JPH0830963A - 磁気ディスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気ヘッドとの接触領域で摩擦係数を十分小
さくすることができ、磁気ヘッドのより一層の低浮上化
を可能とすると共に、ヘッドクラッシュを確実に防止す
ることができる磁気ディスク及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 基板１０上に、ジルコニウム、シリコン及び
チタンからなる群から選択された金属により下地膜３が
形成されている。この下地膜３には離散的にパルスレー
ザーを照射することにより、膜が部分的な熱酸化により
生じる体積膨張によって突起４が形成されている。この
下地膜３上に、配向性増進膜５と、磁性膜６と、保護膜
７と、潤滑膜８とが順次形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータの外部記
憶装置として使用される固定磁気ディスク装置に組み込
まれる磁気ディスク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定磁気ディスク装置においては、停止
時に、磁気ヘッドと磁気ディスクが接触状態にあるが、
起動時に磁気ヘッドが、回転する磁気ディスク上を浮上
するというコンタクトスタートトップ方式（Contact St
art Stop：以下ＣＳＳという）が採用されている。この
ＣＳＳ方式では、固定磁気ディスク装置の起動時に、磁
気ヘッドと磁気ディスクの間に吸着が生じたり、磁気ヘ
ッドと磁気ディスクとの接触摩耗により摩擦力が増加
し、磁気ディスクの回転が妨げられることがある。この
ような磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の吸着及び摩擦
力の増加を防止するために、磁気ディスク用基板には、
その表面を鏡面でなく、適当な表面粗さに調整する表面
加工（粗面化加工）が行われる。このような表面加工
は、一般的にテクスチャリング（texturing）と呼ばれ
ている。また、このように加工された表面はテクスチャ
ーと呼ばれている。

【０００３】従来、磁気ディスクには、アルミニウム合
金板にニッケルリンメッキを施し、このメッキ表面を研
磨して得られた基板が使用されてきた。この磁気ディス
ク基板には上記テクスチャー形成の一般的な方法とし
て、回転させた磁気ディスク基板に、研磨テープを押し
付けて基板表面に条痕を形成するようにした所謂機械的
なテクスチャー形成方法が行われてきた。

【０００４】また、近時、ニッケルリンメッキ層にパル
スレーザを照射し、表面に凹凸を形成する方法も提案さ
れている（ヨーロッパ特許出願EP 447025、USP 5,062,0
21、USP 5,108,781、及び文献；J. Appl. Phys., Vol.6
9, No.8, 第15頁 April 1991）。

【０００５】一方、本出願人は、先に磁気ディスク用カ
ーボン基板のテクスチャー形成方法として、表面研磨さ
れた基板にパルスレーザを照射することにより、窪みを
形成した磁気ディスク用カーボン基板を提案した（特願
平5-78279号）。

【０００６】この方法は、カーボン基板特有の性質を利
用したものであり、このテクスチャー処理方法において
は、カーボン基板がパルスレーザの熱及び光反応により
エッチングされて窪みが形成されることを利用してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気デ
ィスク装置の高密度化のためには、記録再生時の磁気ヘ
ッドと磁気ディスクのスペーシング、即ち磁気ヘッドの
磁気ディスクからの浮上隙間を小さくすることが必要と
なる。この浮上隙間を小さくするためには、基板の表面
粗さを小さくする必要がある。

【０００８】しかし、基板の表面粗さを小さくし過ぎる
と、基板とヘッドとの接触面積が増加し、吸着により摩
擦力が大きくなるという難点がある。特に、従来用いら
れてきたような条痕を形成する機械的なテクスチャー形
成方法を、高記録密度が要求される磁気ディスクに適用
しようとしても、条痕の密度及び深さの制御が難しく、
浮上隙間の低減に限界がある。

【０００９】また、ニッケルリンメッキを施したアルミ
ニウム合金基板に、パルスレーザを照射することにより
テクスチャリングを形成する従来方法においては、ニッ
ケルリン合金膜をスポット的に加熱融解させた後、この
ニッケルリン合金膜が冷えて凝固するときにクレーター
状の凹凸が形成されることを利用している。この方法で
は、パルス間隔とレーザ強度の調節により表面粗さの制
御がある程度可能である。

