JPS63311626A - 磁気記録ディスクの製造方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、磁気記録ディスクに関するものであり、さら
に具体的には薄膜金属合金の磁気層と水素化炭素膜の保
護層を有するディスクの製造方法に関するものである。

Ｂ、従来技術 薄膜金属合金磁気記録ディスクは、一般にニッケルーリ
ン（Ｎ　ｉ　Ｐ）で表面を反覆したアルミニウムーマグ
ネシウム（ＡＱＭｇ）合金などの基板と、基板上に磁気
層としてスパッタ付着させたコバルトを主成分とする合
金と、それに磁気層上にスパッタ付着させた無定形炭素
皮膜などの保護層とを備えている。このようなディスク
は、また基板と磁気層の間にスパッタ付着させたクロム
（Ｃｒ）、クロム−バナジウム（ＣｒＶ）、タングステ
ン（Ｗ）などの下層、それに磁気層と保護層の間にスパ
ッタ付着させたＣ　ｒ　ｓ　Ｗ　１チタン（Ｔｉ）など
の接着層を含むこともある。このような薄膜ディスクの
構造の記載は、オブフ１−（Ｏｐｆｅｒ）等の米国特許
第４８１０９１１号およびリン（Ｌｉｎ　）等の米国特
許第４５５２８２０号に出ている。

こうしたディスクに伴う問題の一つは、下側にある磁気
層の耐腐食性と、磁気記録ヘッドを担持する空気軸受ス
ライダがディスクに接触することによって生じる摩耗に
対する耐摩耗性とをもたらすのに保護層が適しているか
どうかである。ネルリン（Ｎｅｌｓｏｎ）等の米国特許
第４５０２１２５号に記載されているような、純粋なア
ルゴン（Ａｒ）の存在下でグラフ１イト・ターゲットの
スパッタによって形成される無定形炭素の保護層は、磁
気層に充分な耐腐食性を与えないことがわかっている。

炭化水素ガスの化学的気相成長（ＣＶＤ）プラズマ分解
法またはアルゴンと炭化水素ガスの雰囲気中でのグラフ
ァイト・ターゲットの反応性スパッタ法が、薄膜ディス
ク保護層用に適していると示唆されてきた。特開昭８Ｏ
−１５５８Ｅ！８号は、様々な炭化水素ガス雰囲気中で
炭素をスパッタすることによって形成される保Ｉ！層を
記載し、特開昭８０−１５７７２５号は、様々な炭化水
素ガスまたはそうした炭化水素ガスとＡ　ｒ　ｓヘリウ
ム（Ｈｅ）または水素（Ｈ２）との混合物の存在下で炭
素ターゲットをスパッタすることによって形成される保
護層を記載している。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来の方法で形成された保護層は、耐腐食性および耐摩
耗性に関して十分溝足できるものではなかった。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明は、基本的にＡｒとＨ２からなる雰囲気中で磁気
層と保護層を共にスパッタ付着することによって薄膜デ
ィスクを製造する方法に関するものである。この方法は
、同じＡｒ−Ｈ２雰囲気中で磁気層に対する下層と保護
層に対する接着層を形成するステップを含むこともでき
る。ディスク構造全体が同じ雰囲気中でのスパッタ付着
によって形成できるので、この方法ではディスクの連続
的インライン製造が可能である。結局、この方法により
次のようなディスクを生成することができる。すなわち
、優れた磁気特性を有し、Ｈ２ガスとスパッタリング・
ターゲットからの炭素との反応によって形成された水素
化炭素（Ｃ：　Ｈ）の保護層を有するディスクである。

得られる保護層は、通常の無定形炭素の保護層を上回る
耐腐食性と耐摩耗性をもつ。

本発明の性質と利点をより完全に理解するには、添付の
図面と共に以下の詳細な説明を参照されたい。

Ｅ、実施例 炭化水素雰囲気中での反応性スパッタ付着という既知の
技術によって形成された水素化炭素保護層をもつ薄膜デ
ィスクめ製造のフィーシビリテイを研究するため、アル
ゴン−メタン （Ａ　ｒ　−ＣＨ４）雰囲気中でＣＨ，の量を様々に変
えたスパッタ付着により、様々なディスクの皮膜構造を
形成した。次にこうしたディスクの磁気特性を検討した
。シリコン（Ｓｉ）基板とＣｒｅｏＶおよびコバルト−
白金−クロム（Ｃｏ７７ＰｔＣｒ）のターゲットとを入
れた高周波動力式Ｓ−ガン（１／Ｂｒ１ＢＩ　Ａｓ５ｏ
ｃｉａｔｅｓの商標）マグネトロン・スパッタ室の単一
ポンプ・ダウン中にディスクを作成した。スパッタ室に
ＡｒとＣＨ４を導入し、約３−４ミリトルの圧力に保っ
た。３２０ワツトで基板に一５０Ｖのバイアス電圧をか
けてＣｒ、、）Ｖターゲットを活性化し、Ｓｉ基板上に
厚さ３００人の下層を毎分約３３人の速度で形成させた
。その後、２７０ワツトで基板を接地電位に保ってＣｏ
ｔｔＰｔＣｒターゲットを活性化させ、ＣｒａｏＶ下層
上に厚さ３００人のＣｏ７７ＰｔＣｒ磁気層を形成させ
た。

