JPH011118A - 磁気デイスク - 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］ この発明は、例えば大型コンピュータ、民生用コンピュ
ータ、およびパソコン等のメモリに用いられる磁気ディ
スク、特に、ダイヤモンド粒子等の耐摩耗性の高い物質
を含んだアモルファスカーボン等の自己潤滑性を有する
物質からなる潤滑膜を磁性層の上に設けた磁気ディスク
に関するものである。

［従来の技術］ 磁気ディスクはその使用環境、長期信頼性確保などの面
から、磁気ディスクそのもの、あるいはその製造工程に
対して厳しい機械的特性（例えば硬さ、歪み、加工特性
等）や化学的特性（耐腐食性、熱膨張特性等）などが要
求されている。このような要求を満足するように、基板
材にスパッタ、メツキまたは塗布などの方法で薄膜を多
層に形成して磁気ディスクを製造している。

第４図は従来の磁気ディスクを示す部分断面図であり、
第５［２１は従来の磁気ディスクの製造下■の一例を示
す流れ図である。従来の磁気ディスク（１）の製造は、
まず、例えばアルミニウム合金、ガラス、プラスチック
等の基板（２）を機械加工により所定の平坦度、平滑度
、粗度に仕上げる。次に、磁性層を形成するための下地
として、基板（２）上にＮ１−Ｐメツキ等で硬化層（３
）を形成し、磁性層に対する付着力を増進しかつ腐食を
防ぎ、さらにクリーンで欠陥のない表面を実現する０次
いで、この硬化層（３）の表面をポリッシング等により
鏡面仕上げする６次に、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐメツキ、Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｏ−Ｎ１−Ｃｒ−ｒＦｅ２ｏｚスパッタ等で磁
性層（磁性媒体膜）（４）を形成する。

次いで、この重要な磁性層（４）を保護し、磁気ディス
ク（１）とヘッド（図示しない）との間に潤滑性を持た
せる保護・潤滑［（５）を形成する。特に、磁気ディス
ク（１）の長期信頼性に対しては、最後の工程の保護・
潤滑膜（５）の形成は重要であり、例えば保護Ｃｒスパ
ッタ膜の上にカーボンスパッタ膜を形成する、あるいは
ＰＥＰＥ（パーフルオロポリエーテル）等の有機系潤滑
剤を塗布する等の手法を取っていた。

従来の磁気ディスク（１）は上述したように構成され、
保護・潤滑膜（５）を有機系潤滑剤を塗布することによ
って形成する方法では、ボイドができ易く、均質な塗布
が困難であるため、歩留まりが悪い等の問題が生じてい
る。また、保護Ｃｒスパッタ膜上にカーボンスパッタ膜
を形成して保護・潤滑膜（５）とする場合においても膜
質を均一に制御するのが難しく、特に膜厚の薄い部分で
は潤滑性が十分ではなく、ヘッドとの接触により摩耗し
易い、あるいは磁気ディスクの回転時のヘッド離れが悪
いなどの問題が生じている。

［発明が解決しようとする問題点コ 上述したような磁気ディスク（１）では、保護・潤滑膜
（５）の確立された形成技術がないので、カーボンスパ
ッタ膜を形成したり、有機系潤滑剤を塗布したりする他
はなかったが、これらの方法では歩留まりが悪く、潤滑
性が劣るという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになさ、
れなもので、磁性層を保護し、かつヘッドに対して優れ
た潤滑性を有し、さらに長期信頼性および歩留まりを向
上させた磁気ディスクを得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る磁気ディスクは、基板と、この基板上に
形成された磁性層と、この磁性層の上に形成され内部に
耐摩耗性の高い物質の粒子が散在した保護膜と、この保
護膜上に形成され表面が平滑で自己潤滑性を有する潤滑
膜とからなるものである。

