JP4652163B2 - 磁気記録媒体、ヘッドスライダーおよび磁気記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録装置用の磁気記録媒体およびヘッドスライダーに関するものである。

コンピュータや各種情報端末などの外部記憶装置として一般に広く使用されている磁気記録装置においては、記録変換素子（本発明では単にヘッドともいう）を備えたヘッドスライダーが、ハードディスク等の磁気記録媒体（本発明では単に媒体ともいう）上を浮上しながら情報の読み書きを行う。

ヘッドと、ハードディスク上で磁気情報を記録（書き込み）あるいは再生（読み取り）するための磁性層との距離は磁気スペーシングと呼ばれ、磁気スペーシングが狭いほど記録密度が向上する。近年の高記録密度化はこの磁気スペーシングの低減に支えられてきた。

磁気スペーシングを低減させる方法としては、ヘッド浮上隙間の低減と共に、磁気記録媒体の磁性層上に設けられているダイヤモンドライクカーボン等のアモルファスカーボン膜よりなる保護層（以下、「アモルファスカーボン膜よりなる保護層」を「アモルファスカーボン保護層」ともいう）やヘッドスライダー上に設けられているアモルファスカーボン保護層の膜厚低減が検討されている（特許文献１参照。）。磁気記録密度の向上に伴い、ヘッド浮上隙間と保護層の膜厚は年々減少し、現在のヘッド浮上隙間は１０ｎｍ程度、保護層の膜厚は４〜５ｎｍとなっている。
特開平０７−３１２０５１号公報（段落番号００２０）

磁気記録媒体やヘッドスライダーの保護層の主たる目的は、記録媒体やヘッドの表面の機械的強度を高め、磁性層や記録変換素子の破壊を防ぐことである。それらの破壊はヘッドとディスクの接触に起因するものであり、ＣＳＳ（コンタクト・スタート・アンド・ストップ）方式では大きな課題となっている。近年、ＣＳＳ方式からＬ／ＵＬ（ロード／アンロード）方式への転換により、ヘッドとディスクの接触頻度が低減し、保護層の一段の薄層化が可能となった。

しかしながら、保護層の薄層化は機械的強度を減少させるのみならず、耐食性の劣化をもたらすことになり、最近では機械的強度よりも耐食性が問題となるケースが多い。

腐食は直接的にヘッドや磁気記録層にダメージを与えるものであり、磁気記録装置の致命的な品質低下を招くことになる。そのため保護層の薄層化と耐食性の両立が大きな課題となっているが、耐食性の観点からは３ｎｍが限界となっている。

本発明は、保護層が３ｎｍ以下の厚さであっても、良好な耐食性を示す手法の提供を目的としている。

本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

本発明のある態様によれば、基板上に磁性層、磁気記録媒体保護層を順次積層した磁気記録媒体において、下記（１）〜（３）の全ての条件を満たす磁気記録媒体、または、記録変換素子とヘッドスライダー保護層とを備えたヘッドスライダーにおいて、下記（１）〜（３）の全ての条件を満たすヘッドスライダーが提供される。本発明態様により、保護層が薄くても、良好な耐食性を示す磁気記録媒体やヘッドスライダーを実現できる。

（１）保護層上に樹脂膜が積層されており、樹脂膜が保護層に実質的に化学結合している。

（２）保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、かつ、保護層と樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下である。

（３）樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、保護層の臨界表面張力より小さい。

前記保護層が、アモルファスカーボン膜、ＳｉＯ₂膜および窒化ケイ素膜のいずれかであること、前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなるものであること、前記フッ素樹脂がパーフルオロポリエーテルであること、前記フッ素樹脂が、式（１）の構造単位と式（２）の構造単位と式（３）の構造単位とが互いに酸素を介して結合してなるフッ素化ポリエーテルであること、
−ＣＦ₃・・・・・（１）
−ＣＦ₂−・・・・・・・・・（２）
−ＣＦ₂ＣＦ₂−・・・・・・（３）
前記保護層がアモルファスカーボン膜よりなり、その構成元素として、炭素以外に、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれていること、前記アモルファスカーボン膜が化学的気相成長法またはフィルタードカソーディックアーク法によって成膜されたものであること、前記樹脂膜が熱処理と活性エネルギー線照射処理との少なくともいずれか一方により、前記保護層と化学結合したものであること、前記活性エネルギー線が、紫外線、キセノンエキシマ光および電子線のいずれかであること、前記樹脂膜の膜厚が２ｎｍ以下であること、前記磁気記録媒体保護層上にさらに磁気記録媒体潤滑層を有すること、が好ましい。

