JPH01201825A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は磁気記録媒体の製造方法に係り、特に基板上に
基板よりも硬質な下地層と磁性膜層とが形成された磁気
記録媒体の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 磁気ディスクの記録密度を増加させるために、スパッタ
リング法によりコバルト又はコバルトニッケル（ＣｏＮ
ｉ）合金の薄膜層を形成したものが提案されており（Ｊ
、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ。

５３　（５）、１９８２、特開昭５７−７２３０７号公
報等）、その他、コバルト−白金系、コバルト−ニッケ
ルー白金系のものも公知である。また、特願昭６１−４
２７４．同６１−５７５３等により、Ｎ及び／又は０を
含むＣｏ−Ｎｉ系合金薄膜をスパッタリングし、次いで
熱処理して該薄膜の脱Ｎ及び／又は脱Ｏ処理と薄膜の結
晶化な行なわせるようにした方法が提案されている。

上記の特許出願では、基板としてＭｇを７％以下含有す
るＡｎ−Ｍｇ合金基板が用いられている。このようなア
ルミニウム基合金等の基板上に、上記の如き磁性薄膜を
形成するに際しては、まず基板上に基板よりも硬質な下
地層を形成し、この下地層の上に磁性薄膜を形成するよ
うにしている。この下地層は、ヘッドがディスク面に衝
突する際の衝撃に耐え、該ディスク面の変形を防ぐため
のものであるので十分な硬度を有することが要求される
。

即ち、磁気記録用ディスクへの情報のリード、ライトに
用いられる磁気ヘッドとしては、特開昭５７−５６９号
のようなフローティングタイプのヘッドが広く用いられ
ている。

このような磁気ヘッドは、磁気ディスクの回転中は空気
の流れによって浮上しているので磁気ディスクと接触す
ることはないが、磁気ディスクの回転を開始するとき及
び回転を止める時には、磁気ヘッドは磁気ディスク面に
接触する。磁気ディスクの回転を止める時の接触の状況
は、磁気ディスクの回転を落して来た時に、その表面の
空気の流れも次第に遅くなる。こうして、磁気ヘッドの
浮力が失われた時磁気ヘッドは磁気ディスク面に衝突す
る。その反動で磁気ヘッドはとび上り、またディスク面
に落ちる。このような運動を何度か繰返した上で、磁気
ヘッドは磁気ディスク上を引きずられる様になり、最後
に停止する。このような起動停止時の衝撃に磁気ヘッド
及び磁気ディスクは耐える必要があり、その性能は耐ｃ
ｓｓ性（ａｎｔｉ　Ｃｏｎｔａｃｔ−５ｔａｒｔ−５ｔ
ｏｐ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ）と呼ばれることがある。

このような衝撃に耐え、十分な耐Ｃ３Ｓ性を磁気記録媒
体に具備させるために、下地層は十分な硬度を有するこ
とが要求されるのである。

従来、磁気ディスクにおいては、下地層として、アルミ
ニウム合金基板を陽極酸化処理して得られるアルマイト
膜やニッケルーリン無電解メツキ＠　（Ｎ　ｉ　−Ｐ膜
）等が使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来、下地層として用いられている下地層は、そのまま
では、その表面が平坦であるので、磁気記録媒体の耐Ｃ
５Ｓ性に劣るという問題があった。

即ち、下地層の表面が平坦であると、その上側に形成さ
れる磁性膜層の表面も平坦になる。（さらに、その上に
保護膜を設けた場合でも、その表面が平坦になる。）そ
うすると、磁気ヘッドが磁気記録媒体上を摺動するに際
し、磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触面積が大きくな
って、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間に作用する摩擦
力も大きくなり、結果的に磁気記録媒体の耐Ｃ３Ｓ性が
低下するようになるのである。

そこで、例えば２５００〜６０００＃程度のアルミナの
砥粒を担持させたテープで表面を摺るようにしたテクス
チャー処理により下地層表面をＲａ＝１００〜６００人
程度の粗面にすることが行なわれることがある。しかし
、このテクスチャー処理では相当に大きな機械的応力が
基板に負荷されるため大きな残留応力が生じる。そして
このために、後工程で基板を熱処理すると基板にそりが
生じ易くなる。また、第２図（磁気記録媒体の表面の模
式的断面図）の如く、深い溝条３が下地層２に形成され
るため、溝条３同志の近接箇所では欠は易い凸条部５が
生じ、耐ＣＳＳ特性が低下する場合がある。特に近年デ
ィスクドライブのスピンドルモータのトルクを小さくす
る傾向にあり、ヘッドディスクの静摩擦係数は０．５以
下を要求されている。通常のテクスチャー処理でこれを
完全に満たすことは困難な状況にある。

