JP4199879B2 - グライドチェックヘッド及びその再生方法、並びにそのヘッドを用いた磁気ディスクの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度磁気記録用磁気ディスクの製造方法並びに磁気ディスクの検査に用いるグライドチェックヘッド及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気ディスクの製造方法では、公開特許公報（Ａ）特開平１１−１６１６３に記載されている様、Ａｌ 2 Ｏ 3 とＴｉＣの混合物等で作られたスライダー、サスペンション、圧電素子、リード線等からなるグライドチェックヘッドをディスク円板上に浮上させ、ゴミや異常突起等の異物にスライダーが、衝突した時に衝撃波が圧電素子に伝わり、圧電素子で発生する電圧をリード線で取り出しモニターすることにより磁気ディスク表面の平滑性、清浄性の検査を行なってきた。しかし、近年の磁気ディスク容量の急激な増加に伴い、記録再生を行なう磁気ヘッドの浮上量が年々低下している。これに伴い表面の検査時のグライドチェックヘッド浮上量も低下している。また、ディスク表面の保護膜が薄くなり、同時に保護膜が高硬度化してきている。そのため、スライダー表面がＡｌ２Ｏ３-ＴｉＣである従来のグライドチェックヘッドでは、スライダー表面の摩耗、傷の発生が多くなり、長時間の連続使用で磁気ディスク表面の検査を多数継続して行なうことが困難になってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、磁気ディスクの保護膜よりも硬質の表面層をグライドチェックヘッドのスライダーの基材上に形成することにより、長時間安定して磁気ディスク表面の検査を行なうことの出来るグライドチェックヘッドを提供し、この様なグライドチェックヘッドを用いた磁気ディスクの製造方法並びにグライドチェックヘッドの再生方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスクを製造する方法では、硬度１０ＧＰａ以上の保護膜を有する磁気ディスクよりも３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を表面に形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面の検査をした。この検査は、例えば、周速５ｍ/ｓで浮上量１０ｎｍとなるグライドチェックヘッドを磁気ディスク上に浮上させ、グライドチェックヘッドが半径方向に６０μｍピッチでシークすることにより、磁気ディスク全面の検査を行なうものである。この様な検査を通過した磁気ディスクを磁気記憶装置に組み込むことにより、サーマルアスピリティー等のエラーや低浮上時にヘッドクラッシュが発生することなく磁気ヘッドを浮上でき大容量で高性能の磁気記憶装置を実現できる様になる。
【０００５】
前記磁気ディスクの保護膜の表面は、磁気ディスクの基材表面に少なくとも磁性層を形成し、前記磁性層表面に硬度１０ＧＰａ以上の保護膜を形成し、前記保護膜表面にパーフルオロポリエーテル等の潤滑膜を形成後、該保護膜の硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで検査をすることが好ましい。これは、潤滑膜を形成後、該保護膜の硬度よりも高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスクの表面を極低浮上で検査をすることができることによる。
【０００６】
一方、ディスク保護膜の硬度以下の表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面を検査をした場合、グライドチェックヘッドの表面層の摩耗が著しく発生し、最後にはグライドチェックヘッドが磁気ディスクとクラッシュを起こす。
【０００７】
磁気ディスク上の保護膜が、ダイヤモンドライクカーボンである場合にも、磁気ディスクより３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面の検査をする事により、機械的な浮上高さ１０ｎｍで安定して浮上し、磁気ディスク表面の検査ができる。ここで、グライドチェックヘッド表面の硬度が３５ＧＰａ以上である場合には、グライドチェックヘッドの摩耗が抑えられる為、特に長時間安定して磁気ディスク表面の検査をすることができる。グライドチェックヘッド表面の硬度が３５ＧＰａ未満であり、磁気ディスクの保護膜が、ダイヤモンドライクカーボンである場合には、長時間にわたり磁気ディスク表面の検査をすることはできないため好ましくない。
【０００８】
上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１０ＧＰａ以上、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が４０％以下、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率１.７以上、消衰係数０.３以下、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.６以下であることを特徴とする炭素を主成分とした膜である。ラマン散乱分光測定は、５２４．５ｎｍの励起波長を用いて得られた炭素膜のラマンスペクトルの波形を、図１に示す様な二つのガウス関数型波形に分離し、ピーク位置が１,５４０ｃｍ-1〜１,５８０ｃｍ-1のピーク強度（Ｉg）と、ピーク位置が１,３２０ｃｍ-1〜１,３６０ｃｍ-1のピーク強度（Ｉd）の比（Ｉd／Ｉg）で評価を行なった。
【０００９】
磁気ディスクの保護膜表面硬度及びグライドチェックヘッド表面に形成した表面層の硬度は、バルコビッチ型ダイヤモンド圧子を用い超低荷重変位検出法に基づく、米国MTS Systems Corporation製のNano Indenter IIs（薄膜硬度計）を用いて測定した。超低荷重変位検出法についてはPharr、Oliverによって“Measurement of Thin Film Mechanical Properties Using Nano-indentation” (MRS Bulletin 17(7) July 1992, pp.28-33)の中で述べられている。
【００１０】
グライドチェックヘッドの表面にダイヤモンドライクカーボンを形成し、前記ダイヤモンドライクカーボン表面にダイヤモンドライクカーボンより硬度が高く、少なくともこの順に２層の表面層を積層することにより、更らに長時間安定して磁気ディスク表面の検査を行なうことができる。表面層を少なくとも２層形成する方が良い理由は、膜応力を緩和できるためと考えられる。結果として６０nm程度まで膜を厚くでき、表面層の剥離を生じないようにしてグライドチェックヘッドの表面層を形成することが可能となる。更に、スライダー表面にスライダーを磁気ディスク側へ押し付ける様な圧力（負圧）を発生するスライダー形状を有するヘッドを使うことにより、グライドチェックヘッドのロール剛性、ピッチ剛性を高めることができ、安定した低浮上が可能となるため好ましい。
【００１１】
グライドチェックヘッドを交換せずに長時間使用するため、磁気ディスクとの接触部であるグライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くするように、グライドチェックヘッド表面に表面層を形成し、グライドチェックヘッドの摩耗を防止することで長時間にわたり、ディスク表面の検査を行なうこともできる。磁気ディスクとの接触部であるグライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くすることにより、実質的に摩耗し削れていく流出端部の寿命を延ばし、短時間で交換することなく、長時間表面の検査が連続して可能となる。
