JPH052750A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁性層の磁気特性を向上させて、磁気記録媒体
の高密度記録化を達成可能な磁気記録媒体の製造方法を
実現すること。 【構成】磁気記録ディスク１のアルミニウム合金基板２
の表面側に積層されたアモルファスＮｉ−Ｐめっき層
３、Ｃｒ層４（非磁性金属下地層）、Ｃｏ層５（磁性
層）、アモルファスカーボン層６、表面潤滑剤層７のう
ち、Ｃｏ層５はイオン化ＥＢ蒸着法（イオン励起成膜
法）により堆積された層である。このイオン化ＥＢ蒸着
法において、蒸着原子は、プラズマ雰囲気中で多価イオ
ンにまで励起されて、基板に堆積される。ここで、イオ
ン化ＥＢ蒸着は、温度が加熱されない状態で行なわれ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体の製造方法
に関し、特に、磁気記録媒体の非磁性基板表面側に対す
る積層技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定磁気ディスク装置等に使用される磁
気記録媒体は、一般に、アルミニウム合金の非磁性基板
にアモルファスＮｉ−Ｐめっき層（非磁性強化金属下地
層）がめっき形成され、その表面上に、Ｃｏ合金層（磁
性層）、及びアモルファスカーボン層（表面保護層）
が、順次、スパッタ形成された構造を有する。ここで、
アモルファスＮｉ−Ｐめっき層とＣｏ合金層との間にＣ
ｒ層（非磁性金属下地層）を設け、Ｃｏ合金結晶の配向
を促進させることもある。かかる構造の磁気記録媒体に
おいては、その高密度記録化への要請に応えるために、
磁気記録媒体の表面に微細な凹凸を形成したテクスチャ
ー構造、及び最表面側に表面潤滑剤層を有する構造を採
用して、磁気記録媒体表面に対する摩擦特性及びスティ
クション特性を改善し、ヘッドの低浮上化を図ってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
磁気記録媒体の高密度化への要請に対し、ヘッドの低浮
上化による対策のみでは充分応えることができず、磁気
記録媒体を構成する各層の磁気特性、特に磁性層の磁気
特性、例えば、高保磁力化、角形ヒステリシス化等を図
る必要に迫られている。

【０００４】かかる磁気特性を改善する一般的な方法と
しては、Ｃｏ合金層のスパッタ形成時における基板温度
を、例えば約２９０℃にまで高めて、堆積粒子を活性化
させ、その結晶化を促進する方法がある。しかし、Ｃｏ
合金層のスパッタ形成において、基板温度を高めると、
磁化容易軸たるＣ軸の面内配向が促進され、磁気特性が
高まるが、逆に新たな不具合が発生する。すなわち、磁
気記録媒体の基体たる非磁性基板は、その表面上にＮｉ
−Ｐめっき層、Ｃｒ層、Ｃｏ合金層等が積層される前
に、グラインド加工等の各機械加工により規定の寸法に
調整されるため、その内部には大きな残留応力が存在し
ている。この状態の基板に対し、スパッタ形成時に基板
温度を高めると、この残留応力が基板内部から開放され
て、磁気記録媒体表面の平滑度が損なわれ、ヘッドの低
浮上化が妨げられるという高密度記録化に致命的な問題
を発生させる。

【０００５】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、磁
性層の磁気特性を改善して、磁気記録媒体の高密度記録
化を達成でき、しかも、上記二律背反する問題も解消可
能な磁気記録媒体の製造方法を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するたの手段】上記課題を解決するため
に、磁気記録媒体の製造方法において、本発明が講じた
手段は、非磁性基板の表面側に磁性金属層を形成する工
程に、蒸着源からはじき出した粒子、例えば蒸発原子、
スパッタ原子等をプラズマ雰囲気中でイオンにまで励起
させて非磁性基板の表面側に堆積させるイオン励起成膜
法を利用することである。

