JPH03130925A - 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〕 本発明は磁気記録媒体の製造方法に関するものであり、
詳しくは、耐摩耗性及び耐食性に優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〕

磁気ディスク等の磁気記録媒体は基板上に金属又はそれ
らの合金からなる磁性薄膜層をメツキ法、真空蒸着法又
はスパッタリング法等によって、被着形成することによ
り製造される。

磁気記録媒体は、使用に際して磁気ヘッドとの物理的接
触に耐えられるだけの充分な耐摩耗性と水蒸気等の腐食
環境に磁性薄膜層が十分耐えられるだけの耐食性が要求
されている。

このため、上記磁性薄膜層上には保護膜層が設けられて
いる。

保護膜層としては、通常ヘッドとの耐摩耗性に優れてい
る炭素質膜が用いられている。炭素質保護膜は、通常、
磁性薄膜上にアルゴン等の希ガス雰囲気下でグラファイ
トやアモルファスカーボンをターゲットとして通常のス
パッタリング法によって被着形成して設けられている。

しかしながら、上記した磁性薄膜層上に炭素質保護膜を
形成した磁気記録媒体は実際の使用に際して耐摩耗性が
充分でないため該炭素賞保護膜上に（１）フルオロカー
ボン等の各種潤滑剤を塗布する方法、（２）フッ素化処
理を行ない表面を改質する方法及び（３）プラズマＣＶ
Ｄで水素化アモルファスカーボン膜を設ける方法等によ
り磁気記録媒体とヘッドとの間の耐摩耗性を改善するこ
とが試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記（１）の方法では潤滑剤層の膜厚を
厚く塗ると磁気ヘッドと磁気記録媒体の吸着がおきるた
め、２０〜５０人程度に膜厚を制御する必要があり、且
つ、使用環境の湿度が高い場合には吸着水分層が潤滑剤
層に付加されるため、潤滑剤層の膜厚を適正レベルに制
御していても、磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸着とい
う致命的な障害が発生するという問題がある。

また上記（２）の方法では条件制御が難しいのみならず
、例えば磁性層としてコバルト合金層を用いた場合には
フッ素ガスがコバルト合金と反応してコバルト合金を非
磁性化することにより信号欠陥を引き起こす等の問題点
がある。

さらに、上記（３）の方法はまだ量産技術として確立し
ておらず、微粉末状の反応生成物が成膜に及ぼす悪影響
への対策が困難であり、また反応ガスの流れの条件制御
が困難である等の問題点がある。

しかも、上記（１）〜（３）の方法はいずれもコストア
ップに結びつき工業的には必ずしも有利とは言いがたい
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記従来技術に鑑み、磁気記録媒体の保護
層に特別な処理を施したり、あるいは保護層上にさらに
潤滑剤層を設けたりすることなしに磁気記録媒体の耐食
性及び耐摩耗性を改善すべく鋭意検討を重ねた結果、基
板の磁性薄膜層上に炭素質保護膜を特定の条件下でスパ
ッタリングによって被着形成させることにより、耐摩耗
性及び耐食性が大幅に改善された磁気記録媒体が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の要旨は基板上に磁性薄膜層を形成し、該
磁性薄膜層上に炭素質保護膜をスパッタリングによって
形成する磁気記録媒体の製造方法において、アモルファ
ス状カーボンのターゲットを用い、該ターゲットの近傍
に該ターゲットのスパッターエロージョン端部の外周部
の少なくとも一部を取り囲む形状の中間電極を設け、該
中間電極を基板並びに成膜装置本体の接地部に対して正
の電位に印加した状態で炭素質保護膜を形成させること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において、基板としては、一般に金属、特にアル
ミニウム又はアルミニウム合金のディスク状基板が用い
られる。通常、基板を所定の厚さに加工した後、その表
面を鏡面加工したものに、第１次下地層として硬質非磁
性金属、例えばＮ１−Ｐ合金を無電解メツキにより形成
したり、陽極酸化処理を施したりする。磁性薄膜層をス
パッタリングにより形成する場合は、さらにその上に第
２次下地層としてクロム層をスパッタリングにより形成
したものが用いられる。また、上記第１次下地層を形成
せずに、鏡面加工したアルミニウム基板上に直接下地層
としてクロム層をスパッタリングしたものを用いること
もできる。磁性薄膜を無電解メツキにより形成する場合
は、このクロム層の第２次下地層は形成しなくてもよい
。

上記基板の下地層上に形成される磁性薄膜層はコバルト
−クロム、コバルト−ニッケル、コバルト−クロム−Ｘ
１コバルト−ニッケルーＸ１コバルト−タングステン−
Ｘ等で表わされるコバルト系合金薄膜層である。ここで
Ｘとしては、リチウム、ケイ素、リン、カルシウム、チ
タン、バナジウム、クロム、ニッケル、ヒ素、イツトリ
ウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム
、ロジウム、銀、アンチモン、ハフニウム、タンタル、
タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白
金、金、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム
、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ホウ素か
らなる群より選ばれた一種または二種以上の元素が用い
られる。