本発明の他の一態様によれば、上記磁気記録媒体と上記ヘッドスライダーとの内の少なくともいずれか一方を備えた磁気記録装置が提供される。本発明態様により、狭い磁気スペーシングを持つ磁気記録装置を実現できる。

保護層が薄くても、良好な耐食性を示す磁気記録媒体やヘッドスライダーを実現できる。

以下に、本発明の実施の形態を図、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。

以下、本発明を主としてハードディスク装置について説明するが、本発明に係る「ヘッドスライダー」には、Ｌ／ＵＬタイプの機構で動作するもの、ＣＳＳタイプの機構で動作するもの、完全浮上方式で情報を記録し、再生するもの、気液混合方式で情報を記録し、再生するもの、コンタクト方式で情報を記録し、再生するものなど、ハードディスク装置用のものに限らず、いかなるヘッドスライダーも含まれる。また、本発明に係る「磁気記録媒体」は、ハードディスク装置に使用される、面内媒体、ＳＦＭ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｆｅｒｒｉ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｍｅｄｉａ）、垂直記録媒体、パターンド媒体など、どのような記録媒体であってもよい。また、本発明に係る「磁気記録装置」には、このようなヘッドスライダーや磁気記録媒体を使用するすべての磁気記録装置が含まれる。

なお、本発明においては、磁気記録媒体の保護層については、磁気記録媒体保護層または媒体保護層と呼称し、ヘッドスライダーの保護層については、ヘッドスライダー保護層またはヘッド保護層と呼称し、両者を含める場合には単に保護層と呼称する。

また、磁気記録媒体の潤滑層については、磁気記録媒体潤滑層または媒体潤滑層と呼称し、ヘッドスライダーの潤滑層については、ヘッドスライダー潤滑層またはヘッド潤滑層と呼称し、両者を含める場合には単に潤滑層と呼称する。

図１はハードディスク装置の内部構造を示す模式的平面図であり、図２は、ヘッドと、磁気記録媒体との関係を示す模式的横断面図（磁気記録媒体磁性層に垂直な方向で切断した図）である。

このハードディスク装置は、図１に示すように磁気記録媒体１とヘッドを備えたヘッドスライダー２、磁気記録媒体１の回転制御機構（たとえばスピンドルモータ）３、ヘッドの位置決め機構４および記録再生信号の処理回路（リードライトアンプ等）５を主要構成要素としている。

ヘッドスライダー２は、図２に示すように、サスペンジョン６およびヘッドスライダー２を柔軟に支持するためのジンバル７により、ヘッドの位置決め機構４と連結されており、その先端にヘッド８が設けられている。ヘッドスライダー面にはヘッド保護層９とヘッド潤滑層１０が設けられている。

磁気記録媒体１１は、図２の下方から基板１２、Ｃｒ下地層１３，磁性層１４，媒体保護層１５，媒体潤滑層１６等がある。シード層等のその他の層が設けられる場合もあるが本図では省略してある。

このような構成において、保護層の薄層化に伴う耐食性の低下は、イオンや水の分子が保護層を貫通し金属層（磁性層やヘッド）に到達することにより生じる。イオンや水の分子が保護層表面から金属層に到達する経路は、保護層内の微小な欠陥（ピンホール）によるものと考えられ、保護層が十分に厚い場合にはこの微小欠陥が保護層自体で被覆されるため、腐食を防ぐことができる。

しかしながら、保護層が薄層化してくると、特に３ｎｍ以下の膜厚では保護層の被覆が十分ではなくなり、微小欠陥が顕著に露出してくる。

これに対し、本発明に係る磁気記録媒体は、基板上に磁性層、磁気記録媒体保護層を順次積層してなり、下記（１）〜（３）の全ての条件を満たしている。

（１）磁気記録媒体保護層上に樹脂膜が積層されており、樹脂膜が磁気記録媒体保護層に実質的に化学結合している。

（２）磁気記録媒体保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、かつ、磁気記録媒体保護層と樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下である。

