JPH0729142A - 薄膜磁気記録媒体及びその製造方法と記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】９００Ｍｂ／ｉｎ² 程度以上の高密度記録が可
能な薄膜磁気記録媒体及び装置または半導体プロセス及
び部品及び処理方法またはメモリを提供する。 【構成】真空中で基板３上に直接または下地層を介して
磁性薄膜を形成する場合に、下地層および磁性薄膜の少
なくとも一方を形成する際に、音波望ましくは超音波の
波動駆動体４ａ，４ｂから縦波，横波，干渉波の波動エ
ネルギと光、望ましくはレーザとを相互作用させ、さら
に物理蒸発中雰囲気を介して基板に印加して粒子の高配
向化高分散化を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜形成および種々の
薄膜形成体ならびに処理体，処理方法及びメモリまたは
製造方法，製造装置ならびに記憶装置及び種々の転用可
能な半導体プロセス及び装置等から構成されるもので、
特に、小型大容量の磁気ディスク装置，磁気テープ装
置，フレキシブルディスク装置，磁気カード装置などの
磁気記憶装置ならびに、これに用いる高信頼性で高密度
記録可能な磁気記録媒体、さらにその製造方法，処理方
法ならびに製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在商業化されている磁気記録媒体は有
機バインダを使用した塗布型、すなわち、不連続媒体を
有するものが主である。この不連続媒体に用いられる磁
性粉は酸化物を使用し、この磁性体粒子を有機バインダ
で充填しているため不連続媒体として構成されている。
当然、磁化の値が小さくなり、出力を得ようとすると膜
厚が厚くなり高密度化には適さない。

【０００３】近年、磁気記録媒体の高密度化が著しく発
展し、連続薄膜媒体からなる保磁力の大きい媒体が必要
になった。この高密度磁気記録可能な連続薄膜媒体の成
膜法は物理的方法(ＰＶＤ；Phsical Vapour Depositio
n）で行われているのが現状である。すなわち、真空蒸
着，スパッタリング，イオンプレーティング，イオンビ
ーム蒸着，イオンアシステッドデポジション等の手法で
金属磁性薄膜、もしくは酸化物，窒化物磁性薄膜が形成
される。特に、磁性層が磁性合金の場合すぐれた特性を
有し、成膜装置としては高周波スパッタ法，ＲＦ，ＤＣ
マグネトロン・スパッタ法，バイアススパッタリング法
又はＲＦスパッタ法などが利用される。

【０００４】従来例としては、特開昭59−88806 号公報
に、ＣｏＰｔＣｒ（Ｃｒ，１〜１７％）の一層膜があ
る。また、米国特許第4789598 号ではＣｏＰｔＣｒ（Ｃ
ｒ；１３〜２０％）一層膜が、特開平2−281414 号公報
ではＣｏＰｔＣｒ(Ｃｒ；１７％)とＣｒの多層膜が記載
されている。

【０００５】いずれも、高密度磁気記録時における媒体
ノイズが低くピーク・ジッタ及び媒体の信号対雑音比
（ＳＮＲ）が高くビット誤り率の少ない媒体および本媒
体を用いた磁気記録装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術において高線
記録密度，高トラック密度に適した磁気記録媒体の特性
については十分考慮されてはいない。すなわち、従来技
術ではＩＥＥＥトランザクションズ．オン．マグネティ
クス２２巻，５７９頁−５８１頁（１９８６）（ＩＥＥ
Ｅ．Trans.on Magn．ＭＡＧ−２２，５７９−５８１
（１９８６）や米国特許第4735840 号に記載のように成
膜条件によっては円周方向の磁気特性，記録再生特性が
不均一になるという問題があった。

【０００７】この不均一性を軽減するために従来はディ
スク基板の円周方向に沿って中心線平均面粗さで５ｎｍ
程度の凹凸（テクスチャ）を設けていた。ところが１１
０KBPI以上に高線記録密度で記録再生を行うには、ヘッ
ドと媒体との距離（スペーシング）を０.１μｍ 程度以
下につめることが必要で、このためには基板を極力平滑
にする必要がある。ところがテクスチャ処理を施すと基
板平面が粗れてしまうので、ヘッド媒体間のスペーシン
グを０.１μｍ 程度以下には安定して狭くはできないこ
とが分かった。テクスチャ処理を施した基板ではサーボ
信号の品質が悪く、正確な位置決めが出来なくなり５KT
PI以上の高トラック密度化が困難であった。これからし
てテクスチャを小さくする、もしくは無くすとこれらの
問題は回避できるが、円周方向の不均一性が一般に極め
て大きくなり、高い周方向の配向性、Ｓ／Ｎを有し、高
密度化に適した磁気ディスクを安定して供給することが
困難であるという問題があった。