第１表に示すように、コバルトを主成分とする合金磁気
層のスパッタ付着の際に雰囲気中にＣＨ４が存在すると
、保磁力（Ｈｃ）が大幅に減少し、ディスクは磁気記録
媒体として溝足できないものになった。

ディスク構造：　Ｓｉ／３００人Ｃｒ６ｏＶ／３００人
Ｃｏ７７ＰｔＣｒ第１表 すなわち、第１表の結果から、Ａｒ−ＣＨ，雰囲気中で
炭素ターゲットの反応性スパッタによって形成された保
護層は、その適合性がどうであれ、ディスクをＡｒ雰囲
気のスパッタ室から取り出してＡｒ−ＣＨ４雰囲気中の
第２のスパッタ室に入れることにより、あるいはＣＯを
主成分とする磁気層が完全に形成された後でスパッタ室
にＣＨ４を導入することにより、製造工程中の独立した
ステップとして形成しなければならないことがわかる。

どちらの方法も、ディスク基板が連続的に単一のスパッ
タ部に入って出る連続インライン・ディスク製造工程に
は適合しない。

第１表に試験結果を示したものと類似の皮膜構造をもつ
ディスクを、同様のスパッタ条件で、ただし雰囲気をＡ
ｒ−ＨｚとしＨ２の量を様々に変えて製造した。さらに
、磁気層の付着後に、ディスクのＣｏＰｔＣｒ磁気層上
に厚さ２６０人の水素化炭素保護層を形成させた。こう
したディスク製造の際まずＳ−ガン・スパッタ室中でＡ
　ｒ　−Ｈ２雰囲気を３−４ミリトルに保ち、ｃｒａｏ
Ｖターゲットに２３５ワツトの高周波電力を供給し、基
板に一５０Ｖのバイアス電圧をかけて、基板上にＣｒｅ
ｏＶ下層を形成した。その結果、厚さ４００人の下層が
毎分約３２人の速度で付着した。次に、同じ雰囲気中で
基板を接地電位に保ちながらＣｏ７ｓＰｔＣｒ’ターゲ
ツトを２４０ワツトで活性化して、Ｃ０７５Ｐ　ｔ　Ｃ
ｒ磁性皮膜を形成した。厚さ３５０人のＣ（ｈｓＰｔＣ
ｒ磁性皮膜が毎分約３７人の付着速度・で形成された。

次に、基板を接地電位に保ちながらグラファイト・ター
ゲットを２５０ワツトで活性化して、磁気層上に厚さ２
００人の水素化炭素保護層を毎分６−７人の速度で形成
した。このディスク構造を８１基板およびＡＱ、Ｍｇ−
Ｎｉ　Ｐ基板上に形成した。

これらのディスクのＨｃと保磁力（形性（Ｓ＊）を測定
した。それらの値をＨ２百分率の関数として第１図に示
す。第１図から明らかなように、反応性Ａ　ｒ　−Ｈ２
環境でのＣｒｅ。■下層およびＣＯ□５ＰｔＣｒ磁気層
のスパッタ付着は、思いがけないことにディスクの磁気
的性質に影響を与えなかった。磁気層の組成をＣ０８−
ｓ　Ｐ　ｉ　Ｃｒに変えても、磁気的性質がまったく低
下しないことも観察された。

第１図に示した結果からはっきりわかるように、ディス
ク構造中のすべての層を基本的にＡｒとＨ２からなる雰
囲気中でスパッタ付着する連続インライン工程により、
水素化炭素保護層をもつ薄膜金属合金ディスクを製造す
ることが可能である。

Ａｒ−Ｈ２中でのスパッタによって形成された水素化炭
素保護層の耐腐食性は、純粋なＡｒ中でのスパッタによ
って形成された通常の無定形炭素に比べて大幅に向上し
ている。第２図に、ＣｏＰｔＣｒ磁気層を含むディスク
でこの２種の保護層について、電解質（０，１規定Ｎａ
２Ｓ０４）中で電解質のｐＨレベルを様々に変えて測定
した腐食電流の測定値を示す。

Ｈ２＋１１度が比較的低い（８％）Ａｒ−８２スパツタ
雰囲気中で形成した水素化炭素像１１１１！も、腐食電
流の測定値からみてＣＨ，濃度が比較的高い（５０％）
Ａｒ−ＣＨ＋スパッタ雰囲気中で形成された水素化炭素
保護層と匹敵する耐腐食性を示す。