（３）樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、磁気記録媒体保護層の臨界表面張力より小さい。

また、本発明に係るヘッドスライダーは、記録変換素子とヘッドスライダー保護層とを備え、下記（４）〜（６）の全ての条件を満たしている。

（４）ヘッドスライダー保護層上に樹脂膜が積層されており、樹脂膜がヘッドスライダー保護層に実質的に化学結合している。

（５）ヘッドスライダー保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、かつ、ヘッドスライダー保護層と樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下である。

（６）樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、ヘッドスライダー保護層の臨界表面張力より小さい。

このような条件を満たすことにより、保護層が薄くても、良好な耐食性を示す磁気記録媒体やヘッドスライダーを実現することができる。

本発明に係る保護層は、その上に積層された樹脂膜が、保護層に実質的に化学結合していることにより、保護層の微小欠陥を樹脂により被覆させることで、十分な耐食性を実現する。この樹脂膜は潤滑層としても機能するので、本発明に係る保護層を採用する磁気記録媒体やヘッドスライダーには、潤滑層を更に設けなくてもよい。ただし、より高度の潤滑性を付与するため潤滑層を更に設けることも可能である。この場合の潤滑層には、公知の潤滑剤を使用することができる。本発明に係る樹脂を潤滑剤として再度使用してもよい。

保護層は、一般的に、その下にある磁性層や記録変換素子を機械的衝撃や腐食から防止する役割を有する。本発明に係る保護層に使用できる材料については、このような役割を果たすための物理的強度と耐食性とを兼ね備えるものであれば特に制限はない。以下、主にアモルファスカーボン膜について説明するが、その他の材質についても本発明を適用し得ることは言うまでもない。具体的には、機械的強度と耐食性とに優れている点で、アモルファスカーボン膜、ＳｉＯ₂膜および窒化ケイ素（ＳｉＮ_x）膜やそれらの積層体が好ましい。中でもアモルファスカーボン膜が特に好ましい。

ここで、アモルファスカーボン膜とはアモルファスカーボンすなわちガラス状カーボンを主成分として含有する膜を意味する。他の成分としては、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれていてもよい。これらの元素は、その総量が３０原子％以下であることが好ましい。３０原子％以下を超えると硬度が不足し、機械的衝撃に対する抵抗性が不足してくる。撥水性の観点からは、酸素や窒素の存在は好ましくない場合がある。なお、「主成分として含有する」とは炭素が７０原子％を超えることを意味する。９０原子％以上が炭素であることがより好ましい。

アモルファスカーボンは、一般的に炭素のｓｐ3構造を有しているため、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれることも多い。アモルファスカーボン膜を使用した保護層は炭素のｓｐ3構造を多くする等、組成を密にすることにより高くすることができる。この観点から、２．５ｇ／ｃｍ³以上の密度を有することが好ましい。

このようなアモルファスカーボン膜は、公知のどのような方法で作成してもよい。例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学的気相成長法）およびＦＣＡ（フィルタードカソーディックアーク法）を挙げることができる。密度の高い緻密な膜の方が耐食性に優れることから、ＣＶＤやＦＣＡによって成膜することが好ましい。

ＦＣＡ法により、アモルファスカーボン膜を、次のようにして作製することができる。図３は、ＦＣＡ法を行うためのＦＣＡ成膜システムの略図である。図３を参照して、グラファイト等の炭素源をカソード３１として、アノード３２との間にアーク放電を起こし、生じたカーボンイオン、電子、カーボンの中性原子、マクロ粒子の内、カーボンの中性原子やマクロ粒子をマグネチックフィルタ（フィルタコイル３３，ラスタコイル３４）で除去し、カーボンイオンと電子のみを基板３５上に導き、基板上にＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）の層３６を形成させるものである。イオンガン３７は、他の元素によるドーピングを行うときに使用できる。

保護層上に積層する樹脂膜を構成する樹脂の種類としては撥水性が高いほどよい。本発明に係る樹脂の表面張力は４０ｍＮ／ｍ以下であることが必要である。本発明に係る樹脂の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であれば、図７に例示するように、その撥水性により、磁性層への水の侵入を防止し、これにより磁性層の腐食を有効に防止できる。

