JPH097174A - 磁気記録媒体の製造方法及び基板ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非導電性の基板に磁性層を成膜する際に、基
板を負の電荷に帯電させておくことができるようにす
る。 【構成】 （Ｓ１）において、先ず非導電性の非磁性基
板１を用意する。（Ｓ２）において、非磁性基板１の表
面に下地層２を形成する。下地層２には、Ｃｒ等の導電
性物質が用いられる。（Ｓ３）において、表面に下地層
２が形成された非磁性基板１の下側の端面に、バイアス
電圧印加用端子３を接触させる。バイアス電圧印加用端
子３には負の電圧が供給されている。下地層２は導電性
物質であるため全体が負の電荷に帯電する。（Ｓ４）に
おいて、非磁性基板１に磁性層４を成膜する。この際、
磁性層４を形成する磁性材料は正の電位のプラズマ状態
である。そのため、負に帯電した下地層２に対する粒子
の打ち込みが強力になり、保磁力の大きい磁性層４が形
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い保磁力及び低い媒
体ノイズを有する磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録
媒体製造用の基板ホルダに関し、特に非導電性の基板を
用いた磁気記録媒体の製造方法及びその製造方法に用い
る基板ホルダに関する。

【０００２】

【従来の技術】ハードディスク等の磁気記録媒体に対す
る高記録密度化の要請はますます厳しいものになってい
る。

【０００３】ここで、一般にハードディスク等の磁気記
録媒体は、非磁性基板に下地層、磁性層、保護層を順次
形成したもので、この上で磁気ヘッドが搭載されたヘッ
ドスライダーを浮上走行させながら記録及び再生を行
う。従って、この磁気記録媒体の高記録密度化を実現す
るためには、磁性層の高保磁力化に加えて、ヘッドスラ
イダーの低浮上走行化を実現する事が重要である。すな
わち、ヘッドスライダーを低浮上走行化させる事によ
り、記録、再生の際の磁気ヘッドと磁性層との距離を小
さくなり、高密度の記録、再生を可能となる。

【０００４】現状の多くのハードディスクは、非磁性基
板としてアルミ合金基板を用いている。アルミ合金を基
板とした磁気記録媒体を製造するには、先ず、アルミ合
金基板の表面にＮi-Ｐメッキを施して研磨する。その
後、テクスチャー加工を施して表面に適度の表面粗さを
付与する。最後に、下地層、磁性層及び保護層等を順次
スパッタ法で形成する。これにより、アルミ合金を基板
とした磁気記録媒体が生成され、磁性層に対し磁気的に
データの記録、再生を行うことができる。

【０００５】ところが、この方法によって更に低浮上走
行化を実現させるには限界がある事が分かってきてい
る。その原因として、アルミ合金基板の硬度等の機械的
特性が低浮上走行化を図るために必要とされる機械的耐
久性を充分に満たすものではないことがある。また、磁
気特性を向上させるための高い温度での加熱処理等に対
する耐熱性や耐食性等の物理的、化学的耐久性も充分で
はない事が分かってきている。

【０００６】高記録密度化がより容易に実現できる可能
性の高いものとして、最近、非磁性基板にガラス基板や
結晶化ガラス基板を用いた磁気記録媒体が注目されてい
る。その理由の一つは、ガラス及び結晶化ガラスは機械
的、物理的、及び化学的な耐久性が優れていることであ
る。また、別の理由は、ガラスや結晶化ガラスを基板に
した場合に表面を高い平面精度に形成することが比較的
容易であること等の性質が、高記録密度化実現により適
していることが分かってきたためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板に磁性
層を成膜する際に基板に対し負のバイアス電圧を印加し
ておくと、磁気記録媒体の高記録密度化が図れることが
知られている。これは、磁性層のスパッタリングでは磁
性材料を正に帯電したプラズマ状態にするため、基板が
負の電荷に帯電していることによりスパッタリングの際
のプラズマの粒子の打ち込みが強力になるからであると
考えられる。そこで、アルミ合金基板を用いた磁気記録
媒体の製造では、磁性層を成膜する際に基板に負のバイ
アス電圧を印加する事によって高い保磁力を得ている。

【０００８】しかし、ガラス基板や結晶化ガラス基板は
非導電性である。そのため、基板を帯電させることがで
きず、負のバイアス電圧の印加による記録密度の高密度
化を図ることができないという問題点があった。