【００１０】しかしながら、この従来方法においては、
スポット的な溶解と再凝固により凹凸形状が形成される
ため、その形状の制御は容易ではない。

【００１１】一方、カーボン基板にパルスレーザを照射
し、窪みを形成するテクスチャリング方法においては、
カーボン基板に特有の性質、即ちパルスレーザの熱及び
光反応によりエッチングされることを利用している。従
って、この方法を他のニッケルリンメッキアルミニウム
基板又はガラス基板等には適用できないという難点があ
った。また、磁気ヘッドとの接触面積を低減するために
は、少なくとも５０％以上の表面積をエッチングする必
要があるために、加工時間の短縮には限界があった。

【００１２】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、磁気ヘッドとの接触領域で摩擦係数を十分
小さくすることができ、磁気ヘッドのより一層の低浮上
化を可能とすると共に、ヘッドクラッシュを確実に防止
することができる磁気ディスク及びその製造方法を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願第１発明に係る磁気
ディスクは、基板と、磁性膜と、前記基板と磁性膜との
間に設けられた下地膜と、を有し、前記下地膜は、例え
ば、ジルコニウム、シリコン及びチタンからなる群から
選択された金属により形成され、離散的にパルスレーザ
ーが照射されたものであり、これにより膜が部分的な熱
酸化により生じる体積膨張によって突起が形成されてい
ることを特徴とする。

【００１４】また、本願第２発明に係る磁気ディスク
は、磁性膜の上に形成される保護膜が、例えば、ジルコ
ニウム、シリコン及びチタンからなる群から選択された
金属により形成され、離散的にパルスレーザーが照射さ
れたものであり、これにより膜が部分的な熱酸化により
生じる体積膨張によって突起が形成されていることを特
徴とする。

【００１５】本発明に係る磁気ディスクの製造方法は、
下地膜又は保護膜の形成時に、離散的にパルスレーザー
を照射することにより、膜に部分的な熱酸化により生じ
る体積膨張によって突起を形成することを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明のように、磁性膜の下地膜又は保護膜と
して、ジルコニウム（Ｚｒ）、シリコン（Ｓｉ）又はチ
タン（Ｔｉ）のいずれかの膜を形成し、その後、大気中
又は酸素雰囲気中でパルスレーザを照射すると、パルス
レーザが照射された部分の温度が上昇し、熱酸化され
る。この酸化により膜中に酸素が取り込まれるため、膜
が局部的に膨らみ、突起が形成される。これらのＺｒ，
Ｓｉ，Ｔｉ以外の他の材料では、パルスレーザの照射に
より溶解又はエッチングが生じやすいため、不向きであ
る。更に、ジルコニウム、シリコン及びチタンは、酸化
により硬度が増加するので、膜の耐久性が著しく向上す
るという効果がある。

【００１７】また、従来はニッケルリンメッキを施した
アルミニウム基板とカーボン基板においてのみパルスレ
ーザを照射したテクスチャー形成が可能であったが、本
発明は、突起を形成するための被酸化膜として、磁性膜
の下地膜又は磁性膜の保護膜を一旦形成するため、基板
の材質はアルミニウム又はカーボンに限定されないとい
う利点がある。

【００１８】本発明では、酸化により膜が膨張すること
を利用して突起を形成しているので、レーザ強度を変化
させることによる表面温度調節によって、酸化程度を変
化させ、これにより突起の高さを制御することができ
る。また、酸化程度が一定となるようにレーザ強度を設
定した場合は、被酸化膜の厚さを変化させることによっ
ても、同様に、突起高さを制御できる。

【００１９】一方、磁気ヘッドと磁気ディスクとの吸着
又は摩擦力に影響する接触面積は、単パルスで形成した
突起の頂点形状と単位面積当たりの突起数により決定さ
れる。この突起の頂点形状はレーザ光の強度プロファイ
ルによってある程度制御できる。例えば、急峻な光強度
分布のレーザ光を用いた場合、ブロードな光強度分布の
レーザ光に比して、尖鋭な形状の突起が得られる。ま
た、単位面積当たりの突起数は、照射するパルスレーザ
の照射間隔によって決まり、この照射間隔が突起の幅よ
りも小さくないという条件にする限り、突起数を任意の
値に制御できる。