磁性薄膜層は、通常、無電解メツキ、スパッタリング等
の手段によって、基板の下地層上に被着形成する。磁性
薄膜層の膜厚は、通常２００〜２５００大の範囲が好ま
しい。

本発明においては、磁性薄膜層上に炭素質保護膜をスパ
ッタリングにより形成する。

以下に、炭素質保護膜の形成方法につき、図面を用いて
詳細に説明する。

第１図は、本発明において用いられるスパッタリング装
置の一例を示す概略構成図である。図中、１はターゲッ
トであり、これに対向した位置に基板ホルダー２が設け
られており、基板ホルダー２上には基板３が装着されて
いる。基板ホルダー２は基板３を連続的に成膜できるよ
うに移動可能とされている。このターゲット１と基板２
との間のスパッター放電空間を取り囲む形で、詳しくは
ターゲット１の近傍にターゲットｌのスパッターエロー
ジョン端部の外周部の少なくとも一部、好ましくは１７
２以上を囲む形状の中間電極４が設置されている。５は
ターゲット１と中間電極４に接続されるスパッタリング
用電源である。６は成膜装置本体の接地部と中間電極４
に接続される中間電極用電源である。７はターゲット１
のスパッターエロージョン部を示す。

これらスパッタリング用電源５及び中間電極用電源６と
しては直流電源が好ましいが、ＲＦ電源も使用できる。

スパッタ装置としては、通常ＤＣマグネトロンスパッタ
装置又はＲＦマグネトロンスパッタ装置等が採用される
。

第２図は第１図のスパッタリング装置の詳細図である。

８はマグネトロン用磁石、９はＤＣマグネトロンの陰極
、１０は成膜装置本体、１１は成膜装置本体１０の接地
部である。

第３図は中間電極４の位置及び形状のその他の例を示す
断面図の一部であり、（Ａ）〜（Ｆ）はすべてターゲッ
ト１のスパッターエロージョン端部の外周部の少なくと
も一部、好ましくは１／２以上を取り囲む形状である。

該中間電極４はターゲット表面を基準として基板方向に
ターゲット表面と基板との距離の１／３、好ましくは１
／４の距離熱れた位置からターゲット表面を基準にして
基板と反対方向に３０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ＃れた
位置までの範囲内に少なくともその一部が設けられる。

該範囲内で中間電極を設ける場合には、スパッタリング
作業中の基板との接触あるいは基板にスパッタされた炭
素質保護膜のわずかな剥離によって生ずる短絡、異常放
電現象の危険等を抑えて安定したスパッタリング作業を
行ないつつ耐摩耗性の優れた炭素質保護膜を形成させる
ことができる。

また、通常、ターゲットの平面方向に対し、ターゲット
のスパッターエロージョン端部の外周部から該外周部を
基準にしてターゲットの外周方向に２００ｍｍ好ましく
は１５０ｍｍ、さらに好ましくは１２０ｍｍ離れた位置
までの範囲内に、ターゲットのスパッターエロージョン
端部の外周部の少なくとも一部、好ましくは１／２、特
に好ましくはターゲットの外周部の全体を取り囲む形で
設けられている。該中間電極は特にターゲット表面を基
準として基板方向に３０ｍｍの位置からターゲット表面
を基準にして基板と反対方向に２０ｍｍの位置までの間
に、且つ、ターゲットの外周部から該外周部を基準にし
て外側方向に１２０ｍｍまでの範囲内でターゲットの外
周部の全部を取り囲む形で設けられているのが好適であ
る。

ここで、ターゲットのスパッターエロージョン端部とは
、ターゲット表面をスパッタリングした際、ターゲツト
材がスパッターされる領域（スパッターエロージョン部
）とスパッターされない領域との境界線が形成されるが
、この境界線のことをいう０本発明ではこの境界線の外
周部をターゲットのスパンターエロージョン端部の外周
部と定義する。平板ターゲットの場合にはスパッターエ
ロージョン部は内周部と外周部とを有するリング状形状
を形威し、この外周部を本発明におけるスパッターエロ
ージョン端部の外周部と呼ぶ。スパッターエロージョン
端部はターゲットの大きさ及びマグネトロン用磁石の配
置によりその位置が決定される。また、ターゲット表面
をシールド板で覆ったスパッタ装置の場合にはそのシー
ルド板の大きさによってスパッターエロージョン端部の
位置が決定される。

また、中間電極４の形状はターゲット１のスパッターエ
ロージョン端部の外周部の少なくとも一部、好ましくは
１／２以上を取り囲む形状、例えば、リング状、筒状、
板状等が用いられる。該中間電極がスパンターエロージ
ョン端部の１／２以上を取り囲む形状で設けられている
場合には、炭素質保護膜の耐摩耗性の改善効果が大きい
ため好ましい。