【００１２】
この様な工夫をしても、非常に長時間使用したグライドチェックヘッドは、表面に形成した表面層が摩耗する。この場合、残表面層を酸素アッシング、アルゴンエッチング等の方法で除去し、再度グライドチェックヘッドに表面層を形成する事によりグライドチェックヘッドとして再利用することが可能となる。
【００１３】
グライドチェックヘッドの表面形状を制御するために、該グライドチェックヘッドの表面硬度と同程度の硬度を有する円板上で該グライドチェックヘッドを低浮上させグライドチェックヘッド表面の異物を除去することにより、磁気ディスクの製造時にスライダー表面に異物の無いグライドチェックヘッドを提供することもできる。
【００１４】
これらの高硬度の表面層はスライダーの表面にアーク放電を用いてグラファイトカーボンからＣ＋を抽出し、高硬質ダイヤモンドライク炭素（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ；ＤＬＣ）薄膜を被覆することにより得られる。本薄膜形成法はカソーディックアーク法と呼ばれている。例えばインターナショナルカンファレンス オン マイクロメカトロニクス フォー インフォメーション アンド プリシジョン イクイップメント （１９９７年、東京）の予稿集第３５７頁から第３６２頁（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｑｕｉpｍｅｎｔ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊｕｌｙ，２０-３３，１９９７）pp．３５７-３６２）に記載されるような特性を持つ。反応性スパッタ法、イー・シー・アール シー・ブイ・ディー（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｏｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＥＣＲ−ＣＶＤ）法のような他の方法で成膜したＤＬＣ膜と比べカソーディックアーク法により形成した薄膜はsp３結合性が強く、被覆材料として使用した場合、硬質でかつ摩擦係数が低いという利点を持つ。しかしその反面カソーディックアーク法により形成されたＤＬＣ膜は、内部応力が数十ギガパスカル程度と非常に大きく、ＤＬＣ膜の膜厚を厚くすると内部応力により膜の剥離がおこる。そのため本発明では、表面層の膜厚に応じてスライダー表面に珪素、炭化珪素、またはその酸化物などからなる薄膜を密着膜として形成し剥離の問題を解決した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる磁気ディスク及びその製造方法の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１６】
<実施例１>
図２は、本発明手法により表面の検査を行なうハードディスク用磁気ディスクの構成図である。この磁気ディスクは、たとえば非磁性基体の磁気ディスク基板２１上に下地層２２と、磁性層２３と、保護層２４と、潤滑層２５を順次積層した多層膜から構成される。
【００１７】
下地層２２は、例えば、Ｃｒ等からなる層であり、多層化しても良い。磁性層２３はＣｏを主成分とする合金層等、磁気ディスクに用いられる磁性材料であれば特に限定されない。保護膜２４は、炭素を主成分とし、窒素、水素、珪素、又は硼素等を添加することにより１０ＧＰａ〜１８ＧＰａの表面硬度を有する膜を形成した。保護膜２４に窒素、水素、珪素、又は硼素等を添加しなかった場合の表面硬度は、８ＧＰａ〜９ＧＰａであった。保護層２４の膜厚は２ｎｍ〜１５ｎｍとした。
【００１８】
本実施例の代表的なグライドチェックヘッドの構成を図３に示す。本グライドチェックヘッドはサスペンション３１、スライダー３２、密着膜層３３、表面層３４、圧電素子３５、リード線３６からなる。圧電素子３５はスライダー３２に接着され、スライダー３２はサスペンション３１に固定されている。サスペンション３１は、ステンレス製のバネであり、スライダー３２を磁気ディスク上に安定浮上させる。スライダー３２の基材は、アルミナチタンカーバイト（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）である。スライダー３２の表面には、安定した浮上姿勢を実現するためレール、パッドを機械加工、あるいはイオンミリングで形成している。
【００１９】
直流マグネトロンスパッタ法、あるいは高周波スパッタ法により形成する密着膜層３３は、珪素、炭化珪素、又はその酸化物からなる。表面層３４は、スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、またはカソーディックアーク法で作製した炭素を主成分とする膜である。表面層３４の膜厚は３ｎｍ〜５０ｎｍとした。また、スライダー表面硬度は、表面層３４の成膜手法の違いにより８ＧＰａ〜８０ＧＰａと変化した。密着膜層３３を形成せずにスライダ３２上に直接厚さ５０ｎｍの表面層を形成した場合に比べ、密着膜層３３を２ｎｍ形成した場合には、長時間にわたる磁気ディスクの表面処理により表面層３４の摩耗は生じるものの剥離は認められなかった。
【００２０】
表面層３４は、スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法並びにカソーディックアーク法により形成できる。
【００２１】
スパッタリング法による場合には、直流マグネトロンスパッタリング法を用いた。アルゴンと窒素、又はアルゴンと水素の混合ガスによる黒鉛状ターゲットの反応性スパッタを行ない、表面層３４を形成した。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約１６ＧＰａであった。
【００２２】
ＥＣＲ−ＣＶＤ法による表面層３４の形成は以下の方法による。７０ｋＡ/ｍ（８７５G）の磁場が印加された、反応室にメタン、アセチレン、プロパン等の炭化水素ガスを導入し、２.４５ＧＨｚのマイクロ波を印可すると反応室内で電子サイクロトロン共鳴により高密度プラズマが発生する。このプラズマにより炭化水素ガスが分解され、反応室近傍に配置したアルミナチタンカーバイト基板上に炭化水素薄膜が形成される。この時、基板に導入するガス種に応じた最適な基板バイアスを印可することによりポリマー膜が形成されずにダイヤモンドライクカーボンが形成される。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約２５ＧＰａであった。
【００２３】
上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１０ＧＰａ以上、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が４０％以下、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率１.７以上、消衰係数０.３以下、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.６以下であることを特徴とする炭素を主成分とした膜であった。
【００２４】
カソーディックアーク法による表面層３４の形成は以下の方法による。アノードとカソード間に電圧を印加し、高真空状態においてアーク放電を生じさる。カソードのターゲットは、グラファイトカーボンで構成されている。カソードのターゲットは、アーク溶接と同様、非常に高温の状態になり、表面より＋に帯電したカーボンイオン(C＋)が生成される。このＣ＋は、初期運動エネルギーのみ、あるいは必要に応じた基板バイアス電圧により被処理アルミナチタンカーバイト基板３１に打ちこみ、高硬質ＤＬＣ膜を形成する。得られる膜質は、sｐ３が８０％程度の強固な共有結合を有し、ダイヤモンドに近い屈折率、硬度をもった緻密なダイヤモンドライクカーボン膜であった。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約６８ＧＰａであった。
