JPH07122018A

JPH07122018A - 磁気ディスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07122018A
Application number: JP28869793A
Authority: JP
Inventors: Noboru Kawai; 登川合
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1993-10-25
Filing date: 1993-10-25
Publication date: 1995-05-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度で且つヘッドの走行性の良好な磁気デ
ィスクを提供する。【構成】非磁性基板４上に同心円状又は螺旋状のトラ
ック部１を形成し、トラック１の間に非磁性膜の非トラ
ック部２を形成した磁気ディスクにおいて、トラック部
１より突出した断面矩形の非磁性体の突状部３をその表
面積の総和が非磁性基板４の表面積の１／１０²〜１／
１０⁵の割合で非トラック部２に均一に分布するように
設けた磁気ディスク。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスクに係り、特
にその磁性膜をトラック毎に分離した高密度磁気ディス
ク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気ディスクの記録密度向上の一
手段として、磁気ディスクの磁性膜をトラックごとに分
離する方法が特開昭６２−２５６２２５号公報（公知例
１）や米国特許４９１２５８５号（公知例２）等に開示
されている。この方法によれば、磁気ヘッドが位置ずれ
を起こした場合に信号雑音比（Ｓ／Ｎ）が均一な磁性膜
より有利となるため、トラック密度を大きくして記録密
度を上げることができるのである。

【０００３】一方、磁気ヘッドの磁気ディスクへの吸着
を防止して、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの走行性
を改善する方法として、磁気ディスクの表面に凹凸を形
成する方法が行われている。例えば本願出願人は先に、
エッチングを利用して凹凸を形成する方法を特開平３−
１７３９１７号公報（公知例３）において提案した。こ
の方法によれば、磁気ヘッドの走行信頼性は極めて高い
ものとなる。また、これら２つの特性、すなわち記録密
度の向上と磁気ヘッドの走行信頼性の向上とを満たす方
法として、磁性膜をトラックごとに非磁性膜で分離し、
かつ非磁性膜は磁性膜より突出させ凹凸を形成する方法
が、例えば特開平１−２７９４２１号公報（公知例４）
や特開平４−８９６１６号公報（公知例５）に開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知例１及び公知例２はヘッドの走行信頼性に関して十分
な配慮がなされていなく、また公知例３は記録密度の向
上、特にヘッドの位置ずれに関して有効な手段が取られ
ていない。そして、公知例４及び公知例５は記録密度の
向上と磁気ヘッドの走行信頼性の向上という両特性を満
たすものとされているが、ヘッドの走行信頼性に深く関
わるヘッドと接触する突出部の面積が規定されておら
ず、ヘッドの走行信頼性に対して磁気ディスクの構成が
不十分である。本発明の目的は、記録密度が高く、ヘッ
ドの走行信頼性の極めて良好な磁気ディスクを提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みなされたものであり、請求項１に係る発明は、「非
磁性基板上に直接又は下地層を介して、同心円状又は螺
旋状のトラック部を磁性体薄膜で形成し、それぞれのト
ラックの間に非磁性膜の非トラック部が形成された磁気
ディスクにおいて、該トラック部より突出した断面矩形
の非磁性体の突状部をその表面積の総和が該非磁性基板
の表面積の１／１０²〜１／１０⁵の割合で該非トラック
部に均一に分布するように設けたことを特徴とする磁気
ディスク。」を提供するものであり、

【０００６】請求項２に係る発明は、「該磁性体薄膜の
該トラック部と該突状部を含む該非トラック部の表面を
覆って保護膜が形成されたことを特徴とする請求項１記
載の磁気ディスク。」を提供するものであり、

【０００７】請求項３に係る発明は、「少なくとも該非
磁性基板の該非トラック部となるべき領域に非磁性体の
突状部を形成する第１の工程と、該非磁性基板の該トラ
ック部となるべき領域に磁性薄膜を形成する第２の工程
とからなることを特徴とする請求項１記載の磁気ディス
クの製造方法。」を提供するものである。

【０００８】

【作用】上記本発明の構成によれば、同心円状又は螺旋
状の磁性体薄膜トラック部を設けることにより、ヘッド
の位置ずれが生じた際の信号雑音比の劣化が少なくな
る。これは、磁性体薄膜をトラック毎に分離すること
で、磁性体薄膜が連続均一に形成されている場合に比
べ、隣接する記録信号トラック間の磁気的相互作用が小
さくなるため、トラック間の間隔を小さくしても記録信
号の減磁が起こりにくく、隣接する記録トラックの影響
による再生ノイズが小さくなるからである。従って、ヘ
ッドが位置ずれを起こした際の信号雑音比の低下を、磁
性体薄膜を連続均一に形成されている場合に比べて少な
くでき、よりトラック間隔の小さい高記録密度の磁気デ
ィスクが可能となる。