図７は、磁性層（Ｃｏ）上の層の表面エネルギーと磁性層の腐食量の関係を示す図である。磁性上の層としては４．５ｎｍのＤＬＣ膜を使用した。腐食量は、ＤＬＣ膜上に希薄硝酸水溶液を滴下し、磁性層中のＣｏを溶出させた後回収して、ＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析法）により溶出量を定量することにより求めた。この結果より、磁性層上の層の表面自由エネルギーが４０ｍＮ／ｍ以下であれば、溶出量が少なくなることがわかった。この結果は、磁性層上の層の表面自由エネルギーを４０ｍＮ／ｍ以下に保てば、磁性層上の層の撥水性が充分であることを示しているものと解される。

このような樹脂としてはフッ素系樹脂が好ましく、特に実質的に炭素と酸素とフッ素のみからなるパーフルオロポリエーテルは表面張力が２５ｍＮ／ｍ以下となり、好適である。表面張力は接触角法により測定することができる。

スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基等の（エーテル結合を除く）極性基は、その部分の凝集力が高く、ピンホール部に凝集する傾向がある。このため、この凝集部にヘッドが接触し、浮上障害を生じることがあり、好ましくない。ここで、「実質的に炭素と酸素とフッ素のみからなる」とは、化学構造を決めた場合に、これら以外の元素が構成要素とならないことを意味し、他の元素が不純物として含まれる場合を含むものではない。

このようなパーフルオロポリエーテルとしては、下記式（１）の構造単位と式（２）の構造単位と式（３）の構造単位とが互いに酸素を介して結合してなるフッ素化ポリエーテルが、凝集力が小さく好ましい。

−ＣＦ₃・・・・・（１）
−ＣＦ₂−・・・・・・・・・（２）
−ＣＦ₂ＣＦ₂−・・・・・・（３）
この例として、たとえば、式（４）で示されるパーフルオロポリエーテルを上げることができる。

ＣＦ₃−（ＣＦ₂ＣＦ₂Ｏ）_p−（ＣＦ₂Ｏ）_q−ＣＦ₃・・・（４）
（ただし、ｐ，ｑは任意の整数であり、ＣＦ₂ＣＦ₂ＯとＣＦ₂Ｏとは互いにランダムに配列される。）
本発明に係る耐食性向上のメカニズムは、撥水性樹脂が保護層の微小欠陥部に含浸し、そこにとどまって、腐食を引き起こす分子の侵入を防ぐというものである。従って、本発明に係る樹脂について、上記撥水能力と共に、保護層の微小欠陥部位に含浸する能力も必要である。

この時の条件としては、樹脂の表面張力が保護層の臨界表面張力よりも小さいことが挙げられる。樹脂の表面張力が、保護層の臨界表面張力よりも大きいと樹脂自体が凝集してしまい、欠陥部位に含浸しなくなる。この臨界表面張力はジスマンプロット法により測定することができる。

保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、上記保護層と樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下であることが好ましい。樹脂膜単独の膜厚としては２ｎｍ以下であることが好ましい。この場合の樹脂膜の膜厚は、後に説明する「保護層に実質的に化学結合した」樹脂膜の膜厚である。保護層の膜厚が３ｎｍを超えると、磁気スペーシングが大きくなりすぎる。保護層と樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍを超えると耐食性の向上効果は飽和する一方、磁気スペーシングが大きくなりすぎることになる。樹脂膜単独の膜厚が２ｎｍを超えると顕著な改良効果は期待しがたくなる。耐食性の向上効果が得られる限り、樹脂膜の膜厚は薄ければ薄い方が好ましい。現実的には０．１ｎｍを下限と考えることが好ましい。膜厚はＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光分析法）で測定することができる。

本発明に係る樹脂膜を形成する方法には、特に制限はなく、公知の方法を採用することができる。スピンコーティング、浸漬、スプレー塗布、蒸着等を好ましく例示することができる。なお、本発明に係る樹脂は常温で液体である必要は無いが、保護層に塗布する際には液体であることが必要である。この液体状態は、樹脂自体が液体である場合の他、溶媒に溶解した状態で液体である場合も含まれる。

本発明に係る保護層を採用する場合、樹脂が保護層に実質的に化学結合していないと、水分子などが樹脂膜／保護層界面に侵入し、腐食を引き起こすことが判明した。ここで「実質的に化学結合している」ことは、この樹脂を溶解することができる溶媒で洗浄した場合に、樹脂が保護層上に残存することで確認される。従って、化学結合の存在自体を確認する必要はない。溶媒としては、三井・デュポンフロロケミカル社製、バートレルＸＦ等を例示できる。これらの溶媒に、室温で１時間浸漬し、樹脂が保護層上に残存していれば、「実質的に化学結合している」と判断する。保護層上に残存する樹脂量は、樹脂層の厚さで把握できる。