【００２５】
炭素を主成分とする表面層３４の膜厚は、３ｎｍ〜５０ｎｍの間で表面の検査対象の磁気ディスク表面の硬度に応じて最適な値を選ぶことが可能である。特に、カソーディックアーク法で形成した表面層３４は高硬度であるため、耐摩耗性に優れるため望ましい。
【００２６】
炭素を主成分とする表面層３４の膜厚を３ｎｍ以下とした場合には、低浮上時に表面層３４の摩耗が激しかった。また５０ｎｍを超えて炭素を主成分とする表面層３４を形成しようとしても、剥離が生じ５０ｎｍより厚い表面層３４を形成することはできなかった。グライドチェックヘッド表面に２０ｎｍ程度の表面層３４を形成することで従来のグライドチェックヘッドに比べ半分以下の交換頻度まで低減し、実用的なグライドチェックヘッドが得られた。このグライドチェックヘッドを用いることにより、従来のグライドチェックヘッドに比較し、低浮上で磁気ディスク表面に存在するゴミ、異常突起等の検査を安定に行なうことができ、安定した低浮上が可能な円板を提供することができた。また、高硬度の表面層を形成したグライドチェックヘッドでは、スライダー表面にレール、パッド等を形成しなくてもクラッシュし難くなり、長時間にわたり磁気ディスク表面の検査が継続できた。スライダー面に溝がなく平坦なグライドチェックヘッドを用いて長時間連続して表面の検査することができたのは、表面層３４を形成したことにより、接線力を約１／２に低減できたことによる。また、２本以上のグライドチェックヘッドを上下対称に配置することにより、磁気ディスクの両面を同時に検査することにより、タクトをあげてディスクの表面検査をすることができた。
【００２７】
<実施例２>
本実施例では、スライダー表面にスライダーを磁気ディスク側へ押し付ける様な圧力（負圧）を発生するスライダー形状を有するヘッドを用いたときの検査について検討した結果について示す。
【００２８】
スライダーの形状は、負圧力を発生させる為のクロスレールを流入端側に有し、２つ以上のパッドを流出端に有する形状とした。また、負圧スライダー表面にはカソーディックアーク法を用いたダイヤモンドライクカーボンを表面層として２０ｎｍ形成した。この時の硬度は７７ＧＰａであった。以下、この様な形状を有するスライダーを負圧スライダーと称す。
【００２９】
負圧スライダーを用いることにより、磁気ディスクの周速に対するグライドチェックヘッドの浮上量依存性が小さくなった。負圧スライダーでは、パッドの数、大きさ、サスペンション荷重により異なるが、パッドの浮上量が周速に対して約−０.２〜１ｎｍ／（ｍ／ｓ）の勾配（即ち周速を１ｍ／ｓ増加させた場合に浮上量が約−０.２〜１ｎｍ変化する）を持って浮上量が変化した。
【００３０】
流出端中央に幅２００μｍ、長さ１５０μｍのパッドを配したスライダーでの浮上量は、１３ｎｍ（５ｍ／ｓ時）、８ｎｍ（５０ｍ／ｓ時）であり、浮上量変化勾配は、約−０.１ｎｍ／（ｍ／ｓ）であった。
【００３１】
また、スライダーに幅１００μｍ、長さ６０μｍのパッド５つをクロスレールと流出端の中間に左右対称となる様に２つ、流出端に左右対称に２つ、流出端中央に１つ配したスライダーでの浮上量は６ｎｍ（１０ｍ／ｓ時）、１２ｎｍ（２０ｍ／ｓ時）であり、浮上量勾配は０.６ｎｍ／（ｍ／ｓ）であった。サスペンション荷重はいずれの場合も２.７ｇとした。
【００３２】
一方、負圧力を用いない２レールタイプのグライドチェックヘッドの浮上量変化勾配は、スライダーの幅、サスペンション荷重により様々であり、約２ｎｍ／（m/s）〜４ｎｍ／（m/s）の浮上量変化勾配があった。また、負圧スライダーのクロスレール上の浮上量と流出端側の最も浮上量の低いパッド上の浮上量の比は、４〜７であった。グライドチェックヘッドのロール剛性、ピッチ剛性を高めることができたので、負圧スライダーのパッドが磁気ディスク上のゴミや異常突起に衝突した場合に浮上姿勢を乱さず、磁気ディスク表面にスクラッチ痕をつけることが無くなった。この結果、前記二種類の負圧スライダーを用いることによりグライドチェックヘッドをそれぞれ８ｎｍと６ｎｍ以下に低浮上させて磁気ディスク表面の検査をすることができた。グライドチェックヘッドの浮上量は米国Zygo社製の浮上量測定器Pegasus2000を用いて測定した。測定は、６７０ｎｍの波長を持つ半導体レーザーを光源として、用い半径３０ｍｍで円板の回転方向と平行になる様にヘッドを浮上させ行なった。また、浮上量測定時に用いる基板には、表面の中心線平均粗さＲａが１ｍｍ以下である石英円板を用いた。ここで、中心線平均粗さの定義は、日本工業規格（JIS-B0601）の規定に準ずる。この負圧スライダーを用いたグライドチェックヘッドを用いることにより、磁気ディスク表面に存在するゴミ、異常突起等の異物を検出する事ができ、低浮上が可能な円板を量産することができた。
【００３３】
<実施例３>
スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法並びにカソーディックアーク法で炭素を主成分とするスライダーの表面層３４を形成し、磁気ディスクとスライダーの表面硬度比とスライダー表面層の摩耗率の関係を調べた。表面層の摩耗率は、１本のグライドチェックヘッドで５０００面の磁気ディスクを検査した時の表面層の摩耗量と初期の膜厚から求めた。ここで図３の表面層３４の膜厚は２０ｎｍとした。尚、スライダー表面層の硬度は成膜手法と炭素膜中の水素量を制御して変化させた。スパッタ法による表面層の硬度は、８ＧＰａ〜１８ＧＰａであった。ＥＣＲ−ＣＶＤ法による表面層の硬度は、２５ＧＰａ〜３５ＧＰａであった。カソーディックアーク法による表面層の硬度は、３５ＧＰａ〜８０ＧＰａであった。
【００３４】
図４に示す様に、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうことにより、表面層の摩耗率が１０％以下と少なく安定に検査を行なうことができた。しかし、磁気ディスク表面硬度が１０ＧＰａ未満の保護膜、又は５ｎｍ以下の保護膜をスパッタリング法で形成した時は、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうと、磁気ディスクの保護膜にスクラッチ痕をが発生するため好ましくない。一方、磁気ディスクの保護膜がダイヤモンドライクカーボンである場合には、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうことにより、表面層の摩耗が少なく安定に検査を行なうことができ、磁気ディスク表面にゴミ、異常突起等の異物がなく低浮上が可能な円板を量産することができた。特に、潤滑層２５を形成した磁気ディスクは、接線力が小さくなり、極低浮上時にも磁性膜の欠落や、スクラッチ痕を磁気ディスク表面につけることなく表面の検査処理することができた。上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１５ＧＰａ、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が３５％、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率２.０３、消衰係数０.１２、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.５５であった。
【００３５】
<実施例４>
スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法ならびにカソーディックアーク法により、グライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くするように形成した。スパッタリング法で形成する場合には、カソード表面に対してスライダー流出端が近くなるようにグライドチェックヘッドを傾けて配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。ＥＣＲ−ＣＶＤ法で形成する場合には、マイクロ波進行方向に対してスライダー流出端が近くなる様にグライドチェックヘッドを傾けて配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。カソーディックアーク法で形成する場合には、Ｃ＋イオンの加速方向に対してスライダー流出端が近くなるように傾けてグライドチェックヘッドを配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。
【００３６】
いずれのスライダーでも形成した表面層の表面硬度は磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上になる様にした場合には、スライダー上に均一に表面層を形成した場合に比べスライダー流出端部の表面層を流入端に比べ厚くすることにより、長時間にわたり摩耗しても継続して磁気ディスクの検査が可能となった。
【００３７】
<実施例５>
実施例４に記載した様にスライダー流出端部の表面層を厚くしても、表面の検査を長時間継続して行なうことによりグライドチェックヘッドの表面層も摩耗する。摩耗したスライダー表面層の残層を酸素アッシング、アルゴンエッチング等の方法で除去し、再度グライドチェックヘッド表面に磁気ディスクの保護膜表面よりも硬い表面層を形成すれはグライドチェックヘッドとして再利用できる。特に磁気ディスクの保護膜表面硬度の３.５倍以上の表面層を形成すれは、長時間表面の検査が継続して行なえるため好ましい。
【００３８】
グライドチェックヘッド再生時にスライダー、圧電素子をサスペンションをつけたまま再生処理を行なうことも可能であるが、スライダー、圧電素子をサスペンションから分離して再生することが塵埃の観点から好ましい。また、再利用した場合の表面の検査性能は新品と同等であった。
【００３９】
<実施例６>
本実施例では、グライドチェックヘッド表面に表面硬度が３５ＧＰａ〜８０ＧＰａの表面層を形成した場合のグライドチェックヘッド表面の平滑化の方法について示す。
【００４０】
表面の中心線平均粗さＲａが、１ｎｍ以下である石英円板にグライドチェックヘッド表面硬度と概略同じ表面硬度を有する表面層を形成した。ここで、中心線平均粗さの定義は、日本工業規格（JIS-B0601）の規定に準ずる。
【００４１】
石英製の円板上にグライドチェックヘッドを極低浮上させることによりグライドチェックヘッド上の異常成長した突起、並びにグライドチェックヘッドに付着したゴミの除去を行なった。この時、グライドチェックヘッドの浮上量は、磁気ディスクの検査をする時の浮上量よりも低く、かつ、グライドチェックヘッドが石英円板上を摺動することがない浮上量とし、半径方向にグライドチェックヘッドをシークさせながら行なうことが好ましい。
【００４２】
原子間力顕微鏡を用い、グライドチェックヘッド表面について、１０μｍ角の観察を行なった。複数の視野について観察した結果、上述した方法によりグライドチェックヘッド表面の平滑化を行なわない場合には、グライドチェックヘッド表面に３ｎｍ程度の突起が認められる場合があった。一方、上述した方法によりグライドチェックヘッド表面の平滑化を行なった場合には、グライドチェックヘッド表面の突起が、最大１ｎｍ程度まで除去されていた。
【００４３】
前記実施例１と実施例２に記載のグライドチェックヘッドと同じヘッドに対して、この様な前処理の平滑化を行なった。このグライドチェックヘッドで磁気ディスクを表面の検査処理することにより、グライドチェックヘッドに付着したゴミ、異常突起等の異物による磁性膜の欠落、スクラッチ痕を磁気ディスク表面に付けることなく、長時間にわたり磁気ディスクの表面検査が可能となり安定した低浮上が可能な円板を量産することができた。
【００４４】
<実施例７>
本実施例では、スライダー表面にダイヤモンドライクカーボンと該ダイヤモンドライクカーボン表面により硬度が高い表面層（高硬度表面層）を形成したグライドチェックヘッドについて調べた。
【００４５】
この時の硬度は、ダイヤモンドライクカーボンは２０ＧＰａ、高硬度表面層は８０ＧＰａとした。カソーディックアーク法で形成された高硬度表面層を単層で形成すると、膜厚を４０ｎｍにすると膜が剥離した。一方、カソーディックアーク法で形成されたダイヤモンドライクカーボンを膜厚１０ｎｍ形成した上にカソーディックアーク法で形成された高硬度表面層を膜厚４０ｎｍ形成しても剥離を起こさず表面の検査を行なうことができた。高硬度表面層の膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍ迄変化させ膜剥離が生じる膜厚を調べた結果、表面層を２層にした場合には、膜厚６０ｎｍ迄は剥離を起こさず、磁気ディスクの表面の検査を行なうことができた。表面層を２層にし膜応力を緩和し、膜の密着性を高めることにより、表面層膜厚を厚くすることが可能となり長時間安定に使用することができる。また、高硬度表面層は、カソーディックアーク法で形成された硬度６０ＧＰａ以上の高硬度表面層であることが耐摩耗性の観点から好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した様に表面層としてスライダーの表面に高硬質ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆しているため、硬質な磁気ディスク表面の検査を行なう場合でも長時間安定に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマンスペクトルのピーク分離を示す図。
【図２】本発明の実施例に示す磁気ディスク用記録媒体の模式図。
【図３】（ａ）は本発明のグライドチェックヘッドの構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）におけるスライダー部のＩ−Ｉ断面図。
【図４】スライダー表面層表面硬度と磁気ディスク保護膜表面硬度の比とスライダー表面層の摩耗率の相関図。
【符号の説明】
２１…磁気ディスク基板、 ２２…Ｃｒ下地層、
２３…磁性層、 ２４…保護層、
２５…潤滑層、 ３１…サスペンション、
３２…スライダー、 ３３…密着膜層、
３４…表面層、 ３５…圧電素子、
３６…リード線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度磁気記録用磁気ディスクの製造方法並びに磁気ディスクの検査に用いるグライドチェックヘッド及びその再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気ディスクの製造方法では、公開特許公報（Ａ）特開平１１−１６１６３に記載されている様、Ａｌ 2 Ｏ 3 とＴｉＣの混合物等で作られたスライダー、サスペンション、圧電素子、リード線等からなるグライドチェックヘッドをディスク円板上に浮上させ、ゴミや異常突起等の異物にスライダーが、衝突した時に衝撃波が圧電素子に伝わり、圧電素子で発生する電圧をリード線で取り出しモニターすることにより磁気ディスク表面の平滑性、清浄性の検査を行なってきた。しかし、近年の磁気ディスク容量の急激な増加に伴い、記録再生を行なう磁気ヘッドの浮上量が年々低下している。これに伴い表面の検査時のグライドチェックヘッド浮上量も低下している。また、ディスク表面の保護膜が薄くなり、同時に保護膜が高硬度化してきている。