JPH11134647A

JPH11134647A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH11134647A
Application number: JP29403597A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawashima; 雅博川島
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気記録媒体上の異物を、磁気ディスクに傷
等の欠陥を生じることなく効果的に除去することができ
る磁気記録媒体の製造方法の提供。【解決手段】非磁性基板上に磁性層を形成して磁気記
録媒体を形成する磁気記録媒体の製造方法において、水
蒸気または霧状水滴が含まれる気流中で、基板またはそ
の加工物に低波長レーザーを照射して異物除去を行なう
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
方法に関し、詳しくは、磁気ディスク等の磁気記録媒体
の製造において、表面に異物の付着のないきれいな磁気
記録媒体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータ等の情報処理技術の
発達に伴い、その外部記憶装置として磁気ディスク等の
磁気記録媒体が用いられている。従来、磁気記録媒体と
しては、アルミニウム合金基板にアルマイト処理やＮｉ
−Ｐメッキ等の非磁性メッキ処理を施した非磁性基板
に、Ｃｒ等の下地層を被覆し、次いで、Ｃｏ系合金の磁
性薄膜層を被覆し、更に炭素質の保護膜を成膜したもの
が使用されている。この保護膜上には、通常、液体又は
固体の潤滑剤よりなる潤滑剤層が設けられる。潤滑剤層
はヘッドと磁気ディスクとの潤滑性を高める他、保護膜
への不純物等の進入を防止し、結果として耐久性の向上
に寄与する。

【０００３】磁気ディスクは、ディスクドラブ装置に装
着して高速で回転させることによって磁気ヘッドを浮上
させ、浮上した状態で磁気ディスク面上を走査させて磁
気ディスクへの情報の書き込み／読み出しが行なわれて
いる。近年、磁気ディスクの高記録密度化の要求に伴
い、磁気ディスクはその線記録密度及びトラック密度が
高くなり、１ビット当たりの面積が小さくなっている。
このような高記録密度下で良好な磁気記録再生を行うた
めには、磁気ヘッドと磁気ディスクとの浮上量を記録密
度の向上に伴って小さくする必要がある。

【０００４】一方、磁気ディスクは、ヘッドとディスク
の吸着防止等の目的で、その表面に機械研磨による加工
痕形成処理、いわゆるテキスチャ加工が施される。この
テキスチャ加工においては、近年の記録容量増大に伴っ
て磁気ヘッドとのスペーシングロスを低減する目的で微
粒子砥粒が用いられ、凹凸の微小化に努力がはらわれ、
また、突起物の発生防止に細心の注意がはらわれてい
る。

【０００５】また、保護膜の成膜時には、カーボン等の
保護膜材料を主体とする異物が磁気ディスク表面に付着
するため、これらの異物を除去して、磁気ディスクの、
特にデータ記録領域における表面を平滑に仕上げて信号
特性の向上を図るために、研磨テープ等を用いた洗浄プ
ロセスで異物の除去処理が行なわれている。しかし、従
来行われている研磨テープ等による機械的研磨による保
護膜上の異物の除去処理では、保護膜に付着した微小な
異物や保護膜に食い込んだ異物の除去は充分でない。こ
のように除去できない異物が製品としての磁気ディスク
表面に残留すると、ヘッドと接触してヘッドクラッシュ
の原因になったり、ヘッドとの衝突の衝撃でディスクの
薄膜が剥離したりする。このため、このような欠陥のな
い、より効果的な異物除去技術の開発が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題点を解決し、従来法では除去が困難であった磁気記録
媒体上の異物を、磁気ディスクに傷等の欠陥を生じるこ
となく効果的に除去する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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性基板上
に磁性層を形成して磁気記録媒体を形成する磁気記録媒
体の製造方法において、水蒸気または霧状水滴が含まれ
る気流中で、基板またはその加工物に低波長レーザーを
照射して異物除去を行なうことを特徴とする磁気記録媒
体の製造方法を提供するものである。