［作　用］ この発明においては、磁性層の保護を均質な耐摩耗性の
保護膜によって達成し、ヘッドに対する耐摩耗性を保護
膜中に散在する耐摩耗性の高い物質からなる粒子の硬度
で高め、さらに磁気ディスク回転時のヘッド離れを表面
の潤滑膜自体の自己潤滑性で改善することによって、磁
気ディスクの長期信頼性を向−トし、かつ製造時の歩留
まりを高める。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す部分断面図であり、
（２）〜（４）は上述した従来の磁気ディスクにおける
ものと全く同一である。磁気ディスク（ＩＡ）の磁性層
（４）の上には例えばアモルファスカーボン膜で作られ
た保護膜（６）が形成されている。この保護膜（６）中
にはダイヤモンド等耐牽耗性の高い物質からなる粒子（
７）が散在しており、従って、ヘッド（図示しない）に
対する耐摩耗性が向上する。保ＷＩＦＫ（６）の上には
アモルファスカーボンまたはグラファイト（黒鉛）等の
自己潤滑性を有する物質で作られた、表面が平滑な潤滑
膜（８）が形成されている。この潤滑１１１＊（８）に
よって磁気ディスク（ＩＡ）の潤滑性が向−Ｅし、同時
に回転時のヘッド離れも改善される。

上述したように構成された磁気ディスク（ＩＡ）では、
例えば以下に示すような薄膜形成装置（９）を用いるこ
とによって、アモルファスカーボン等の耐摩耗性の大き
な物質からなる保護膜（６）を形成することができる。

第２図はレーザを利用した薄膜形成装置（９）の概略側
断面図であり、第３図は第２図に示した薄膜形成装置の
斜視図である（−部図示を省略しである）、これらの図
において、紫外レーザ発信器（１０）によって発生した
ＡｒＦエキシマレーザ等の紫外レーザ光（１１）は、シ
リンドリカルテレスコープ（１２）によって適正なエネ
ルギー密度に整形され、隔壁（１４ａ）で二基に仕切ら
れた箱形の反応チャンバ（１４）内に、その−側のウィ
ンド（１３）を通って照射され、反対側のウィンド（１
３ａ）から反応チャンバ（１４）を出る０反応チャンバ
（１４）内では、基板（２）の上に従来と同様に硬化層
（３）、磁性層（４）を順次形成された加工基板（２ａ
）がサセプタ（１５）の上に保持されている。このサセ
プタ（１５）は回転軸（１５ａ）を介して反応チャンバ
（１４）の底部に回転自在に支持されており、図示しな
い伝動機構を介して駆動制御装置（１６）によって回転
駆動する。

反応チャンバ（１４）の上部にはＥＣＲ（電子サイクロ
トロン共鳴）プラズマ発生装！（Ｅ）が設けられており
、このＥＣＲプラズマ発生装ｆｉ（Ｅ）は反応チャンバ
（１４）の上方に配置され、下端を反応チャンバ（１４
）内へ開口した円筒状のＥＣＲプラズマ生成室（１７）
と、マイクロ波（１８）（例えば２．４５Ｇｌｌｚ）を
発生させるためのマイクロ波発生源（図示しない）と、
ＥＣＲプラズマ生成室（１７）を取り巻くように配置さ
れ、磁場を発生させるための環状の空心コイル（１つ）
とから構成される。ＥＣＲプラズマ生成室（１７）の上
部にはプラズマ源ガスである水素（Ｈ２）を導入する供
給管（２０）が設けられており、この供給管（２０）か
らＥＣＲプラズマ生成室（１７）内へ導入された水素に
、空心コイル（１９）により発生された磁場の下に、図
示しないマイクロ波発生源からマイクロ波を照射するこ
とにより、ＥＣＲプラズマ生成室（１７）内の中央部に
水素プラズマ（２１）を発生させる。