化学結合の種類としては、通常の化学結合である共有結合以外にも、十分な結合強度がある水素結合等、水分子の侵入を防ぐに足る強度を持ったその他の結合が関与し得るものと考えられる。従って、実質的に化学結合させるためには、熱処理により、たとえば保護層の表面と樹脂の一部とを脱水縮合させる方法や、活性エネルギー線照射処理、たとえば紫外線を照射しラジカル反応により樹脂と保護層表面とを結合させる方法が挙げられる。両者を共用してもよい。使用する活性エネルギー線は、実際のニーズに応じて、紫外線の他、キセノンエキシマ光、電子線等の任意の活性エネルギー線の中から選択することができる。

上記フッ素系樹脂は、パーフルオロポリエーテルの場合に典型的に見られるように、化学的に不活性であることが多く、このため、加熱処理だけでは保護層に実質的に結合させることができない場合がある。そこで、活性エネルギー線照射処理、たとえばＵＶ処理により、基板に化学結合させる必要がある場合が多い。この方法はアモルファスカーボン保護層を使用する場合に特に有用である。

このプロセスでは、ＵＶ光により、保護層、たとえばアモルファスカーボン保護層から光電子が発生し、その光電子でフッ素系樹脂が反応活性になり、化学結合が進行する。この時の条件としては保護層を構成する材料、たとえばアモルファスカーボンの仕事関数がＵＶ光のエネルギーより小さいことが必要となる。

アモルファスカーボンに関しては、ＣＶＤ法よりもＦＣＡ法の方が被覆性が高く、耐食性の観点でも優れた結果が得られるが、仕事関数がより大きくなるため、たとえば、低圧水銀ランプが発する波長１８５ｎｍの光では十分な処理を行うことができないことが多い。このような場合には、よりエネルギー値が大きい光を用いることが必要となる。たとえば、上記水銀ランプよりも短波長のキセノンエキシマランプ（波長１７２ｎｍ、真空紫外線）を用いることが有用である。なお、このような短波長のＵＶ光はＣＶＤ法により成膜されたアモルファスカーボン保護層に対しても、光電子を効率よく発生させることができる。

ＵＶ照射に代えて電子線を直接照射する方法でもよい。ただし、この場合には、一般的に真空プロセスを要するので、コスト的には有利とは言えないことが多い。

このようにして作製される磁気記録媒体およびヘッドスライダーの内の少なく共いずれか一方を備えた磁気記録装置は、磁気記録媒体やヘッドスライダーの保護層が３ｎｍ以下の厚さであっても、良好な耐食性を示す磁気記録装置とすることができる。これにより、磁気スペーシングを更に狭くすることが可能となり、記録密度が向上する。たとえば、本発明に係る磁気記録装置は、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ²以上の超高記録密度の実現に好適に利用できる。

次に本発明の実施例および比較例を詳述する。なお、各特性は次のようにして評価した。

（膜厚測定）
ＦＴＩＩＲにより、Ｃ−Ｆ結合の伸縮振動（１２９０^-1ｃｍ付近）の吸光度を求め、それより膜厚を求めた。

（表面張力測定）
表面自由エネルギーは接触角を測定することにより、以下の関係より求めた。

固体試料の表面自由エネルギーをγS、液体試料の表面自由エネルギーをγL、固体試料／液体試料の接触角をθSL、固体試料／液体試料の界面自由エネルギーをγSLとすれば（１）式に示すYoungの式が成立する。

γS =γL・cosθSL+γSL ・・・（１）
また、液体が固体表面に付着することにより安定化するエネルギーである接着仕事WSLはDupreの式（２）に従う。

γS +γL = WSL+γSL・・・（２）
以上の２式からYoung- Dupreの式（３）が導出され、接着仕事は液体の表面自由エネルギーと接触角から求められることになる。

