JPH08339537A

JPH08339537A - 磁気媒体のテクスチャー化方法

Info

Publication number: JPH08339537A
Application number: JP8143201A
Authority: JP
Inventors: Rajiv Y Ranjan; ワイランジャンラジヴ; Kuo H Huang; エイチヒューアンクオ; Caroline A Ross; エイロスキャロライン
Original assignee: Komag Inc
Current assignee: WD Media LLC
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1996-12-24
Also published as: US5506017A

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストのテクスチャー形成方法、高い処理
量を達成するテクスチャー化法、およびテクスチャー化
の前後において、該基板を清浄化する必要のないテクス
チャー化法を提供することを目的とする。【解決手段】固溶体を含む基板を準備し、該基板を加
熱することにより、該基板上にバンプを形成させ、一方
で該基板をその融点以下に維持し、および該基板上に磁
性層を堆積する、諸工程を含む磁気ディスクの製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクにおいて
使用する基板をテクスチャー化する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】公知のディスクドライブにおいて、記録ヘ
ッドは、該ドライブの停止および始動の際に、磁気記録
媒体表面に「当接し(lands)」および該表面から「離脱す
る(takes-off)」。該媒体がその正常に動作する回転速度
で回転する場合、該記録ヘッドは該媒体と接触しない
が、その代わりに該ヘッドと該媒体との間のエアークッ
ション上で「飛行(flies)」する。高い記録性能と記録密
度とを達成するためには、該記録ヘッドを、該飛行中
に、できる限り低く維持すべきである。これは、該媒体
をできる限り滑らかにすることにより達成される。しか
しながら、該媒体があまりに滑らかであり過ぎると、該
ドライブの始動および停止の際の、該ヘッドと該媒体と
の間に過度のスティクションと摩擦とが作用することに
なろう。かかる過度の摩擦およびスティクションは、該
ドライブの全体的な機械的信頼性に悪影響を与える。例
えば、スティクションおよび摩擦は該記録媒体の磨耗を
生じ、ついにはヘッドクラッシュを招く。かくして、記
録媒体の製造は、幾分かの粗面性を与える必要がある
が、該粗面性は、該磁気フィルムと該ヘッドとの間の有
効間隔を実質的に増大する程に大きくしてはならない。
また、該媒体の粗面化はその磁気特性に影響を与える可
能性もあり、しかもこれら磁気特性の劣化を防止すべく
注意を払う必要があることをも強調すべきである。

【０００３】産業における通常の方法は、例えば硬質粒
子を埋設したテープを使用して、該媒体基板表面を機械
的に粗面化することである。テープを用いた方法による
テクスチャー化に際して、該基板は通常スピンドル上に
保持され、かつ所定の速度で回転され、同時に該テープ
を該基板表面上で運動させる。当分野で通常利用されて
いるもう一つの方法においては、基板をチャックで支持
し、かつスラリー中に懸濁された粗い硬質粒子を有する
平坦な表面上で回転させている。90％を越える媒体製造
業者が実施している、これら両者の方法においては、該
基板を適当な装置によって適切に清浄化して、あらゆる
粗いもしくは埋設された粒子を除去した後に、該基板を
フィルム堆積のためにスパッタリング装置に入れる必要
がある。かくして、これら方法の実施には、テクスチャ
ー化および清浄化装置両者として、多大な設備投資を必
要とする。当分野においては、また化学的エッチングに
より基板を粗面化することも公知である。例えば、基板
表面に特殊な溶媒を回転塗布することにより、放射状に
広がった凹凸および起伏を該表面に形成している。もう
一つの方法においては、基板表面を陽極酸化して、小さ
な垂直の孔を形成し、次いで該孔にCu等の非磁性材料を
詰め込み、これを更に研磨並びにエッチングして、微細
な粗面化表面を形成している。更に別の方法において
は、ガラス基板表面をプラズマエッチング技術を利用し
てテクスチャー化している。

