副生物や異物、遊離油分等を潤滑膜20から除去するクリーニング工程を行う(図6参照)。
(Cleaning process)
Subsequently, unnecessary lubricant in the lubricant 21 of the lubricating film 20, that is, lubricant 21 that is not fixed to the surface of the base material 10, unnecessary by-products, foreign matters, free oil, etc. are lubricated as necessary. A cleaning process for removing the film 20 is performed (see FIG. 6).

具体的には、フッ素系溶剤、エーテル、ヘキサン、アルコールなどの有機溶剤や、水、CO(ガス、超臨界流体)などの洗浄媒体を用い、これらの洗浄媒体と潤滑膜20とを接触させればよい。クリーニング時には、潤滑膜20に対して超音波振動を与えてもよい。 Specifically, an organic solvent such as a fluorine-based solvent, ether, hexane, or alcohol, or a cleaning medium such as water or CO 2 (gas, supercritical fluid) is used, and these cleaning medium and the lubricating film 20 are brought into contact with each other. Just do it. At the time of cleaning, ultrasonic vibration may be applied to the lubricating film 20.

また、低分子物質の除去が主目的であれば、真空引きや加熱により揮発させることによるクリーニングも可能である。これにより、基材10の表面と結合していない潤滑剤21が少ない状態となる。クリーニング後の潤滑膜の膜厚は特に限定されないが、2nm以下が好ましい。   If removal of low molecular weight substances is the main purpose, cleaning by volatilization by evacuation or heating is also possible. Thereby, it will be in the state where there are few lubricants 21 which are not couple | bonded with the surface of the base material 10. FIG. The thickness of the lubricating film after cleaning is not particularly limited, but is preferably 2 nm or less.

なお、必要であれば、クリーニング後に上述のように潤滑剤を加熱する(例えば、80〜200℃、30分以上)、あるいは、潤滑剤に紫外線を照射して、潤滑剤の残存するOH基やそれ以外の官能基を基材10のダングリングボンド12と結合させることもできる。   If necessary, the lubricant is heated as described above after cleaning (for example, 80 to 200 ° C. for 30 minutes or more), or the lubricant is irradiated with ultraviolet rays to leave residual OH groups or Other functional groups can be bonded to the dangling bonds 12 of the substrate 10.

このようにして、本発明の好適な実施形態にかかる潤滑膜の形成方法が完成する。   In this way, the lubricating film forming method according to the preferred embodiment of the present invention is completed.

(磁気ヘッドスライダ及び磁気記録媒体)   (Magnetic head slider and magnetic recording medium)

続いて、このような潤滑膜の形成方法を用いた磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a magnetic head slider and a magnetic recording medium using such a method for forming a lubricating film will be described.

図7は、ハードディスクドライブHDDの概略構成図である。ハードディスクドライブHDDは、主として、円板状の磁気記録媒体120及び磁気ヘッドスライダ110を備える。   FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the hard disk drive HDD. The hard disk drive HDD mainly includes a disk-shaped magnetic recording medium 120 and a magnetic head slider 110.

磁気記録媒体120は円板状を呈し、内部に磁気記録層129が設けられている。また、磁気記録媒体120の軸中心部には、磁気記録媒体120を回転させるためのモータ130が連結され、磁気記録媒体120は軸周りに回転される。   The magnetic recording medium 120 has a disk shape, and a magnetic recording layer 129 is provided inside. In addition, a motor 130 for rotating the magnetic recording medium 120 is connected to the central portion of the axis of the magnetic recording medium 120, and the magnetic recording medium 120 is rotated around the axis.

磁気ヘッドスライダ110は、略板状を呈しており、磁気記録媒体120の表面Sと対向配置されると共に、磁気記録媒体120の回転に伴って生じる気流によって通常は磁気記録媒体120の表面Sからわずかに浮上する。   The magnetic head slider 110 has a substantially plate shape, is disposed to face the surface S of the magnetic recording medium 120, and usually from the surface S of the magnetic recording medium 120 due to an air flow generated as the magnetic recording medium 120 rotates. Slightly rise.