【０００９】また、ヘッドの走行信頼性は、ヘッドと磁
気ディスクが実際に接触する面積に深く関わり、この接
触面積によりヘッドと磁気ディスクの摩擦力は大きく影
響を受けるが、非磁性体の突状部をその表面積の総和が
非磁性基板の表面積の１／１０²〜１／１０⁵の割合とな
るように形成することによってヘッドの高い走行信頼性
が得られるのである。更にまた、この突状部は、非トラ
ック部のみに限定して設けられるため、磁性薄膜が形成
されたトラック部は、一様な面とされるため再生信号エ
ラーの発生確率が高くなることがない。すなわち、先に
公知例３として示した磁気ディスクのように、磁性薄膜
が形成された面に一様に突状部が形成されている場合に
は、その突状部が磁性体薄膜トラック部にあると該突状
部の部分においてヘッドとの間隔が近くなり、レベルの
高すぎる再生信号が得られて再生信号エラーとなる確率
が高くなるが、本発明の構成では、このような問題を生
ずることもない。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明に係る磁気ディスクの部分
拡大図であり、図２は、図１におけるＡ−Ｂ断面を模式
的に示す拡大断面図である。また、図３乃至図１３は、
本発明に係る磁気ディスクの各製造工程における磁気デ
ィスクの断面を模式的に示す図である。以下のようにし
て本発明の実施例である磁気ディスクを製造した。同心
円状に分離された磁性体薄膜トラック部１と磁性体薄膜
トラック間の非トラック部２の一部に形成された突状部
３は、次のようにして作製した。先ず、その表面が鏡面
研磨された（平均粗さＲａ０．００１μｍ以下）ソーダ
石灰ガラス基板４にネガ型フォトレジスト層５（東京応
化工業社製、ＯＮＮＲ−２０）をスピンコート法により
０．４μｍ塗布形成する（図３）。次いで、フォトマス
ク６を通して紫外線を露光する（図４）。ここで、フォ
トマスク６には複数の開口部６ａが形成さており、これ
ら複数の開口部６ａは後に形成されるべき非トラック部
２に均一に分布するとともに、その面積の総和は、磁気
ディスクの記録再生部（磁性体薄膜トラック部１及び非
トラック部２）の面積の１／１０³となるようにした。

【００１１】現像により未露光のフォトレジストを除去
した（図５）後、露出したガラス基板面をＣＦ₄ ガスで
ドライエッチングを行い（図６）、ウェット法でパター
ン状のフォトレジスト５を除去して磁気ディスク記録再
生部に対する面積比が１／１０³ 、高さ０．１００μｍ
の断面矩形の突起４ａを有するガラス基板４を得た（図
７）。そして、断面矩形の突起４ａを有するガラス基板
４の凹凸表面上に、スパッタ法により厚さ０．０４５μ
ｍのＣｒ膜を下地層７として、厚さ０．０７μｍのＣｏ
ＣｒＴａＰｔ合金膜を磁性層８として順次形成する。そ
の後、磁性層８上にポジ型フォトレジスト層９（東京応
化工業社製、ＴＳＭＲ−Ｖ３）をスピンコート法により
０．５μｍ塗布形成する（図８）。そして、同心円状の
幅２μｍ、トラックピッチ４μｍの開口部１０ａを有す
るフォトマスク１０を、開口部１０ａが突起４ａと重な
るように位置を合わせ、フォトマスク１０を通して紫外
線を露光する（図９）。次いで、現像で露光したフォト
レジストを除去した（図１０）後、Ａｒガスでドライエ
ッチングを行い露出した磁性膜を除去し（図１１）、ウ
ェット法で同心円状のレジスト９を除去して、分離した
磁性層８を形成する（図１２）。ここで、ガラス基板４
表面上に形成した突起４ａの高さと磁性層８の厚さによ
り、突起４ａは分離した磁性層８の表面より０．０３μ
ｍ突出し、突起４ａは非磁性体である断面矩形の構造と
なる。またこの際、突起４ａの高さと磁性層８の厚さを
考慮すれば、磁性層８の表面からの突出量は自由にコン
トロール出来るものである。