【０００７】また、非磁性基板の表面側に磁性金属層の
下地層たる非磁性下地金属層を有している場合には、こ
の非磁性下地金属層及び磁性金属層の形成工程を連続し
て行なえるように、非磁性下地金属層を形成する工程に
も、上述のイオン励起成膜法を利用することが好まし
い。

【０００８】ここで、イオン励起成膜法における条件と
しては、非磁性基板内部の残留応力が開放されて、磁気
記録媒体の表面にノジュールまたはピット等が発生しな
いように、非磁性基板を非加熱状態、すなわち加熱しな
いことが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法に利用し
たイオン励起成膜法においては、磁性金属層を形成すべ
き蒸着源から蒸発原子またはスパッタ原子等の粒子を放
出させた後に、この粒子をプラブマ雰囲気中でイオンに
まで励起させ、活性化した状態で非磁性基板の表面側に
堆積させる。このため、基板自身の温度に係わらず、堆
積した粒子近傍は高いエネルギー状態にあるので、六方
最密構造（h.c.p.）における結晶面（１００）が成長
し、磁性容易軸たるＣ軸の面内配向が促進される。よっ
て、磁性層の磁気特性が向上するので、磁気記録媒体の
高密度記録化を実現できる。

【００１０】このようにイオン励起成膜法においては、
堆積粒子はイオン化により充分活性化されているため、
基板の温度を高温まで上げなくとも、結晶面（１００）
の成長が促進される。そこで、基板を非磁性基板内部か
ら残留応力が開放される温度にまで高めることなく、成
膜すると、表面にノジュールまたはピットが発生しない
ため、ヘッドの低浮上化を犠牲にすることなく、磁性層
の磁気特性を向上させることができるので、磁気特性の
改善効果をそのまま、磁気記録媒体の高記録密度化に反
映させることができる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例に係る磁気記録ディス
ク（磁気記録媒体）の構成を、図１を参照して、説明す
る。

【００１２】図１は、本例に係る磁気記録ディスクの構
成を示す断面図である。

【００１３】図において、１は磁気記録ディスクであ
り、その基体たるアルミニウム合金基板（非磁性基板）
２の表面側には、無電解めっきにより形成された厚さが
約１０μｍのアモルファスＮｉ−Ｐめっき層３（非磁性
強化金属層）と、その表面側に形成された厚さが約２０
００ÅのＣｒ層４（非磁性金属下地層）と、その表面側
に形成された厚さが約５００ÅのＣｏ層５（磁性層）
と、その表面側にスパッタ形成された厚さが約３００Å
のアモルファスカーボン層６（表面保護層）と、その表
面側に塗布された厚さが約２０Åのフロロカーボン系の
表面潤滑剤層７とを有している。ここで、Ｃｒ層４は省
略される場合もあるが、Ｃｏ層５の結晶配向性を助長す
る機能を有する。

【００１４】この構成の磁気記録ディスク１において、
アモルファスＮｉ−Ｐめっき層３の表面には、微細な凹
凸（テクスチャー）が形成されており、このテクスチャ
ーは磁気記録ディスク１の表面にも反映されていること
に加え、表面潤滑剤層７が塗布されていることにより、
磁気記録ディスク１の表面における摩擦係数及びスティ
クション特性等の摺動特性が改善されている。しかも、
磁気記録ディスク１の表面には、残留応力の開放に起因
したノジュール等が存在せず、ヘッドの浮上量を圧縮し
ても、安定した走行が可能になっている。さらに、Ｃｏ
層５は結晶面（１００）に配向して、磁化容易軸たるＣ
軸の面内配向が促進された結晶構造になっており、その
保磁力が高く、ヒステリシスも高角形化された特性を有
する。このため、ヘッドの浮上量の圧縮効果に加えて、
磁気特性の改善により、磁気記録ディスク１の高密度記
録が可能になっている。

【００１５】次に、この構成の磁気記録ディスク１の製
造方法を説明する。

【００１６】まず、円板状のアルミニウム合金基板２に
対し、内径寸法、外径寸法及び厚さを機械加工により調
整した後、アルミニウム合金基板２の表面にアモルファ
スＮｉ−Ｐめっき層３を約１０μｍの厚さにめっき形成
する。