【０００９】一方、基板上に磁性層を成膜する際に、基
板を高温にしておくことも、磁気記録媒体の高記録密度
化に有効であることが知られている。そのため、ガラス
基板等の基板を用いた磁気記録媒体では、この基板の有
する高い耐熱性を利用して、より高い基板温度にて下地
層、磁性層を形成することで高い保磁力を有する磁気記
録媒体を形成している。従って、ガラス基板等に磁性層
を成膜する際に、基板を高温に保つとともに基板を負の
電荷に帯電させておくことができれば、磁気記録媒体の
より一層の高記録密度化が期待できる。

【００１０】なお、磁気記録媒体は基板の両面を使用す
るため、磁性層の成膜は両面に行わなければならない。
つまり、基板の片面だけを高記録密度化できても意味が
なく、基板の両面において高記録密度の磁性層を成膜で
きなければならない。

【００１１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、非導電性の基板の両面に磁性層を成膜する際
に、基板を負の電荷に帯電させておくことができる磁気
記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明の他の目的は、非導電性の基
板を負の電荷に帯電させた状態で基板の両面に磁性層を
成膜することを可能とする基板ホルダを提供することで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、非導電性の基板上に下地層と磁性層とが
設けられた磁気記録媒体の製造方法において、前記下地
層形成後に、前記下地層が付着した前記基板の端面にバ
イアス電圧印加用端子を接続し前記基板に負のバイアス
電圧を印加した状態で、両面同時に磁性層の成膜を行
う、ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供さ
れる。

【００１４】また、基板に磁性層等の各種層を成膜する
際に前記基板を保持する磁気記録媒体製造用の基板ホル
ダにおいて、３点以上の支持体で前記基板を垂直に支え
る保持部と、前記基板が保持されるべき領域の下側に設
けられ、下端部に作用する上方向の力により上方の端に
取りつけられたバイアス電圧印加用端子を前記基板の下
側の端面に接触させる動作をし、下端部と前記バイアス
電圧印加用端子とが電気的に接続された導電性可動部
と、を有することを特徴とする基板ホルダが提供され
る。この場合、基板としてガラス基板が好適である。

【００１５】

【作用】上記の磁気記録媒体の製造方法によれば、下地
層が形成された基板に負のバイアス電圧を印加した状態
では基板が負の電荷に帯電している。この状態で両面同
時に磁性層の成膜を行うことにより、正の電荷のプラズ
マである磁性材料が強力に基板に打ちつけられる。

【００１６】また、上記の磁気記録媒体製造用の基板ホ
ルダによれば、基板が支持部により３点以上の点で支持
され、安定した状態で保持される。基板を保持した基板
ホルダの導電性可動部の下端部を、傾斜面の下部から上
部の方向に平行移動させることにより導電性可動部に対
し上方向の力が作用し、バイアス電圧印加用端子が基板
の下側の端面に接触する。ここで、導電性可動部の下端
部にバイアス電圧が掛けられると、その電圧がバイアス
電圧印加用端子に供給され基板が帯電する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の磁気記録媒体の製造方法の概略を
示す図である。

【００１８】ステップ１（Ｓ１）において、先ず非導電
性の非磁性基板１を用意する。この非磁性基板１は、例
えばガラス基板や結晶化ガラス基板である。非磁性基板
１は、図示されていない基板ホルダにより垂直に支持さ
れている。

【００１９】ステップ２（Ｓ２）において、非磁性基板
１の表面に下地層２を形成する。これは、静止対向型の
スパッタ装置を用いて行う。下地層２には、Ｃｒ等の導
電性物質が用いられる。

【００２０】ステップ３（Ｓ３）において、表面に下地
層２が形成された非磁性基板１の下側の端面に、バイア
ス電圧印加用端子３を接触させる。バイアス電圧印加用
端子３には負の電圧が供給されている。下地層２は導電
性物質であるため全体が負の電荷に帯電する。なお、こ
こで非磁性基板の下側の端面とは、垂直に支持した非磁
性基板１に対し水平に中心線を引いたときの中心線より
下方の端面を意味する。

【００２１】ステップ４（Ｓ４）において、非磁性基板
１に磁性層４を成膜する。これは、静止対向型のスパッ
タ装置を用いて行う。この際、磁性層４を形成する磁性
材料は正の電位のプラズマ状態である。そのため、負に
帯電した下地層２に対する粒子の打ち込みが強力にな
る。その結果、保磁力の大きい磁性層４が形成される。