【００２０】更に、テクスチャーは、磁性膜の下地膜に
形成することも、磁性膜上に形成される保護膜に形成す
ることも可能である。

【００２１】なお、突起の高さを磁気ヘッドの浮上量に
対して十分小さくすれば、磁気ディスク装置の起動停止
時に磁気ヘッドと磁気ディスクが接触する領域のみに、
テクスチャーを形成し、ゾーンテクスチャーとして機能
させることもできる。

【００２２】

【実施例】以下、この発明の実施例について添付の図面
を参照して具体的に説明する。実施例１ 図１（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第１の実施例の製造方
法を工程順に示す断面図である。先ず、図１（ａ）は基
板１０の断面図を示す。本実施例では、例えば、外径４
８ｍｍ、内径１２ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍのドーナツ
型アルミニウム円盤１の表面に、厚さが１０μｍのニッ
ケルリンメッキ２を施し、表面を鏡面研磨した基板１０
を使用する。

【００２３】その後、基板１０を洗浄した後、図１
（ｂ）に示すように、突起を形成するための磁性膜の下
地膜３を形成する。この下地膜３は、基板１０上にジル
コニウムを０．１μｍの厚さにスパッタ蒸着することに
より形成することができる。このジルコニウムの成膜
は、基板搬送方式の直流（ＤＣ）スパッタ装置を使用
し、アルゴンガス圧を１０mTorr、基板温度を２００
℃、基板投入電力を７７０Ｗ、基板搬送速度を７５ｍｍ
／分として行うことができる。

【００２４】その後、図３に示すレーザー照射装置によ
り、磁気ディスク表面にパルスレーザーを照射する。先
ず、ジルコニウム磁性膜３が形成された基板１０を、ス
ピンドル１１にクランプ１２により固定して取り付け、
基板１０を回転させながら、またパルスレーザーの照射
位置を基板１０の半径方向（図中矢印にて示す）に移動
させつつ、パルスレーザーを基板１０の表面にほぼ垂直
に照射する。即ち、電源及び光源１７から発光した光を
ライトガイド１６によりＱスイッチ結晶１５（高出力の
単パルス光に変換するための光学素子）に導き、この結
晶１５からパルスレーザー１８を出射させる。そうする
と、このパルスレーザーは、ビームエキスパンダ１４に
より拡張された（ビーム径を大きくした）後、集光レン
ズ１３により集束されて基板１０の表面上に照射され
る。

【００２５】このように、大気中又は酸素雰囲気中でパ
ルスレーザを下地膜３に照射すると、パルスレーザが照
射された部分の温度が上昇し、熱酸化され、この酸化に
より膜中に酸素が取り込まれるため、膜が局部的に膨ら
み、突起４が形成される。

【００２６】そして、本実施例方法では、レーザー照射
系は固定し、スピンドル１１に取り付けられた基板１０
を回転させつつ、パルスレーザーを照射し、このパルス
レーザーの照射位置を基板１０の半径方向に走査するの
で、図１（ｃ）に示すように、基板１０の表面にはスパ
イラル状に突起４が形成される。この突起４によりテク
スチャリングが設けられる。

【００２７】本実施例において、波長が５２３ｎｍ、パ
ワーが１Ｗ、パルス周期が５．０ＫＨｚのパルスレーザ
ーを使用して突起４を形成し、テクスチャリングした結
果、直径が約４μｍ、突起高さが約５．５ｎｍの微少な
突起が形成された。本実施例では、このような突起をデ
ィスクの中心から半径１４〜１６．５ｍｍの領域に、半
径方向及び円周方向の間隔がいずれも約３０μｍで均一
に形成された。