反応チャンバ（１４）内には成膜用ガスであるメタン（
ＣＨ、）（数十ｎｕａＨｇ）が充填されており、このメ
タンはシリンドリカルテレスコープ（１２）により整形
された紫外レーザ光（１１）（例えば尖頭出力１０μｍ
／ｃｍ”）の２光子吸収によって光解離される。一方、
水素イオンは、プラズマ生成室（１７）の反応チャンバ
（１４）への開口部に設けられたイオン加速用のメツシ
ュ電極（２２）によって適度な速度を与えられて、反応
チャンバ（１４）内の加工基板（２ａ）表面に至る。成
膜の初期の過程では、この水素イオンは加工基板（２ａ
）の表面に衝突して結晶歪みを生起させ、ダイヤモンド
結晶成長のための核形成を容易にする。核形成後の過程
では、水素イオンは数１００ｅＶのエネルギーが与えら
れるとエツチング作用が強くなり、ダイヤモンド結晶の
成長と同時に起こる黒鉛結晶の成長を抑制する働きをす
る。従って、黒鉛等の不純物の少ない期待通りの改質の
ダイヤモンド薄膜が得られる。すなわち、成膜の初期に
おいては、水素イオンによるエツチングにより黒鉛結晶
の成長を抑制して、主としてとダイヤモンド結晶の成長
を促進し、平滑なアモルファスカーボン膜中に主として
ダイヤモンドの結晶粒子が散在するように成膜する。成
膜の後半においては、水素イオンによるエツチング作用
を弱め、潤滑性の高い黒鉛成分を残すように成膜する。

また、ＥＣＲプラズマ発生装置（Ｅ）は、通常のプラズ
マ発生装置よりも１桁以上もプラズマ密度を高くするこ
とができるので、これらの成膜過程を高速かつ良好に制
御することが可能である。さらに、この成膜過程は、加
工基板（２ａ〉をほぼ室温に維持したままで加熱するこ
となく行うことができる。

しかし、上述したように、成膜ガス雰囲気とプラズマ、
イオン雰囲気とではそれぞれ数ｍｍＨｇと１０弓〜１０
−’ｍｍＨｇのように真空度に大きな差があり、これら
を一つの反応チャンバ（１４）で同時に行うことは困難
である。このため、第２図および第３図に示したように
、反応チャンバ（１４）を隔壁（１４ａ）で仕切り、プ
ラズマ、イオンの作用するプラズマ、イオン反応室（１
４ｂ）と、レーザによる薄膜形成室（１４ｃ）とに分割
し、これらの反応室にまたがるようにサセプタ（１５）
上に加工基板（２ａ）を配置する。分割された各々・の
反応室（１４ｂ）、（１４ｃ）は完全に独立しているわ
けではなく、加工基板（２ａ）がら隔壁（１４ａ）まで
数ｍｍの隙間があるが、この隔壁（１４ａ）によって、
プラズマ、イオン反応室（１４ｂ）と薄膜形成室（１４
ｃ）との差圧を維持することができる。また、薄膜形成
室（１４ｃ）にはメタン（ＣＨ，）等の成膜用ガスを供
給する供給口（２３）、図示しない真空ポンプへ接続す
るための排出管（２４）が設けられており、プラズマ、
イオン反応室（１４ｂ）にも図示しない真空ポンプへ接
続するための排出管（２５）が設けられている。

この状態で、加工基ｖｉ（２ａ）を搭載したサセプタ（
１５）を駆動制御装置（１６）によって回転すると、加
工基板（２ａ）の表面はプラズマ、イオンの作用する雰
囲気と薄膜形成の雰囲気に交互に置かれることになる。

すなわち、プラズマ、イオン反応室（１４ｂ）内で水素
イオンによって結晶形成核が形成された加工基板（２ａ
）の一部分はサセプタ（１５）によって薄膜形成室（１
４ｃ）へ移動され、そこでレーザによって解離したメタ
ンガスによってアモルファスカーボン膜が成膜される。