【０００８】これは、従来の薄膜媒体製造法では、テク
スチャを施さない平滑な基板上に磁気ディスクの周方向
に異方性を具備せしめることが困難である。

【０００９】本発明の目的は、１１０KBPI，５KTPI、す
なわち、５５０Ｍｂ／ｉｎ² 以上、さらに９００Ｍｂ／
ｉｎ² 以上の高密度化に対応しうる、中心線平均面粗さ
が３ｎｍ望ましくは１.５５ｎｍ 以下と平滑な基板上に
も、ヘッド走行方向の磁気特性が均一で、しかも媒体ノ
イズが小さく、記録再生特性に優れた薄膜磁気記録媒体
及びその製造方法，製造装置及び本媒体を用いた磁気デ
ィスク装置また半導体プロセス等に技術提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、磁気ヘッドの安定低浮上が可能な、表面
の中心線平均面粗さが３ｎｍ以下と平滑な非磁性基板を
用い、前記基板上に薄膜形成するプラズマ状，蒸気状の
粒子、すなわち、スパッタ蒸発法，蒸着法もしくはイオ
ンビームスパッタ法等による粒子に、外部から有効なエ
ネルギを与え得る音波，超音波の粗密波、望ましくは制
御された縦波，横波を発生せしめる設備と電磁波望まし
くはレーザを具備する薄膜形成装置を用い、音波，超音
波，マイクロ波モード，音波・超音波・マイクロ波の重
畳モード，干渉波さらには電磁波（レーザもしくはメー
ザ）とを利用して蒸発，スパッタ，プラズマ化された粒
子（参照；レーザアブレーション法とスパッタ法，粒子
線の先端的応用技術に関するシンポジウム，第３回，１
９９２年１１月，Ｐ２８３〜）を、イオン音波法により
（参照；核融合研究，第６７巻第６号，１９９２年６
月，Ｐ５３０〜）有効に制御しかつ励起、高エネルギ化
して成る薄膜形成方法および本方法による薄膜媒体及び
これを用いる。

【００１１】本発明は、真空容器（槽）内で、スパッタ
蒸発粒子などのプラズマ状の粒子を、直接種々の波動，
振動可変の音波，粗密波など超音波のぞましくは縦波と
横波との干渉波、さらにレーザもしくはメーザとを相互
作用させてより有効なエネルギを与えて励起せしめるこ
とで所望の特性の薄膜媒体を提供するものである。

【００１２】本発明は、自動車部品，各種電気・電子部
品，半導体装置の製造に転用でき、薄膜形成体及びその
製造方法及び製造装置、ならびに処理体及び処理方法、
ならびにメモリ及び記憶装置としても適用可能である。

【００１３】なお、干渉波の波動モードを制御すること
により特に優れた特性が得られる。これは、基板上での
歪すなわち格子振動（参照；電子励起が誘起する原子移
動過程，平成４年，文部省科学研究会，Ｐ２〜）が、薄
膜成長については極めて重要な役割を果たすからである
（参照；原子制御表面プロジェクト、新技術事業団・創
造科学技術研究会，１９９２年，１２月、第３部、Ｐ６
９〜）。

【００１４】すなわち、干渉波の波動モードを有する音
波，超音波の印加によって、粒子を励起し、さらにレー
ザもしくはメーザとの相互作用を強めることで通常の製
法では準安定で存在しにくい原子、イオンの結合状態を
より有効に実現し、下地層ないし磁性層の配向性と共
に、分散性，組成偏析を制御し、偏析状態を制御でき、
粒子の大きさも均一にできる。

【００１５】磁気ディスクの場合には、本方法により、
高出力かつノイズが小さく、さらに周方向の磁気特性の
分布が７％以下と均一な高密度記録に適した媒体を提供
できることになる。特に媒体表面の中心線平均面粗さＲ
ａが３ｎｍ以下の基板に対して本発明を適用することに
より、ヘッドの走行方向（ディスクの場合は周方向）の
磁気特性の分布を７％と均一にできるので特に好まし
い。

【００１６】Ｒａを０.２ｎｍ よりも小さくするとヘッ
ドが媒体表面に粘着するので好ましくなく、０.２ｎｍ
以上とすることが好ましい。

【００１７】本媒体を用いることで、磁気ヘッドの浮上
量を０.０５μｍ 以下に出来、磁気抵抗効果型ヘッドと
組み合わせることで９００Ｍｂ／ｉｎ² 以上の高密度装
置が提供できる。基板の面粗さが０.１ｎｍ 以上２ｎｍ
以下のときに本効果は顕著である。また、さらに磁性層
上に、その中心線平均面粗さが基板の値よりも大きくな
るように保護層を形成することにより、ＣＳＳ時の粘
着，接線力の増大等をより効果的に防止できるので特に
好ましい。

