JP7129083B2 - BxNyCzOw膜の成膜方法、磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
まず、非磁性基板101の上に少なくとも磁性層102を形成した被成膜基板100を用意し、この被成膜基板100の上に膜厚3nmのDLC(Diamond Like Carbon)膜103をプラズマCVD(chemical vapor deposition)法により成膜する。次いで、このDLC膜103の上に厚さ1nmのCN膜104をスパッタリングにより成膜する。
DLC膜をスパッタリングにより成膜し、その膜厚を8nm以下にすると、磁性層102からCoなどの不純物が溶け出してフッ化有機膜105に到達する(いわゆるコロージョン)という問題が発生する。そこで、DLC膜をプラズマCVD法により成膜することで、スパッタリングに比べて高密度なDLC膜を成膜できるため、その膜厚を3nmとしてもコロージョンを防ぐためのバリア性を十分に確保することができる。
DLC膜103は水の接触角が80°程度であるため、DLC膜103上にフッ化有機膜105を塗布するとDLC膜103とフッ化有機膜105との密着性が悪い。このため、DLC膜103上にフッ化有機膜105を塗布することができない。そこで、DLC膜103とフッ化有機膜105との間に、水の接触角が30°程度であるCN膜104を形成することで、DLC膜103とフッ化有機膜105との密着性を高めることができる。ただし、CN膜104はコロージョンを防ぐためのバリア性の機能を有していない。
本発明の一態様は、磁性層とフッ化有機膜との間の膜の厚さを薄くした磁気記録媒体またはその製造方法を提供することを課題とする。
[1]非磁性基板上に形成された磁性層と、
前記磁性層上に形成されたBxNyCzOw膜と、
前記BxNyCzOw膜上に形成されたフッ化有機膜と、
前記B x N y C z O w 膜と前記磁性層との間に形成されたDLC膜と、を具備し
前記BxNyCzOw膜のx,y,z,wは下記式(1)~(5)を満たすことを特徴とする磁気記録媒体。
(1)0.4<x<0.6
(2)0.4<y<0.6
(3)0≦z<0.1
(4)0≦w<0.1
(5)x+y+z+w=1
前記BxNyCzOw膜は水の接触角が50°以下(好ましくは、30°以下、更に好ましくは15°以下、より好ましくは5°以下)である表面を有することを特徴とするBxNyCzOw膜。
前記フッ化有機膜は、CaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜のいずれかの膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。
前記CaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜それぞれはアモルファス膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。
前記いずれかの膜の厚さは3nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
x,y,z,wは下記式(1)~(5)を満たすことを特徴とする成膜方法。
(1)0.4<x<0.6
(2)0.4<y<0.6
(3)0≦z<0.1
(4)0≦w<0.1
(5)x+y+z+w=1
前記窒化剤は、アンモニアまたは窒素であることを特徴とする成膜方法。
前記被成膜基板は、非磁性基板上に磁性層を形成したものであることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記BxNyCzOw膜と前記磁性層との間にDLC膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記フッ化有機膜は、原料ガスを用いたCVD法により形成されたCaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜のいずれかの膜であり、
前記原料ガスは、炭素とフッ素を含む有機物原料ガスを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。
前記有機物原料ガスが3個以上の炭素を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記いずれかの膜が前記CaFb膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F6、C4F6、C6F6、C6F12、C6F14、C7F8、C7F14、C7F16、C8F16、C8F18、C9F18、C9F20、C10F8、C10F18、C11F20、C12F10、C13F28、C15F32、C20F42、及びC24F50の少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNc膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F3N3、C3F9N、C5F5N、C6F4N2、C6F9N3、C6F12N2、C6F15N、C7F5N、C8F4N2、C9F21N、C12F4N4、C12F27N、C14F8N2、C15F33N、C24F45N3、及びトリヘプタフルオロプロピルアミンの少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNcOe膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F6O、C4F6O3、C4F8O、C5F6O3、C6F4O2、C6F10O3、C8F4O3、C8F8O、C8F8O2、C8F14O3、C13F10O、C13F10O3、及びC2F6O(C3F6O)n(CF2O)mの少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNcOe膜である場合の前記有機物原料ガスは、C7F5NOを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記有機物原料ガスとしてパーフルオロアミン類を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