【００２８】このようにして形成した基板上に、図１
（ｄ）に示すように、磁気記録媒体として必要な各種の
膜を、スパッタ蒸着法により形成する。先ず、下地膜３
の上に、配向性増進膜５としてＣｒ膜を例えば０．０５
μｍの厚さに、磁性膜６としてＣｏ合金層を例えば０．
０３μｍの厚さに、また、保護膜７としてカーボン膜を
例えば０．０２μｍの厚さに連続的に成膜する。更に、
潤滑膜８として、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリティルエ
ーテル）をスピンコート法により例えば１ｎｍの厚さに
塗布する。これにより、磁気ディスク媒体が完成する。

【００２９】上述の各条件で磁気ディスクを作成し、得
られた磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の吸着の有無を
調査したところ、吸着は発生しなかった。また、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドとの摩擦係数を調べたところ、０．
２１と小さかった。

【００３０】また、ディスク回転中に、テクスチャー未
形成領域から形成領域にヘッドをシークさせた場合も、
また、逆にテクスチャー形成領域から未形成領域にシー
クさせた場合も、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触は
観測されなかった。

【００３１】本実施例における下地膜３は、一定の厚
さ、好ましくは０．０１μｍ以上であれば、突起の形成
が容易である。また、下地膜３は上記Ｚｒ，Ｓｉ又はＴ
ｉの３種類の元素に限らず、酸化により体積膨張を生じ
る物質であれば、適用することができる。

【００３２】実施例２ 図２（ａ）乃至（ｅ）は本発明の第２の実施例の製造方
法を工程順に示す断面図である。先ず、図２（ａ）は基
板９の断面図を示す。本実施例では、例えば、外径４８
ｍｍ、内径１２ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍのドーナツ型
ガラス円盤９を鏡面研磨したものを基板として使用す
る。

【００３３】この基板９を洗浄した後、図２（ｂ）に示
すように、磁気記録媒体として、配向性増進膜５及び磁
性膜６をスパッタ蒸着法により形成する。配向性増進膜
５としてはＣｒ膜を０．０５μｍの厚さに形成し、磁性
膜６としてはＣｏ合金層を０．０３μｍの厚さに形成す
る。

【００３４】その後、図２（ｃ）に示すように、保護膜
７として、Ｓｉ膜を、基板搬送方式の直流（ＤＣ）スパ
ッタ装置を使用して、アルゴンガス圧が３mTorr、基板
温度が２００℃、基板投入電力が２８０Ｗ、基板搬送速
度が７５ｍｍ／分の条件で、０．０２μｍの厚さに形成
する。

【００３５】このようにして形成した磁気ディスクに、
実施例１と同様のレーザ照射装置を使用してパルスレー
ザを照射する。本実施例では、例えば、波長が５２３ｎ
ｍ、パワーが１Ｗ、パルス周期が５．０ＫＨｚのパルス
レーザを保護膜７に照射すると、図２（ｄ）に示すよう
に、例えば、直径が約４μｍ、突起高さが約４．５ｎｍ
の微少な突起４が形成される。このような突起４を、例
えば、磁気ディスクの中心から半径１４〜１６．５ｍｍ
のゾーン領域に、半径方向及び円周方向の間隔を約３０
μｍで均一にして形成することができる。

【００３６】最後に、図２（ｅ）に示すように、潤滑膜
８として、ＰＦＰＥ（パーフルオロポリティルエーテ
ル）をスピンコート法により例えば１ｎｍの厚さに塗布
する。これにより、本実施例の磁気ディスク媒体が完成
する。

【００３７】上述の各種条件で磁気ディスクを作成し、
得られた磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の吸着の有無
を調査したところ、吸着は発生しなかった。また、磁気
ディスクと磁気ヘッドの摩擦係数を調べたところ、０．
２３と小さかった。

【００３８】また、ディスク回転中にテクスチャー未形
成領域から形成領域にヘッドをシークさせた場合も、ま
た、逆にテクスチャー形成領域から未形成領域にシーク
させた場合も、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間の接触
は観測されなかった。