加工基板（２ａ）表面にアモルファスカーボン膜を数１
０人程度成膜させた後、サセプタ（１５）を回転させて
加工基板（２ａ）の一部分を最初のプラズマ、イオン反
応室（１４ｂ）へ戻し、水素イオンによってダイヤモン
ド結晶成長と同時に生成する黒鉛を除去する。このよう
にして、サセプタ（１５）の回転によって加工基板（２
ａ）の表面には成膜（ダイヤモンド結晶成長）と黒鉛除
去が繰り返し行われ、所望のｙＡ質、すなわち平滑なア
モルファスカーボン膜中にダイヤモンド結晶粒子を散在
させて耐摩耗性に潰れた保護膜（６）を形成させること
ができる。

その後、イオン加速用のメツシュ電極（２２）に加えら
れる電圧を適当に減少させて水素イオンのエツチング作
用を弱め、加工基板（２ａ）の最表面にダイヤモンド粒
子を含まない平滑なアモルファスカーボンあるいはグラ
ファイト等からなる潤滑膜（８）を形成させることがで
きる。

なお、上述した実施例では、エネルギー源として紫外レ
ーザ光とＥＣＲプラズマ源を用いた薄膜形成装置につい
て説明したが、保護膜（６）および潤滑膜（８）を形成
することができれば他の薄膜形成装置を使用してもよい
、また、この発明による磁気ディスクの保護膜（６）お
よび潤滑膜（８）は、潤滑性の要求される摺動部品等に
も適用可能である。なお、第１図では硬化層（３）を形
成しているが、所望によりこれを形成しなくてもよい。

［発明の効果コ この発明は、以上説明したとおり、基板と、この基板上
に形成された磁性層と、この磁性層の上に形成され内部
に耐摩耗性の高い物質の粒子が散在した保護膜と、この
保護股上に形成され表面が平滑で自己潤滑性を有する潤
滑膜とからなるので、磁気ディスクの硬度が増大してヘ
ッドに対する耐牽耗性が向上し、さらに磁気ディスク表
面の潤滑性も向上して回転時のヘッド離れも改善される
ため、磁気ディスクの長期信頼性および歩留まり等が向
上するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の一実施例により磁気ディスクを製造するために
使用する薄膜形成装置の概略側断面図、第３図は第２図
の斜視図、第４図は従来の磁気ディスクの部分断面図、
第５図は従来の磁気ディスクの製造工程の一例を示す流
れ図である。 図において、（ＩＡ）は磁気ディスク、（２）は基板、
（２ａ）は加工基板、（３）は硬化層、（４）は磁性層
、（６）は保護膜、（７）はダイヤモンド粒子、（８）
は潤滑膜である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 代　理　人　　曾　我　道　照。 ■ Ｃ％Ｊ 第３図 １只 第４図 第５図 手続補正７Ｆ 昭和６２年１１月１０日 １．７許庁長宮殿 １、　事件の表示 昭和６２年特許願第１５５５６１　　号２、　発明の名
称 磁気ディスク ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代ｍ区丸の内二丁ｇ２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉 ４、代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目４番１号
丸の内ビルディング４階 電　話　（２１６）　５８１１　（代表）氏名　（５７
８７）弁理士曽我道照 ＆　補正の内容 （υ明細書をつき゛のとおり訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、この基板上に形成された磁性層と、この
   磁性層の上に形成され内部に耐摩耗性の高い物質の粒子
   が散在した保護膜と、この保護膜上に形成され表面が平
   滑で自己潤滑性を有する潤滑膜とからなることを特徴と
   する磁気ディスク。
2. （２）耐摩耗性の高い物質の粒子はダイヤモンド粒子で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   ディスク。
3. （３）保護膜は炭素を主成分とするアモルファスカーボ
   ン膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の磁気ディスク。
4. （４）自己潤滑性を有する潤滑膜は、ダイヤモンド粒子
   を含まないアモルファスカーボン膜またはグラファイト
   膜であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   磁気ディスク。