JPH1166558A - 磁気ディスクの作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂基板表面にスパッタ法によって磁気記録
媒体を形成する場合に、装置内のスパッタのフレイク等
の異物が基板表面に付着する現象を抑制し、安定した記
録再生を行なえる高信頼性の磁気ディスク作製方法を提
供する。 【解決手段】 真空中で樹脂基板１１をベーキング中
に、又は真空中で樹脂基板をベーキングしたのち真空を
破ることなく連続して、樹脂基板上に導電性薄膜１３を
形成し、そののちスパッタ法により磁性膜１６を形成す
る。導電性薄膜１３は非化学量論組成の酸化物、非化学
量論組成の窒化物、ネサガラス材のうちより選ばれた少
なくとも１種類の化合物で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大量の情報を迅速
かつ正確に格納するための情報記録媒体にかかり、特
に、高性能でかつ高信頼性を有する磁気ディスクの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高度情報化社会の進展にはめざま
しいものがあり、各種形態の情報を統合したマルチメデ
ィアが急速に普及してきている。これを支える情報記録
装置の１つに磁気ディスク装置がある。磁気ディスク装
置は、記録密度を向上させつつ小型化が図られている。
それと並行して、ディスク装置の低価格化が急速に進め
られている。

【０００３】現在の磁気ディスク用の基板には、表面に
ＮｉＰを形成したＡｌ円板やガラス円板が用いられてい
る。しかし、将来の低価格の磁気ディスク用の基板材と
しては樹脂が有望である。樹脂基板は成型性に優れ、予
めピットなどの凹凸を形成しておき、その上に磁性膜を
形成すると、基板の凹凸付近に磁場の不均一な部分が生
じる。この基板上の凹凸をあらかじめ一定のパターンで
形成しておき、これを検出することにより、位置決め信
号に代表される各種の信号を得ることができる。

【０００４】従来は、完成した磁気ディスクに、一枚一
枚サーボトラックライターを用いて位置決め信号を記録
しており、この位置決め信号の記録工程がディスク装置
を量産する際の障害となる場合があった。しかし、基板
として樹脂基板を用い、予め基板に凹凸を形成しておく
ことにより、この問題を解決することができる。ここ
で、磁気ディスクの高密度化を達成するためには、
（１）磁気ディスクと磁気ヘッドとの距離をつめるこ
と、（２）媒体の保磁力を増大させること、（３）信号
処理方法を工夫することなどが必須の技術である。前記
した凹凸を有する樹脂基板を用いる場合、先の高密度化
技術の中の、（１）の項目に対しては不利であった。こ
れは、このような基板上に媒体を形成すると、基板上の
凹凸を反映して、媒体表面に凹凸を生じるために、ヘッ
ド−媒体間の距離を一定間隔以下にするには限界がある
ためである。

【０００５】これに加えて、ガラス基板やＡｌ基板と樹
脂基板とでは、基板の有する表面エネルギーが異なる。
その結果、樹脂基板上に形成される磁性膜が、エピタキ
シャル成長しないで、異常成長した結果、表面の凹凸を
助長する場合があった。このような成長がディスクの所
々で生じると、ヘッドと磁性膜の間の距離を長くしなけ
ればならない。もし、高密度記録再生のため磁気ディス
クと磁気ヘッドとの距離をつめると、ヘッドクラッシュ
を生じてしまい、安定して記録再生を行うことができな
い。なお、磁性膜の結晶性を制御して形成する従来の方
法としては、特開昭６３−１８７４１４号公報がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】樹脂を基板に用いた磁
気ディスクを作製する場合、基板に帯電した静電気によ
り成膜装置内に存在するスパッタのフレイク等を吸着す
ることがある。基板上にスパッタのフレイク等を吸着す
ると、作製されたディスク表面に凹凸が形成されるた
め、ヘッドクラッシュを生じ、安定した記録や再生がで
きない。このようなフレイクが存在すると、結晶成長の
際に、形成される膜が異常成長を起こすために、媒体表
面の凹凸形成がさらに助長される。これに加えて、基板
表面を鏡面仕上げすることが困難で、凹凸が形成されて
いるので、異常成長を助長することが考えられる。その
結果として、この磁気記録媒体を用いて記録再生を行う
と、サーマルアスペリティやヘッドクラッシュを生じる
ために、安定した記録再生を行うことができなかった。