【０００４】上記のように、既存のテープテクスチャー
化またはスラリー−テクスチャー化法は、該基板表面に
付着しているあらゆる粗い粒子を除去するために、清浄
化および乾燥工程を必要とする。これらの工程は全体と
しての製造コストを高める。同様に、化学的エッチング
を必要とするテクスチャー化方法も、スパッタリング工
程前に、清浄化および乾燥工程を必要とする。プラズマ
エッチングを利用したテクスチャー化方法は、特殊な加
工ステーションを必要とし、またガス流の均一性の欠如
を被り、結果として収量低下を招く恐れがある。また、
磁気媒体をゾーンテクスチャー化することも、当分野に
おいて公知である。換言すれば、該媒体は、読み取り−
書き込みヘッドが離脱しかつ当接する第一のゾーン(「CS
S ゾーン」)およびデータを記録する第二のゾーン(「デー
タゾーン」)を含み、ここで該データゾーンは滑らかであ
り、一方該CSS ゾーンは粗い。また該CSS ゾーンとデー
タゾーンとの間の粗面性が徐々に減少する「転移領域」
を設けて、該読み取り−書き込みヘッドが該CSS ゾーン
からデータゾーンに、およびその逆に移動することを容
易なものとすることも公知である。これについては、例
えば欧州特許出願EP 0 583 989 A2 を参照のこと。この
特許を本発明の参考文献とする。公知のテクスチャー化
技術を利用して、転移領域をもつゾーンテクスチャーを
与えることは、困難であり、またその結果は不満足なも
のであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、低コストのテクスチャー形成方法を提供することに
ある。本発明のもう一つの目的は、高い処理量を達成す
るテクスチャー化法を提供することにあり、該方法は、
磁気媒体の種々の層を堆積するのに使用する装置におい
て実施できる。本発明の他の目的は、テクスチャー化の
前後において、該基板を清浄化する必要のないテクスチ
ャー化法を提供することにある。本発明の一態様の目的
は、磁気媒体をゾーンテクスチャー化することおよび該
CSS ゾーンとデータゾーンとの間に転移領域を設けるこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気記
録媒体基板を加熱し、これにより該基板表面上に微細な
突起と窪みとを含むテクスチャーを形成する。これらの
突起および窪みの高さおよび深さは、該ヒーターの出力
および暴露時間を適当に選択することにより調節でき
る。一態様において、該基板は固溶体を含む。該突起お
よび窪みは、該基板内での材料の相変態により得られ、
該相変態は該基板中に析出領域の形成を引き起こす。
（当分野で公知のように、「相(phase)」とは、ある材料
系の物理的に均質な部分である。「析出」は、ある材料
が溶液から離れる場合に起こる。この場合、析出中に、
該基板内の材料が固溶体から出て、上記の析出領域を形
成する。この工程は、該基板材料から該析出領域への、
１種以上の該基板の成分の拡散を伴う可能性がある。こ
の析出領域は、典型的には該バルク基板材料の初期の密
度とは異なる密度をもつ。）一態様において、該基板は少なくとも第一および第二の
成分を含む固溶体を含有する。該基板を加熱することに
より、該第一および第二の成分の一部は第二の相（しば
しばβ相と呼ばれる）を形成し、かつこの第二の相は該
固溶体から析出する。この第二の相は、典型的には該第
一の相とは異なる組成をもつ。

【０００７】一態様において、該第一の成分はAlであ
り、かつ該第二の成分はLiである。Li含有率は、例えば
12原子％であり得る。この基板を加熱することにより、
AlLi金属間β相領域を形成し、かつ該AlLi固溶体から析
出する。このβ相領域は、典型的には45〜55原子％のLi
を含み、残部はAlである。他の態様においては、Liの代
わりに、該第二の成分はMg、Si、Co、Crおよび／または
Cuである。第二の態様においては、加熱後に金属間化合
物が該固溶体から析出する。例えば、該基板は、最初大
部分Alであるが、Mn、Nbおよび／またはNiを含有する固
溶体を含むことができる。Mnの場合、Al₆Mn の金属間化
合物領域を生成する。Nbの場合には、Al₃Nb 金属間化合
物領域が生成し、一方でNiについては、Al₃Ni 金属間化
合物領域が生成する。第三の態様においては、該基板
は、少なくとも第一および第二の成分を含有する、第一
相の過飽和固溶体を含む。該基板を加熱することによ
り、領域が該基板内に生成し、これらは、本質的に真正
の該第二の成分を含む第二の相を有する。例えば、初め
に該基板は大部分がAlであり、Geをも含有する過飽和固
溶体であり得る。この基板は、本質的に、面心立方結晶
構造を典型的に有する一つの相を有する。この基板を加
熱することにより、領域が生成し、これらは第二のGeに
富む（約99.6重量％のGe）相を含む。また、この基板
は、Geの代わりにあるいはGeに加えてPbまたはSnを含む
ことができる。

【０００８】一態様に従えば、Ni-P機械的支持層を、該
Al基板上にメッキした後に、テクスチャー化するが、他
の態様においては、テクスチャー化前には、Ni-P層は該
基板上に存在しない。該加熱工程は極めて迅速であり、
一般的には20秒未満および典型的には10秒未満を必要と
する。より緩慢な加熱も該基板に適用できるが、早い速
度での加熱は、該加熱工程を該堆積工程と組み合わせる
ことができ、その結果コストを減じかつ処理量を改善す
ることが可能となるという利点を有する。加熱速度は、
選択された該基板合金およびその融点に依存して、１〜
1000℃／秒および典型的には約10〜200 ℃／秒であり得
る。（一般的に、より低い融点については、より低い加
熱速度が望ましい。あるAl合金基板に対しては、10〜20
0 ℃／秒の範囲の加熱速度が望ましい。）本発明のもう一つの態様においては、該ディスク表面の
一部のみを、例えばCSS ゾーンのみをテクスチャー化す
る。中心部に孔をもつ、水冷されたマスクプレートを使
用することにより、熱の暴露を該CSS ゾーンのみに制限
することができる。この熱に暴露された領域は、最大の
加熱度とその結果としての最大の粗面化度を有する。該
基板の残部に対する熱伝導により、該暴露領域近傍の領
域は、減少する温度勾配の作用を受ける。これは、ラン
プテクスチャー粗面性（即ち、転移領域）をもたらし、
該粗面性は該CSS ゾーンを包囲するデータゾーンにおけ
る鏡面に至るまで減少する。これは、記録ヘッドがそれ
ぞれ読み取り／書き込み並びにCSS 動作中に該データゾ
ーンおよび該CSS ゾーンにアクセスすることを可能とす
るために、極めて信頼性の高いテクスチャー表面であ
る。また、径および厚みが該所定のCSS ゾーンのサイズ
に基づいて選択される、環状加熱ランプリングを使用し
て、選択的加熱を達成することも可能である。