【００２２】図２は本発明に使用するスパッタ装置の例
を示す図である。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上面
図である。スパッタ装置はロードロック室１１、基板ヒ
ート室１２、Ｃr のスパッタ室１３、磁性層のスパッタ
室１４、カーボンのスパッタ室１５、更に出口側のロー
ドロック室１６からなっており、図面に向かって左から
右方向に基板ホルダ３０が移動する機構になっている。
ロードロック室１１の入口側と、ロードロック室１６の
出口側には、それぞれ扉２１、２７が設けられている。
また、各部屋の間は、仕切板２２〜２６で仕切られてい
る。

【００２３】ロードロック室１１は、空気の排気を行い
内部の環境を真空にするための部屋である。基板ヒート
室１２は、ランプヒータ１２ａ，１２ｂにより磁性材料
の保磁力を高めるために基板を加熱する部屋である。ス
パッタ室１３は、Ｃｒの下地層をスパッタリングするた
めの部屋である。ターゲット１３ａ，１３ｂがＣｒより
なる材料を放電することにより、非磁性基板１に下地層
が形成される。スパッタ室１４は、ＣｏＣｒＰｔの磁性
層をスパッタリングするための部屋である。ターゲット
１４ａ，１４ｂがＣｏＣｒＰｔよりなる材料を放電する
ことにより、非磁性基板１に磁性層が形成される。スパ
ッタ室１４内には渡し棒１４ｃが設けられており、これ
により非磁性基板１に負のバイアス電圧を印加すること
ができる。渡し棒１４ｃがバイアス電圧を印加するため
の機構の詳細は後述する。スパッタ室１５は、カーボン
の保護膜をスパッタリングするための部屋である。ター
ゲット１５ａ，１５ｂがカーボンよりなる材料を放電す
ることにより、非磁性基板１に保護膜が形成される。ロ
ードロック室１６は、空気の排気を行い内部の環境を真
空にするための部屋である。

【００２４】図３は基板ホルダのバイアス電圧を印加す
る機構を示す図である。（Ａ）はバイアス電圧を印加し
ていない状態を示している。図に示すように非磁性基板
１は３つの支持体３１，３２，３３で保持されている。
支持体３２と支持体３３との間には板バネ３５が設けら
れている。板バネ３５の一端は支点３５ａにおいて基板
ホルダ３０の本体部に結合されている。板バネ３５の他
方の端の上側にはバイアス印加用端子３４が設けられて
いる。また、板バネ３５の中央部の下側には支持棒３６
が取り付けられている。支持棒３６を上に持ち上げるこ
とにより、板バネ３５を支点３５ａを中心に回転させ、
バイアス印加用端子３４を非磁性基板１に接触させるこ
とができる。また、板バネ３５と支持棒３６とは導電性
の材料で作られており、支持棒３６の下端部に印加され
た電圧をバイアス印加用端子３４に伝えることができ
る。

【００２５】この様な基板ホルダが図２に示すスパッタ
室１４に移動すると、渡し棒９が支持棒３６を上に押し
上げ、非磁性基板１に負のバイアス電圧が印加される。
図３の（Ｂ）はバイアス電圧を印加した状態を示してい
る。この図は、図２に示すスパッタ室１４内の様子を示
している。図に示すように壁面にはチャンバーの側面か
らみて台形の形状を有する渡し棒１４ｃが設置されてい
る。この渡し棒１４ｃは導電性物質であり、基板ホルダ
３０が移動する時の支持棒３６の軌跡上に設けられてい
る。従って、基板ホルダ３０がスパッタ室に入ってくる
と、渡し棒１４ｃにより、支持棒３６は少しずつ上に押
し上げられる。基板ホルダ３０の移動によって支持棒３
６が渡し棒１４ｃの最上端にきた時に、バイアス印加用
端子３４が非磁性基板１端面に接触する。この時、渡し
棒１４ｃには負の電圧が印加されている。従って、その
電圧は支持棒３６、板バネ３５を介してバイアス印加用
端子３４に伝えられる。

【００２６】次に、図２と図３とに示すスパッタ装置及
び基板ホルダを用いて磁気記録媒体を製造する場合の製
造方法を説明する。ここでは、非磁性基板としてガラス
基板を用いる。