【０００７】これを回避するために、磁気ヘッドの浮上
量を大きくして磁気ヘッドと磁気記録媒体との距離を離
すと、記録密度の低下をきたしてしまう。このように、
樹脂基板上に磁性膜を形成すると、磁性膜が異常成長を
することにより、磁気記録媒体の性能の劣化や信頼性の
低下をきたしていた。上記の公知例には、樹脂基板に固
有のこのような課題については記載されていなかった。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたもので、その第１の目的は、樹脂基板表
面にスパッタ法によって磁気記録媒体を形成する場合
に、装置内のスパッタのフレイク等の異物が基板表面に
付着する現象を抑制し、安定した記録再生を行なえる高
信頼性の磁気ディスク作製方法を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、媒体とヘッド間の距離
（ヘッド浮上量）を小さくでき、高密度記録が可能にな
る、表面（磁気ヘッドの接触面）の平坦性に優れた磁気
ディスクの作製方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、少なくとも樹脂基板と磁性膜とを備え
る磁気ディスクの作製方法において、真空中で樹脂基板
をベーキング中に、又は真空中で樹脂基板をベーキング
したのち真空を破ることなく連続して、樹脂基板上に導
電性薄膜を形成し、そののち磁性膜を形成することを特
徴とする。そして、樹脂基板上に形成した導電性薄膜を
アース電位とした状態でスパッタ法による成膜を行う。

【００１０】この導電性薄膜の形成は、ベーキング中あ
るいはベーキング直後の樹脂基板の表面に直接行い、そ
れにより樹脂基板表面の電位をアース電位とし、樹脂基
板に電荷が帯電するのを抑制できるので、基板とヘッド
間にヘッド−媒体間距離（スペーシング）以上のサイズ
の異物やそれ以下のサイズであって磁気記録媒体を傷つ
ける異物が静電気により表面に付着するのを抑制でき
る。樹脂基板上に形成する導電性薄膜には、樹脂基板か
ら滲出してくる腐食成分が磁性膜中に拡散するのを防ぐ
役割も合わせて持たせることができる。

【００１１】導電性薄膜は非化学量論組成の酸化物、非
化学量論組成の窒化物、ネサガラス材のうちより選ばれ
た少なくとも１種類の化合物からなる薄膜であることが
望ましい。ネサガラス材としては、酸化インジウムや酸
化錫等の化合物が好ましい。非化学量論組成の酸化物あ
るいは窒化物は、膜中に欠陥が存在するため、ホッピン
グ導電により導電性が発生する。

【００１２】導電性薄膜に用いる材料の具体例として
は、結晶構造が非晶質の材料が好ましく、非化学量論組
成の窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化シリコン、
酸化アルミニウム、窒化チタン、酸化クロムのうちより
選ばれる少なくとも１種類の化合物、あるいは前記化合
物にＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｚｒのうちより選
ばれる少なくとも１種類の元素を添加した材料とするこ
とができる。Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｚｒ等の
元素を添加すると、導電性の向上に加えて、これらの元
素にはゲッタ作用があるので、樹脂基板から滲出してく
る腐食成分を捕獲する作用も向上する。

【００１３】非化学量論組成の窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ
_4-x）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ_3-x）、酸化クロム
（Ｃｒ₂Ｏ_3-x）の場合、ｘは化学的安定性及び応力の観
点から０．１〜０．５の範囲が好ましく、０．１〜０．
２の範囲がより好ましい。窒化アルミニウム（ＡｌＮ
_1-y）、酸化シリコン（ＳｉＯ_2-y，ＳｉＯ_1-y）、窒化
チタン（ＴｉＮ_1-y）の場合、ｙは化学的安定性及び応
力の観点から０．１〜０．２の範囲が好ましい。

【００１４】磁気ディスクの構造としては、前述の導電
性薄膜を形成した樹脂基板上に配向性制御膜、磁性膜、
保護膜の３種類の膜を、この順序に基板上に順次形成す
ることが好ましい。

【００１５】配向性制御膜は、ＣｒにＴｉ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｎのうちより
選ばれる少なくとも１種類の元素を添加した格子面間隔
がＣｒより大きく磁性膜より小さい１層の合金層、又は
Ｃｒ層とＣｒにＴｉ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｖ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｎのうちより選ばれる少なくとも１
種類の元素を添加した格子面間隔がＣｒより大きく磁性
膜より小さい合金層との２層からなり、隣接する層との
格子面間隔の変化が１０％以内であることが好ましい。
Ｃｒに前記元素を添加するのは、格子面間隔を磁性膜の
Ｃｏに近い値にすることにより、磁性膜の配向性を制御
し、良好な磁気特性を得るためである。