【０００９】ゾーンテクスチャー化の一態様において
は、該基板材料および加熱パラメータを選択する際に
は、注意を払うべきであり、あるいは加熱中の温度勾配
により生ずる該基板中の応力勾配は、該基板に反りを生
ずる可能性がある。該基板の各側の構造に関して対称性
を維持すべきであり、また、特にNi-PをメッキしたAl基
板については、該基板の各側における該Ni-Pメッキの厚
みを、ほぼ等しく維持すべきである。更に、各側におい
て該基板中に生ずる応力をも、ほぼ等しく維持すべきで
ある。もう一つの態様においては、磁気媒体はガラス、
セラミック、炭素または他の材料を含有する基板を含
む。薄層堆積技術（例えば、スパッタリングまたは他の
真空堆積技術）によって、該基板上に10nm〜10μｍの合
金層を形成する。次に、この基板を選択的にまたは全体
として加熱して、突起および窪みを形成することによ
り、該合金層表面を粗面化する。この粗面化工程は、生
成する磁気媒体の示すスティクションおよび摩擦を減ず
る。一態様において、該合金は次の金属：Si、Mg、F
e、、Cu、Zn、Mn、Cr、Mo、W 、V 、Nb、Ta、Ti、Zrお
よびHfの一種またはそれ以上を含む、Al合金である。

【００１０】基板上における、加熱によるテクスチャー
バンプの形成本発明の第一の態様に従う方法は、基板を加熱し、それ
によって該基板上にテクスチャーバンプを形成する工程
を含む。その後、磁性合金を該基板上に堆積する。この
基板は、典型的には固溶体であり、かつ加熱中、少なく
とも１種の該固溶体の成分が該固溶体から析出して、析
出領域を形成する。これらの析出領域は、一般的に初期
の形状にある該バルク基板材料とは異なる密度を有す
る。例として、Al-Mg 合金に関する相図を表す図21を考
察する。本発明の一態様においては、該基板は、最初約
18原子％のMgとα相状態にある82原子％のAlとを含む過
飽和固溶体である。純粋なアルミニウムは、通常図21の
α相として示されたような、体心立方(「fcc 」)構造をも
つ。Mgを添加した場合、Al₃Mg₂を含むβ相が生成する
(「α＋β」と表記された相図領域を参照のこと）。室温
において、平衡状態にある18原子％Mg／82原子％Al混合
物は、α相物質とβ相物質との領域を含むであろう。し
かしながら、本発明においては、該α相状態にある過飽
和物質を含む基板を使用して開始する。この基板を加熱
することにより、β相物質(Al₃Mg₂)が固溶体から分離
し、結果として析出領域を生成する。これは、該基板表
面上でのテクスチャーバンプの形成を引き起こす。

【００１１】図22はAl-Cu 合金の相図を示す。この相図
において、純粋なAlの相はκで表記されている。本発明
の一態様に従う基板は過飽和固溶体中に約4%のCuと96%
のAlとを含む。この基板を加熱することにより、図22に
おいてθで表記した相を有する領域が析出し、該基板上
にテクスチャーバンプを生成する。（領域θはCuAl₂を
含む。）図21の場合において、基板加熱温度は、該基板が領域α
または領域α+L状態にある程に高い温度であってはなら
ない。図21において、該基板を領域κまたは領域κ+Lと
するような温度にてアニールすることを回避すべきであ
る。一般的に、Alが基板中の主成分として使用するのに
優れた物質である。というのは、これが軽量かつ強靱で
あるからである。かくして、一態様においては、該基板
はAlを主成分とする合金であり、Si、Mg、Li、Mo、Y 、
V およびW の１種またはそれ以上を0.1 〜30重量％、お
よび／またはCu、Cr、Mn、NbおよびTaの１種またはそれ
以上を0.5 〜５重量％含有する。以下の表１には、本発
明との組み合わせで使用可能な、幾つかの合金を列挙し
た。

【００１２】

【表１】 88原子％のAl／12原子％のLi AlLiのβ相を生成 82原子％のAl／18原子％のMg Al₃Mg₂のβ相を生成 98原子％のAl／２原子％のSi AlSiのβ相を生成 99.5原子％のAl／0.5 原子％のCo Al₈₂Co₁₈のβ相を生成 99.6原子％のAl／0.4 原子％のCr 本質的にCrのβ相を生成 96原子％のAl／４原子％のCu CuAl₂のθ相を生成