【００１８】上記干渉波の例は図１を用いて後に詳細に
説明する。さらに、成膜時に−400Ｖ程度のバイアスを
印加し、１０Ｗ／cm² 以上で成膜する高配向プロセスと
を同時に行うことにより、磁気デスクの保磁力，角形比
等の電磁気特性や均一性をさらに向上させることもでき
る。

【００１９】さらに本発明において、プラズマ状すなわ
ちスパッタ蒸発された粒子に音波，超音波，マイクロ波
とレーザもしくはメーザとを印加する際にさらに磁場を
印加し、種々の磁気異方性を得ることもできる。また非
磁性基板としていは、ＮｉＰ等をメッキしたＡｌ合金基
板，Ｔｉ基板，ガラス，シリコン，ＳｉＣ，結晶化ガラ
ス又はセラミック基板のように少なくとも表面が高強度
で、飛来する粒子の捕獲性が高く、配向，偏析制御用の
波動エネルギを有効に吸収する材質からなるものが好ま
しい。本方法によれば配向性，異方性，組織が制御でき
るので磁気ヘッド用材料、例えばＭＲ再生素子用パーマ
ロイ薄膜や記録用のアモルファス磁性体などにも適用す
ることができる。なお本装置は半導体製造装置，自動車
等の各種部品製造装置として使用可能である。

【００２０】

【作用】セラミック，結晶化ガラス，強化ガラス，カー
ボン，Ｓｉ，ＳｉＣ，Ｔｉ基板や、アルミニウム合金に
ＮｉＰをメッキした基板に少なくともＮｂ、Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ，ＣｒＴｉ等の下地層を１層介して、もしくは直
接、ＣoＣrＰt，ＣoＣrＴa，ＣｏＮｉＣｒ，ＣｏＮｉＰ
ｔ等の磁性層を少なくとも１層形成する際に、物理蒸発
された種々の粒子に音波，超音波，マイクロ波，レー
ザ，メーザ等を空間内から印加することにより、結晶粒
がより微細化すると共に分散性が高まり、結晶粒径偏析
状態が均一化するため低ノイズ化に適した膜構造とな
る。磁性層を膜厚０.５ 以上１０ｎｍ以下のＣｒ，Ｍ
ｏ，Ｗ，ＣｒＴｉ，ＣｒＳｉ，Ｎｂ，Ｃ，Ｂ，Ｔａ，Ｖ
等の非磁性層で少なくとも２層に分割すると著しくノイ
ズが低減できるので特に好ましい。

【００２１】さらに、通常の蒸着法，スパッタリング法
によって薄膜を形成した場合に、基板の面粗さの分布，
基板温度の分布や斜め入射成分の粒子の成長等により、
特に基板の中心線平均面粗さＲａが２ｎｍ以下と小さい
場合にはデイスク周方向の磁気特性は大きく変動してし
まうが、本方法により音波，超音波の波動エネルギと電
磁波エネルギとを付与せしめることで上記外乱による分
布を抑制でき、さらに通常の成膜法によるエネルギ状態
では存在しない物理蒸発粒子群、結合状態も存在するよ
うになり、配向性が容易に制御でき、特性の均一化を図
ることもできる。

【００２２】Ｒａが０.１ｎｍ よりも小さいとヘッドが
媒体表面に粘着してしまうので好ましくない。

【００２３】なお波動の状態は、音波とレーザとを相互
作用させた縦波，横波および干渉波モードの三つに大き
く分けることができる。特に本発明に有効な相互干渉波
モードは、音波，超音波，マイクロ波の縦波，横波など
異なる波動とレーザ，メーザとの相互作用から得られる
ものである。

【００２４】さらに音波，超音波，マイクロ波，レー
ザ，メーザはどのようなモードで波動させてもよい。ま
た、薄膜形成時における本効果は物理蒸発時に於いて、
印加される音波，超音波，レーザの周波数，位相及び振
幅が等しく、かつ周波数が基板の振動（厳密には膜を含
めたもの）の整数倍に一致する場合に顕著であるが異な
っていても良い。