【００１６】例えば、配向性制御膜としてＣｒＴｉ合金
膜を用い、配向性制御膜とその下の導電性薄膜との格子
面間隔の変化が１０％以内となり、配向性制御膜とその
上の磁性膜との格子面間隔の変化が１０％以内となるよ
うに配向性制御膜の合金組成を定める。また例えば、配
向性制御膜として、純Ｃｒを第１層とし、ＣｒＴｉを第
２層とする２層膜を用いて段階的に格子面間隔を変化さ
せ、第１層の配向性制御膜とその下の導電性薄膜との格
子面間隔の変化、第１層の配向性制御膜と第２層の配向
性制御膜との格子面間隔の変化、第２層の配向性制御膜
とその上の磁性膜との格子面間隔の変化が全て１０％以
内となるように配向性制御膜の合金組成を決定する。材
料の選択、構造の選択、さらに添加元素濃度は、この上
に形成する磁性膜の材料や組成に依存する。

【００１７】磁性膜は、Ｃｏを主体とし、これに非磁性
のＴａ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｎｂの内より選ばれ
る少なくとも２種類の元素を含むＸ線的に結晶質の膜と
するのが好ましい。このような膜の例として、ＣｏＣｒ
Ｐｔ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＴ
ａ，ＣｏＣｒＰｔＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＮｉ，ＣｏＣｒＰ
ｔＴｉ等をあげることができる。ＳＥＭにより磁性膜の
結晶組織を観察するとき、Ｃｏの結晶粒子が物理的に孤
立した構造を有することにより磁気的結合を切断してい
る場合と、結晶粒子の粒界に添加した前記非磁性金属元
素が偏析して結晶粒子間の磁気的結合を切断している場
合とがあるが、得られる磁気的効果は同じである。

【００１８】また、磁性膜は、Ｃｏを主体とし、これに
窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化シリコン、酸化
アルミニウム、窒化チタン等の無機化合物のうちより選
ばれる少なくとも１種類の化合物を分散させたものとす
ることもできる。これらの無機化合物は、Ｃｏ円板上に
無機化合物ペレットを均一に配置して同時スパッタした
り、異なるソース源より同時にスパッタして混合する等
の方法によってＣｏ中に分散させることができ、これら
の無機化合物を分散させることにより前記非磁性の金属
元素を分散させたのと同様の効果が得られる。

【００１９】保護膜としては、Ｃ，ＷＣ，ＴｉＣ，Ｔａ
Ｃ，ＮｂＣのうちより選ばれる少なくとも１種類の化合
物を用いるのが好ましい。この上に、潤滑剤などの材料
を塗布してもよい。

【００２０】樹脂基板上に磁気記録媒体の作製を行うス
パッタリング法として、マイクロ波、高周波、あるいは
直流の内より選ばれる少なくとも１種類のエネルギー
と、Ａｒ，Ｈｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅの内より選ばれる少
なくとも１種類の元素からなる放電ガスを用いるスパッ
タ法を利用することができる。これは、基板加熱以外の
方法でプラズマ粒子のエネルギーを制御することによ
り、ディスク基板上に磁性膜をエピタキシャル成長させ
ることができ、樹脂基板にとって有効な成膜方法であ
る。

【００２１】これら導電性薄膜及び磁性膜の成膜は樹脂
基板の軟化温度以下で行なう必要があることはいうまで
もない。成膜時に、磁気ディスク基板に対して、バイア
ス電圧を印加すると、基板加熱と同様の効果が得られ
る。磁性膜は、表面の凹凸が膜面に垂直方向に５ｎｍｐ
−ｐ以下、膜面方向に周期１μｍ以上となるようにして
形成するのが好ましい。磁性膜表面がこのような平坦性
を有することにより、磁気ヘッドを安定に浮上させて安
定した記録、再生を行うことができ、ディスクの信頼性
を向上することができる。