【００２７】まず、ガラス基板を基板ホルダ３０に装着
する。この基板ホルダ３０を大気圧にされたロードロッ
ク室１１に移動する。ロードロック室１１の入口側の扉
２１を閉めた後に、ロードロック室１１内の空気を排気
し、１×１０^-5Torr以下の真空状態にする。ロードロッ
ク室１１内が真空になったら、仕切板２２を開け基板ホ
ルダ３０を基板ヒート室１２に移動する。

【００２８】基板ヒート室１２では、基板を３５０゜Ｃ
で５分間加熱する。続いて下地層のスパッタ室１３に移
動し、スパッタリングにより基板表面に６００オングス
トロームのＣr を成膜する。次に基板ホルダ３０を磁性
層のスパッタ室１４に移動する。スパッタ室１４では、
図３で示したように基板ホルダ３０の移動によってバイ
アス印加用端子３４（図３に示す）がＣr の付着した基
板端面に接触している。この状態で磁性層形成時に−２
００Ｖの負のバイアス電圧を印加しながら４００オング
ストロームのＣo Ｃr Ｐt を成膜する。その後スパッタ
室１５に移動し１５０オングストロームのカーボン保護
膜を成膜する。最後に、基板ホルダ３０を内部が真空状
態のロードロック室１６に移動した後仕切板２６を閉
め、ロードロック室１６を大気圧に戻した後、基板ホル
ダ３０をスパッタ装置の外部に取り出す。

【００２９】このようにして作製された磁気ディスク上
にディッピング法によってパーフルオロポリエーテルを
塗布し、厚さ２０オングストロームの潤滑層を形成す
る。これにより、保磁力の高い磁気記録媒体が得られ
る。

【００３０】次に、本発明の製造方法により得られる磁
気記録媒体の特性に関する測定結果を示す。まず、上記
の例を実施例１とする。そして、バイアス電圧以外の条
件が実施例１と等しく、磁性層形成時のバイアス電圧を
−５０Ｖ、−１００Ｖ、−１５０Ｖ、−２５０Ｖとして
作製した磁気記録媒体をそれぞれ実施例２、実施例３、
実施例４、実施例５とする。また、磁性層形成時にバイ
アス電圧を印加しなかった以外は実施例１と同様にして
作製した磁気記録媒体を比較例１とする。

【００３１】これらの磁気記録媒体の、保磁力、再生出
力、分解能、及びノイズを測定した結果を以下の表に示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】なお、保磁力（Ｈc ）の測定においては、
製造した磁気記録媒体から８ｍｍφの試料を切り出し
て、膜面方向に磁場を印加し、振動試料型磁力計により
最大外部印加磁場１５ｋＯｅで測定した。

【００３４】また、記録再生特性（再生出力、分解能、
媒体ノイズ）の測定は、次のようにして行った。即ち、
得られた磁気ディスクを用いて、磁気ヘッド浮上量が
０．０５５μｍの薄膜ヘッドを用い、薄膜ヘッドと磁気
ディスクの相対速度を６ｍ／ｓで、線記録密度７０ｋｆ
ｃｉ（１インチあたり７０, ０００ビットの線記録密
度）における記録再生出力を測定した。また、キャリア
周波数９ＭＨｚで測定帯域を１６ＭＨｚとしてスペクト
ルアナライザーにより信号記録再生時のノイズスペクト
ラムを測定した。本測定に用いた薄膜ヘッドは、コイル
ターン数５０、トラック幅６μｍ、磁気ヘッドギャップ
長０．２５μｍである。

【００３５】表１からも明らかなように、磁性層形成時
にバイアスを印加させることによって、得られた磁気デ
ィスクは全て、保磁力が２０００Ｏｅ以上、再生出力が
１５０μＶ以上、分解能が５０％以上、媒体ノイズが
２．５μＶｒｍｓ以下であるという優れた特性を有して
いることがわかる。

【００３６】これに対して、バイアス電圧を印加せずに
作製された磁気ディスクは、本実施例に比較して保磁
力、再生出力、分解能とも低く、媒体ノイズが大きいと
いった、何れの特性も劣っている。

【００３７】以上にように、非導電性の非磁性基板上
に、下地層形成後に下地層が付着した基板端面にバイア
ス印加用端子を接触させる工程を有することによって、
基板上に被覆された金属膜によって基板全体にバイアス
を印加させることが可能となり、高い保磁力を有する磁
性層の成膜を基板の両面同時に実行することが可能とな
る。ここで下地層形成後に、下地層が付着した基板端面
にバイアス印加用端子を接触させるようにしたのは、下
地層形成前から端子を接触させた場合では、基板端面と
端子の接触点に金属膜が付着せず、ディスク面全体に均
一なバイアスがかけられないためである。