前記原料ガスを用いたCVD法は、前記BxNyCzOw膜を保持電極に保持し、前記保持電極に保持された前記BxNyCzOw膜に対向する対向電極を配置し、前記保持電極および前記対向電極の一方の電極に電力を供給して直流プラズマを形成する際の直流電圧または高周波プラズマを形成する際の直流電圧成分を+150V~-150VとしたプラズマCVD法であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
また、本発明の一態様によれば、磁性層とフッ化有機膜との間の膜の厚さを薄くした磁気記録媒体またはその製造方法を提供することができる。
<磁気記録媒体の製造方法>
図1は、本発明の一態様に係る磁気記録媒体の製造方法を説明するための断面図である。図2は、図1に示すBxNyCzOw膜14を成膜するためのプラズマCVD装置を模式的に示す断面図である。
x,y,z,wは、下記式(1)~(5)を満たし、好ましくは下記式(1')~(2')及び(3)~(5)を満たす。
(1)0.4<x<0.6
(2)0.4<y<0.6
(3)0≦z<0.1
(4)0≦w<0.1
(5)x+y+z+w=1
(1')0.42<x<0.58
(2')0.42<y<0.58
図2に示すプラズマCVD装置について説明する。
図2のプラズマCVD装置は被成膜基板(例えばディスク基板)1に対して左右対称の構造を有しており、被成膜基板1の両面に同時に成膜可能な装置である。
図2に示すプラズマCVD装置を用いて被成膜基板1上にBxNyCzOw膜14を成膜する方法について説明する。被成膜基板1には非磁性基板上に少なくとも磁性層が形成されている。
<磁気記録媒体の製造方法>
図3は、本発明の一態様に係る磁気記録媒体の製造方法を説明するための断面図であり、図1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
また、本実施形態では、水素を含有せず高密度なBxNyCzOw膜14に、磁性層12からCrなどの不純物が溶け出してフッ化有機膜15に到達する(いわゆるコロージョン)のを防ぐためのバリア性を持たせることができるため、従来はDLC膜13だけに持たせていたバリア性をBxNyCzOw膜14にも持たせることにより、DLC膜13を薄くしてもコロージョンを防ぐことが可能になる。その結果、磁性層12とフッ化有機膜15との間の膜の厚さを従来のものより薄くすることができる。なお、本実施形態では、BxNyCzOw膜14の膜厚を1nm(好ましくは0.5nm)とするとよい。
本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法では、図1に示す磁性層12上にBxNyCzOw膜14を形成するまでの工程は第1の実施形態と同様であるので説明を省略し、図4に示すプラズマCVD装置を用いてBxNyCzOw膜14の上にフッ化有機膜15を形成する工程から説明する。なお、本実施形態は、フッ化有機膜15を形成する工程以外については第1の実施形態と同様である。
プラズマCVD装置はチャンバー2を有しており、チャンバー2内の下方には被成膜基板1を保持する保持電極4が配置されている。
被成膜基板1を図4に示すチャンバー2内に挿入し、このチャンバー2内の保持電極4上に被成膜基板1を保持する。
膜15としてCaFb膜を成膜する場合の有機物原料ガスは、C3F6、C4F6、C6F6、C6F12、C6F14、C7F8、C7F14、C7F16、C8F16、C8F18、C9F18、C9F20、C10F8、C10F18、C11F20、C12F10、C13F28、C15F32、C20F42、及びC24F50の少なくとも一つを有するものである。
基板 : 磁性層/ガラスディスク(ガラス製ディスク表面に磁性層がスパッタされた基板)
基板温度 : 400℃
成膜装置 : 図2に示すプラズマCVD装置
原料ガス : ボラジン+窒素
ボラジンガス流量 : 2.0sccm(トルエン用マスフローを使用)
窒素ガス流量 : 6.0sccm
圧力 : 0.2Pa
ホットカソード103a,103b : タンタルフィラメント
交流電源105a,105bの出力 : 180W
DC電源107a,107bの電流 : 1650mA
DC電源112の電圧 : 250V
外部磁場 : 50G
成膜時間 : 99.9sec
装置 : ULVAC Quantera SXM
Scanning X-ray Microscopy
加速電圧 : 3kV
エミッション電流 : 20μA
(水の接触角の測定)
装置 : 協和界面株式会社製接触角計DropMaster300
測定方法 : 液滴法
解析方法 : θ/2法
液量 : 1μl
2…チャンバー
3…原料ガスの供給機構
4…保持電極
5…アースシールド
6…高周波電源
7…ガスシャワー電極(対向電極)
11,101…非磁性基板
12,102…磁性層
13,103…DLC膜
14…BxNyCzOw膜
15…フッ化有機膜、CaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜のいずれかの膜
102 チャンバー
103a 第1のカソード電極(第1のカソードフィラメント)
103b 第2のカソード電極(第2のカソードフィラメント)
104…CN膜
104a 第1のアノード電極(第1のアノードコーン)
104b 第2のアノード電極(第2のアノードコーン)
105…フッ化有機膜
105a 第1のカソード電源(第1の交流電源)
105b 第2のカソード電源(第2の交流電源)
106 アース電源