［課題を解決するための手段］ 上記従来技術の問題点を解決するために、本発明は、下
地層又は磁性膜層の表面を逆スパッタリング法により処
理して表面粗さＲａを５０Å〜３００人とするものであ
る。

以下本発明につき更に詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体は、アルミニウム基合金等の基板
上に下地層と磁性膜層とが形成されている。

基板の材質としては、非磁性のものであれば、従来から
用いられている各種のものを採用できるが、アルミニウ
ム又はアルミニウムを主成分とし、これにその他の金属
元素を加えて強度、剛性、耐食性等の特性のうち１又は
２以上の特性を改良するようにしたものが好適に用いら
れる。具体例としては、マグネシウムを７重量％以下、
例えば３〜４重量％含むものが用いられる。

なお、本発明は１インチないし２インチのような極めて
小さなディスク径のものから、１０インチ又はそれ以上
の大きな基板を有する磁気記録媒体にも適用できる。

この基板上に形成される下地層は、基板よりも硬質なも
のである。基板がアルミニウム又はアルミニウム合金で
ある場合、該基板を陽極酸化処理することによりアルマ
イト（アルミライト）より成る下地層を形成することが
できる。また、無電解めっき法により任意の材質の基板
上にＮ１−Ｐ合金より成る下地層を形成することができ
る。下地層は、必要に応じ、その表面が平滑になるよう
に研磨されてから、逆スパッタリング処理などの次工程
に送られる。

下地層の上には磁性膜層が形成される。磁性膜層として
は、スパッタリング法により形成したコバルト（Ｃｏ）
、コバルトニッケル（Ｃｏ−Ｎｉ）、コバルト白金（Ｃ
ｏ−Ｐｔ）、コバルトニッケル白金（Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ
）等の緻密な合金磁性膜層が挙げられる。また、本出願
人より提案されているＮ２及び／又はｏ２を含むアルゴ
ン（Ａｒ）雰囲気中でスパッタリングし、まずＮ及び／
又はＯを含むＣｏ−Ｎｉ合金層を形成しその後熱処理し
て該Ｃｏ−Ｎｉ層からＮ、Ｏを放出させると共にＣｏ−
Ｎｉ層を結晶質磁性膜層としたものも極めて好適である
。

このスパッタリングを行うには、通常のスパッタリング
装置、即ち、ターゲット及び試料設置台を有する装置ケ
ーシング、このケーシング内を加熱するためのヒータ、
このケーシング内を減圧するための真空ポンプ及びケー
シングに接続されたガスボンベを備えて構成されたもの
が好適に用いられる。このターゲットとしては、形成す
る膜の合金組成と完全に又はほぼ一致した合金組成のも
のが好適である。

Ｎ及び／又は０を含むＣｏ−Ｎｉ合金磁性膜層を形成す
る場合、スパッタリングは、ＡｒのほかにＮ２及び／又
はｏ２を含む雰囲気で行われる。

＝囲気圧は、全圧で１〜１００　ｍ　Ｔ　Ｏｒ　ｒ　ｘ
　とりわけ５〜５０ｍＴｏｒｒとするのが好適である。

なお、予定するスパッタリング雰囲気を形成するに先立
って、−旦、１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下の真空に減圧するの
が好適である。スパッタリング時の全圧に対する０２及
び／又はＮ２の分圧は１０〜１００％、とりわけ２０〜
８０％が好ましい。

スパッタリングを行うときには、基板を加熱しても良く
、室温のままにしても良い。基板を加熱する場合は、２
５０℃以下、とりわけ２２０℃以下とするのが好ましい
。スパッタリング時間は、形成しようとする膜厚を、平
均的な膜形成速度で割り算することにより決定される。

スパッタリング装置としては、上記のような温度、雰囲
気、７囲気圧力等の条件を種々調節できるものが好適で
ある。良く知られているスパッタリング装置としては、
高周波マグネトロンスパッタリング装置、円型マグネト
ロンスパッタリング装置、平板型マグネトロンスパッタ
リング装置、同軸円筒電極型マグネトロンスパッタリン
グ装置、イオンビームスパッタリング装置、高周波スパ
ッタリング装置、直流２極スパッタリング装置などが挙
げられる。

Ｎ及び／又は０を含む磁性膜層な形成する場合、基板上
に形成する磁性合金薄膜中のＮ及び／又はＯの含有率は
含量で２０原子％以上例えば２５〜５０原子％とするの
が好ましい。このようにスパッタリング時に多量のＮ及
び／又は０を薄膜に含°有させると、アモルファス状又
は粒径５０Å〜１５０人程度の微結晶体より成る薄膜が
形成され、この薄膜は後工程の熱処理で結晶化又は粒径
１００〜５００人程度に粒成長し適度なＨａを有しかつ
高角形比の磁気記録媒体を形成するようになる。また、
脱Ｎ及び／又は脱Ｏの作用により、膜が多孔質化する。