磁気ヘッドスライダ110は、磁気ヘッド140を備えている。磁気ヘッド140は、磁気記録媒体120の磁気記録層129に対するデータの書込みを行う図示しないライタ、及び/又は、この磁気記録層129からのデータの読出しを行う図示しないリーダを有する。磁気ヘッドスライダ110の磁気記録媒体120の表面Sに対向する面が、媒体対向面ABSである。また、磁気ヘッドスライダ110には、この磁気ヘッドスライダ110を磁気記録媒体120の表面上の所望の場所に動かすヘッド駆動部113が接続されている。   The magnetic head slider 110 includes a magnetic head 140. The magnetic head 140 has a writer (not shown) that writes data to the magnetic recording layer 129 of the magnetic recording medium 120 and / or a reader (not shown) that reads data from the magnetic recording layer 129. A surface facing the surface S of the magnetic recording medium 120 of the magnetic head slider 110 is a medium facing surface ABS. The magnetic head slider 110 is connected to a head drive unit 113 that moves the magnetic head slider 110 to a desired location on the surface of the magnetic recording medium 120.

図8の(a)の部分断面図に示すように、磁気ヘッドスライダ110は、基板115上に、下地層116、保護膜117、及び、潤滑膜118が形成されている。   As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 8A, the magnetic head slider 110 has a base layer 116, a protective film 117, and a lubricating film 118 formed on a substrate 115.

基板115の材料としては、例えば、アルミナ・チタン・カーバイド(Al2O3-TiC)焼結体のようなセラミックス材料、アルミナAl2O3等の金属酸化物、Tiのような金属材料、Si、Cのような非金属無機材料、等の非磁性絶縁材料が挙げられる。 Examples of the material of the substrate 115 include ceramic materials such as alumina / titanium carbide (Al 2 O 3 —TiC) sintered body, metal oxides such as alumina Al 2 O 3 , metal materials such as Ti, Si, and the like. And non-magnetic insulating materials such as non-metallic inorganic materials such as C.

下地層116の材料としては、珪素、窒化珪素等が挙げられる。   Examples of the material of the base layer 116 include silicon and silicon nitride.

保護膜117の材料としては、アモルファスカーボン(例えば、ダイヤモンドライクカーボン、グラファイトカーボン、水素添加カーボン、窒素添加カーボン、フッ素添加カーボン等)や各種金属添加カーボン等の炭素材料、WC、WMoC、ZrN、BN、B4C、SiO2、ZrO2等の無機材料が好適であり、例えば、厚み1〜3nm程度とすることができる。ここでは、保護膜117が前述の「基材」に相当する。 Examples of the material for the protective film 117 include carbon materials such as amorphous carbon (for example, diamond-like carbon, graphite carbon, hydrogenated carbon, nitrogen-added carbon, and fluorine-added carbon) and various metal-added carbons, WC, WMoC, ZrN, and BN. Inorganic materials such as B 4 C, SiO 2 and ZrO 2 are suitable, and the thickness can be, for example, about 1 to 3 nm. Here, the protective film 117 corresponds to the above-mentioned “base material”.

そして、潤滑膜118が、前述の潤滑膜20に対応する。潤滑剤21の材質は特に限定されないが、OH基を有するフルオロポリエーテル等のOH基を有するフッ化有機化合物が特に好適に利用できる。   The lubricating film 118 corresponds to the lubricating film 20 described above. Although the material of the lubricant 21 is not particularly limited, a fluorinated organic compound having an OH group such as a fluoropolyether having an OH group can be particularly preferably used.

このような磁気ヘッドスライダ110の製造方法としては、公知の方法により、基板上に磁気ヘッド140を形成した後、媒体対向面ABSの形成及び研磨を行い、その後、蒸着法(真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法など)等の公知の方法により下地層116、保護膜117を形成する。そして、この保護膜117を基材として、上述の潤滑膜の形成方法を実施すればよい。   As a method for manufacturing such a magnetic head slider 110, after forming the magnetic head 140 on a substrate by a known method, the medium facing surface ABS is formed and polished, and then a vapor deposition method (vacuum vapor deposition method, sputtering method). The underlayer 116 and the protective film 117 are formed by a known method such as a method or a CVD method. And the formation method of the above-mentioned lubricating film should just be implemented by using this protective film 117 as a base material.