【００１３】LiおよびMgは比較的高いバルクAl中の固溶
度を有し、一方Si、Co、CrおよびCuは比較的低いバルク
Alに対する固溶度を有することに注意すべきである。該
析出領域は、一般的に結晶粒界において核生成する。こ
の析出を引き起こすためには幾分かの加熱を必要とする
が、これは600 ℃以下の温度にて達成可能である。幾つ
かの合金(AlMg)においては、より低温（例えば、450
℃）にて析出を引き起こすことが可能である。他の態様
においては、過飽和固溶体（結晶性またはアモルファ
ス）を加熱し、それによって相分離によりテクスチャー
バンプを生成する。一態様においては、該固溶体は、少
なくとも第一の成分（例えば、Al）と第二の成分（例え
ば、Ge）とを含む。該基板を加熱することにより、該第
二の成分は固溶体から析出して、該過飽和固溶体の相と
は別の相を有する領域を形成する。この第二の相は、支
配的に該第二の成分で、あるいは該第二および第一の成
分のある混合物で構成されてもよい。AlPbまたはAlSn固
溶体も使用できる。一態様において、該基板は比較的低
い融点をもつ（例えば、700 ℃未満）。金属、例えばA
l、MgまたはLiを、該基板に対する基本物質（即ち、主
成分）として使用することができる。このような物質の
析出に必要な温度は、一般的に高融点物質の融点よりも
低い。従って、一般的には製造に際して、低融点物質を
使用することが有利である。しかしながら、このことが
重要でない製造法については、高融点物質、例えばCu、
Ti、V 、ステンレススチールまたは他のNi、Fe、Cr、V
などの合金を、該基本物質として使用できる。

【００１４】合金の相図に関する情報は、例えば「二成
分合金の相図(Binary Alloy PhaseDiagrams)」, Vol. 1
& 2, T.B.マサルスキー(Massalski) 編, 1986年アメリ
カンソサイアティーオブメタルズ (American Society o
f Metals) 刊行，メタルズパーク，オハイオに記載され
ている。これらを本発明の参考文献とする。上記のよう
に、加熱前に、該基板を非−平衡状態、例えば過飽和固
溶体状態に置く。このような基板の典型的な製法は、溶
融合金物質をインゴットに成形し、（未だ熱い間に）該
インゴットを圧延してシートとし、該シートをスタンピ
ングして、ディスク−型の基板を形成し、かつ該基板が
平衡状態に達しないように迅速に該基板を冷却する工程
を含む。（このような急速冷却はクエンチングとして知
られている。）この基板は約0.254 〜1.524 mm(10 〜60ミル）の厚みお
よび25〜130 mmの径をもつことができるが、該基板の厚
みおよび径は本発明において臨界的なものではない。一
態様において、該基板は約0.80mm(31.5 ミル）の厚みで
あり、またキャンベル、カリフォルニアのミツビシイン
ターナショナル(Mitsubishi Intrernational) から入手
可能なMR 758型基板である。

【００１５】本発明のディスク製造法の概要本発明の一態様においては、基板２を清浄化および研磨
し、かつNi-P層３を基板２上にメッキする（図１）。上
記のように、基板２は非−平衡状態の固溶体を含み、典
型的にはAl合金を含む。Ni-P層３は、一般的に５〜20μ
ｍの厚みを有し、また機械的支持層として機能して、使
用中に読み取り−書き込みヘッドが媒体に当たった場合
に、該ヘッドが該媒体に窪みを形成しないようにする。
（本発明の他の態様においては、層３はNi-P以外の機械
的に硬質の材料であり得、またメッキ以外の技術により
形成することができる。他の態様においては、層３は省
くこともできる。）次いで、基板２を加熱するが、この加熱は該媒体上にテ
クスチャーバンプを形成する。一態様においては、該媒
体を100 〜500 ℃、および好ましくは200 〜350 ℃の範
囲の温度にて加熱する。該温度を300 ℃またはそれ以下
に維持することが望ましい可能性がある。温度の選択に
おいて主として重要な点は以下のことを含む。 (1) 合金基板２を溶融することは回避すべきである。 (2) 該温度が高すぎた場合には、Ni-P層３は相変化を生
じ、かつ磁性を帯びることになる（望ましからぬ結
果）。 (3) 該温度は、テクスチャーバンプを生成するのに十分
高くすべきである。幾つかの態様においては、該基板を対称的に加熱（例え
ば、該基板の両側に熱を適用する）して、該基板の反り
の発生を防止することが望ましい。

【００１６】一態様においては、該テクスチャーバンプ
は、原子間力顕微鏡("AFM"）、例えばマウンテンビュ
ー，カリフォルニアのパークサイエンティフィック社(P
ark Scientific, Inc.) により製作された顕微鏡で測定
した、５〜10nm、および好ましくは７〜８nmの粗面化度
Raを有する媒体を生成する。加熱後、下層４、例えばCr
またはNi-Pの下層をNi-P層３上に形成する。その後、磁
性層５を形成する。この磁性層５は、典型的にはCoまた
はFeの合金である。その後に、該媒体上に、例えば水素
化炭素層等の保護層６を堆積する。次に、公知の潤滑層
を、該媒体上に形成する。重要なことは、層４、５およ
び６がインラインスパッタリングシステム、例えばウル
バック(Ulvac) スパッタリング装置（ウルバック(Ulva
c) は日本の企業の一つである）内で形成できることで
ある。図20を参照すると、一態様において、インライン
スパッタリング装置内のパレット30は、基板32をテクス
チャー化のためのヒーターチャンバー34を通して輸送し
た後、該基板をNi-Pスパッタリングチャンバー36、磁性
層スパッタリングチャンバー38およびオーバーコートス
パッタリングチャンバー40を通して輸送する。同様に、
該基板を加熱するための加熱要素42、Ni-Pスパッタリン
グターゲット44、磁性合金スパッタリングターゲット4
6、炭素スパッタリングターゲット48、ターゲットシー
ルド50およびガス流入および流出導管52も、図20に示さ
れている。図20の装置に関連する更なる情報は、上記の
参考文献とした特許出願'259に与えられている。