そのため、スライダー表面がＡｌ２Ｏ３-ＴｉＣである従来のグライドチェックヘッドでは、スライダー表面の摩耗、傷の発生が多くなり、長時間の連続使用で磁気ディスク表面の検査を多数継続して行なうことが困難になってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、磁気ディスクの保護膜よりも硬質の表面層をグライドチェックヘッドのスライダーの基材上に形成することにより、長時間安定して磁気ディスク表面の検査を行なうことの出来るグライドチェックヘッドを提供し、この様なグライドチェックヘッドを用いた磁気ディスクの製造方法並びにグライドチェックヘッドの再生方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の磁気ディスクを製造する方法では、硬度１０ＧＰａ以上の保護膜を有する磁気ディスクよりも３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を表面に形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面の検査をした。この検査は、例えば、周速５ｍ/ｓで浮上量１０ｎｍとなるグライドチェックヘッドを磁気ディスク上に浮上させ、グライドチェックヘッドが半径方向に６０μｍピッチでシークすることにより、磁気ディスク全面の検査を行なうものである。この様な検査を通過した磁気ディスクを磁気記憶装置に組み込むことにより、サーマルアスピリティー等のエラーや低浮上時にヘッドクラッシュが発生することなく磁気ヘッドを浮上でき大容量で高性能の磁気記憶装置を実現できる様になる。
【０００５】
前記磁気ディスクの保護膜の表面は、磁気ディスクの基材表面に少なくとも磁性層を形成し、前記磁性層表面に硬度１０ＧＰａ以上の保護膜を形成し、前記保護膜表面にパーフルオロポリエーテル等の潤滑膜を形成後、該保護膜の硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで検査をすることが好ましい。これは、潤滑膜を形成後、該保護膜の硬度よりも高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスクの表面を極低浮上で検査をすることができることによる。
【０００６】
一方、ディスク保護膜の硬度以下の表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面を検査をした場合、グライドチェックヘッドの表面層の摩耗が著しく発生し、最後にはグライドチェックヘッドが磁気ディスクとクラッシュを起こす。
【０００７】
磁気ディスク上の保護膜が、ダイヤモンドライクカーボンである場合にも、磁気ディスクより３.５倍以上高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面の検査をする事により、機械的な浮上高さ１０ｎｍで安定して浮上し、磁気ディスク表面の検査ができる。ここで、グライドチェックヘッド表面の硬度が３５ＧＰａ以上である場合には、グライドチェックヘッドの摩耗が抑えられる為、特に長時間安定して磁気ディスク表面の検査をすることができる。グライドチェックヘッド表面の硬度が３５ＧＰａ未満であり、磁気ディスクの保護膜が、ダイヤモンドライクカーボンである場合には、長時間にわたり磁気ディスク表面の検査をすることはできないため好ましくない。
【０００８】
上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１０ＧＰａ以上、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が４０％以下、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率１.７以上、消衰係数０.３以下、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.６以下であることを特徴とする炭素を主成分とした膜である。ラマン散乱分光測定は、５２４．５ｎｍの励起波長を用いて得られた炭素膜のラマンスペクトルの波形を、図１に示す様な二つのガウス関数型波形に分離し、ピーク位置が１,５４０ｃｍ-1〜１,５８０ｃｍ-1のピーク強度（Ｉg）と、ピーク位置が１,３２０ｃｍ-1〜１,３６０ｃｍ-1のピーク強度（Ｉd）の比（Ｉd／Ｉg）で評価を行なった。
【０００９】
磁気ディスクの保護膜表面硬度及びグライドチェックヘッド表面に形成した表面層の硬度は、バルコビッチ型ダイヤモンド圧子を用い超低荷重変位検出法に基づく、米国MTS Systems Corporation製のNano Indenter IIs（薄膜硬度計）を用いて測定した。超低荷重変位検出法についてはPharr、Oliverによって“Measurement of Thin Film Mechanical Properties Using Nano-indentation” (MRS Bulletin 17(7) July 1992, pp.28-33)の中で述べられている。
【００１０】
グライドチェックヘッドの表面にダイヤモンドライクカーボンを形成し、前記ダイヤモンドライクカーボン表面にダイヤモンドライクカーボンより硬度が高く、少なくともこの順に２層の表面層を積層することにより、更らに長時間安定して磁気ディスク表面の検査を行なうことができる。表面層を少なくとも２層形成する方が良い理由は、膜応力を緩和できるためと考えられる。結果として６０nm程度まで膜を厚くでき、表面層の剥離を生じないようにしてグライドチェックヘッドの表面層を形成することが可能となる。更に、スライダー表面にスライダーを磁気ディスク側へ押し付ける様な圧力（負圧）を発生するスライダー形状を有するヘッドを使うことにより、グライドチェックヘッドのロール剛性、ピッチ剛性を高めることができ、安定した低浮上が可能となるため好ましい。
【００１１】
グライドチェックヘッドを交換せずに長時間使用するため、磁気ディスクとの接触部であるグライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くするように、グライドチェックヘッド表面に表面層を形成し、グライドチェックヘッドの摩耗を防止することで長時間にわたり、ディスク表面の検査を行なうこともできる。磁気ディスクとの接触部であるグライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くすることにより、実質的に摩耗し削れていく流出端部の寿命を延ばし、短時間で交換することなく、長時間表面の検査が連続して可能となる。
【００１２】
この様な工夫をしても、非常に長時間使用したグライドチェックヘッドは、表面に形成した表面層が摩耗する。この場合、残表面層を酸素アッシング、アルゴンエッチング等の方法で除去し、再度グライドチェックヘッドに表面層を形成する事によりグライドチェックヘッドとして再利用することが可能となる。
【００１３】
グライドチェックヘッドの表面形状を制御するために、該グライドチェックヘッドの表面硬度と同程度の硬度を有する円板上で該グライドチェックヘッドを低浮上させグライドチェックヘッド表面の異物を除去することにより、磁気ディスクの製造時にスライダー表面に異物の無いグライドチェックヘッドを提供することもできる。
【００１４】