続いて、磁気記録媒体120について説明する。図8の(b)の部分断面図に示すように、磁気記録媒体120は、基板125上に、下地層126、磁気記録層129、保護膜127、及び、潤滑膜128が形成されている。   Next, the magnetic recording medium 120 will be described. As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 8B, the magnetic recording medium 120 has a base layer 126, a magnetic recording layer 129, a protective film 127, and a lubricating film 128 formed on a substrate 125.

基板125の材料としては、例えば、ガラス、アルミニウム、Al系合金ガラス、プラスチック、セラミック、カーボン、シリコン、酸化表面を有するSi単結晶基板等を例示でき、また、フレキシブルディスク媒体や磁気テープ媒体の場合には、ポリアセテート等の合成樹脂を例示することができる。   Examples of the material of the substrate 125 include glass, aluminum, Al-based alloy glass, plastic, ceramic, carbon, silicon, and an Si single crystal substrate having an oxidized surface. In the case of a flexible disk medium or a magnetic tape medium, for example. Examples thereof include synthetic resins such as polyacetate.

下地膜126の材料に関して制限はなく、ハードディスク用磁気記録媒体の場合にはCr、Ni-P等を例示することができる。さらに、下地膜126の材料として、水平磁気記録媒体の場合にはCr合金等の非磁性材料が挙げられ、垂直磁気記録媒体の場合にはFe、Ni、Coを含む材料等の軟磁性材料等が挙げられる。特に、垂直磁気記録媒体の場合には、軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに、Ti、Ta、W、Cr、Pt、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物等の材料等からなる下地層をさらに有することができ、また、軟磁性下地層と記録層との間の中間には、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物等の非磁性材料から成る中間層を有することができる。   There are no restrictions on the material of the underlayer 126, and in the case of a hard disk magnetic recording medium, Cr, Ni-P, etc. can be exemplified. Further, as the material of the base film 126, in the case of a horizontal magnetic recording medium, a nonmagnetic material such as a Cr alloy can be cited. Is mentioned. In particular, in the case of a perpendicular magnetic recording medium, Ti, Ta, W, Cr, Pt are further provided below the soft magnetic underlayer to improve the crystallinity of the soft magnetic underlayer or the adhesion to the substrate. Or an alloy containing these, or an underlayer made of a material such as an oxide or nitride thereof, and an intermediate layer between the soft magnetic underlayer and the recording layer. , Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, an alloy containing these, or an intermediate layer made of a nonmagnetic material such as an oxide or nitride thereof.

磁気記録層129の材料としては、例えば、Coを主成分とし、少なくともPtを含み、必要に応じてCrを含み、さらに酸化物を含んだ材料が挙げられる。   As a material of the magnetic recording layer 129, for example, a material containing Co as a main component, containing at least Pt, optionally containing Cr, and further containing an oxide can be given.

保護膜127の材料としては、例えば、1〜10nm程度のダイアモンドライクカーボン等の炭素材料が挙げられる。ここでは、保護膜127が前述の「基材」に相当する。   Examples of the material of the protective film 127 include a carbon material such as diamond like carbon having a thickness of about 1 to 10 nm. Here, the protective film 127 corresponds to the “base material” described above.

そして、潤滑膜118が、前述の潤滑膜20Aに対応する。潤滑剤は特に限定されないが、OH基を有するフルオロポリエーテル等のOH基を有するフッ化有機化合物が特に好ましい。また、フッ化有機化合物の分子量は特に限定しないが、その中心分子量は500から4000程度が好ましい。   The lubricating film 118 corresponds to the aforementioned lubricating film 20A. The lubricant is not particularly limited, but a fluorinated organic compound having an OH group such as a fluoropolyether having an OH group is particularly preferable. The molecular weight of the fluorinated organic compound is not particularly limited, but the central molecular weight is preferably about 500 to 4000.