【００１７】更に別の態様においては、単一のディスク
スパッタリングシステム、例えばインテバック(Inteva
c) スパッタリング装置モデルNo. MDP-350, 250A また
は250Bを使用する。（ここで、インテバック(Intevac)
は、サンタクララ，カリフォルニアにある会社であ
る。）このインテバックスパッタリング装置は、該基板
をテクスチャー化することのできる少なくとも１つの加
熱チャンバーをもつ。もう一つの態様において、該イン
テバック装置におけるヒーターは、以下で議論され、図
13に示されるように改良して、基板をゾーンテクスチャ
ー化することを可能とする。

【００１８】実験結果図２、３および４は、それぞれ異なるヒーター出力に暴
露されたNi-Pメッキしたミツビシ(Mitsubishi) MR 758
基板の表面トポグラフを示すものである。これらの基板
は、主としてAlで構成され、約５重量％以下の量のMgお
よび約５重量％以下の量のSiを含む。得られた基板の温
度は非−接触型のセンサを使用して測定した。得られた
テクスチャーに関する算術平均粗面化度、Raおよびピー
ク−谷距離は、ジィゴ(ZYGO)マーク-IV 光学干渉計（テ
ンプ，アリゾナのジィゴ社(ZygoCorp.)製）およびAFM
を使用して測定した。これらディスクは、一定のヒータ
ー出力において6.5 秒未満の間加熱したことを明記して
おく。270 ℃以下の温度に対しては、該基板表面の粗面
化度は変化せず、入手したままの基板の値を維持してい
た。該基板温度を290 ℃に高めると、図２に示した如
く、44nm程度の深さの窪みが形成され始めた。該ヒータ
ー出力を更に高めて、該基板を300 ℃に加熱すると、該
基板の表面は、図３に示した如く、より粗くなり、かつ
突出領域が生成し始めた。このように、該ピーク−谷距
離は有意には変化しなかった(67nm)が、該Ra値は9.9 nm
まで増大した。図４は該基板をより高温度（この場合は
310 ℃）に加熱した場合、該テクスチャー表面は段階的
に粗くなった。図２〜４において、加熱直後に、厚み75
nmのCr下層、厚み50nmのCoCrTa磁性層および厚み20nmの
炭素層を、この順序で該基板上にスパッタリングにより
堆積したことを明記しておく。

【００１９】図５の(a) および(b) は、5.5 重量％のM
g、0.3 重量％のMn、0.1 重量％のZn、0.06重量％のC
r、0.06重量％のFe、0.07重量％のCu、0.03重量％のSi
および残部のAlを含有する5486Al合金製の基板を含むデ
ィスクの光学顕微鏡写真である。これら基板を、インテ
バック(Intevac) MDP-250 スパッタリング装置のランプ
ヒーターを使用して、3000℃にて約6.5 秒間加熱した。
Ni-P層は該基板上にメッキしなかった。より正確には、
以下の層を以下の順序で該基板上にスパッタリングし
た。即ち、厚み75nmのCr、厚み50nmのCo₈₄Cr₁₀Ta₆およ
び厚み20nmの水素化炭素の層を堆積した。丸みをもつバ
ンプが観測できる。以下に記載するように、このような
バンプは、読み取り−書き込みヘッドとディスクとの間
の有効接触面積を減じ、結果としてディスクドライブの
機械的信頼性を改善する。図５の(a) は倍率100xであ
り、また図５の(b) は倍率200xである。図６は、本発明
の方法の実施中の、テクスチャーバンプ生成を模式的に
概説しかつまとめた図である。４種の測定が図６に示さ
れている。即ち、(1) 上記のジィゴ装置によって測定し
た該ピーク−谷距離、(2) AFM により測定した該ピーク
−谷距離、(3) 該ジィゴ装置により測定した該Ra値、お
よび(4) 該AFM により測定した該Ra値。図５に示された
基板は図２〜４に示された基板と同一の組成を有してい
た。

【００２０】図６の(a) 〜(e) においては、加熱後に、
Cr下層、CoCrTa磁性層および炭素オーバーコートが該基
板上にスパッタリングされた。これらのスパッタリング
工程は、更に該基板に熱を印加した。図６の(f) の場
合、該基板には何等追加の層を適用しなかったので、こ
の基板はスパッタリングによる更なる加熱を受けなかっ
た。図７および図８は、Al基板を種々のヒーター出力に
暴露することにより、形成したバンプテクスチャーの該
Raおよびピーク−谷距離を示すものである。このAl基板
は図２〜４に示された合金と同一の組成を有していた。
図に示した温度は、IRセンサ（コネクチカットのオメガ
エンジニアリング社(Omega Engineering, Inc.) 製）を
使用して測定した該基板の温度である。これは、加熱工
程中のその場での測定値ではなかった。実際の基板表面
温度は、該加熱ランプに暴露中には、より高く、かつ40
0 〜600 ℃程度であり得るものと考えられる。図９は、
5486、FP3 および5586D と表記した合金に関する粗面性
Ra対加熱温度の関係を示す図である。該5486合金は、図
５の(a) および(b) の説明において上記した組成を有す
る。合金FP3 は、0.028 重量％のSi、0.02重量％のFe、
0.02重量％のCu、4.07重量％のMg、0.05重量％のCr、0.
373 重量％のZnおよび残部のAlなる典型的な組成を有す
る。該5586D 合金は、0.013 重量％のSi、0.019 重量％
のFe、0.054 重量％のCu、0.008 重量％のMn、3.94重量
％のMg、0.058 重量％のCr、0.141 重量％のZn、0.001
重量％のTiおよび残部のAlなる典型的な組成を有する。
図９から理解されるように、5486合金のみが、温度の増
加に伴う粗面性における顕著な改善を示す。これは、こ
の合金が、過飽和成分(Mg)の最高の濃度をもつからであ
る。