これらの高硬度の表面層はスライダーの表面にアーク放電を用いてグラファイトカーボンからＣ＋を抽出し、高硬質ダイヤモンドライク炭素（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ；ＤＬＣ）薄膜を被覆することにより得られる。本薄膜形成法はカソーディックアーク法と呼ばれている。例えばインターナショナルカンファレンス オン マイクロメカトロニクス フォー インフォメーション アンド プリシジョン イクイップメント （１９９７年、東京）の予稿集第３５７頁から第３６２頁（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｅｑｕｉpｍｅｎｔ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊｕｌｙ，２０-３３，１９９７）pp．３５７-３６２）に記載されるような特性を持つ。反応性スパッタ法、イー・シー・アール シー・ブイ・ディー（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｏｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＥＣＲ−ＣＶＤ）法のような他の方法で成膜したＤＬＣ膜と比べカソーディックアーク法により形成した薄膜はsp３結合性が強く、被覆材料として使用した場合、硬質でかつ摩擦係数が低いという利点を持つ。しかしその反面カソーディックアーク法により形成されたＤＬＣ膜は、内部応力が数十ギガパスカル程度と非常に大きく、ＤＬＣ膜の膜厚を厚くすると内部応力により膜の剥離がおこる。そのため本発明では、表面層の膜厚に応じてスライダー表面に珪素、炭化珪素、またはその酸化物などからなる薄膜を密着膜として形成し剥離の問題を解決した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わる磁気ディスク及びその製造方法の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１６】
<実施例１>
図２は、本発明手法により表面の検査を行なうハードディスク用磁気ディスクの構成図である。この磁気ディスクは、たとえば非磁性基体の磁気ディスク基板２１上に下地層２２と、磁性層２３と、保護層２４と、潤滑層２５を順次積層した多層膜から構成される。
【００１７】
下地層２２は、例えば、Ｃｒ等からなる層であり、多層化しても良い。磁性層２３はＣｏを主成分とする合金層等、磁気ディスクに用いられる磁性材料であれば特に限定されない。保護膜２４は、炭素を主成分とし、窒素、水素、珪素、又は硼素等を添加することにより１０ＧＰａ〜１８ＧＰａの表面硬度を有する膜を形成した。保護膜２４に窒素、水素、珪素、又は硼素等を添加しなかった場合の表面硬度は、８ＧＰａ〜９ＧＰａであった。保護層２４の膜厚は２ｎｍ〜１５ｎｍとした。
【００１８】
本実施例の代表的なグライドチェックヘッドの構成を図３に示す。本グライドチェックヘッドはサスペンション３１、スライダー３２、密着膜層３３、表面層３４、圧電素子３５、リード線３６からなる。圧電素子３５はスライダー３２に接着され、スライダー３２はサスペンション３１に固定されている。サスペンション３１は、ステンレス製のバネであり、スライダー３２を磁気ディスク上に安定浮上させる。スライダー３２の基材は、アルミナチタンカーバイト（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）である。スライダー３２の表面には、安定した浮上姿勢を実現するためレール、パッドを機械加工、あるいはイオンミリングで形成している。
【００１９】
直流マグネトロンスパッタ法、あるいは高周波スパッタ法により形成する密着膜層３３は、珪素、炭化珪素、又はその酸化物からなる。表面層３４は、スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、またはカソーディックアーク法で作製した炭素を主成分とする膜である。表面層３４の膜厚は３ｎｍ〜５０ｎｍとした。また、スライダー表面硬度は、表面層３４の成膜手法の違いにより８ＧＰａ〜８０ＧＰａと変化した。密着膜層３３を形成せずにスライダ３２上に直接厚さ５０ｎｍの表面層を形成した場合に比べ、密着膜層３３を２ｎｍ形成した場合には、長時間にわたる磁気ディスクの表面処理により表面層３４の摩耗は生じるものの剥離は認められなかった。
【００２０】
表面層３４は、スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法並びにカソーディックアーク法により形成できる。
【００２１】
スパッタリング法による場合には、直流マグネトロンスパッタリング法を用いた。アルゴンと窒素、又はアルゴンと水素の混合ガスによる黒鉛状ターゲットの反応性スパッタを行ない、表面層３４を形成した。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約１６ＧＰａであった。
【００２２】
ＥＣＲ−ＣＶＤ法による表面層３４の形成は以下の方法による。７０ｋＡ/ｍ（８７５G）の磁場が印加された、反応室にメタン、アセチレン、プロパン等の炭化水素ガスを導入し、２.４５ＧＨｚのマイクロ波を印可すると反応室内で電子サイクロトロン共鳴により高密度プラズマが発生する。このプラズマにより炭化水素ガスが分解され、反応室近傍に配置したアルミナチタンカーバイト基板上に炭化水素薄膜が形成される。この時、基板に導入するガス種に応じた最適な基板バイアスを印可することによりポリマー膜が形成されずにダイヤモンドライクカーボンが形成される。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約２５ＧＰａであった。
【００２３】
上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１０ＧＰａ以上、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が４０％以下、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率１.７以上、消衰係数０.３以下、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.６以下であることを特徴とする炭素を主成分とした膜であった。
【００２４】
カソーディックアーク法による表面層３４の形成は以下の方法による。アノードとカソード間に電圧を印加し、高真空状態においてアーク放電を生じさる。カソードのターゲットは、グラファイトカーボンで構成されている。カソードのターゲットは、アーク溶接と同様、非常に高温の状態になり、表面より＋に帯電したカーボンイオン(C＋)が生成される。このＣ＋は、初期運動エネルギーのみ、あるいは必要に応じた基板バイアス電圧により被処理アルミナチタンカーバイト基板３１に打ちこみ、高硬質ＤＬＣ膜を形成する。得られる膜質は、sｐ３が８０％程度の強固な共有結合を有し、ダイヤモンドに近い屈折率、硬度をもった緻密なダイヤモンドライクカーボン膜であった。この成膜法で形成した表面層３４の代表的な硬度は約６８ＧＰａであった。
【００２５】
炭素を主成分とする表面層３４の膜厚は、３ｎｍ〜５０ｎｍの間で表面の検査対象の磁気ディスク表面の硬度に応じて最適な値を選ぶことが可能である。特に、カソーディックアーク法で形成した表面層３４は高硬度であるため、耐摩耗性に優れるため望ましい。
【００２６】
炭素を主成分とする表面層３４の膜厚を３ｎｍ以下とした場合には、低浮上時に表面層３４の摩耗が激しかった。また５０ｎｍを超えて炭素を主成分とする表面層３４を形成しようとしても、剥離が生じ５０ｎｍより厚い表面層３４を形成することはできなかった。グライドチェックヘッド表面に２０ｎｍ程度の表面層３４を形成することで従来のグライドチェックヘッドに比べ半分以下の交換頻度まで低減し、実用的なグライドチェックヘッドが得られた。このグライドチェックヘッドを用いることにより、従来のグライドチェックヘッドに比較し、低浮上で磁気ディスク表面に存在するゴミ、異常突起等の検査を安定に行なうことができ、安定した低浮上が可能な円板を提供することができた。また、高硬度の表面層を形成したグライドチェックヘッドでは、スライダー表面にレール、パッド等を形成しなくてもクラッシュし難くなり、長時間にわたり磁気ディスク表面の検査が継続できた。スライダー面に溝がなく平坦なグライドチェックヘッドを用いて長時間連続して表面の検査することができたのは、表面層３４を形成したことにより、接線力を約１／２に低減できたことによる。また、２本以上のグライドチェックヘッドを上下対称に配置することにより、磁気ディスクの両面を同時に検査することにより、タクトをあげてディスクの表面検査をすることができた。