このような磁気記録媒体120の製造方法としては、公知の方法により、基板125上に下地層126、磁気記録層129、保護膜127を順に形成し、上述の潤滑膜の形成方法を実施すればよい。   As a method for manufacturing such a magnetic recording medium 120, a base layer 126, a magnetic recording layer 129, and a protective film 127 are sequentially formed on a substrate 125 by a known method, and the above-described lubricating film forming method is performed. Good.

これらの発明によれば、特に、加熱が必須でないので磁気ヘッド140や磁気記録層129の熱減磁等を抑制できて好ましい。また、このような磁気ヘッドスライダ110や磁気記録媒体120を用いると、潤滑膜20の耐久性が極めて高くなるので、信頼性及び寿命に優れたハードディスクドライブが得られる。もちろん磁気記録媒体として、テープ媒体やフレキシブルディスク(FD)等を用いた場合でも、同様の効果が得られる。   According to these inventions, since heating is not essential, thermal demagnetization of the magnetic head 140 and the magnetic recording layer 129 can be suppressed, which is preferable. In addition, when such a magnetic head slider 110 or magnetic recording medium 120 is used, the durability of the lubricating film 20 becomes extremely high, so that a hard disk drive with excellent reliability and life can be obtained. Of course, the same effect can be obtained even when a tape medium or a flexible disk (FD) is used as the magnetic recording medium.

(実施例1〜3) (Examples 1-3)

Co基板上に、真空下でダイアモンドライクカーボンを3nmの厚みで形成して基材とした。その後、潤滑剤を基材の表面に厚み1.2nm程度となるように塗布して潤滑膜を得た。潤滑剤としては(1)式のFomblin Zを用いた。その後、波長1.064μmのパルス赤外レーザ光(Nd−YAGレーザ)を潤滑膜に照射した。レーザのパルス幅は0.3msとした。また、レーザ照射強度は、実施例1〜3の順に、それぞれ、9.6、11.6、13.5J/cm2とした。このようにして、潤滑膜を有するサンプル基板を得た。
(比較例1)
On the Co substrate, diamond-like carbon was formed in a thickness of 3 nm under vacuum to obtain a base material. Thereafter, a lubricant was applied to the surface of the substrate so as to have a thickness of about 1.2 nm to obtain a lubricating film. Fomblin Z of the formula (1) was used as the lubricant. Thereafter, the lubricating film was irradiated with pulsed infrared laser light (Nd-YAG laser) having a wavelength of 1.064 μm. The laser pulse width was 0.3 ms. The laser irradiation intensity was 9.6, 11.6, and 13.5 J / cm 2 in the order of Examples 1 to 3, respectively. In this way, a sample substrate having a lubricating film was obtained.
(Comparative Example 1)

レーザを照射しない以外は実施例1と同様にしてサンプル基板を得た。
(評価)
A sample substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that laser irradiation was not performed.
(Evaluation)

圧子先端が直径8μmのダイヤモンドチップを用い、3.98mNの荷重で、各サンプル基板の潤滑膜(厚み約1.1nm)のスクラッチ試験を行った。そして、スクラッチ傷の深さD及び幅Wを走査型エリプソメータで測定した。結果を図9に示す。   A scratch test of the lubricating film (thickness: about 1.1 nm) of each sample substrate was performed with a load of 3.98 mN using a diamond tip with an indenter tip of 8 μm in diameter. The depth D and width W of the scratch were measured with a scanning ellipsometer. The results are shown in FIG.

また、実施例3及び比較例については、スクラッチ試験をしていないサンプル表面について、TOF型の二次イオン質量分析計(SIMS)で質量分析し、潤滑剤において特徴的なC−F結合と、磁気記録媒体磁性層に存在するCo原子との比を取得した。結果を図10に示す。   Moreover, about Example 3 and a comparative example, about the sample surface which is not carrying out a scratch test, mass analysis is carried out with a TOF type secondary ion mass spectrometer (SIMS), and the characteristic CF bond in a lubricant, The ratio with Co atoms present in the magnetic layer of the magnetic recording medium was obtained. The results are shown in FIG.