WSL=γL（1+cosθSL）・・・（３）
この接着仕事に対して表面自由エネルギーの各成分の幾何平均則を適用すると、（４）式が成り立つ。

WSL= ２√（γSd・γLd）＋２√（γSh・γLh）・・・（４）
ここでｄ、ｈは分散成分、水素結合成分を意味する。

２種類の液体（i, j）を用いれば接着仕事について次の関係が成り立つ。

従って、２種類の液体の接触角を実測し接着仕事求めれば、次の関係から固体の表面自由エネルギーを各成分毎に求めることができる。またこの関係式より、表面自由エネルギーγ=γd＋γhが求められる。

臨界表面張力はジスマンプロットにより求めた。これは種々の液体を用い、固体表面の接触角を測定し、横軸に用いた液体の表面張力、縦軸に測定された接触角の余弦（コサイン）をプロットし、各点からの距離が最小となる近似直線をもとめ、その直線の縦軸の値が１（完全に濡れ広がっている状態）となる横軸の値を求めるものである。この横軸の値が臨界表面張力と呼ばれるものである。臨界表面張力は固体表面により決定されるものであり、この表面張力以下の表面張力を持つ液体は固体上で完全に濡れ広がることになる。

（腐食試験）
フッ酸と塩酸等とからなる混酸に対象物を浸漬し、室温で２０分間保持した後、超純水で洗浄し、表面を顕微鏡で観察した。

（保護層上における樹脂膜の残存量測定：化学結合の有無の確認）
サンプルを、室温で、三井・デュポン・フロロケミカル社製バートレルＸＦ（ハイドロフルオロアルカン、Ｃ₅Ｈ₂Ｆ₁₀）中に１時間浸漬し、取り出し、蒸留水で洗浄し、室温で風乾した後、ＦＴ−ＩＲで樹脂膜の残存を確認し、樹脂膜が残存している場合は、上記膜厚測定法で膜厚を求めた。

［実施例１］
基板上にスパッタ法で成膜されたコバルト合金の磁性層上に、ＣＶＤ法により、２．８ｎｍの厚さを持つ、炭素以外には主として水素を含むアモルファスカーボン保護層を設けた。

さらに、浸漬法によりパーフルオロポリエーテルとして、式（４）で示されるソルベイソレクシス社のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚを膜厚２ｎｍで塗布した。ついで、窒素雰囲気中で波長１７２ｎｍのキセノンエキシマ光を照射し、その後、三井・デュポン・フロロケミカル社製バートレルＸＦで表面を洗浄し、保護層上における残存樹脂膜を評価した。残存しているパーフルオロポリエーテルの膜厚は１．２ｎｍであった。このことから、この樹脂は実質的にアモルファスカーボン保護層上に化学結合していると考えられる。

このように作製した保護層について、腐食試験を行った。その結果、図４に示すように、アモルファスカーボン保護層のみを腐食試験したとき（比較例１）よりも、腐食痕の数が大きく減少していることがわかった。腐食痕数は０個／m²と求まった。

なお、アモルファスカーボン保護層の臨界表面張力は３０ｍＮ／ｍ以上、樹脂膜の表面張力は１２．８ｍＮ／ｍであった。

［比較例１］
基板上にスパッタ法で成膜されたコバルト合金の磁性層上に、実施例１と同様にして、ＣＶＤ法により、２．８ｎｍの厚さを持つアモルファスカーボン保護層を設けた。樹脂膜は採用しなかった。

このように作製した保護層について腐食試験を行った。その結果、図５に示すように、腐食痕が数多く見られた。腐食痕数は１．６×１０¹¹個／m²と求まった。

［比較例２］
基板上にスパッタ法で成膜されたコバルト合金の磁性層上に、実施例１と同様にして、ＣＶＤ法により、２．８ｎｍの厚さを持つアモルファスカーボン保護層を設けた。ついで、浸漬法によりパーフルオロポリエーテルとして、ソルベイソレクシス社のＦＯＭＢＬＩＮ Ｚを膜厚２ｎｍで塗布し、その後、三井・デュポン・フロロケミカル社製バートレルＸＦで表面を洗浄し、保護層上における残存樹脂膜を評価した。

残存しているパーフルオロポリエーテルの膜厚は０ｎｍであった。すなわち、紫外線照射がない場合には、この樹脂は実質的にアモルファスカーボン保護層上に化学結合しないことが判明した。