107a 第1のアノード電源(第1のDC(直流)電源)
107b 第2のアノード電源(第2のDC(直流)電源)
108a 第1のプラズマウォール
108b 第2のプラズマウォール
109a 第1のネオジウム磁石
109b 第2のネオジウム磁石
112 バイアス電源(DC電源,直流電源)
118a,118b 膜厚補正板
Claims (13)
- 非磁性基板上に形成された磁性層と、
前記磁性層上に形成されたBxNyCzOw膜と、
前記BxNyCzOw膜上に形成されたフッ化有機膜と、
前記BxNyCzOw膜と前記磁性層との間に形成されたDLC膜と、を具備し
前記BxNyCzOw膜のx,y,z,wは下記式(1)~(5)を満たすことを特徴とする磁気記録媒体。
(1)0.4<x<0.6
(2)0.4<y<0.6
(3)0≦z<0.1
(4)0≦w<0.1
(5)x+y+z+w=1 - 請求項1において、
前記フッ化有機膜は、CaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜のいずれかの膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。 - 請求項2において、
前記CaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜それぞれはアモルファス膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。 - 請求項2または3において、
前記いずれかの膜の厚さは3nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体。 - 被成膜基板上に、ボラジンを気化させたガス及び窒化剤を用いたCVD法によりBxNyCzOw膜を成膜する方法であり、
x,y,z,wは下記式(1)~(5)を満たすことを特徴とする成膜方法。
(1)0.4<x<0.6
(2)0.4<y<0.6
(3)0≦z<0.1
(4)0≦w<0.1
(5)x+y+z+w=1 - 請求項5において、
前記窒化剤は、アンモニアまたは窒素であることを特徴とする成膜方法。 - 請求項5または6に記載の成膜方法により成膜された前記BxNyCzOw膜上にフッ化有機膜を形成する磁気記録媒体の製造方法であって、
前記被成膜基板は、非磁性基板上に磁性層を形成したものであることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項7において、
前記BxNyCzOw膜と前記磁性層との間にDLC膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項7または8において、
前記フッ化有機膜は、原料ガスを用いたCVD法により形成されたCaFb膜、CaFbNc膜、CaFbHd膜、CaFbOe膜、CaFbOeHd膜、CaFbNcOe膜及びCaFbNcOeHd膜のいずれかの膜であり、
前記原料ガスは、炭素とフッ素を含む有機物原料ガスを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
ただし、a,b,c,d,eは、自然数である。 - 請求項9において、
前記有機物原料ガスが3個以上の炭素を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項9または10において、
前記いずれかの膜が前記CaFb膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F6、C4F6、C6F6、C6F12、C6F14、C7F8、C7F14、C7F16、C8F16、C8F18、C9F18、C9F20、C10F8、C10F18、C11F20、C12F10、C13F28、C15F32、C20F42、及びC24F50の少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNc膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F3N3、C3F9N、C5F5N、C6F4N2、C6F9N3、C6F12N2、C6F15N、C7F5N、C8F4N2、C9F21N、C12F4N4、C12F27N、C14F8N2、C15F33N、C24F45N3、及びトリヘプタフルオロプロピルアミンの少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNcOe膜である場合の前記有機物原料ガスは、C3F6O、C4F6O3、C4F8O、C5F6O3、C6F4O2、C6F10O3、C8F4O3、C8F8O、C8F8O2、C8F14O3、C13F10O、C13F10O3、及びC2F6O(C3F6O)n(CF2O)mの少なくとも一つを有し、
前記いずれかの膜が前記CaFbNcOe膜である場合の前記有機物原料ガスは、C7F5NOを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項9乃至11のいずれか一項において、
前記有機物原料ガスとしてパーフルオロアミン類を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 請求項9乃至12のいずれか一項において、
前記原料ガスを用いたCVD法は、前記BxNyCzOw膜を保持電極に保持し、前記保持電極に保持された前記BxNyCzOw膜に対向する対向電極を配置し、前記保持電極および前記対向電極の一方の電極に電力を供給して直流プラズマを形成する際の直流電圧または高周波プラズマを形成する際の直流電圧成分を+150V~-150VとしたプラズマCVD法であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
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