【００２５】また波形は通常サイン波が好ましいが、パ
ルス波でも可能である。例えば直径５.２５ インチ，厚
さ２mmのアルミニウムにＮｉＰの下地層を設けた基板と
するときは、約３５ｋＨｚ又はその整数倍の周波数、７
Ｗの超音波と６７０ｎｍ，１Ｗのレーザとで空間内に伝
播させればよい。同様に、例えば３.５ インチ，厚さ
１.２mm の場合には約５２ｋＨｚ，５Ｗの超音波と０.
５Ｗ のレーザが望ましい。また、成膜中にディスクを
回転させるとより効果がある。

【００２６】図１に本発明の薄膜形成装置の実施例の断
面図を示す。対の波動駆動体４ａ，４ｂ及び対の半導体
レーザ４０ａ，４０ｂが設置（特殊補強体付）されてお
り、音波，超音波の周波数を共に一致せしめても良い
し、レーザは可視光でもよい。また僅かにずらして音
波，超音波の干渉波モードを発生せしめて、さらにレー
ザとの相互干渉をさせても良い。

【００２７】ここで、いずれの方法でも磁性面の表面は
平滑であった。また、音波，超音波，マイクロ波及びレ
ーザもしくはメーザと同時に磁石からの磁界を作用させ
ることにより両者の相互作用により、基板上の金属磁性
粒子の磁気異方性の向きを望ましい方向にさらに整列さ
せることもできるので特に望ましい。

【００２８】また、装置の仕様から要求される記録再生
特性の仕様に応じ、上記モードを使い分けることが望ま
しい。すなわち、再生出力が特に要求される場合には、
周方向の配向性に優れたより完全性の高い結晶が成長さ
れる、超音波、もしくはマイクロ波の両駆動体の同相モ
ード（縦波または横波）に同位相のレーザ、もしくはメ
ーザを重畳させる。特に著しい低ノイズ性が要求される
場合には偏析状態を促進し、均一で微細な結晶粒を成長
させることができる干渉波モードすなわちモード，位相
を異にする。両者の平均的特性が要求される場合には干
渉波モード（音波，超音波，マイクロ波）の一方を０.
００１〜２０ｋＨｚ の音波、他方を２５〜５００ｋＨ
ｚ超音波とする重畳波動とレーザ，メーザとの相互作用
することが望ましい。

【００２９】以上のように本発明により成る媒体は、基
板の中心線平均面粗さを２ｎｍ以下としても配向性，組
織を制御できるため磁気特性の均一性に優れ、低ノイズ
とすることができる。特にこのように平滑な表面上に磁
性層を形成するとディスクからの信号が、トラック幅の
１／１０程度の単位(０.５μｍ以下）で評価しても充分
均一であり、サーボ信号の品質が従来ディスクに比べて
２倍以上改善されるので特に好ましい。なお、基板の面
粗さを０.１ｎｍ よりも小さくすると、製造コストが極
めて高くなると共にヘッドが媒体に粘着し易くなるので
好ましくない。基板はテクスチャ処理を施してあっても
なくても良いがテクスチャ処理が施してない方がサーボ
信号の品質が高いのでより好ましく、本効果がより顕著
である。

【００３０】本媒体は低ノイズで特性の均一性に優れる
ため、特に再生感度の高い磁気抵抗効果型ヘッドと組み
合わせることで、６KTPI以上，１５０KBPI以上の高密度
で高いＳ／Ｎが実現でき、９００Ｍｂ／ｉｎ² 以上の高
密度磁気デイスク装置が提供できる。ここで、磁性面の
表面に、その平均面粗さ（Ｒａ）が基板の値よりも大き
くなるような保護膜を設けることで、ＣＳＳ時の粘着
力、接線力の増大を抑制でき、信頼性も格段に改善でき
る。これは、面粗さを大きくすることで空気中の水分等
がヘッドと媒体間で凝集するのを妨げるためである。本
媒体を保護膜を一旦設けた後、マスクを用いて数％程度
の面積で凸起部を残したり、保護膜形成中に異相を成長
させることなどで達成できる。面粗さとしては、最大突
起高さＲｐの値で２５ｎｍ以下、より望ましくは２０ｎ
ｍ以下とすることで、見かけのヘッド媒体間スペーシン
グを低減でき、９００Ｍｂ／ｉｎ² 以上の高記録密度化
を達成できる。

【００３１】上記の技術を自動車，各種電気・電子部
品，半導体に転用すれば、従来にない高信頼，高性能の
薄膜形成体及びその製造方法及び製造装置、ならびに処
理体及び処理方法、ならびにメモリ及び記憶装置が提供
できることは明らかである。