【００１７】次に、研磨液等を使用して、アモルファス
Ｎｉ−Ｐめっき層３の表面を鏡面加工した後に、磁気記
録ディスク１表面の摺動性を改善するために、テクスチ
ャリングテープ等を使用して、アモルファスＮｉ−Ｐめ
っき層３の表面に同心円状の微細な凹凸（テクスチャ
ー）を形成する。

【００１８】次に、Ｎｉ−Ｐめっき層の表面上に、非磁
性金属下地層としてのＣｒ層４を約２０００Åの厚さに
スパッタ形成する。ここで、Ｃｒ層４を省略した構造の
場合には、この工程を行なうことなく、次のＣｏ層形成
工程を行なう。

【００１９】しかる後に、磁性層としての厚さ約５００
ÅのＣｏ層５を積層形成する。

【００２０】ここで、Ｃｏ層５の形成には、図２に概略
構成図を示すイオン化ＥＢ蒸着装置（イオン化電子ビー
ム蒸着装置）を使用したイオン励起蒸着法（イオン励起
成膜法）を用いる。

【００２１】図２において、１１はイオン化ＥＢ蒸着装
置であり、蒸着源１２に対し電子ビームを照射して、蒸
着源１１からＣｏ原子を蒸発させる電子ビーム銃１３
と、蒸着源１２からアース状態の基板１４までの経路途
中のプラズマ発生部１５に熱電子を放出するためのフィ
ラメント１６ａ及びその電源部１６ｂを備える熱電子放
出部１６と、このプラズマ雰囲気内でＣｏ原子をイオン
にまで励起させ、そのイオン価数の制御も行なうイオン
化電極１７ａ及びその電源部１７ｂを備えるイオン化制
御部１７とを有する。ここで、Ｃｏ原子のイオン価数
は、イオン化電極１７ａに印加するイオン化電圧によっ
て制御され、その状態は基板流入電流の測定により確認
することができる。なお、各配置位置は、蒸着源１２と
基板１４との距離が２５０ｍｍであり、この蒸着源１２
に対し、１５〜３０ｍｍの位置にフィラメント１６ａ及
びイオン化電極１７ａが設けられている。

【００２２】この構成のイオン化ＥＢ蒸着装置１１にお
いて、蒸着室内を１×１０^-5ｔｏｒｒ以下の真空雰囲気
とし、電子ビーム銃１３に電圧約９．３ｋｖを印加し
て、電子ビームを蒸着源１２に照射すると、蒸着源１２
からＣｏ原子が蒸発する。ここで、フィラメント１６ａ
には約８０ｖの電圧が印加されていると共に、イオン化
電極１７ａには約５２ｖのイオン化電圧が印加されてい
るため、蒸発したＣｏ原子は、プラズマ雰囲気内で３価
または４価のイオンにまで励起され、活性化した状態の
まま基板１４の表面に堆積していく。ここで、基板１４
は加熱されておらず、その温度が高くないが、堆積した
Ｃｏ粒子は高く活性化されているため、基板１４の温度
を高めた場合と同様に、結晶化しながら成長していく。
なお、蒸発したＣｏ原子は、基板流入電流を約１２０ｍ
Ａになるようにイオン化電圧を制御すると、３価のＣｏ
イオンに励起される一方、基板流入電流を約８０ｍＡに
なるようにイオン化電圧を制御すると、４価のＣｏイオ
ンに励起される。

【００２３】しかる後に、Ｃｏ層５の表面に、厚さが約
２００Åのアモルファスカーボン層をスパッタ形成した
後、スピンコート法により約２０Åのフロロカーボン系
の表面潤滑剤層７を塗布する。