［比較例３］
基板上にスパッタ法で成膜されたコバルト合金の磁性層上に、実施例１と同様にして、ＣＶＤ法により、３．９ｎｍの厚さを持つアモルファスカーボン保護層を設けた。樹脂膜は採用しなかった。

このように作製した保護層について腐食試験を行った。その結果、図６に示すように、腐食痕はそれほど多く見られなかった。これは、カーボン保護層が厚いため、被覆性が向上し、腐食を防いでいるものと考えられる。腐食痕数は１．５×１０⁸個／m²と求まった。

なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。

（付記１）
基板上に磁性層、磁気記録媒体保護層を順次積層した磁気記録媒体において、下記（１）〜（３）の全ての条件を満たす磁気記録媒体。

（１）当該磁気記録媒体保護層上に樹脂膜が積層されており、当該樹脂膜が当該磁気記録媒体保護層に実質的に化学結合している。

（２）当該磁気記録媒体保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、かつ、当該磁気記録媒体保護層と当該樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下である。

（３）当該樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、当該磁気記録媒体保護層の臨界表面張力より小さい。

（付記２）
前記磁気記録媒体保護層が、アモルファスカーボン膜、ＳｉＯ₂膜および窒化ケイ素膜のいずれかである、付記１に記載の磁気記録媒体。

（付記３）
前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなるものである、付記１または２に記載の磁気記録媒体。

（付記４）
前記フッ素樹脂がパーフルオロポリエーテルである、付記３に記載の磁気記録媒体。

（付記５）
前記フッ素樹脂が、式（１）の構造単位と式（２）の構造単位と式（３）の構造単位とが互いに酸素を介して結合してなるフッ素化ポリエーテルである、付記３に記載の磁気記録媒体。

−ＣＦ₃・・・・・（１）
−ＣＦ₂−・・・・・・・・・（２）
−ＣＦ₂ＣＦ₂−・・・・・・（３）
（付記６）
前記磁気記録媒体保護層がアモルファスカーボン膜よりなり、その構成元素として、炭素以外に、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれている、付記１〜５のいずれかに磁気記録媒体。

（付記7）
前記アモルファスカーボン膜が化学的気相成長法またはフィルタードカソーディックアーク法によって成膜されたものである、付記６に記載の磁気記録媒体。

（付記８）
前記樹脂膜が熱処理と活性エネルギー線照射処理との少なくともいずれか一方により、前記磁気記録媒体保護層と化学結合したものである、付記１〜７のいずれかに記載の磁気記録媒体。

（付記９）
前記活性エネルギー線が、紫外線、キセノンエキシマ光および電子線のいずれかである、付記８に記載の磁気記録媒体。

（付記１０）
前記樹脂膜の膜厚が２ｎｍ以下である、付記１〜９のいずれかに記載の磁気記録媒体。

（付記１１）
前記磁気記録媒体保護層上にさらに磁気記録媒体潤滑層を有する、付記１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。

（付記１２）
記録変換素子とヘッドスライダー保護層とを備えたヘッドスライダーにおいて、下記（１）〜（３）の全ての条件を満たすヘッドスライダー。

（１）当該ヘッドスライダー保護層上に樹脂膜が積層されており、当該樹脂膜が当該ヘッドスライダー保護層に実質的に化学結合している。

（２）当該ヘッドスライダー保護層の膜厚が３ｎｍ以下で、かつ、当該ヘッドスライダー保護層と当該樹脂膜との合計の膜厚が５ｎｍ以下である。

（３）当該樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、当該ヘッドスライダー保護層の臨界表面張力より小さい。

（付記１３）
前記ヘッドスライダー保護層が、アモルファスカーボン膜、ＳｉＯ₂膜および窒化ケイ素膜のいずれかである、付記１２に記載のヘッドスライダー。

（付記１４）
前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなるものである、付記１２または１３に記載のヘッドスライダー。

（付記１５）
前記フッ素樹脂がパーフルオロポリエーテルである、付記１４に記載のヘッドスライダー。

（付記１６）
前記フッ素樹脂が、式（１）の構造単位と式（２）の構造単位と式（３）の構造単位とが互いに酸素を介して結合してなるフッ素化ポリエーテルである、付記１４に記載のヘッドスライダー。