【００３２】

【実施例】

（実施例１）本発明の磁気ディスクの断面図及び製造装
置の一例の概略断面図を図３及び図１に示す。図３で、
３はガラス，カーボン，Ｓｉ，Ｔｉ，ＳｉＣ，ＮｉＰメ
ッキＡｌ合金，セラミック等の非磁性基板である。５１
はＣｒ，Ｍｏ，Ｗ，ＣｒＴｉ，Ｎｂ，Ｃｒ−Ｗ，Ｃｒ−
Ｍｏ，Ｃｒ−Ｓｉ等の少なくとも１層の薄膜からなる非
磁性下地層、５２はＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，Ｃｏ
ＮｉＰｔ，ＣｏＮiＣr等の単層もしくは非磁性中間層を
有する多層磁性層、５３はＢ，Ｃ，ｉ−Ｃ，Ｂ₄Ｃ，Ｚ
ｒＯ₂，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃等の保護層である。なお保護
膜表面に極性,吸着性，反応性等の末端基を有するパー
フルオロアルキルポリエーテル等の潤滑剤５４が形成さ
れていてもよい。本ディスクの形成方法についてさらに
詳しく述べる。スパッタ装置真空箱１内にセラミック，
テフロン等の材料からなる支持台２が配置される。この
支持台２の上にＮｉＰの下地層を有した３.５ インチの
アルミニウム非磁性基板等の基板３が取り付けられ、こ
の非磁性基板３に物理蒸発された粒子が音波，超音波の
波動エネルギを伴って伝わるように波動駆動体４ａ，４
ｂとさらに６７０ｎｍ、０.５Ｗ の赤色半導体レーザ４
０ａ，４０ｂが設置される。基板の表面粗さＲａは３ｎ
ｍであり、成膜時基板温度を２５０℃とした。さらに、
磁場を印加するための磁石５ａ，５ｂ(電磁石もしくは
永久磁石)は目的に応じて配置する。

【００３３】なお、図１の波動駆動体４ａ，４ｂは円環
状である。また、同図において、一方を０．００１〜〜
２０ｋＨｚの音波、他方を２５〜５００ｋＨｚの超音波
（いずれも３〜７Ｗ）とした重畳モードを示したが、当
然その他の可変モードも有効である。また、外部から高
エネルギのレーザすなわち波長１９３ｎｍのＡｒＦエキ
シマレーザ望ましくはパルス波等も加えることもでき
る。さらに、装置内の蒸発源は、ＣｒＳｉ，Ｎｂ，Ｃｒ
−Ｗ，Ｃｒ−Ｍｏ，Ｃｒ，ＣｒＴｉ，Ｍｏ，Ｗ等の非磁
性下地層もしくは中間層用ターゲット，ＦｅＣｏＮｉＣ
ｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＮｉＣｒ等の磁
性材ターゲット；Ｃ，Ｂ，Ｂ₄Ｃ，ＷＣ 等の保護膜用タ
ーゲットが設置されている（図では磁性ターゲットのみ
示す）。

【００３４】本装置を用い、２.５″φ，Ｒａ１.２ｎｍ
のカーボン基板上に、各波動モードでＣｒ下地層をＡｒ
ガス圧３ｍTorr、１５Ｗ／cm² で５０ｎｍ、CoCr₀.₁₆Pt
₀.₄磁性層を２０ｎｍ、Ｃ保護層を１５ｎｍ、ＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法で形成し、真空層からデイス
クを取り出して最後に吸着性の極性基を有するパーフル
オロアルキルポリエーテルを５ｎｍ形成した。各デイス
クを、ギャップ長0.25μｍ，トラック幅２.５μｍ の薄
膜ヘッドを記録部とし、パーマロイを磁極とする磁気抵
抗効果素子を再生部とする録再分離型ヘッドで、浮上量
０.０７μｍ で９００Ｍｂ／ｉｎ² の条件で記録再生し
た時の特性を表１に示す。

【００３５】すなわち、スパッタ蒸発時の粒子へのレー
ザと波動エネルギを伴う本発明のディスク製造方法は、
いずれもＳ／Ｎが高く、出力変動も７％以下と小さいこ
とが分かる。干渉波の適合に最も高いＳ／Ｎが得られる
が、いずれもＳ／Ｎは４以上であり、９００Ｍｂ／ｉｎ
² と高い面記録密度で装置が８−９変換、ＰＲＭＬを用
い１０^-9のエラーレートで動作した。

【００３６】なお、カーボン保護層をマスクを用いて４
ｎｍエッチングし、５μｍφの凸起部と面積比で４％設
けたものは媒体表面のＲａが２.３ｎｍ であり、特にCS
S10K回後の接線力がほとんど認められなかった。