【００１２】これらの凹凸表面上にスパッタ法により厚
さ０．０２５μｍのカーボン保護膜１１を形成し、次い
でこの保護膜１１上に厚さ０．００３μｍの潤滑層１２
（モンテカチーニ社製、フォンブリンＡＭ２００１）を
塗布することによって（図１３）、図１及び図２のよう
な本発明の実施例である磁気ディスクを得た。また、上
記フォトマスク６及び１０は、例えば表面にＣｒ薄膜、
ポジ型フォトレジスト膜を順次形成した石英ガラス基板
を回転し、このフォトレジスト膜上に上記フォトマスク
６及び１０のパターン状の開口部にのみ照射されるよう
に信号変調したレーザビームを照射した後に、露光部の
フォトレジスト膜を溶解除去し、露出したＣｒ薄膜をエ
ッチング除去することによって形成することができる。

【００１３】次に、上記実施例とその特性を比較すべき
二つの比較例（比較例１，比較例２）について説明す
る。（比較例１）断面構造が図１４であるような比較例１の
磁気ディスクを作製した。その作製方法は、以下のよう
である。非磁性基板である表面が鏡面研磨された（平均
粗さＲａ０．００１μｍ以下）ソ−ダ石灰ガラス基板１
３の表面にスパッタ法により厚さ０．０４５μｍのＣｒ
膜を下地層１４として、厚さ０．０７μｍのＣｏＣｒＴ
ａＰｔ合金膜を磁性層１５として、厚さ０．０２５μｍ
のカーボン膜を保護膜１６として順次形成する。次いで
保護膜１６上に、厚さ０．００１μｍの潤滑層１７（モ
ンテカチーニ社製、フォンブリンＡＭ２００１）を塗布
することにより比較例１を作製した。

【００１４】（比較例２）断面構造が図１５であるよう
な比較例２の磁気ディスクを作製した。その作製方法は
図１６（ａ）乃至図１６（ｇ）に示されるように、非磁
性基板である表面が鏡面研磨された（平均粗さＲａ０．
００１μｍ以下）ソーダ石灰ガラス基板１８上にポジ型
フォトレジスト層１９（東京応化工業社製、ＴＳＭＲ−
Ｖ３）をスピンコート法により０．５μｍ塗布形成する
（図１６ａ）。そして、同心円状の幅２μｍ、トラック
ピッチ４μｍの開口部（２０ａ）を有するフォトマスク
２０を通して紫外線を露光し（図１６ｂ）、現像で露光
したフォトレジストを除去した（図１６ｃ）後、露出し
たガラス基板面をＣＦ₄ ガスでドライエッチングを行
い、深さ０．１４５μｍの同心円状の溝１８ｂを形成し
た（図１６ｄ）。この基板上に、厚さ０．０４５μｍの
Ｃｒ膜を下地層２１として、厚さ０．０７μｍのＣｏＣ
ｒＴａＰｔ合金膜を磁性層２２としてスパッタ法により
形成した（図１６ｅ）後、ウェット法で同心円状のレジ
ストを除去した。その際、同心円状のレジストパターン
上のＣｒ下地層と磁性層はレジストと同時に除去される
（図１６ｆ）。これによりガラス基板１８表面に、同心
円状に形成された溝１８ｂの内部にＣｒ下地層２１と磁
性層２２が形成され、磁性層２２より０．０３μｍ突出
した非トラック部１８ａが形成された。この円板上に、
スパッタ法により厚さ０．０２５μｍのカーボン膜を保
護膜２４として形成した後、厚さ０．００１μｍの潤滑
層２５（モンテカチーニ社製、フォンブリンＡＭ２００
１）を塗布することにより比較例２を作製した。

【００１５】次に、本発明の実施例の磁気ディスクと比
較例１，比較例２の磁気ディスクとについての記録再生
特性及び磁気ヘッドの走行性の評価結果について説明す
る。（ａ）記録再生特性の評価上記実施例及び比較例１，２の磁気ディスクにつき、薄
膜磁気ヘッドと組合せて磁気ディスク装置を構成し、以
下のようにして記録再生特性の評価を行った。先ず、実
施例及び比較例２のディスクを円周状に分離した磁性膜
トラックの中心がスピンドル回転軸の中心に合うよう固
定し、ディスクを回転させ、トラック幅３μｍの薄膜磁
気ヘッドのトラック中心がディスク磁性膜トラックの中
心に合うようヘッドを位置決めし、３．５ＭＨｚの信号
の記録を行った。次に、これに隣接する磁性膜トラック
の中心が磁気ヘッドのトラックの中心と合うようヘッド
を位置決めし、５ＭＨｚの信号の記録を行う。この後、
再度３．５ＭＨｚの信号を記録したトラックにヘッドを
移動させ、再生出力，Ｓ／Ｎを測定した。