【０００８】基板あるいは磁気記録媒体の表面を湿らせ
た状態でレーザを照射することにより、表面の微小な異
物や表面に食い込んだ異物等を効果的に除去することが
できる。即ち、湿潤した表面に低波長レーザを照射する
と、磁気記録媒体の極く表面が急速に昇温して水分が気
化膨張し、この時の体積膨張により、磁気記録媒体表面
に付着している異物（無機物ないし有機物、その他砥粒
等）が弾きとばされる。この低波長レーザによる処理
は、磁気記録媒体に機械的な力を付与するものではない
ので、低波長レーザ照射により磁気記録媒体が劣化ない
し損傷することはない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における磁気記録媒体の製
造方法は非磁性基板上に磁性層を形成して磁気記録媒体
とするものであって、磁気記録媒体の構造は特に制限さ
れるものではないが、通常、次の工程によって形成され
る。非磁性基板としては、セラミック基板、ガラス基板
やアルミニウム合金基板、シリコン基板、チタン基板等
の金属基板、カーボン基板、あるいは、樹脂基板等が用
いられる。これらの基板には、必要に応じて、非磁性の
下地層が設けられる。この場合、下地層としては、Ｎｉ
Ｐ合金層が好ましく、通常、無電解メッキ法又はスパッ
タリング法により形成される。下地層の厚みは、好まし
くは５０〜２０，０００ｎｍ、特に好ましくは１００〜
１５，０００ｎｍである。

【００１０】次いで、一般にテキスチャ加工が施され
る。テキスチャ加工としては、微小砥粒を用いて機械的
に表面を研磨したり、レーザ等のエネルギービームを照
射して微小凹凸を設けたり、スパッタリングやエッチン
グにより凹凸を設ける等、種々の方法が提案されてい
る。本発明の製造方法において、テキスチャ加工の方法
に制限はないが、微小でかつ精度の高い加工痕を形成で
きる方法が好ましい。下地層の上には磁性層が形成され
るが、磁性層の形成に先立ち、Ｃｒ層又はＣｕ層等の中
間層を磁性層と下地層との間に設けるのが好ましく、こ
の場合、中間層の膜厚は、通常２０〜２００ｎｍ、好ま
しくは５０〜１００ｎｍである。

【００１１】磁性層は、基板、下地層又は中間層の上
に、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、
ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｏ
ＮｉＣｒＢＴａ等の強磁性合金薄膜を無電解メッキ、電
気メッキ、スパッタリング、蒸着等の方法によって成膜
することにより形成される。磁性層は単層構造でも多層
構造でも良い。磁性層の膜厚は、通常、３０〜７０ｎｍ
程度である。

【００１２】磁性層を形成した後保護膜を成膜する。保
護膜としては蒸着、スパッタリング、プラズマＣＶＤ、
イオンプレーティング、湿式法等の方法により、炭素
膜、水素化カーボン膜、ＴｉＣ、ＳｉＣ等の炭化物膜、
ＳｉＮ、ＴｉＮ等の窒化膜等、ＳｉＯ、ＡｌＯ、ＺｒＯ
等の酸化物膜等が成膜される。これらのうち特に好まし
くは、炭素膜、水素化カーボン膜、窒素化カーボン膜、
水素化窒素化カーボン膜が用いられる。前述の如く、保
護膜の厚さは１００Å以下、特に３０〜８０Åであるこ
とが好ましい。

【００１３】保護膜上に設ける潤滑剤層としては、パー
フルオロポリエーテル系、ポリフェノキシトリフォスフ
ァゼン系等、通常用いられる固体又は液体の潤滑剤を用
いることができる。潤滑剤層を設ける方法も任意であ
り、ディップ、スピンコート等が挙げられる。潤滑剤層
の厚みは８０Å以下、特に１０〜５０Å、とりわけ１０
〜２０Åが好ましい。

【００１４】しかして、本発明は、かかる磁気記録媒体
の製造工程において、低波長レーザを用いた異物除去工
程、即ち、洗浄工程が行なわれるところに特徴を有す
る。以下、本発明において基板およびその加工物、即
ち、基板から、その基板上に磁性層、保護層が形成され
て磁気記録媒体に至るまでのものを総称してディスクと
称して説明する。