【００２４】このように、本例に係る磁気記録ディスク
１の製造方法においては、磁化層たるＣｏ層５に形成に
あたり、イオン励起蒸着法を利用して、蒸発したＣｏ原
子をイオン化により活性化し、基板１４の温度を上げる
ことなく、基板１４の表面にＣｏ層５を結晶化、特に結
晶面（１００）に沿って成長させて、磁化容易軸をＣｏ
層５の面内に配向させている。このため、磁化層の形成
工程において、磁気記録ディスク１の変形、及びアルミ
ニウム合金基板２の残留応力の開放に起因するノジュー
ル及びピットの発生がないので、ヘッドの低浮上化を犠
牲にすることなく、磁気特性の面から高密度記録化を実
現可能になっている。

【００２５】かかるイオン励起蒸着法は、Ｃｏ層５の形
成に限らず、非磁性金属下地層たるＣｒ層４の形成に利
用してもよいものであり、図２において、蒸着源１２に
Ｃｒを使用することによって実現可能である。これによ
ると、Ｃｏ層５の結晶配向性をさらに向上させることが
できると共に、Ｃｒ層４及びＣｏ層５を同一装置で連続
して積層形成することができる。

【００２６】次に、以上の方法により形成した磁性層た
るＣｏ層について、その磁気特性及び結晶面（１００）
の結晶化度を調査した。

【００２７】ここで、調査した試料は、非磁性金属下地
層たるＣｒ層４を有する構造のものについては、実施例
として、通常のスパッタ法により形成したＣｒ層とイオ
ン励起蒸着法により形成したＣｏ層を有する試料（試料
Ａ）、イオン励起蒸着法により形成したＣｒ層及びＣｏ
層を有する試料（試料Ｂ）に加えて、比較例として、通
常のスパッタ法により形成したＣｒ層及びＣｏ層を有す
る試料（試料ｃ）、イオン励起蒸着法により形成したＣ
ｒ層と通常のスパッタ法により形成したＣｏ層を有する
試料（試料ｄ）である。

【００２８】一方、非磁性金属下地層たるＣｒ層４を有
しない構造のものについては、実施例として、イオン励
起蒸着法により形成したＣｏ層を有する試料（試料Ｅ，
Ｆ）に加えて、比較例として、通常のスパッタ法により
形成したＣｏ層を有する試料（試料ｇ）である。ここ
で、試料Ｅ及び試料Ｆについては、イオン化電極１７ａ
に印加する電圧を変えて、イオン価数を変えた試料であ
る。

【００２９】それらの調査結果を、表１に示す。

【００３０】表１において、Ｃｒ層及びＣｏ層の欄に示
す数字は、蒸発原子のイオン価数を示し、例えば２は２
価にイオン化させたことを示す。従って、０はイオン化
させずに堆積、すなわち通常のスパッタ法により形成し
たことを示す。また、磁化特性としては、保磁力（Ｈ
ｃ）、残留磁束密度（Ｂ_r ：Ｇ・μｍ）、飽和磁束密度
（Ｂ_S ：Ｇ・μｍ）、飽和磁束密度に対する残留磁束密
度比Ｂ_r ／Ｂ_S （Ｓ₁ ）、反転磁化角度（Ｓ₂ ）を示
し、いずれの値も高い方が高密度記録化に有利である。
また、結晶化度については、図３に示す各Ｃｏ層のＸ線
回折によるピーク強度に基づいて、結晶面（００２）を
基準に結晶面（１００）の強度比を求めた。

【００３１】ここで、結晶面（１００）の強度比が高い
ほど、磁化容易軸であるＣ軸が配向していることを示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】以上のとおり、試料Ａ，Ｂにおいては、試
料ｃ，ｄに比較して、保磁力Ｈｃの大幅な向上が確認さ
れ、またＳ₁ 及びＳ₂ は同等以上であるため、磁気記録
媒体に使用する磁性層として高密度化に有利な磁気特性
を示している。

【００３４】一方、試料記号Ｅ，Ｆにおいても、試料記
号ｇに比較して、保磁力Ｈｃの向上が確認され、またＳ
₁ 及びＳ₂ は同等以上であるため、磁気記録媒体に使用
する磁性層として有利な磁気特性を示している。