図9から理解されるように、実施例1〜3では、レーザ非照射である比較例に比べて十分な潤滑膜の耐久性が発現した。   As can be understood from FIG. 9, in Examples 1 to 3, sufficient durability of the lubricating film was exhibited as compared with the comparative example in which laser irradiation was not performed.

また、図10から理解されるように、実施例では、比較例に比べて基材上に固定された潤滑剤の濃度(面吸着密度)を高められることが明らかとなった。質量分析は真空中で行われるので、レーザ加工されていない基材表面の潤滑剤、即ち、基材と未結合の潤滑剤が蒸発する。したがって、比較例(レーザ強度0)の潤滑膜厚が、実施例におけるレーザ加工部分の潤滑膜厚よりも小さくなったことが考えられる。さらに、実施例においては、レーザ加工により、保護膜であるダイアモンドライクカーボンと潤滑剤分子とが強固に反応し、比較例に比して潤滑剤分子の面吸着密度の高密度化がおこっていることが考えられる。   Further, as can be understood from FIG. 10, it has been clarified that in the example, the concentration (surface adsorption density) of the lubricant fixed on the base material can be increased as compared with the comparative example. Since the mass spectrometry is performed in a vacuum, the lubricant on the surface of the base material that has not been laser-processed, that is, the lubricant that is not bonded to the base material evaporates. Therefore, it can be considered that the lubricating film thickness of the comparative example (laser intensity 0) is smaller than the lubricating film thickness of the laser machined portion in the example. Furthermore, in the examples, diamond-like carbon that is the protective film and the lubricant molecules react strongly by laser processing, and the surface adsorption density of the lubricant molecules is increased compared to the comparative example. It is possible.

図1は、本発明の好適な実施形態を示す模式断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the present invention. 図2は、本発明の好適な実施形態を示す図1に続く模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view following FIG. 1 showing a preferred embodiment of the present invention. 図3は、OH基のOH結合の吸収波長分布を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the absorption wavelength distribution of OH bonds of OH groups. 図4は、レーザ照射系の一例を示すものであり、(a)はレーザビームを所定の面積のスポットに拡大して照射する系であり、(b)はレーザビームを集光して照射する系である。4A and 4B show an example of a laser irradiation system. FIG. 4A shows a system in which a laser beam is enlarged and irradiated to a spot having a predetermined area. FIG. 4B shows a laser beam condensed and irradiated. It is a system. 図5は、本発明の好適な実施形態を示す図2に続く模式断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view subsequent to FIG. 2 showing a preferred embodiment of the present invention. 図6は、本発明の好適な実施形態を示す図5に続く模式断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view subsequent to FIG. 5 showing a preferred embodiment of the present invention. 図7は、本発明に係るハードディスク装置を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a hard disk device according to the present invention. 図8は、図7の部分断面図であり、(a)はスライダの断面図、(b)は磁気記録媒体の断面図である。8A and 8B are partial cross-sectional views of FIG. 7, in which FIG. 8A is a cross-sectional view of a slider, and FIG. 8B is a cross-sectional view of a magnetic recording medium. 図9は、実施例1〜3及び比較例の条件及びスクラッチ試験の結果を示す表である。FIG. 9 is a table showing the conditions of Examples 1 to 3 and the comparative example and the results of the scratch test. 図10は、実施例3及び比較例において基材表面に固定されている潤滑剤の濃度(密度)を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the concentration (density) of the lubricant fixed to the substrate surface in Example 3 and Comparative Example.

符号の説明Explanation of symbols

10…基材、21…潤滑剤、20…潤滑膜、54…ホモジナイザ、110…磁気ヘッドスライダ、120…磁気記録媒体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Base material, 21 ... Lubricant, 20 ... Lubricating film, 54 ... Homogenizer, 110 ... Magnetic head slider, 120 ... Magnetic recording medium.