【００３８】また、非磁性基板を３点以上の支持体で保
持するようにしたため、基板を強固に保持することがで
きる。従って、バイアス印加用の端子を接触させる工程
で基板の落下を防止することができる。

【００３９】また、バイアス印加用端子を前記非磁性基
板の下部から接触させるようにしたため、端子の接触に
よって塵埃が発生しても、基板表面に埃等が付着するこ
とを防止することができる。その結果、磁気記録媒体を
高品質に保つことができる。

【００４０】さらに、上記の実施例では非磁性基板とし
てガラス基板を用いているが、非磁性基板として結晶化
ガラス基板を用いることもできる。このように、非磁性
基板としてガラス基板、あるいは結晶化ガラス基板を用
いることによって高い保磁力と低浮上走行化を同時に満
たすことが可能となる。

【００４１】尚、上記の説明では各チャンバー（基板ヒ
ート室、各スパッタ室）を水平方向に設置したスパッタ
装置を用いたが、必ずしも本発明で使用したタイプのス
パッタ装置を用いる必要はなく、下地層形成後にバイア
ス電圧印加用の端子が接触できる機構を有する装置があ
れば良い。

【００４２】ところで、磁気記録媒体には下地層が複数
の層で構成されている場合がある。このように下地層が
複数の層から成る場合には、最下層の下地層を形成した
後にその基板にバイアス電圧を印加することができる。
この場合、それ以後の下地層は、基板を帯電させた状態
で成膜される。このように、磁性層を成膜する場合に限
らず、２層目以降の下地層を成膜する場合においても基
板にバイアス電圧を印加しておくことにより、下地層の
品質が均一になる等の効果が得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では磁性層
形成工程において下地層が形成された基板の端面にバイ
アス印加用端子を接触させ負のバイアス電圧を印加する
ようにしたため、磁性層を両面同時に成膜する際に、導
電性の下地層を介して非導電性の基板表面を負の電荷に
帯電させる事が可能となった。この結果、高い保磁力を
有する磁気記録媒体を製造できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法の概略を示す
図である。

【図２】本発明に使用するスパッタ装置の例を示す図で
ある。（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上面図である。

【図３】基板ホルダのバイアス電圧を印加する機構を示
す図である。（Ａ）はバイアス電圧を印加していない状
態を示す図であり、（Ｂ）はバイアス電圧を印加した状
態を示す図である。

【符号の説明】

１ 非磁性基板 ２ 下地層 ３ バイアス電圧印加用端子 ４ 磁性層 １１ ロードロック室 １２ 基板ヒート室 １３〜１５ スパッタ室 １６ ロードロック室 ３０ 基板ホルダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非導電性の基板上に下地層と磁性層とが
   設けられた磁気記録媒体の製造方法において、 前記下地層形成後に、前記下地層が付着した前記基板の
   端面にバイアス電圧印加用端子を接続し前記基板に負の
   バイアス電圧を印加した状態で、両面同時に磁性層の成
   膜を行う、 ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記磁性層の成膜を行う際には、前記基
   板として、ガラス基板あるいは結晶化ガラス基板を用い
   ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造
   方法。
3. 【請求項３】 非導電性の基板上に２層以上からなる下
   地層及び磁性層が設けられた磁気記録媒体の製造方法に
   おいて、 下層側の下地層形成後に、前記下層側の下地層が付着し
   た前記基板の端面にバイアス電圧印加用端子を接続し前
   記基板にバイアス電圧を印加した状態で、両面同時に上
   層側の下地層の成膜を行い、 最上層の下地層形成後に、前記最上位層の下地層が付着
   した前記基板の端面にバイアス電圧印加用端子を接続し
   前記基板に負のバイアス電圧を印加した状態で、両面同
   時に磁性層の成膜を行う、 ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 基板に磁性層等の各種層を成膜する際に
   前記基板を保持する磁気記録媒体製造用の基板ホルダに
   おいて、 ３点以上の支持体で前記基板を垂直に支える保持部と、 前記基板が保持されるべき領域の下側に設けられ、下端
   部に作用する上方向の力により上方の端に取りつけられ
   たバイアス電圧印加用端子を前記基板の下側の端面に接
   触させる動作をし、下端部と前記バイアス電圧印加用端
   子とが電気的に接続された導電性可動部と、 を有することを特徴とする基板ホルダ。