【００３７】

【表１】

【００３８】（実施例２）基板に１.３″φ のカーボン
基板を用い、非磁性保護層を−４００Ｖのバイアスを印
加して成膜した平均膜厚２５ｎｍの（ＷＮｂ）Ｎとした
以外は実施例１と同じ条件で磁気デイスクを形成した。
保護層成膜時も波動を印加せしめることで、高さ６ｎｍ
の主成分ＮｂＮの凸起が成長し、ディスクの面粗さはＲ
ｐで１１ｎｍとなった。本ディスクＡ〜Ｃと比較例Ｄの
ディスクの１０ｋ回後のＣＳＳ後の接線力を比べたとこ
ろ、Ｄでは接線力が２.７ｇ 増加したのに対し、本実施
例Ａ〜Ｃでは接線力の増大は全く認められず、極めて良
好な耐摺動性を示した。磁気特性，記録再生特性につい
ても実施例と同様の良好な特性を示した。

【００３９】（実施例３）基板をポリイミド，ＰＥＴ等
の３.５″φ 有機フィルムとした以外は同じ条件でフロ
ッピディスク状の媒体は、縦波＋レーザ，横波＋レー
ザ，干渉波＋レーザのいずれのモードで形成した場合も
表１と同様の優れた特性が得られた。テープ状の媒体に
は、縦波の波動モードとレーザの相互作用で成膜した時
に出力変動が１.７％と最も少なく、干渉波で６.６％、
横波で７％であった。Ｓ／Ｎについては、９００Ｍｂ／
ｉｎ² の条件でいずれも４以上であった。

【００４０】（実施例４）基板の両側にターゲットを有
するＤＣマグネトロン・スパッタリング装置で、面粗さ
Ｒａが０.１，１，１.５，２，３，５，７，１０ｎｍの
外径２.５″φNiPメッキＡＩ合金ディスク基板に、基板
温度３００℃、Ａｒガス圧１ｍTorr，投入電力密度１０
Ｗ／cm² で膜厚１００ｎｍのＣｒ₀.₉Ｔｉ₀.₁合金非磁性
下地層、膜厚３０ｎｍのＣｏ₀.₈₂Ｃｒ₀.₁₄Ｐｔ₀.₀₄磁性
層、膜厚２５ｎｍの（Ｗ₀.₈−Ｍｏ₀.₂）₀.₃Ｃ₀.₇保護膜
をそれぞれ本発明の波動駆動体（７５ｋＨｚ，１０Ｗ）
より縦波モードに６７０ｎｍ，１Ｗの半導体レーザを相
互作用させて逐次形成した。最後に、極性基を有するパ
ーフルオロアルキルポリエーテルを５ｎｍ形成して磁気
ディスクとした。

【００４１】また、図４に実施例１と同条件で評価した
場合の出力変動（％）と面粗さＲａ（ｎｍ）との関係を
示す。波動エネルギのない比較例（Ｊ曲線）、波動エネ
ルギのある場合（Ｈ曲線）に比べていずれの中心線平均
面粗さでも７％以下の出力変動が得られている（本発明
法Ｒ曲線すなわち音波の波動エネルギとレーザとの相互
作用）。本効果は、特にＲａが１.７ｎｍ 以下の時に顕
著である。

【００４２】（実施例５）実施例１と同様により有効な
両面同時連続薄膜媒体を得る他の方法として、図２には
本発明の別のスパッタリング方法による成膜装置ならび
に成膜方法の概略図を示す。すなわち、Ａｒイオンを放
電によりプラズマ化し、ターゲット６０のスパッタリン
グを行うが、ターゲットからのスパッタリング原子、分
子，イオン等の粒子に音波，超音波，マイクロ波の波動
エネルギとレーザもしくはメーザとを与えることでエネ
ルギ励起，均一化，高配向化さらには有効な歪と表面処
理させながら基板に付着させるものである。なお、音
波，超音波，マイクロ波の波動エネルギとレーザもしく
はメーザとを交互に印加しても同じであった。

【００４３】ここで、ターゲット材６０としてはＦｅＣ
ｏＮｉＣｒや、コバルト基合金からなるものを用いるこ
とができる。強磁性金属薄膜層を記録層とする磁気記録
媒体としては、配向性が高く磁気特性に優れたものを得
るため、強磁性材の入射方向を基体に対して斜め方向に
すると良い。このことを考慮して得られるものが、特
に、図２に示す波動駆動体を傾斜（θａ，θｂ＝１５
゜；４ａ′，４ｂ′）させた縦波（矢印１１１）であ
り、さらに、レーザもしくはメーザとの相互作用を加え
ることが本発明の別の特徴とするところである。すなわ
ち、基板３の垂直法と波動エネルギとの相乗効果（条件
設定）より連続薄膜媒体のより高配向化，高密度化（微
粒子の緻密性），高Ｓ／Ｎ化（微粒子の均一な配向性）
さらには高信頼化が期待できるものである。