【００１５】ディスクの異物除去工程は、図１の装置を
用いて行なうことができる。図１において、ディスク１
は駆動ローラ２および従動ローラ３に支承され、鉛直方
向でかつ回転可能に保持される。このディスク１の表面
の放射方向に延びる細幅のレーザ照射部４にレーザ発振
器６から出射されるレーザ５が照射される。

【００１６】本発明において照射されるレーザ５は低波
長レーザが望ましく、一般に３００ｎｍ以下のレーザが
用いられる。レーザ５の波長が長い場合、ディスク１の
極く表面だけでなく、ディスク１の内部まで加熱されて
しまい、前述の急速な熱膨張による異物の除去効果が低
下する。一方、波長が極端に短いものは、真空中で処理
する必要があり、工業的プロセスとして処理が煩雑とな
る。従って、ディスク１の極く表面のみを加熱すること
ができ、しかも空気中で使用可能な波長３００ｎｍ以
下、好ましくは波長２５０ｎｍ以下の低波長レーザ、具
体的にはエキシマレーザを用いるのが好ましい。

【００１７】低波長レーザ５の照射は、保護膜の極表面
を短時間で温度上昇させるために、短時間の照射が望ま
しく、このため、パルスレーザや連続発振レーザーと高
速オン・オフが可能なシャッター等を組み合わせた照射
装置を用いて行うのが望ましい。具体的には、ディスク
１を回転させながら、その表面に出力を精度良く制御し
たパルスレーザ等を照射する方法、或いは、ディスク基
板を回転する代わりにパルスレーザを静止したディスク
基板上を走査させる方法などが挙げられる。低波長レー
ザ５の照射条件としては、次のような条件が好ましく、
このような低波長レーザ照射による処理時間は、レーザ
強度及びレーザ照射時間、ディスク基板とレーザスポッ
トとの相対線速度、等を調整することにより制御され
る。

【００１８】レーザ照射面強度：１０〜５００ｍＪ／ｃｍ² 照射パルス数：１〜１００００回／照射面周波数：１０〜３００Ｈｚレーザスポット径：５〜４０ｍｍディスク基板とレーザスポットとの相対線速度：０．８
〜１５ｍ／ｓｅｃレーザ強度が過度に小さいと、温度上
昇が瞬時に起こらず、熱膨張がゆっくりと進み、異物を
飛ばすに十分な加速度が得られないために、本発明によ
る異物除去効果が十分に得られないが、レーザ強度が過
度に大きいと瞬間的に磁気特性に影響を及ぼす温度にま
で温度上昇が起きるため、レーザ強度は１０〜５００ｍ
Ｊ／ｃｍ²、特に２０〜３００ｍＪ／ｃｍ²、とりわけ
２０〜１５０ｍＪ／ｃｍ²の範囲が好ましい。

【００１９】また、レーザ強度が小さくても、温度の上
昇、降下による膨張、収縮の繰り返しによる応力で、保
護膜等が損傷する恐れがあるため、パルス数は少ないこ
とが望ましく、１〜１００００回、特に３〜１００回、
とりわけ５〜５０回が好ましい。レーザ５のスポット径
は、スポット内のエネルギー分布に大きな差ができない
範囲であることが好ましく、５〜４０ｍｍ、特に１０〜
３０ｍｍが好ましい。このレーザのスポット径は、対物
レンズの開口率を変えたり、金属製のマスクを設置する
ことなどにより増減することができる。

【００２０】ディスク１の回転あるいは、レーザ５の走
査速度が遅く、ディスク１とレーザスポットの相対線速
度が遅いと、温度上昇が瞬時に起こらず、熱膨張がゆっ
くりと起こるため、表面の異物を弾きとばすために十分
な加速度が得られない。この相対線速度は０．８〜１５
ｍ／ｓｅｃとするのが好ましい。なお、保護膜上から低
波長レーザによるエネルギーを付与した場合、アルミニ
ウム基板等の非磁性基板、ＮｉＰ等の下地層及び磁性層
と保護膜の主成分である炭素等の熱膨張係数が異なるた
めに、保護膜が過度に厚いとこの熱膨張係数の差で生じ
る応力に追随できなくなる。そして、熱膨張係数の小さ
い保護膜に応力集中が起こり、保護膜自体のひび割れ等
の欠陥が生じる。従って、本発明において、保護膜の厚
さは１００オングストローム以下とするのが好ましい。
この応力割れ及び保護膜による保護効果を考慮した場
合、より好ましい保護膜の厚さは３０〜８０オングスト
ロームである。