Claims (10)

基材の表面に塗布されたOH基を有する潤滑剤に対して、前記OH基のOH結合の振動を励起する赤外レーザ光を照射する工程を備える、潤滑膜形成方法であって、
前記潤滑剤は、OH基を末端に有する鎖状フルオロポリエーテルであり、
前記工程では、波長0.9〜1.1μm又は波長2.7〜3.0μmの赤外レーザ光を照射する、若しくは、赤外レーザ光による多光子吸収により波長0.9〜1.1μm又は波長2.7〜3.0μmの赤外光に対応するエネルギーを吸収させる潤滑膜形成方法。
A method for forming a lubricating film comprising a step of irradiating a lubricant having an OH group applied to a surface of a substrate with an infrared laser beam that excites vibration of an OH bond of the OH group ,
The lubricant is a chain fluoropolyether having an OH group at its end,
In the step, an infrared laser beam having a wavelength of 0.9 to 1.1 μm or a wavelength of 2.7 to 3.0 μm is irradiated, or a wavelength of 0.9 to 1.1 μm or more by multiphoton absorption by the infrared laser beam. A lubricating film forming method for absorbing energy corresponding to infrared light having a wavelength of 2.7 to 3.0 μm.
前記工程では多光子吸収を行わせ、前記基材の表面、又は、前記潤滑剤のうち前記基材側の部分に前記赤外レーザ光の焦点が形成されるように前記赤外レーザ光を照射する請求項1に記載の潤滑膜形成方法。 In the step, multi-photon absorption is performed, and the infrared laser light is irradiated so that a focal point of the infrared laser light is formed on the surface of the base material or a portion of the lubricant on the base material side. The method for forming a lubricating film according to claim 1 . 前記赤外レーザ光として、ホモジナイザを透過させた赤外レーザ光を用いる請求項1に記載の潤滑膜形成方法。 The method for forming a lubricating film according to claim 1, wherein an infrared laser beam transmitted through a homogenizer is used as the infrared laser beam. 前記潤滑剤は2nm以下の厚みの層とされている請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑膜形成方法。 The lubricating film forming method according to claim 1 , wherein the lubricant is a layer having a thickness of 2 nm or less. 前記赤外レーザ光の照射強度が、60J/cm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑膜形成方法。 The method for forming a lubricating film according to any one of claims 1 to 4 , wherein an irradiation intensity of the infrared laser light is 60 J / cm 2 or less. 前記赤外レーザ光として赤外パルスレーザ光を照射し、レーザ光の強度を60J/cm以下、パルス幅を0.1〜1ms、パルス数を1〜10、パルスの周波数を10〜50Hzとする請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑膜形成方法。 Infrared pulse laser light is irradiated as the infrared laser light, the intensity of the laser light is 60 J / cm 2 or less, the pulse width is 0.1 to 1 ms, the number of pulses is 1 to 10, and the pulse frequency is 10 to 50 Hz. lubricating film forming method according to any one of claims 1 to 4. 前記赤外レーザ光照射時に、前記基材の表面温度を200℃以下に維持する請求項1〜6のいずれかに記載の潤滑膜形成方法。 The method for forming a lubricating film according to any one of claims 1 to 6 , wherein a surface temperature of the base material is maintained at 200 ° C or lower during the infrared laser light irradiation. 前記基材の表面は、炭素材料により形成されている請求項1〜7のいずれか記載の潤滑膜形成方法。 Surface of the substrate, the lubricating film forming method according to any one of claims 1 to 7 which is formed by a carbon material. 磁気記録媒体の表面に塗布された前記潤滑剤に対して、請求項1〜8のいずれかに記載の潤滑膜形成方法を行う磁気記録媒体の製造方法。 The manufacturing method of the magnetic recording medium which performs the lubricating film formation method in any one of Claims 1-8 with respect to the said lubricant agent apply | coated to the surface of a magnetic recording medium. 磁気ヘッドスライダの表面に塗布された前記潤滑剤に対して、請求項1〜8のいずれ
かに記載の潤滑膜形成方法を行う磁気ヘッドスライダの製造方法。
The manufacturing method of the magnetic head slider which performs the lubricating film formation method in any one of Claims 1-8 with respect to the said lubricant agent apply | coated to the surface of a magnetic head slider.
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