工程中に必要なＨ２の好ましい最小量は、約１％と考え
られる。Ａｒ−Ｈ２雰囲気中のＨ２の量が約１％未溝の
ときは、そうした保護層の耐腐食性は、通常の無定形炭
素保護層に比べて大した改善が見られなかった。

本発明の方法（Ｈ２４％）にもとづいて作成した、厚さ
１００人のＴｉ接着層、厚さ２００人のＣ：Ｈ保護層１
．およびＣ：Ｈ保護層に塗付した通常のパーフルオロア
ルキルポリエーテル型の潤滑剤を含むＣｏＰｔＣｒディ
スクは、スライダをディスクの同じトラック領域に接触
させてディスク・ファイルのスタート・ストップ・サイ
クルを１０゜０００回以上試験したとき、秀れた耐摩耗
性と小さな静止摩擦を示した。摩耗したトラックは見ら
れず、またスライダとディスクの間の静止摩擦は、スタ
ート・ストップ・サイクルの数が増すにつれて著しく減
少した。

上記の方法にもとづいて形成された水素化炭素皮膜の構
造をラマン分光測光法で分析した。ピーク強度は１５０
０−１５５０波数（ａｍ−’）の所に見られたｔｓ　Ａ
ｔ−Ｈ２（８２１２％）中で形成された皮膜のピーク強
度は、Ａ　ｒ　−Ｈ２（Ｈ２８％）中で形成された皮膜
のそれよりも著しく低かった。

・この低いピーク強度は、皮膜中にＳＰ３結合がより多
いことを示している。何となれば、ＳＰ３結合のラマン
効果の方がＳＰ２結合のそれよりも小さいからである。

薄膜金属磁気記録ディスク製造に上記の方法を用いる好
ましい実施例では、完成したディスク構造中のすべての
皮膜は、単一のスパッタ部をもつ生産用インライン・ス
パッタ・システム中でスパッタ付着させる。たとえば、
磁気層の下に下層を含み、水素化炭素保護層と磁気層の
間に接着層を含むディスク構造の場合、単一のスパッタ
部内部に４つのターゲット領域を設けることになる。ス
パッタ室にＡｒとＨ２を導入する。すべてのターゲット
領域を同じＡｒ−Ｈ２雰囲気にさらし、この雰囲気を全
工程中同じ圧力に保つ。ディスク基板を連続搬送システ
ムに載せてスパッタ部に入れ、次々にターゲット領域を
通過させる。下層を用いる場合、基板を、その上に所期
の厚さの下層を形成するのに充分な所定の時間の間、そ
の特定のスパッタ・ターゲットの前を通らせる。次に、
ディスクを磁気層用および接着層用のターゲットを通過
させる。最後に、ディスクを、グラファイト・ターゲッ
トを通過させて、水素化炭素保護層を形成させる。この
ようにして、スパッタ雰囲気中にＨ２が存在する連続イ
ンライン工程で、ディスク構造全体が製造される。水素
化炭素保護層を形成するのに必要なＨ２は、ディスク構
造中の他の皮膜の形成に悪影響を与えず、完成したディ
スクの磁気的性質にも悪影響を与えない。

本発明の方法で形成したディスク構造は、ＣｒＶ下層と
ＣｏＰｔＣｒ磁気層であった。ただし、この方法は下層
をもたないディスク構造やＣｏを主成分とする他の磁気
層組成を含むディスク構造にも充分に適用できる。

Ｆ０発明の効果 本発明により、耐腐食性および耐摩耗性に優れた保護層
が連続的インライン製造によってディスクに形成できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁気層と水素化炭素保護層を含む完全なディ
スク構造体製造の際のＡｒ−Ｈａ雰囲気中のＨ２％の関
数として、保磁力（Ｈｃ）および保磁力く湿性（Ｓ８）
をプロットしたグラフである。 第２図は、通常の無定形炭素保護層および本発明の方法
によって形成された水素化炭素保護層について、腐食電
流をｐＨの関数として比較して示したグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルゴンと水素からなる雰囲気中でコバルトを主
   成分とする合金の膜をスパッタ付着することにより、デ
   ィスク基板に磁気層を形成し、実質的に同じ雰囲気中で
   前記磁気層の上に炭素のターゲットから水素化炭素の膜
   をスパッタ付着することを含む、磁気記録ディスクの製
   造方法。
2. （２）単一のスパッタ部内にコバルトを主成分とする合
   金および炭素のスパッタリング・ターゲットを準備し、
   ＡｒとＨ＿２からなりＨ＿２の量が１％以上である雰囲
   気に前記ターゲットをさらし、磁気層および水素化炭素
   の保護層を順次形成すべくディスク基板を最初に前記コ
   バルトを主成分とする合金のターゲットの方に通してか
   ら前記炭素のターゲットの方に通すことを含む、磁気記
   録ディスクの製造方法。