−ＣＦ₃・・・・・（１）
−ＣＦ₂−・・・・・・・・・（２）
−ＣＦ₂ＣＦ₂−・・・・・・（３）
（付記１７）
前記ヘッドスライダー保護層がアモルファスカーボン膜よりなり、その構成元素として、炭素以外に、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれている、付記１２〜１６のいずれかにヘッドスライダー。

（付記１８）
前記アモルファスカーボン膜が化学的気相成長法またはフィルタードカソーディックアーク法によって成膜されたものである、付記１７に記載のヘッドスライダー。

（付記１９）
前記樹脂膜が熱処理と活性エネルギー線照射処理との少なくともいずれか一方により、前記ヘッドスライダー保護層と化学結合したものである、付記１２〜１８のいずれかに記載のヘッドスライダー。

（付記２０）
前記活性エネルギー線が、紫外線、キセノンエキシマ光および電子線のいずれかである、付記１９に記載のヘッドスライダー。

（付記２１）
前記樹脂膜の膜厚が２ｎｍ以下である、付記１２〜２０のいずれかに記載のヘッドスライダー。

（付記２２）
前記ヘッドスライダー保護層上にさらにヘッドスライダー潤滑層を有する、付記１２〜２１のいずれかに記載のヘッドスライダー。

（付記２３）
付記１〜１１のいずれかに記載の磁気記録媒体と付記１２〜２２のいずれかに記載のヘッドスライダーとの内の少なくともいずれか一方を備えた磁気記録装置。

ハードディスク装置の内部構造を示す模式的平面図である。 ヘッドと、磁気記録媒体との関係を示す模式的横断面図である。 ＦＣＡ成膜システムの略断面図である。 腐食試験後の保護層の表面写真である。 腐食試験後の保護層の表面写真である。 腐食試験後の保護層の表面写真である。 磁性層（Ｃｏ）上の層の表面エネルギーと磁性層の腐食量の関係を示す図である。

符号の説明

１ 磁気記録媒体
２ ヘッドスライダー
３ 回転制御機構
４ ヘッドの位置決め機構
５ 記録再生信号の処理回路
６ サスペンジョン
７ ジンバル
８ ヘッド
９ ヘッド保護層
１０ ヘッド潤滑層
１１ 磁気記録媒体
１２ 基板
１３ Ｃｒ下地層
１４ 磁性層
１５ 媒体保護層
１６ 媒体潤滑層
３１ カソード
３２ アノード
３３ フィルタコイル
３４ ラスタコイル
３５ 基板
３６ ＤＬＣ層
３７ イオンガン

Claims (5)

1. 基板上に磁性層を形成する工程と、
   前記磁性層上にアモルファスカーボン膜からなる磁気記録媒体保護層を成膜する工程と、
   前記磁気記録媒体保護層上に樹脂膜を形成する工程と、
   前記樹脂膜を前記磁気記録媒体保護層に実質的に化学結合させる工程と、
   を含み、
   前記アモルファスカーボン膜は、その構成元素として、炭素以外に、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれており、フィルタードカソーディックアーク法によって成膜されたものであり、
   前記成膜後の、前記アモルファスカーボン膜の膜厚が３ｎｍ以下であり、前記樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、前記磁気記録媒体保護層の臨界表面張力より小さく、膜厚が２ｎｍ以下である、
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. ヘッドスライダー本体上にアモルファスカーボン膜からなるヘッドスライダー保護層を成膜する工程と、
   前記ヘッドスライダー保護層上に樹脂膜を形成する工程と、
   前記樹脂膜を前記ヘッドスライダー保護層に実質的に化学結合させる工程と、
   を含み、
   前記アモルファスカーボン膜は、その構成元素として、炭素以外に、窒素、酸素、水素およびフッ素からなる群から選ばれた少なくとも一つの元素が含まれており、フィルタードカソーディックアーク法によって成膜されたものであり、
   前記成膜後の、前記アモルファスカーボン膜の膜厚が３ｎｍ以下であり、前記樹脂膜の表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下で、かつ、前記ヘッドスライダー保護層の臨界表面張力より小さく、膜厚が２ｎｍ以下である、
   ことを特徴とするヘッドスライダーの製造方法。
4. 前記樹脂膜がフッ素系樹脂からなるものであることを特徴とする請求項３に記載のヘッドスライダーの製造方法。
5. 請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法と請求項３または４に記載のヘッドスライダーの製造方法との内の少なくともいずれか一方を含む磁気記録装置の製造方法。

Images