【００２７】
<実施例２>
本実施例では、スライダー表面にスライダーを磁気ディスク側へ押し付ける様な圧力（負圧）を発生するスライダー形状を有するヘッドを用いたときの検査について検討した結果について示す。
【００２８】
スライダーの形状は、負圧力を発生させる為のクロスレールを流入端側に有し、２つ以上のパッドを流出端に有する形状とした。また、負圧スライダー表面にはカソーディックアーク法を用いたダイヤモンドライクカーボンを表面層として２０ｎｍ形成した。この時の硬度は７７ＧＰａであった。以下、この様な形状を有するスライダーを負圧スライダーと称す。
【００２９】
負圧スライダーを用いることにより、磁気ディスクの周速に対するグライドチェックヘッドの浮上量依存性が小さくなった。負圧スライダーでは、パッドの数、大きさ、サスペンション荷重により異なるが、パッドの浮上量が周速に対して約−０.２〜１ｎｍ／（ｍ／ｓ）の勾配（即ち周速を１ｍ／ｓ増加させた場合に浮上量が約−０.２〜１ｎｍ変化する）を持って浮上量が変化した。
【００３０】
流出端中央に幅２００μｍ、長さ１５０μｍのパッドを配したスライダーでの浮上量は、１３ｎｍ（５ｍ／ｓ時）、８ｎｍ（５０ｍ／ｓ時）であり、浮上量変化勾配は、約−０.１ｎｍ／（ｍ／ｓ）であった。
【００３１】
また、スライダーに幅１００μｍ、長さ６０μｍのパッド５つをクロスレールと流出端の中間に左右対称となる様に２つ、流出端に左右対称に２つ、流出端中央に１つ配したスライダーでの浮上量は６ｎｍ（１０ｍ／ｓ時）、１２ｎｍ（２０ｍ／ｓ時）であり、浮上量勾配は０.６ｎｍ／（ｍ／ｓ）であった。サスペンション荷重はいずれの場合も２.７ｇとした。
【００３２】
一方、負圧力を用いない２レールタイプのグライドチェックヘッドの浮上量変化勾配は、スライダーの幅、サスペンション荷重により様々であり、約２ｎｍ／（m/s）〜４ｎｍ／（m/s）の浮上量変化勾配があった。また、負圧スライダーのクロスレール上の浮上量と流出端側の最も浮上量の低いパッド上の浮上量の比は、４〜７であった。グライドチェックヘッドのロール剛性、ピッチ剛性を高めることができたので、負圧スライダーのパッドが磁気ディスク上のゴミや異常突起に衝突した場合に浮上姿勢を乱さず、磁気ディスク表面にスクラッチ痕をつけることが無くなった。この結果、前記二種類の負圧スライダーを用いることによりグライドチェックヘッドをそれぞれ８ｎｍと６ｎｍ以下に低浮上させて磁気ディスク表面の検査をすることができた。グライドチェックヘッドの浮上量は米国Zygo社製の浮上量測定器Pegasus2000を用いて測定した。測定は、６７０ｎｍの波長を持つ半導体レーザーを光源として、用い半径３０ｍｍで円板の回転方向と平行になる様にヘッドを浮上させ行なった。また、浮上量測定時に用いる基板には、表面の中心線平均粗さＲａが１ｍｍ以下である石英円板を用いた。ここで、中心線平均粗さの定義は、日本工業規格（JIS-B0601）の規定に準ずる。この負圧スライダーを用いたグライドチェックヘッドを用いることにより、磁気ディスク表面に存在するゴミ、異常突起等の異物を検出する事ができ、低浮上が可能な円板を量産することができた。
【００３３】
<実施例３>
スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法並びにカソーディックアーク法で炭素を主成分とするスライダーの表面層３４を形成し、磁気ディスクとスライダーの表面硬度比とスライダー表面層の摩耗率の関係を調べた。表面層の摩耗率は、１本のグライドチェックヘッドで５０００面の磁気ディスクを検査した時の表面層の摩耗量と初期の膜厚から求めた。ここで図３の表面層３４の膜厚は２０ｎｍとした。尚、スライダー表面層の硬度は成膜手法と炭素膜中の水素量を制御して変化させた。スパッタ法による表面層の硬度は、８ＧＰａ〜１８ＧＰａであった。ＥＣＲ−ＣＶＤ法による表面層の硬度は、２５ＧＰａ〜３５ＧＰａであった。カソーディックアーク法による表面層の硬度は、３５ＧＰａ〜８０ＧＰａであった。
【００３４】
図４に示す様に、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうことにより、表面層の摩耗率が１０％以下と少なく安定に検査を行なうことができた。しかし、磁気ディスク表面硬度が１０ＧＰａ未満の保護膜、又は５ｎｍ以下の保護膜をスパッタリング法で形成した時は、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうと、磁気ディスクの保護膜にスクラッチ痕をが発生するため好ましくない。一方、磁気ディスクの保護膜がダイヤモンドライクカーボンである場合には、磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上高い表面硬度を持つ表面層を形成したスライダーを用いて表面の検査を行なうことにより、表面層の摩耗が少なく安定に検査を行なうことができ、磁気ディスク表面にゴミ、異常突起等の異物がなく低浮上が可能な円板を量産することができた。特に、潤滑層２５を形成した磁気ディスクは、接線力が小さくなり、極低浮上時にも磁性膜の欠落や、スクラッチ痕を磁気ディスク表面につけることなく表面の検査処理することができた。上記ダイヤモンドライクカーボンは、薄膜硬度計による硬度が１５ＧＰａ、ＨＦＳ(Hydrogen Forward Scattering Spectroscopy)測定による膜中水素量が３５％、分光エリプソメータによる６３３ｎｍにおける光学定数が屈折率２.０３、消衰係数０.１２、ラマン散乱分光分析によるピーク強度比（Ｉd／Ｉg）が０.５５であった。
【００３５】
<実施例４>
スパッタリング法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法ならびにカソーディックアーク法により、グライドチェックヘッド流出端部の表面層を厚くするように形成した。スパッタリング法で形成する場合には、カソード表面に対してスライダー流出端が近くなるようにグライドチェックヘッドを傾けて配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。ＥＣＲ−ＣＶＤ法で形成する場合には、マイクロ波進行方向に対してスライダー流出端が近くなる様にグライドチェックヘッドを傾けて配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。カソーディックアーク法で形成する場合には、Ｃ＋イオンの加速方向に対してスライダー流出端が近くなるように傾けてグライドチェックヘッドを配置し成膜することによりスライダー流出端部の表面層を厚くした。
【００３６】
いずれのスライダーでも形成した表面層の表面硬度は磁気ディスクの表面硬度よりも３.５倍以上になる様にした場合には、スライダー上に均一に表面層を形成した場合に比べスライダー流出端部の表面層を流入端に比べ厚くすることにより、長時間にわたり摩耗しても継続して磁気ディスクの検査が可能となった。
【００３７】
<実施例５>
実施例４に記載した様にスライダー流出端部の表面層を厚くしても、表面の検査を長時間継続して行なうことによりグライドチェックヘッドの表面層も摩耗する。摩耗したスライダー表面層の残層を酸素アッシング、アルゴンエッチング等の方法で除去し、再度グライドチェックヘッド表面に磁気ディスクの保護膜表面よりも硬い表面層を形成すれはグライドチェックヘッドとして再利用できる。特に磁気ディスクの保護膜表面硬度の３.５倍以上の表面層を形成すれは、長時間表面の検査が継続して行なえるため好ましい。