【００２１】図11の(a) および(b) は、ディスクドライ
ブが繰り返し稼働および停止されるにつれて、即ち該ド
ライブの接触開始停止（または"CSS")動作中に、記録ヘ
ッドによるスティクション力を受けることを示す。図11
の(a) は、図１に示された構造をもつが、バンプテクス
チャーをもたない磁気媒体に対応し、一方図11の(b)に
示された媒体は、該基板を300 ℃の温度に加熱すること
によりテクスチャー化された。これら両媒体は厚み約75
nmのCr下層、厚み約45nmのCoCrTa磁性フィルムおよび厚
み約20nmの水素化炭素のオーバーコートを有していた。
これらのディスクは、約3.2 nmの厚みの潤滑剤で被覆さ
れていた。該CSS テストのために、市販品として入手可
能な、3600のピークrpm を有するディスクドライブを使
用した。この記録ヘッドを、50% スライダーをもつ標準
的な3.0gmf薄層ヘッドであった。（ここで、「50%スライ
ダー(50% slider)」は当分野で周知の用語であり、「ナ
ノスライダー」とも呼ばれる。該ヘッドによって該媒体
に及ぼされる、全正規の力は3gであった。該ヘッド上に
かかる該圧縮力は応力ゲージを使用して測定した。図11
の(a) から理解されるように、バンプテクスチャーがな
い場合には、該ヘッドの受ける該圧縮力は極めて高く
（12ｇを越えた）、かつ数百CSS サイクル以内にヘッド
クラッシュを生じた。他方で、図11の(b) は、バンプテ
クスラャーを有する媒体が該ヘッド上に極微小のスティ
クション力のみを生じ、かつ20,000 CSSサイクルにおい
てさえ、低い値（6g未満）に維持された。この主な理由
は、該媒体表面の粗面化が該ヘッドと該媒体との間の接
触面積を減じることにあると考えられる。

【００２２】図10は典型的なテクスチャーバンプ10の断
面プロフィールを示す。バンプ10の長さ、ｌは約５〜20
μｍの範囲であり、一方該バンプの高さ、ｄは、図７お
よび図８に示したように、該ディスクの温度に依存す
る。該バンプの丸みをもつ表面は、CSS 動作中の粒子形
成を減じ、それによって摩擦の増大を減じることにより
改善される機械的な信頼性に関する特別な利点をもたら
す。その上、このような丸みを帯びた表面は、また鋭い
ピーク（例えば、硬質の研磨粒子で被覆したテープを用
いて、機械的にディスクをテクスチャー化した場合に形
成されるピーク等）をもつ基板に及ぼされる応力集中に
比して、局所応力集中を最小化する。ゾーンテクスチャー化一態様においては、比較的粗いCSS ゾーンおよび比較的
滑らかなデータゾーンを形成することが望ましい可能性
がある。このようなゾーンの利点は、上で参考文献とし
て本明細書に組み入れた欧州特許出願'989において論じ
られている。図12はCSS ゾーン12を示し、ここでは該記
録ヘッドは該ドライブの始動および停止の際に当接し、
かつ離脱する。CSS ゾーン12の好ましい位置は該ディス
クの内径に近いが、ゾーン12は該ディスク表面の任意の
位置に配置できる。場合によっては、ゾーン12は連続的
な環状の領域であり得る。あるいはまた、ゾーン12は１
または多数の分割された領域を含むことができる。滑ら
かなデータゾーン13がCSS ゾーン12を包囲している。ラ
ンプゾーン14は、ゾーン12の粗面性からゾーン13の粗面
性までの、段階的な粗面性における変化をもつ転移領域
を表す。