この熱処理の温度としては３００〜６ｏｏ℃程度が好ま
しい。熱処理の温度が３００’ｅを下回る場合には、脱
Ｎの速度が小さくなり、薄膜の結晶化も不充分となりや
すい。また熱処理温度が６００℃を超える場合には、脱
Ｎが過度に早く進行し、かつ結晶粒径が大きくなり保持
力Ｈｃが低下する。特に好ましい熱処理条件は３２０〜
５００ｘ０．５ｈｒ　〜３ｈｒ程度であり、このように
することにより磁気特性の優れたものを安価に製造する
ことが可能となる。

なお基板と磁性薄膜との間に下地層の他、磁性薄膜の付
着強度を増大させる各種の中間層、具体的にはＣｒ、Ｖ
、Ｍｎ等の層を数１０〜数１０００λ程度設けてもよい
。また磁性薄膜上に炭素、ポリ珪酸、ＡＪ２Ｎ、Ｓｉ３
　Ｎ４．Ｃｒ。

Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｕ等の単一層又は複数層（多層）形成か
らなる保護膜を設けてもよい。さらに、この保護膜上に
潤滑剤、具体的にはＦＯＭＢＬＩＮ　Ｚ−２５（Ｆ−（
ＣＦ−ＣＦ２−０）　ｎ−ＣＦ２−ＣＦ３）又はＦＯＭ
ＢＬＩＮ　ＡＭ−２００１ＣＦ３ あるいはメラミンシアヌレートとパーフロロアルキルポ
リエーテルとの混合物を塗布しても良い。

本発明では、上記のようにして形成された下地層及び／
又は磁性膜層の表面を逆スパッタリング処理することに
より表面粗さＲａが５０〜３００人となるようにする。

このように、下地層を粗面とすることにより、その上側
に形成される磁性膜層（更にその上に保護膜層が形成さ
れる場合には、この保護膜層）の表面も粗面状になる。

そのため、磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触点が少な
くなり、磁気ヘッドと磁気記録媒体との摩擦係数が低減
され、耐ＣＳＳ性が顕著に向上されるのである。また、
磁性膜層の表面を粗面とした場合も、同様である。

逆スパッタリングにより下地層又は磁性膜層を粗面化処
理する場合、下地層又は磁性膜層を設けである基板をス
パッタリング装置内のターゲット設置位置にセットし、
装置内を減圧して希薄なＡｒ雰囲気としてスパッタリン
グ処理すれば良い。又はターゲットとディスク基板の電
気極性を通常のスパッタリング時の逆とすれば、ディス
ク基板表面がスパッ多される。このようにすると、帯電
したＡｒ粒子が下地層又は磁性膜層の表面に衝突し、該
表面が粗面化される。この粗面化処理に際しては、従来
のテクスチャー処理とは異なり、基板に機械的な残留応
力が発生せず、その後の熱処理工程においても基板には
反り等の変形が殆ど発生しない。

この逆スパッタリング処理を行う場合、下地層又は磁性
膜層の表面粗さＲａを５０〜３００人とする。Ｒａが５
０人よりも小さいと基板の静摩擦係数が大きざなり、Ｃ
３Ｓ特性が悪化する。また、Ｒａが３００人よりも大き
く、４００〜６００人位でも耐摺動性がＲａ＝５０〜３
００人時と比較し劣化することはないが、逆スパッタリ
ングに長時間を要し実用的でない。磁性膜を逆スパツタ
する場合も、予め磁性膜をより厚く形成し逆スパツタに
より所定の磁性膜厚にする必要があり、逆スパツタされ
る量が多いと実用的でない。

特に好ましいＲａは７０〜２００人である。

逆スパッタリング処理を行った場合の長所の一つとして
、テクスチャー処理に比べ表面がより均一に粗くなるこ
とが挙げられる。

即ち、テクスチャー処理では第２図に示すように、比較
的深く大きな溝条３が疎に形成されるが、逆スパッタリ
ング処理によれば、第１図に示すように、微細な凹凸４
が多数形成されるようになり、それ故に、スパッタリン
グ法によれば、テクスチャー処理とＲａ値が同じであっ
ても静摩擦係数が低くなるのである。

［実施例］ 以下、本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。

なお以下に述べる実施例はマグネトロンｒ、ｆ、スパッ
タ装置によったが、イオン工学的に同様のことが言える
イオンビームスパッタリング等によって本発明の効果を
得ることが可能であることは勿論である。

実施例１ マグネシウムを４％含むアルミニウム合金基板（大きさ
：直径１３０ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ１．９ｍｍ）を
クロム酸を含む酸浴中で電解処理し、その表面に厚さ１
０μｍのアルマイト質の下地層を形成し、かつその表面
を２μｍ程度研磨し平坦にした。