中間電極の材質としては通常、ステンレス、アルミニウ
ム、銅等の金属が用いられる。

上記ターゲット１としては、アモルファス状のカーボン
が用いられる。

第１図及び第２図に示すスパッタリング装置を用いて、
本発明の方法に従って、炭素質保護膜を形成するには、
まず、磁性薄膜層を設けた基板３を装置の基板ホルダー
２に取り付け、上記カーボンのターゲット１を用いて、
アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、
ラドン等の希ガスの雰囲気下でスパッタリングを行なう
。この際、中間電極４に、基板並びにスパッタリング装
置本体の接地部に対して正の電位、例えば、５００Ｖ以
下、好ましくは４０〜２００Ｖ、更に好ましくは６０〜
１５０Ｖの電位を印加した状態でスパッタリングを行な
い、磁性薄膜上に炭素質保護膜を形成する。

具体的なスパッタリング条件としては、例えば、真空排
気したチャンバー内到達圧力をｌＸｌ０−’Ｔｏｒｒ以
下、アルゴン等の希ガス圧力を５×１０−’〜２　Ｘ　
１０−”Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、望ましくは１×１０−’〜５
　Ｘ　１０−３Ｔ　ｏ　ｒ　ｒの範囲で、基板温度を１
５０″Ｃ以上、望ましくは２００〜３００°Ｃの範囲の
条件下でスパッタリングを実施することが好ましい。

炭素質保護膜の膜厚は、通常１００〜１０００人の範囲
が好ましい。

なお、磁性薄膜層と炭素質保護膜の間に、非磁性中間層
を設けてもよい。

〔実施例〕

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

なお、以下の実施例及び比較例においては中間電極の位
置及び形状を特定するために図中にａ〜ｅの符号を付し
て示した。ｂはターゲット外周部から中間電極までの距
離を示しているが、以下の実施例及び比較例においては
ターゲットのスパッターエロージョン端部とターゲット
外周部が同一部分であることによりｂはターゲットのス
パッターエロージョン端部の外周部から中間電極までの
距離を示している。

なお、実施例に用いられた装置は基板ホルダー２が成膜
装置本体１０を経由して接地されている。

実施例１〜６及び比較例１ 下地層としてクロム薄膜（膜厚２０００人）及び磁性層
としてコバルト−ニッケルークロム系合金磁性薄膜（膜
厚５００人）を順次スパッタリングにより形成させたア
ル５ニウム基板３及びアモルファスカーボンターゲット
１を用いて、第１図及び第２図に示す装置（中間電極位
置Ｈａ＝３ｍｍ、ｂ＝４ｍｍ、ｃ＝８０ｍｍＳ　ｄ＝４
５ｍｍ。

ｅ＝９０ｍｍ、ターゲットの外周部の全体を取り囲む形
状で設けた。）を用い、中間電極４に成膜装置本体の接
地部１１に対して第１表に示す電位を印加した状態でチ
ャンバー内到達圧力１×１０−’Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ以下、
アルゴンガス圧力２Ｘ１０−’Ｔｏｒｒ、基板温度２５
０　’Ｃの条件下でスパッタリングを行ない、基板の磁
性層上にカーボン保護膜層（膜厚４００人）を形成した
。

得られた磁気ディスクにつきＣ３Ｓ試験（耐摩耗性試験
）を行なった。結果を第１表に示す。

ＣＳＳ試験（耐摩耗性試験） ＣＳＳ試験は、ディスク回転を、３６００ｒｐｍまでの
加速→３６００ｒｐｍで１０秒間の保持→ブレーキによ
る減速１１０秒間の停止を１サイクルとして、ヘッドと
ディスクとの間の摩擦係数が１を越えるか、あるいはヘ
ッドまたはディスクにキズが入ったり、汚れが見られる
までの回数を調べた。

Ａ１□Ｏ１・ＴｉＣのスライダを有する薄膜へラドを用
い、押し付は荷重１５ｇで試験を行なった。また、保護
膜上には潤滑剤は塗布していなかった。

第１表 〔発明の効果〕 本発明によると、耐摩耗性及び耐食性に優れた磁気記録
媒体を、特別な処理を施したり、保護層上にさらに潤滑
剤層を設けたりすることなく、容易に且つ経済的にも有
利に製造することができるため、工業的に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において用いられるスパッタリング装
置の一例を示す概略構成図であり、第２図はその詳細図
である。図中、１はターゲット、２は基板ホルダー、３
は基板、４は中間電極、５はスパッタリング用電源、６
は中間電極用電源、７はターゲット１のスバッターエロ
ージゴン部、８はマグネトロン用磁石、９はＤＣマグネ
トロンの陰極、１０は成膜装置本体、１１は成膜装置本
体の接地部を示す。 第３図は、中間電極４の位置及び形状のその他の例を示
す断面図の一部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に磁性薄膜層を形成し、該磁性薄膜層上に
   炭素質保護膜をスパッタリングによって形成する磁気記
   録媒体の製造方法において、アモルファス状カーボンの
   ターゲットを用い、該ターゲットの近傍に該ターゲット
   のスパッタエロージョン端部の外周部の少なくとも一部
   を取り囲む形状の中間電極を設け、該中間電極を基板並
   びに成膜装置本体の接地部に対して正の電位に印加した
   状態で炭素質保護膜を形成させることを特徴とする磁気
   記録媒体の製造方法。