【００２３】図13および図14は２つのヒーターの配置を
模式的に示し、これらは該データゾーンを比較的滑らか
に維持しつつ、バンプテクスチャー化されたCSS ゾーン
を作成するのに使用できる。図13において、基板15はア
ーム17によってマスク16の一方の側に保持されている。
ヒーター18はマスク16の他方の側に設けられている。ヒ
ーター18は、典型的にはインテバック社(Intevac, In
c.) 製のMDP スパッタリングシステム用のヒーターステ
ーションである。機械的寸法および該ヒーターと該マス
クとの間、該マスクと該基板との間の間隔、および該孔
の径は該基板のサイズおよび厚みに依存する。マスク16
は、部分的にヒーター18を加熱中の基板から遮断する。
但し、マスク16内に形成された孔19の背後の基板15の環
状部分を除く。この環状領域は、該基板の残りの部分よ
りも強力に加熱され、かくしてより粗いCSS ゾーンとさ
れる。該基板内の熱拡散のために、粗面性において段階
的な減少を示す転移領域が、同様に該CSS ゾーンを包囲
するように形成される。図15は、ゾーンバンプテクスチ
ャー形成中の該ディスクの温度プロフィールを示すもの
である。該熱に暴露される領域の温度は一定に維持され
ると予想されるが、これは該データゾーンに向かって単
調に減少する。予想される、このようにして生成される
バンプテクスチャーを図16の(a) に示した。図16の(a)
から理解されるように、該基板上のバンプ19は、CSS ゾ
ーン12において比較的大きく、ランプゾーン14において
は、そのサイズは徐々に減衰する。データゾーン13にお
いては、テクスチクャーバンプは存在しない。（どんな
バンプも必要とされない。というのは、該記録ヘッドは
決してデータゾーン12と接触しないからである。）このことは、例えば図16の(b) に示したように、ランプ
ゾーン14をもたない、現在利用されている典型的なゾー
ンテクスチャーに比して、望ましいものである。図16の
(b) におけるゾーン12と13との間の急激な転移のため
に、該記録ヘッドは一方のゾーンから他方のゾーンに移
動する際に困難に遭遇する恐れがある。

【００２４】図17は、本発明によってディスク上に形成
したゾーンテクスチャーのテクスチャープロフィールを
示す図である。図17を得るのに使用したディスクは、上
記組成の5586D 合金を含むものであり、該ディスクの内
径近傍に位置する領域を該図中に示した温度まで加熱す
ることによりゾーンテクスチャー化されている。熱が該
ディスクの中心からその周辺に拡散するので、温度プロ
フィールが形成され、結果として図17に示されたテクス
チャープロフィールが形成された。図９において、該55
86D 合金は320 ℃程度に加熱した場合には、テクスチャ
ーを生成しなかったことに注目すべきである。図17にお
いて、350 ℃にてテクスチャーバンプの形成を開始する
ことが可能であった。重要なことは、テクスチャーバン
プを形成するのに必要な温度が合金組成に関連すること
である。該過飽和合金成分の量が多い程、該テクスチャ
ーバンプを形成するのに必要な温度は低い。図17は、ま
た45、75および150 ÅのRMS 値が、該基板をそれぞれ35
0 ℃、370℃および390 ℃に加熱することにより達成で
きたことをも示している。該基板を370 ℃に加熱した場
合、幅約1.78cm(0.7インチ）の転移領域が形成された。
該基板を390 ℃に加熱することにより、幅約2.03cm(0.8
インチ）の転移領域が形成された。該CSS ゾーンと該転
移領域との幅は、該ディスクと共に使用される該読み取
り−書き込みヘッドの幅以上、一般的には該読み取り−
書き込みヘッドの幅の３倍未満、好ましくは該読み取り
−書き込みヘッドの幅の約２倍以下であるべきである。
図14は環状加熱要素を示し、これを図13の配置の代わり
に、基板と隣接して配置して、環状の粗いCSS ゾーンを
形成することができる。あるいはまた、図12に示された
ような構造も、マスク16なしで使用して、該基板全体を
加熱し、結果としてテクスチャー化することを可能とす
る。上記の如く、これらの加熱要素をスパッタリング装
置のチャンバー内に含めて、テクスチャー化とフィルム
堆積とを一製造操作に組み込むことができる。

【００２５】テクスチャー化フィルムを使用した別の態
様本発明の別の態様においては、上で論じた析出現象を示
す合金基板を使用する代わりに、非−合金基板20、例え
ばガラス、炭素またはセラミック基板が使用される（図
19を参照のこと）。支持層22（典型的には、Ni-P）を基
板20上にメッキする。合金フィルム22、例えばAl合金
を、次にNi-P層22上に、例えばスパッタリング、蒸着、
メッキまたはその他の技術によって、10nm〜１μｍ、好
ましくは0.1 〜0.2 μｍの範囲の厚さまで堆積する。一
態様においては、層24を比較的低温（約150 ℃未満）に
て、比較的速い堆積速度（例えば、約0.2 〜１nm／秒、
またはそれ以上）にて堆積する。これは、初期における
層24の過飽和固溶体としての存在を保証するのに役立
つ。基板20および層22および24を、次に加熱し、テクス
チャーバンプを、析出の結果として（例えば、金属間化
合物領域または他の析出第二相領域の生成により）、層
24上にテクスチャーバンプを形成する。その後に、下層
26、磁性層28、保護層30および潤滑層を該ディスク上に
堆積する。もう一つの変法において、支持層22は合金フ
ィルム24を形成した後に、基板20上に形成する（図19を
参照のこと）。その後、下層26、磁性層28および保護層
30を形成する。層24の堆積および加熱並びに層26、28お
よび30の堆積は、一製造操作における一台のスパッタリ
ング装置内で実施できる。