次に、平板マグネトロンｒ、ｆ、スパッタ装置を用い、
逆スパッタリング法により下記条件にて下地層の表面を
粗面化処理し、表面粗さをＲａ＝＋１００人とした。

初期排気　　　　　　　　２Ｘ１０’″６Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ全：囲気圧（Ａｒ）　　　　　２．２５ｍＴｏｒｒ投
入電力　　　　　　　　　３００ｗ 極間隔　　　　　　　　　　１０８ｍｍ基板温度　　　
　　　　　　１００℃ 処理時間　　　　　　　　　１０ｍ１ｎ次に、平板マグ
ネトロンｒ、ｆ、スパッタ装置を用い、下記条件にて下
地層上にＮを３５原子％含むＣｏ−Ｎ１−Ｎ薄膜を形成
した。

初期排気　　　　　　　　２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ全雰囲
気圧（Ａｒ）　　　　　　２０ｍＴｏｒｒ７囲気中Ｎ２
ガス濃度 （全圧に対するＮ２分圧の％）５０％ 投入電力　　　　　　　　　　１ｋＷ タ一ゲツト組成　　　　　　　Ｃｏ−Ｎ１（Ｎｉ１５原
子％） 極間隔　　　　　　　　　　１０８ｍｍ膜　厚　　　　
　　　　　８００人 薄膜形成速度　　　　　　　２００人／　ｍ　ｉ　ｎ基
板温度　　　　　　　　　１００℃ この膜形成処理後、真空中にて３５０℃×３ｈｒの熱処
理を行ない、膜を結晶化又は結晶粒成長をさせると共に
、窒素を放出させた。このＣｏ−Ｎｉ薄膜の断面の透過
電子顕微鏡写真を撮影し、結晶粒径を測定したところ、
結晶粒は粒径が１００〜５００人のものを主体とするこ
とが認められた。

その後、カーボン保護膜を６００人厚さとなるようにス
パッタリングして形成し、磁気記録媒体とした。

この磁気記録媒体の１５０００回のＣ３５（ｃｏｎｔａ
ｃｔ−ｓｔａｒｔ−ｓｔｏｐ）後の静摩擦係数を第３図
に示す。

実施例２〜６、比較例１，２ 逆スパッタリング法によりＲａを３０．６０゜１４０．
１８０，２５０，３００．５００人となるようにしたほ
かは実施例１と同様にして磁気記録媒体を製造した。（
なお、比較例１ではＲａ＝３０人であり、比較例２では
Ｒａ＝５００人である。） その静摩擦係数の測定結果を第３図に示す。

実施例７〜１２、比較例３．４ 逆スパッタリング処理を熱処理後のＣｏ−Ｎｉ膜表面に
施したほかは実施例１，６、比較例１゜２と同様にして
磁気記録媒体を製造した。

その静摩擦係数の測定結果を第４図に示す。

比較例５，６ 実施例１．７において逆スパッタリングの代わりにテス
クチャー処理を採用し、Ｒａ＝１００人となるように研
磨されたアルマイト被膜の表面（比較例５）又は熱処理
されたＣｏ−Ｎｉ膜の表面（比較例６）を粗面化処理し
た。その他は同一条件として磁気記録媒体を製造して、
Ｃ３Ｓサイクル１５０００回後の静摩擦係数を測定した
ところ、比較例５では０．６、比較例６では０．５であ
った。

［発明の効果コ 以上の実施例からも明らかな通り、本発明によれば静摩
擦係数が低く、耐ＣＳＳ特性に優れた磁気記録媒体が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る磁気記録媒体の表面の模式的断面
図、第２図は従来の磁気記録媒体の表面の模式的断面図
、第３図及び第４図は実施例の測定結果を示すグラフで
ある。 １・・・基板、 ２・・・アルマイト被膜。 代理人　　弁理士　　重　野　　剛

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク形基板の板面上に硬質な下地層を形成す
   る工程と、 逆スパッタリング法により該下地層の表面を処理してそ
   の表面粗さＲａを５０Å〜３００Åにする工程と、 この下地層の上に磁性膜層を形成する工程と、を有する
   磁気記録媒体の製造方法。
2. （２）前記基板の板面上に前記硬質下地層を形成した後
   、該下地層の表面を研磨し、その後前記逆スパッタリン
   グ法による処理を行うことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
3. （３）ディスク形基板の板面上に硬質な下地層を形成す
   る工程と、 該下地層の上に磁性膜層を形成する工程と、逆スパッタ
   リング法により該磁性膜層の表面を処理してその表面粗
   さＲａを５０Å〜３００Åとする工程と、 を有する磁気記録媒体の製造方法。