【００２１】本発明において、低波長レーザ５は、ディ
スク表面に対して垂直となるように照射しても良く、斜
め方向から、入射角（ディスク表面とレーザとの角度）
３０〜６０°程度で照射しても良い。レーザを斜め方向
から照射した場合には、照射領域を広くでき、また、照
射ビームから光源を保護することができることから好ま
しい方法である。

【００２２】本発明は、低波長レーザ５を水蒸気または
霧状水滴が含まれる気流中でディスク１に照射するとこ
ろに特徴を有する。水蒸気または霧状水滴が含まれる気
体としては、水蒸気を用いることができ、また、水蒸気
を混合して加湿した気体、あるいは、霧状水滴が浮遊す
る気体を用いることができ、霧状水滴を形成する方法と
しては、超音波発振器を用いた霧滴発生器によって発生
させることができる。また、気体に水蒸気を加えて加湿
した後気体を冷却することによって生じさせることも可
能である。

【００２３】気流として水蒸気を用いたときはディスク
１を１００℃近くに保持し、水蒸気を混合した気体を用
いるときはディスク１をその気体の露点温度より若干低
い温度として気体に接触せしめて低波長レーザ５を照射
する。水蒸気の凝集点または露点温度より大きく低下す
るとき、あるいは霧状水滴が過度に多いときは、ディス
ク１表面に水滴が生じ、水滴が生じると水滴が低波長レ
ーザに対してレンズの作用をするため、レーザの照射が
均一でなくなる。

【００２４】従って、本発明においては、ディスク１表
面に肉眼で観察されるような水滴が発生しない状態で実
施される。ディスク１を水蒸気または霧状水滴を含む気
体７の気流中に保持する方法としては、図１に示すよう
に鉛直方向に保持されて回転するディスク１の上方に気
体の吹出ノズル８を設けることによって行なうことがで
きる。吹出ノズル８は、気体供給管９に連結され、気体
供給管９からは、フィルター（図示せず）等で濾過して
浮遊物を除去したクリーンな気体が供給される。

【００２５】クリーンな気体としては、０．１μｍ以下
のフィルタを通して高度に清浄化した空気、水素、窒
素、アルゴン、ネオン等の非反応性のガスを用いること
ができる。また、超音波発振器等を備えた霧滴発生器１
０から霧状水滴が供給され混合器１１でクリーンにされ
た気体と混合されて吹出ノズル８から吹き出される。霧
状水滴の粒径は３．０μｍ以下、好ましくは１．０μｍ
以下のものが用いられる。

【００２６】気流は、低波長レーザ照射期間中継続的に
流しても断続的に流しても良い。一般的には、レーザ照
射開始前から低波長レーザ照射期間中連続して流すのが
好ましい。この気流の流速は、過度に小さいと気流によ
る異物の再付着防止効果が得られないため１ｍ／ｓｅｃ
以上とするのが好ましい。しかし、気流の流速が過度に
大きいと、低波長レーザ照射による温度上昇が不十分と
なり、異物の除去効果が低減する。この気流は、蓄熱を
防止し得る範囲でごく小さな流速で良く、一般的には２
〜５ｍ／ｓｅｃの範囲とされる。

【００２７】本発明の低波長レーザ照射による異物除去
工程は所望の段階で実施することができるが、一般に
は、基板状態、テキスチャー加工した後、あるいは保護
層を形成した後のいずれか１度又は２度以上行なうのが
一般的である。特に保護層を形成した最終段階で行なう
ことが望ましく、この場合、従来の研磨テープによる研
磨と併用してもよい。研磨テープと併用するときは、研
磨テープによる研磨の後で低波長レーザによる異物除去
を行なうことが望ましい。