【００１６】また更に、ヘッドが位置ずれを起こした場
合の測定として、次のような測定を行った。上述したよ
うに、３．５ＭＨｚの信号を再生測定した後、隣接する
５ＭＨｚの信号を記録したトラック側に０．５μｍヘッ
ドを移動し、３．５ＭＨｚの信号の再生出力とＳ／Ｎを
測定した。また、比較例１についてはディスクを回転ス
ピンドルに固定して回転させ、実施例及び比較例２の記
録再生特性の測定で使用したヘッドを用い、３．５ＭＨ
ｚの信号を記録し、トラックピッチが４μｍとなるよう
隣接部にヘッドを移動し、５ＭＨｚの信号の記録を行っ
た。尚ここで、トラックピッチを４μｍとしたのは、実
施例及び比較例２とトラックピッチを合わせ、比較する
ためである。５ＭＨｚの信号を記録した後、３．５ＭＨ
ｚで記録したトラックに再度ヘッドを移動し、その再生
出力とＳ／Ｎを測定した。また、ヘッドの位置ずれを起
こした場合の測定として、隣接する５ＭＨｚの信号を記
録したトラック側に０．５μｍヘッドを移動させ、３．
５ＭＨｚの信号の再生出力とＳ／Ｎを測定した。

【００１７】以上の測定結果をまとめると表１となっ
た。表１の結果から明らかなように、分離した磁性膜ト
ラックを有する実施例及び比較例２はヘッドの位置ずれ
に対して、出力及びＳ／Ｎの劣化がほとんど観察されな
かったが、連続した均一の磁性膜を有する比較例１はヘ
ッドが位置ずれをした場合、出力，Ｓ／Ｎとも劣化をし
た。このように分離した磁性膜トラックを有する場合、
分離した磁性膜トラックの幅より大きいトラック幅のヘ
ッドを用いることにより、ヘッドの位置ずれに対して記
録再生特性の劣化が少なく、記録密度を高くする場合に
有利であることが分かる。

【００１８】尚、分離したトラック幅，トラックピッ
チ，ヘッドのトラック幅により、ヘッドが位置ずれを起
こした場合の記録再生特性は影響を受けるが、それらを
適宜選択することにより、位置ずれ量にもよるが上記の
ようにヘッドの位置ずれに対して有効であり、分離した
磁性膜を有する磁気記録媒体は磁性膜トラック間の磁気
的相互作用が少ないため、記録密度を高くすることに適
している。

【表１】

【００１９】（ｂ）磁気ヘッドの走行性評価上記実施例及び比較例１，２の磁気ディスクにつき、磁
気ヘッドの磁気ディスクに対するヘッド圧２．９ｇ／ｍ
ｍ²、線速度６．４ｍ／ｓｅｃとして、Ａｌ₂Ｏ₃−Ｔｉ
Ｃヘッドを使用して５００００回までのＣＳＳ（コンタ
クト・スタート・ストップ）テストを行い、第２表の結
果を得た。

【表２】

【００２０】第２表の結果から明らかなように、比較例
１及び比較例２はＣＳＳテスト初期の静摩擦係数及び動
摩擦係数が高く、ＣＳＳ５００回までにヘッドとディス
クの吸着現象が発生し、磁気ヘッドの走行性は良くな
い。これに対し、実施例のように分離した磁性体薄膜表
面より突出した断面矩形の非磁性体の突状部３を有し、
かつその突状部３の表面積の総和がが非磁性基板の表面
積の１／１０³ の割合で均一に分布している磁気ディス
クは、ＣＳＳテスト初期及び５００００回後の静摩擦係
数及び動摩擦係数が低く、極めて良好なヘッド走行信頼
性を有することが分かる。

【００２１】尚、非磁性基板の表面積に対する突状部３
の面積の総和の比率と磁気ヘッドの走行性との関係を見
るために、当該比率のみを変えて上述した実施例と同様
に作成した磁気ディスクについてその平均動摩擦係数と
ＣＳＳの回数との関係について評価した。その結果を、
図１７（ａ），（ｂ）に示す。同図（ａ）において、非
磁性基板の表面積に対する突状部３の面積の総和の比率
が、□印でプロットした曲線は、２．２×１０^-3、＋印
でプロットした曲線は、９．２×１０^-3、◇印でプロッ
トした曲線は、３．３×１０^-2、△印でプロットした曲
線は、６．５×１０^-2、であることをそれぞれ示す。ま
た同様に、同図（ｂ）において、□印でプロットした曲
線は、８．８×１０^-6、＋印でプロットした曲線は、
３．０×１０^-5、◇印でプロットした曲線は、１．１×
１０^-4、△印でプロットした曲線は、２．８×１０^-4、
であることをそれぞれ示す。