【００２６】更に別の態様において、幾つかの層、例え
ば支持層３または22もしくは下層４または26を形成する
必要はない。更に、上記のように、支持層３または22を
形成する場合、これはNi-P以外の適当な硬質材料であり
得る。一態様において、層24は基板10に関連して上に示
したものと同一の組成をもつ合金、例えばAl合金を含
む。以上、本発明を特定の態様に関連して記載してきた
が、当業者は、本発明の精神並びに範囲を逸脱すること
なしに、その実施形態および細部について種々の変更を
なし得ることを認識するであろう。例えば、図１の態様
において、該加熱工程は、支持層３を堆積する前後、該
種々の層（該下層、磁性層およびオーバーコート）を該
基板上に堆積する前後に実施することができる。図18の
態様においては、該加熱工程は層24の堆積前後に実施す
ることかできる。何れの態様においても、該ディスク上
の種々の層は、スパッタリング以外の技術、例えばメッ
キまたは蒸着によって形成することができる。図18およ
び図19の態様において、基板20は合金であり得る。更
に、基板20は、また上記の析出現象を示すことができ、
層22も同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一態様に従って作成した磁気記録媒体
を示す図である。

【図２】Al合金基板を加熱することにより生成した、該
合金基板表面のテクスチャーの原子間力顕微鏡(AFM) 写
真である。

【図３】Al合金基板を加熱することにより生成した、該
合金基板表面のテクスチャーの原子間力顕微鏡(AFM) 写
真である。

【図４】Al合金基板を加熱することにより生成した、該
合金基板表面のテクスチャーの原子間力顕微鏡(AFM) 写
真である。

【図５】(a) および(b) は、それぞれ本発明の方法によ
りテクスチャー化した基板の光学顕微鏡写真である。

【図６】バンプテクスチャー形成の種々の段階および該
表面テクスチャーの対応するRaおよびピーク−谷値を示
す、模式的な図である。

【図７】異なるヒーター出力および暴露時間の下で生成
したテクスチャーの、Raおよびピーク−谷値を示す図で
ある。

【図８】異なるヒーター出力および暴露時間の下で生成
したテクスチャーの、Raおよびピーク−谷値を示す図で
ある。

【図９】加熱された種々の合金に関する、基板Ra値対温
度の関係を示す図である。

【図１０】テクスチャーバンプの断面を示す図である。

【図１１】(a) および(b) は、それぞれ本発明の方法に
よって生成したバンプテクスチャーをもたないおよびこ
れを有する媒体のCSS 性能を示す図である。

【図１２】薄層媒体上のテクスチャー化されたCSS ゾー
ンおよびデータゾーンを示す図である。

【図１３】磁気記録媒体をテクスチャー化するための加
熱ランプアセンブリーを模式的に示す図である。

【図１４】テクスチャー化したCSS ゾーンを形成するた
めの環状加熱ランプを模式的に示した図である。

【図１５】基板を加熱する際の温度プロフィールを示す
図である。

【図１６】(a) および(b) は、それぞれ本発明の方法に
よって形成した転移領域を含むCSS ゾーンおよび現存の
方法によって形成したCSS ゾーンの断面を示す模式的な
図である。

【図１７】本発明に従ってゾーンテクスチャー化された
ディスクに関する、粗面性とディスク中心からの距離と
の間の関係を示す図である。

【図１８】本発明の別の態様に従って作成した、加熱に
よってテクスチャー化した合金フィルムを含有する、デ
ィスクを示す図である。

【図１９】本発明の別の態様に従って作成した、加熱に
よってテクスチャー化した合金フィルムを含有する、デ
ィスクを示す図である。

【図２０】加熱し、結果として磁気記録媒体基板をテク
スチャー化するのに使用する、加熱チャンバーを含むス
パッタリング装置を示す模式的な図である。

【図２１】Al-Mg 合金に関する相図である。

【図２２】Al-Cu 合金に関する相図である。

【符号の説明】

２、１５、２０、３２・・・・基板３・・・・Ni-P層４、２６・・・・下層５、２８・・・・磁性層６、３０・・・・保護層１２・・・・ＣＳＳゾーン１３・・・・データゾーン１４・・・・ランプゾーン１６・・・・マスク１７・・・・アーム１８・・・・ヒーター１９・・・・バンプ２２・・・・支持層３０・・・・パレット３４・・・・ヒーターチャンバー３６、３８、４０・・・・スパッタリングチャンバー４２・・・・加熱要素４４、４６、４８・・・・スパッタリングターゲット５０・・・・ターゲットシールド５２・・・・ガス流入、流出導管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クオエイチヒューアンアメリカ合衆国カリフォルニア州 94086 サニーヴェイルシャスタファードライヴ 775 (72)発明者キャロラインエイロスアメリカ合衆国カリフォルニア州 94043 マウンテンヴィューサイプレスポイント 505 アパートメント 136

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固溶体を含む基板を準備し、該基板を加熱することにより、該基板上にバンプを形成
させ、一方で該基板をその融点以下に維持し、および該
基板上に磁性層を堆積する、諸工程を含むことを特徴と
する、磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】該加熱工程が、該基板上に１〜15nmの範
囲のRa値を有するテクスチャー化を生じる、請求項１記
載の方法。
【請求項３】請求項１記載の方法により作成されたデ
ィスク。
【請求項４】基板上に、固溶体フィルムを堆積し、該固溶体フィルムを加熱することにより、その上にバン
プを形成し、一方で該フィルムの温度を該固溶体の融点
以下に維持し、および該合金フィルム上に磁性フィルム
を堆積する、各工程を含むことを特徴とする、方法。