【００２８】本発明では、従来法とは異なり、低波長レ
ーザ照射により機械的な力を加えることなく、ディスク
表面の異物を除去するため、保護膜表面に従来の研磨処
理の場合のような筋状の表面傷が生じることはなくきれ
いにすることができる。また、気流によって除去した異
物の再付着を防止すると共に、蓄熱による基板に形成さ
れた各層の劣化ないし損傷を防止できる。このため、高
耐久性、高磁気特性で高品質の磁気ディスクを得ること
ができる。また、水蒸気まは霧状水滴でディスク表面を
湿潤させるため、レーザ照射によって水分が蒸発し、こ
のときの体積膨張によって磁気ディスク表面に付着する
異物が飛ばされ異物除去の効果が極めて大きくなる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例により、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例によって限定されるものではない。

【００３０】［実施例１〜３、比較例１］無電解メッキ
法によりＮｉＰメッキ被覆した直径９５ｍｍのアルミニ
ウム合金基板を、０．３μｍの多結晶ダイヤを含む研磨
液を用いて表面粗さＲａが１ｎｍになるように表面研磨
した。この基板に、スパッタリング法でＣｏＮｉＣｒを
主体とした磁性膜を製膜した。その後、スパッタリング
法で、水素ガスを導入させることにより厚さ１００Åの
保護膜を形成した。次に、０．１μｍのフィルターを通
した超純水を４０ｋＨｚの超音波振動を加えることによ
り均一な粒径の０．１μｍのミストを発生し、ディスク
表面に吹き付けながらＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎ
ｍ）を用いてエネルギー密度６５ｍＪ／ｃｍ²で５００
パルス照射することにより、表面の洗浄を行った。基板
の清浄度は、レーザによる洗浄後の基板の異物数を光学
顕微鏡を用いて１６００倍の倍率で観察することにより
評価した。保護膜の膜厚は、エリプスメータを用いて測
定した。また、基板の表面粗さは、ＴｅｎｃｏｒＰ−１
２を用いて８０μｍの波長で測定した。

【００３１】［実施例２］実施例１でレーザによる洗浄
時のエネルギー密度を１００ｍＪ／ｃｍ²で５００パル
スにした以外は同条件とした。

【００３２】［実施例３］実施例１でレーザによる洗浄
時のエネルギー密度を１２５ｍＪ／ｃｍ²で２００パル
スにした以外は同条件とした。

【００３３】［実施例４］実施例１でミストの粒径を
０．３μｍにした以外は同条件とした。

【００３４】［比較例１］実施例１でミストを吹き付け
なかった以外は同条件とした。

【００３５】［比較例２］実施例２でミストを吹き付け
なかった以外は同条件とした。

【００３６】［比較例３］実施例３でミストを吹き付け
なかった以外は同条件とした。

【００３７】［実施例５］実施例１でミストの粒径を
３．０μｍにした以外は同条件とした。その結果を表１
に示す。

【００３８】

【表１】表１レーザ強度レーザ照ミストの洗浄後の洗浄後の射回数粒径異物数表面状態 (mJ/cm²) （パルス）（μｍ）（個／面）実施例１６５５０００．１２変化無し実施例２１００５０００．１４変化無し実施例３１２５２０００．１３変化無し実施例４６５５０００．３５変化無し比較例１６５５００無４部分的に光沢低下比較例２１００５００無５部分的に光沢変化比較例３１２５２００無６部分的に光沢変化実施例５６５５００３．０４全面若干光沢変化

【００３９】

【発明の効果】本発明は、磁気ディスク上の異物は、水
蒸気、または霧状水滴を含む気流中で低波長のレーザを
照射することにより、表面の異物等を基板の損傷無く除
去することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１磁気ディスク２駆動ローラ３従動ローラ４レーザ照射部５レーザビーム６レーザ発振器７気流９気体供給管１０霧滴発生器１１混合器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に磁性層を形成して磁気記
録媒体を形成する磁気記録媒体の製造方法において、水
蒸気または霧状水滴が含まれる気流中で、基板またはそ
の加工物に低波長レーザーを照射して異物除去を行なう
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】レーザーの波長が２５０ｎｍ以下である
請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】気流が、浮遊物の除去処理が行なわれた
気体に霧状水滴を含ませた気体の流れである請求項１ま
たは２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】気流が、浮遊物の除去処理が行なわれた
気体に、水蒸気を加えて加湿した気体の流れである請求
項１〜３いずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。