【００２２】同図（ａ）から分かるように、当該比率
が、３．３×１０^-2（◇印）、６．５×１０^-2（△印）
である磁気ディスクの平均動摩擦係数は、その初期値も
０．６又は０．９と大きく、ＣＳＳ回数が増えるに従っ
て急激に増加している。これに対して、当該比率が２．
２×１０^-3（□印）、９．２×１０^-3（＋印）である磁
気ディスクの平均動摩擦係数は、その初期値において
０．２又は０．４と比較的小さく３００００回のＣＳＳ
の過程においてほぼ一定の値を示しており、ヘッドの走
行性が良好であることが分かる。また、同図（ｂ）を参
照すると、当該比率が、２．８×１０^-4（△印）である
磁気ディスクの平均動摩擦係数はその初期値及び３００
００回のＣＳＳ過程の何れにおいても０．２乃至０．１
５程度の小さな値を示すが、当該比率が更に小さくなる
と平均動摩擦係数は逆に増加し始め、当該比率が８．８
×１０^-6（□印）である磁気ディスクの平均動摩擦係数
は、１５０００回のＣＳＳ回数を越えたあたりから０．
４を越え、ヘッドの走行性が悪化し始めることが分か
る。従って、非磁性基板の表面積に対する突状部３の面
積の総和の比率は、大略１／１０²〜１／１０⁵の範囲に
おいて、ヘッドの走行性は良好なものであることが分か
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
情報が記録されるべきトラック部は、同心円状又は螺旋
状の磁性体薄膜で形成され、そのトラック間の非トラッ
ク部に、該トラック部より突出した断面矩形の非磁性体
の突状部を有し、かつその突状部の表面積の総和が非磁
性基板の表面積の１／１０²〜１／１０⁵の割合で均一に
分布した磁気ディスクであるため、従来にない優れた磁
気ヘッドの走行信頼性と、ヘッドの位置ずれに対して再
生出力やＳ／Ｎを損なうことなく、高い記録密度の磁気
ディスクが得られる。また、特にヘッドの低浮上化に対
応して、非磁性基板に表面粗さの小さい基板を使用した
場合には、磁気記録媒体の最表面に断面矩形の突状部が
形成されているので、磁気ヘッドの走行を繰り返しても
その走行性は初期とほとんど変わらずに優れたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの実施例を模式的に示す
部分拡大図である。

【図２】図１におけるＡ−Ｂ断面を模式的に示す拡大断
面図である。

【図３】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図４】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図５】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図６】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図７】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図８】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図９】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の説
明図である。

【図１０】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の
説明図である。

【図１１】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の
説明図である。

【図１２】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の
説明図である。

【図１３】本発明の磁気ディスクの実施例の製造工程の
説明図である。

【図１４】本発明の磁気ディスクの実施例と比較すべき
第１の比較例を模式的に示す拡大断面図である。

【図１５】本発明の磁気ディスクの実施例と比較すべき
第２の比較例を模式的に示す拡大断面図である。

【図１６】第２の比較例の製造工程の説明図である。

【図１７】平均動摩擦係数とＣＳＳの回数との関係をプ
ロットしたグラフである。

【符号の説明】

１トラック部２非トラック部３突状部４ソーダ石灰ガラス基板５ネガ型フォトレジスト層６フォトマスク７下地層８磁性層９ポジ型フォトレジスト層１０フォトマスク１１保護膜１２潤滑層１３ソ−ダ石灰ガラス基板１４下地層１５磁性層１６保護膜１７潤滑層１８ソーダ石灰ガラス基板１９ポジ型フォトレジスト層２０フォトマスク２１下地層２２磁性層２４保護膜２５潤滑層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に直接又は下地層を介して、
同心円状又は螺旋状のトラック部を磁性体薄膜で形成
し、それぞれのトラックの間に非磁性膜の非トラック部
が形成された磁気ディスクにおいて、該トラック部より突出した断面矩形の非磁性体の突状部
をその表面積の総和が該非磁性基板の表面積の１／１０
²〜１／１０⁵の割合で該非トラック部に均一に分布する
ように設けたことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項２】該磁性体薄膜の該トラック部と該突状部を
含む該非トラック部の表面を覆って保護膜が形成された
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
【請求項３】少なくとも該非磁性基板の該非トラック部
となるべき領域に非磁性体の突状部を形成する第１の工
程と、該非磁性基板の該トラック部となるべき領域に磁性薄膜
を形成する第２の工程とからなることを特徴とする請求
項１記載の磁気ディスクの製造方法。