【００３５】ここで、各磁気特性の数値は、形成された
層の厚さ等により変動しやすく、効果が小さな場合に
は、比較しにくい面がある。そこで、図３に、試料Ａの
Ｘ線回折結果を実線２１で、試料ＢのＸ線回折結果を実
線２２で、試料ｃのＸ線回折結果を実線２３で、試料ｄ
のＸ線回折結果を実線２４で示し、そのピーク強度から
結晶化度を求めた結果を表１に示すように、本例に係る
Ｃｏ層に、いずれも結晶面（１００）の成長が促進され
ている傾向を示す。また、結晶面（１００）の結晶化度
は、試料Ａでは０．２３、試料Ｂでは０．６８にあり、
Ｃｒ層４もイオン励起蒸着法で形成した方が、Ｃｏ層５
の結晶面（１００）の結晶化を促進する効果があること
を示し、磁気特性の改善が可能であることが推定でき
る。

【００３６】なお、本例においては、電子ビームを用い
て、Ｃｏ蒸発原子をはじき出させたが、これに限らず、
スパッタ法のように、イオンを衝突させてＣｏスパッタ
原子をはじき出してもよく、その後に、イオンにまで励
起させるものであればよいものである。また、磁性層と
しては、Ｃｏ層に限らず、他の合金タイプのものでもよ
く、製造される磁気記録媒体の設計に基づいて、最適な
材料が使用されるべき性質のものである。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明に係る磁気記録媒
体の製造方法においては、磁性金属層の形成に、蒸発粒
子またはスパッタ粒子等の放出粒子をプラブマ雰囲気中
でイオン化にまで励起させて、非磁性基板の表面側に堆
積させるイオン励起成膜法を利用している。従って、本
発明によれば、放出粒子はイオン化するまで励起され、
活性化された状態にあるので、結晶面（１００）の結晶
成長が促進され、磁性容易軸たるＣ軸の面内配向が促進
される。このため、磁性層の磁気特性が向上するので、
磁気記録媒体の高密度記録化を実現できる。

【００３８】また、磁性金属層の下地層たる非磁性下地
金属層の形成にも、イオン励起成膜法を利用した場合に
は、磁性金属層及び非磁性下地金属層の形成を蒸着源を
変えるだけで連続的に形成できるので、工程が簡略でき
る。

【００３９】しかも、イオン励起成膜法においては、放
出粒子はイオン化により活性化されているため、基板の
温度を高温まで上げなくとも、結晶面（１００）の結晶
成長が促進される。そのため、基板温度を高めずに層を
形成すると、表面の平滑性を損なうことなく、磁気特性
を向上させることができる。従って、ヘッドの低浮上化
を犠牲にすることがないので、記録密度をより高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る磁気記録ディスクの一部
を切り欠いて示す斜視図である。

【図２】本発明に実施例に係る磁気記録ディスクの製造
に使用したイオン化ＥＢ蒸着装置の概略構成図である。

【図３】本発明の実施例及び比較例に係るＣｏ層のＸ線
回折チャート図である。

【符号の説明】

１・・・磁気記録ディスク ２・・・アルミニウム合金基板 ４・・・Ｃｒ層 ５・・・Ｃｏ層 １１・・・イオン化ＥＢ蒸着装置 １６・・・熱電子放出部 １７・・・イオン化制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板の表面側に磁性金属層を形成す
   る工程に、蒸着源からはじき出した粒子をプラズマ雰囲
   気内でイオンにまで励起させて前記非磁性基板の表面側
   に堆積させるイオン励起成膜法を利用することを特徴と
   する磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記非磁性基板の表面
   側には前記磁性金属層の下地層たる非磁性下地金属層を
   有し、この非磁性下地金属層を形成する工程にも、前記
   イオン励起成膜法を利用することを特徴とする磁気記録
   媒体の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記イ
   オン励起成膜法は前記非磁性基板を非加熱状態で行なう
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。