【００４４】なお、ベルジャ１内に傾斜駆動支持具１０
ａ，１０ｂに波動駆動体４ａ，4a′，４ｂ，４ｂ′（音
波，超音波）と支持具４２ａ，４２ｂに特殊補強体付半
導体レーザ等４０ａ，４０ｂ、さらに、粒子飛散防止用
の透明石英カバー４１ａ，４１ｂが取り付けられてい
る。膜厚の均一性を確保するために基板は成膜中回転し
ておくことが望ましい。この際、基板の前にマスク６６
（窓）を設けても良い。また、電極部６１にはターゲッ
ト材６０が設置され、これはさらにプラズマ発生用電源
（ＲＦ用１００，高圧ＤＣ用１０１）と支持金具６２，
リード線６３，６４，および電極平板６５等とによって
回路構成されている。なお、図の音波，超音波，マイク
ロ波駆動用およびレーザ，メーザ用電源，回路構成は外
部で制御され、真空保持用の７１はロータリーポンプ、
７０はクライオポンプである。これらはターボポンプで
も良い。

【００４５】なお、エネルギ励起用音波としては生産に
優れた１ＧＨｚ以上の極超音波（マイクロ波超音波）や
マグネトロン型と光望ましくはレーザ，メーザとの相互
作用が特に好ましく、また、ターゲットの替わりに電子
ビーム，イオンビーム法などによる蒸着源を用い、蒸着
法で成膜することも可能である。

【００４６】以下さらに詳細に本実施例について説明す
る。成膜条件は実施例４と同じにし、面粗さ２ｎｍのＮ
ｉＰを１０μｍメッキした外径５.２５″φ のＡｌ合金
基板を５０ｒｐｍで回転（図示せず）し波動エネルギを
与えながら、膜厚３５ｎｍをＣｏＮｉＰｔＣｒを共に
（超音波とレーザ）傾斜角θ＝４５°平均入射角５０°
で形成し、さらに同条件で膜厚２５ｎｍのＷＣ保護を形
成した。最後に、７ｎｍのアミン系有機物潤滑剤を形成
して磁気ディスクとした。

【００４７】本ディスクを実施例１と同じ条件で評価し
たところ、Ｓ／Ｎで４.３ 、出力変動で３.８％ であっ
た。

【００４８】（実施例６）実施例１〜４記載の磁気ディ
スク８１と磁気抵抗効果を用いた再生部を有する記録再
生分離型の磁気ヘッド８３を、図５（ａ），（ｂ）に示
す磁気ディスク装置９０に組み込んだ。本媒体により位
置決めが高精度で行え、さらにスペーシングを０.０５
μｍとできたことで９００Ｍｂ／ｉｎ²の高い記録密度
で動作する磁気デイスク装置が提供できた。なお、８２
は高速回転７０００rpm のための駆動部、８４は高精度
位置決めのためのヘッド駆動部、８５はＰＲＭＬ方式に
よる高度復号信号処理回路処理系を示す。

【００４９】（実施例７）図６に、生産性に優れたＥＢ
法(Electron Beam）による本発明の方法の実施例の主要
概略断面図を示す。本方法では特に、低エネルギから高
エネルギの電子線２００ａ，２００ｂを利用することが
出来るのが特徴である。すなわち、図に示す電子銃２０
１ａ，２０１ｂによる電子線（電子ビーム）を利用して
ボード（受皿）２０２ａ，２０２ｂの中の磁性合金２０
３ａ，２０３ｂを蒸発させる。この蒸発された粒子に、
空間内に設置する波動駆動体４ａ，４ｂから音波，超音
波の波動エネルギとさらにレーザ４０ａ，４０ｂとを付
与せしめ、これらの相互作用で得られる高エネルギ励起
状態の粒子により回転（７０rpm）する３.５インチ基板
３上にさらに有効な歪すなわち格子振動を与えながら高
配向，高分散状態で蒸着される。