【００３９】保護膜８としては、Ｚｒ，Ｓｉ又はＴｉの
３種の元素に、特に、膜硬度向上のために、微量元素を
添加することも有効である。このような膜硬度向上のた
めに添加する微量元素としては、例えば、アルミニウム
又はイットリウム等がある。例えば、ジルコニウムに、
アルミニウム又はイットリウムを数パーセント添加する
ことは、保護膜８の硬度の向上に効果がある。

【００４０】なお、上述の２つの実施例において、過剰
なエネルギのパルスレーザーを被酸化膜（下地膜又は保
護膜）に照射すると、この膜が破壊されるため、照射エ
ネルギは適切に設定する必要があることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁気
ディスク及びその製造方法によれば、任意の基板に対し
て、その上に形成した下地膜又は保護膜にテクスチャリ
ング処理することができ、基板の種類は任意であるの
で、生産設備を基板の種類に応じて変更するというよう
な必要性がない。

【００４２】また、突起数の面密度がある程度小さい方
が、磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとの接触面積を小さ
くすることができるので、加工時間を短くすることがで
きる。

【００４３】また、本発明の磁気ディスクは、磁気ヘッ
ドの吸着が発生しにくいと共に、ゾーンテクスチャーに
適用した場合、テクスチャー未形成領域とテクスチャー
形成領域との間でヘッドをシークさせても、磁気ディス
クとの接触は発生しないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第１の実施例に係
る磁気ディスクの製造方法を工程順に示す磁気ディスク
の断面図である。

【図２】（ａ）乃至（ｅ）は本発明の第２の実施例に係
る磁気ディスクの製造方法を工程順に示す磁気ディスク
の断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る磁気ディスクのカーボン
基板の製造に使用するレーザー照射装置を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１：アルミニウム円盤 ２：ニッケルリンメッキ ３：下地膜 ４：突起 ５：配向性増進膜 ６：磁性膜 ７：保護膜 ８：潤滑膜 ９：ガラス円盤 １０：基板 １１：スピンドル １２：クランプ １３：集光レンズ １４：ビームエキスパンダ １５：結晶 １６：ライトガイド １７：光源 １８：パルスレーザ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、磁性膜と、前記基板と磁性膜と
   の間に設けられた下地膜と、を有し、前記下地膜は、離
   散的にパルスレーザーが照射されたものであり、これに
   より膜が部分的な熱酸化により生じる体積膨張によって
   突起が形成されていることを特徴とする磁気ディスク。
2. 【請求項２】 前記下地膜は、ジルコニウム、シリコン
   及びチタンからなる群から選択された金属により形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディス
   ク。
3. 【請求項３】 基板と、磁性膜と、この磁性膜の上に設
   けられた保護膜と、を有し、前記保護膜は離散的にパル
   スレーザーが照射されたものであり、これにより膜が部
   分的な熱酸化により生じる体積膨張によって突起が形成
   されていることを特徴とする磁気ディスク。
4. 【請求項４】 前記保護膜は、ジルコニウム、シリコン
   及びチタンからなる群から選択された金属により形成さ
   れていることを特徴とする請求項３に記載の磁気ディス
   ク。
5. 【請求項５】 基板上に、下地膜を形成し、この下地膜
   に離散的にパルスレーザーを照射することにより、膜に
   部分的な熱酸化により生じる体積膨張を生じさせて前記
   下地膜に突起を形成し、その後、磁性膜を形成すること
   を特徴とする磁気ディスクの製造方法。
6. 【請求項６】 前記下地膜は、ジルコニウム、シリコン
   及びチタンからなる群から選択された金属により形成さ
   れていることを特徴とする請求項５に記載の磁気ディス
   クの製造方法。
7. 【請求項７】 基板上に、磁性膜を形成し、次いでこの
   磁性膜上に保護膜を形成し、この保護膜に離散的にパル
   スレーザーを照射することにより、膜に部分的な熱酸化
   により生じる体積膨張を生じさせて前記保護膜に突起を
   形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
8. 【請求項８】 前記保護膜は、ジルコニウム、シリコン
   及びチタンからなる群から選択された金属により形成さ
   れていることを特徴とする請求項７に記載の磁気ディス
   クの製造方法。