【００３８】
グライドチェックヘッド再生時にスライダー、圧電素子をサスペンションをつけたまま再生処理を行なうことも可能であるが、スライダー、圧電素子をサスペンションから分離して再生することが塵埃の観点から好ましい。また、再利用した場合の表面の検査性能は新品と同等であった。
【００３９】
<実施例６>
本実施例では、グライドチェックヘッド表面に表面硬度が３５ＧＰａ〜８０ＧＰａの表面層を形成した場合のグライドチェックヘッド表面の平滑化の方法について示す。
【００４０】
表面の中心線平均粗さＲａが、１ｎｍ以下である石英円板にグライドチェックヘッド表面硬度と概略同じ表面硬度を有する表面層を形成した。ここで、中心線平均粗さの定義は、日本工業規格（JIS-B0601）の規定に準ずる。
【００４１】
石英製の円板上にグライドチェックヘッドを極低浮上させることによりグライドチェックヘッド上の異常成長した突起、並びにグライドチェックヘッドに付着したゴミの除去を行なった。この時、グライドチェックヘッドの浮上量は、磁気ディスクの検査をする時の浮上量よりも低く、かつ、グライドチェックヘッドが石英円板上を摺動することがない浮上量とし、半径方向にグライドチェックヘッドをシークさせながら行なうことが好ましい。
【００４２】
原子間力顕微鏡を用い、グライドチェックヘッド表面について、１０μｍ角の観察を行なった。複数の視野について観察した結果、上述した方法によりグライドチェックヘッド表面の平滑化を行なわない場合には、グライドチェックヘッド表面に３ｎｍ程度の突起が認められる場合があった。一方、上述した方法によりグライドチェックヘッド表面の平滑化を行なった場合には、グライドチェックヘッド表面の突起が、最大１ｎｍ程度まで除去されていた。
【００４３】
前記実施例１と実施例２に記載のグライドチェックヘッドと同じヘッドに対して、この様な前処理の平滑化を行なった。このグライドチェックヘッドで磁気ディスクを表面の検査処理することにより、グライドチェックヘッドに付着したゴミ、異常突起等の異物による磁性膜の欠落、スクラッチ痕を磁気ディスク表面に付けることなく、長時間にわたり磁気ディスクの表面検査が可能となり安定した低浮上が可能な円板を量産することができた。
【００４４】
<実施例７>
本実施例では、スライダー表面にダイヤモンドライクカーボンと該ダイヤモンドライクカーボン表面により硬度が高い表面層（高硬度表面層）を形成したグライドチェックヘッドについて調べた。
【００４５】
この時の硬度は、ダイヤモンドライクカーボンは２０ＧＰａ、高硬度表面層は８０ＧＰａとした。カソーディックアーク法で形成された高硬度表面層を単層で形成すると、膜厚を４０ｎｍにすると膜が剥離した。一方、カソーディックアーク法で形成されたダイヤモンドライクカーボンを膜厚１０ｎｍ形成した上にカソーディックアーク法で形成された高硬度表面層を膜厚４０ｎｍ形成しても剥離を起こさず表面の検査を行なうことができた。高硬度表面層の膜厚を１０ｎｍ〜１００ｎｍ迄変化させ膜剥離が生じる膜厚を調べた結果、表面層を２層にした場合には、膜厚６０ｎｍ迄は剥離を起こさず、磁気ディスクの表面の検査を行なうことができた。表面層を２層にし膜応力を緩和し、膜の密着性を高めることにより、表面層膜厚を厚くすることが可能となり長時間安定に使用することができる。また、高硬度表面層は、カソーディックアーク法で形成された硬度６０ＧＰａ以上の高硬度表面層であることが耐摩耗性の観点から好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した様に表面層としてスライダーの表面に高硬質ダイヤモンドライクカーボン膜を被覆しているため、硬質な磁気ディスク表面の検査を行なう場合でも長時間安定に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラマンスペクトルのピーク分離を示す図。
【図２】本発明の実施例に示す磁気ディスク用記録媒体の模式図。
【図３】（ａ）は本発明のグライドチェックヘッドの構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）におけるスライダー部のＩ−Ｉ断面図。
【図４】スライダー表面層表面硬度と磁気ディスク保護膜表面硬度の比とスライダー表面層の摩耗率の相関図。
【符号の説明】
２１…磁気ディスク基板、 ２２…Ｃｒ下地層、
２３…磁性層、 ２４…保護層、
２５…潤滑層、 ３１…サスペンション、
３２…スライダー、 ３３…密着膜層、
３４…表面層、 ３５…圧電素子、
３６…リード線。
Claims (9)
- 磁気ディスクの保護膜表面の硬度が１０ＧＰａ以上である磁気ディスクを製造する方法において、
圧電素子を有し、表面硬度が磁気ディスクにおける保護膜の硬度に比べ３.５倍以上の硬度を持つ炭素を主成分とする表面層をグライドチェックヘッド表面に形成したグライドチェックヘッドを用いて磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。 - 基材表面に少なくとも磁性層を形成する工程と、前記磁性層表面に硬度１０ＧＰａ以上の保護膜を形成する工程と、前記保護膜表面に潤滑膜を形成する工程により磁気ディスクを製造する方法において、
圧電素子を有し、潤滑膜を形成後に前記保護膜表面の硬度に比べ３.５倍以上の硬度を持つ炭素を主成分とした表面層をグライドチェックヘッド表面に形成したグライドチェックヘッドで磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。 - 磁気ディスク上の保護膜がダイヤモンドライクカーボンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ディスクの製造方法。
- 前記表面層が、グライドチェックヘッド流入端から流出端に向かって、厚くなっているグライドチェックヘッドを用いて磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に磁気ディスクの製造方法。
- 圧電素子を有し、グライドチェックヘッド表面にダイヤモンドライクカーボンを形成し、前記ダイヤモンドライクカーボン表面に磁気ディスクにおける保護膜のダイヤモンドライクカーボンより硬度が３．５倍以上高い表面硬度を有する表面層を形成したグライドチェックヘッドを用いて磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
- 表面に溝が形成されていないグライドチェックヘッドを用いて磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気ディスクの製造方法。
- グライドチェックヘッド表面に負圧を発生させるためのレールとパッドを配したグライドチェックヘッドを用いて磁気ディスク表面の検査をすることを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気ディスクの製造方法。
- 圧電素子を有し、スライダー表面にダイヤモンドライクカーボンが形成され、該ダイヤモンドライクカーボン表面に、磁気ディスクにおける保護膜のダイヤモンドライクカーボンより硬度が３．５倍以上高い表面硬度を有する表面層が形成されることを特徴とするグライドチェックヘッド。
- 磁気ディスクにおける保護膜のダイヤモンドライクカーボンより硬度が３．５倍以上高い表面硬度を有する表面層が形成されたグライドチェックヘッドにおいて、
使用済みのグライドチェックヘッドの該表面層の残層を除去し、再度表面層を形成することを特徴とするグライドチェックヘッドの再生方法。
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