【００５０】ここでの製造法，条件は前記の実施例とほ
ぼ同様であるが、特に、成膜の真空度は１０^-6〜１０^-9
Ｔｏｒｒで行った。また、本方式においては回転する基
板３は真空槽内に設けた別の空洞から連続的に供給され
る(周知であるので図示せず)。なお、可視光レーザ０.
１Ｗ〜１０Ｗ に於いて音波，超音波の波動エネルギ
（出力）はいずれも１Ｗ以上としたが望ましくは７Ｗ〜
１５５Ｗが良い。さらに、また、成膜条件において、波
動エネルギの周波数５７ＫＨｚ，１５Ｗの場合は真空圧
１０^-6〜１０^-9Torrで充分効果が得られたが、この超音
波の波動エネルギを高めた場合すなわち、周波数５７ｋ
Ｈｚ、３５Ｗの場合、レーザとの相互作用に於いて真空
圧１０^-3〜１０^-5Torrでも充分な効果が得られた。な
お、真空圧１０Torr〜真空圧１０^-6Torrの範囲内でさら
にイオン（Ａｒ，Ｂ，Ｐ，Ｓ，Ｎ、他）印加しても、同
様に良い結果が得られた。

【００５１】（実施例８）実施例５と同様に、自動車の
バンパ，ＬＳＩ，配線，加工用ドリル刃，テープなどを
作成したところ、従来以上の高信頼性が得られた。

【００５２】

【発明の効果】本発明により、特性が均一でノイズ特性
に優れ、さらに、ヘッドと媒体との間隔（スペーシン
グ）を０.０５μｍ 以下に小さくした場合にも安定して
ヘッドが浮上し高い耐摺動特性を有し、さらに高トラッ
ク密度でも高いサーボ信号が得られる薄膜磁気記録媒体
を製造，提供できるので、９００Ｍｂ／ｉｎ² の高い記
録密度でも動作する磁気記憶装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造装置の系統図。

【図２】本発明の第二実施例の製造装置の系統図。

【図３】本発明より成る磁気記録媒体の断面図。

【図４】本発明の媒体の特性図。

【図５】本発明の磁気記憶装置の説明図。

【図６】本発明の第三実施例の部分説明図。

【符号の説明】

１…スパッタ装置真空箱、２，２′…支持台、３…基
板、４ａ，４ａ′，４ｂ，４ｂ′…波動駆動体、５ａ，
５ｂ…磁石（電磁石）、１０ａ，１０ｂ…傾斜駆動支持
具、４０ａ，４０ｂ…光、レーザ（半導体レーザ）、４
１ａ，４１ｂ…透明石英カバー（粒子飛散防止用）、４
２ａ，４２ｂ…支持具（レーザ用）、６０…ターゲット
材、６１…電極部、６２…支持金具、６３、６４…リー
ド線、６５…電極平面板、６６…マスク、７０…クライ
オポンプ（または拡散ポンプ）、７１…ロータリーポン
プ、１００…ＲＦ電源、１０１…高圧ＤＣ電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 晃 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 杉野 建三 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性の基板上に、直接もしくは少なくと
   も一層の中間層を介して形成された少なくとも一層の磁
   性層を含む薄膜磁気記録媒体において、媒体表面の中心
   線平均面粗さが３ｎｍ以下０.２ｎｍ 以上であり、周方
   向の特性ばらつきが７％以下であることを特徴とする薄
   膜磁気記録媒体。
2. 【請求項２】中間層および／または磁性層を含む際の物
   理蒸発に際し、音波もしくは超音波もしくはマイクロ波
   と電磁波を含んで薄膜形成することを特徴とする薄膜磁
   気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】請求項２において、薄膜形成時の音波，超
   音波，レーザを正弦波もしくはパルス波とする薄膜磁気
   記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】基板上に薄膜形成する際に、音波とレーザ
   とを重畳させた表面処理を施すことを特徴とする薄膜磁
   気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】音波もしくは超音波を薄膜形成後の不用粒
   子の吸着防止制御用に、レーザを薄膜の表面処理に利用
   したことを特徴とする薄膜磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】薄膜形成時に音波とレーザとを交互に印加
   することを特徴とする薄膜磁気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】物理蒸発に電子ビームもしくはイオンビー
   ムを用いることを特徴とする薄膜磁気記録媒体の製造方
   法。
8. 【請求項８】請求項１において、前記非磁性基板の中心
   線平均面粗さが１.５５ｎｍ 以下、０.０５ｎｍ 以上で
   ある薄膜磁気記録媒体。
9. 【請求項９】請求項１において、前記磁性層上に、その
   平均面粗さが基板の値より大きくなるように保護層を設
   けてなる薄膜磁気記録媒体。
10. 【請求項１０】請求項１において、前記薄膜磁気記録媒
    体と、磁気抵抗効果を用いた再生手段を有する磁気ヘッ
    ドからなり、面記録密度９００Ｍｂ／ｉｎ² 以上の磁気
    記憶装置。
11. 【請求項１１】請求項１，２，３，４，５，６，７，８
    または９において、自動車，各種電気・電子部品，半導
    体に転用した薄膜形成体。