【００２２】樹脂基板表面にサーボ信号発生用の凹凸が
設けられている場合、磁性膜の成膜時に、ＲＦスパッタ
法あるいは直流スパッタ法によるスパッタと同時にＡ
ｒ，Ｈｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｎｅのうちより選ばれる少なく
とも１種類の元素をイオンガンによりイオン化して照射
する方法を採用することで、磁性膜の樹脂基板に近い側
の面は樹脂基板表面の凹凸を反映した凹凸形状を有し、
最表面は凹凸の垂直方向段差が５ｎｍ以下、水平方向周
期が１μｍ以上の平坦な形状を有するようにすることが
できる。イオン化して照射する元素を希ガスとしたの
は、希ガスは磁性膜と反応することがなく、たとえ磁性
膜中に残留したとしても磁性膜の磁気特性に悪影響を与
えることが著しく小さいからである。

【００２３】磁性膜の成膜時にスパッタ粒子が凸部に被
着するのを抑制して、最表面は凹凸の垂直方向段差が５
ｎｍ以下、水平方向周期が１μｍ以上の平坦な形状にす
るための方法として、磁性膜をＥＣＲスパッタ法を用い
て成膜する方法を採用してもよい。そして、このように
して作製した磁気ディスク円板を用いて、磁気ディスク
円板、磁気ディスク駆動手段、磁気ヘッド、磁気ヘッド
駆動手段、記録再生信号を処理する電気回路等からなる
磁気ディスク装置を構成することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明する。 〔実施の形態１〕図１は、作製した磁気ディスクの断面
構造を示す模式図である。磁気ディスク用の樹脂基板と
して、アモルファスポリオレフィン（ＡＰＯ）基板を用
いた。ＡＰＯ基板１１のサイズは直径３．５インチであ
り、基板表面にはスタンパ法によって長さ１〜２μｍ、
幅０．５μｍ、深さ８０ｎｍの凹凸のピット１２が形成
されている。ＡＰＯ基板１１上には、導電性薄膜１３、
配向性制御膜１５、磁性膜１６、保護膜１７がそれぞれ
ＲＦスパッタ法によって積層して成膜されている。

【００２５】図２は、本実施の形態で用いたＲＦスパッ
タ装置の概略図である。スパッタターゲット２１は電磁
コイル２２の作る磁場中に配置され、周波数１３．５６
ＭＨｚの高周波電源２３に接続されている。基板２４は
ターゲット２１に対向して配置され、ターゲット２１か
ら飛来するスパッタ粒子２６が基板２４の表面に堆積し
て膜を形成する。また、このＲＦスパッタ装置はイオン
ガン２７を備え、基板２４に向けてイオンビーム２８を
照射することができるようになっている。ＲＦスパッタ
装置にバイアス電源２５を備え、基板２４にバイアス電
源１５から１００〜２００Ｖの直流電圧を印加してもよ
い。

【００２６】次に、磁気記録媒体の作製方法について説
明する。成膜に先立って、表面に凹凸ピット１２が形成
されたＡＰＯ基板１１を７０℃で３時間、真空中でベー
キングした。これは、樹脂基板１１中に含まれる水分を
除去し、樹脂基板１１上に形成される膜の諸特性を安定
化するためである。

【００２７】ベーキングの後、真空を破らずに、ベーキ
ングしたＡＰＯ基板１１上に続けて導電性薄膜１３とし
て窒化シリコン膜をスパッタ法により作製した。ターゲ
ットには純Ｓｉを、放電ガスにはＡｒ／Ｎ₂混合ガス
（混合比：９０／１０）を使用した。投入ＲＦ電力密度
は１０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧力は１０ｍＴ
ｏｒｒである。窒化シリコンを非化学量論組成にするた
めに、窒化シリコンをＳｉ₃Ｎ₄として成膜する場合に比
べて放電ガスのＮ₂濃度を低くし、また投入ＲＦ電力密
度を高くした。導電性薄膜１３の膜厚は、３０ｎｍであ
る。この膜の結晶構造をＸ線回折法により調べたとこ
ろ、２Θ＝４４°付近に非常にブロードなピークが観測
されただけであり、この膜はＸ線的には非晶質であるこ
とがわかる。

【００２８】窒化シリコンは、Ｓｉ₃Ｎ₄をターゲットに
用いて成膜する方法もあるが、その方法より、上述のよ
うにＳｉをターゲットに用いて反応性スパッタ法により
成膜する方が、膜の内部応力がストレスフリーに近く、
かつ、導電率の制御が容易であるので好ましい。

【００２９】導電性薄膜１３を設けることにより、基板
表面が常にアース電位になっているために、基板が帯電
されるのを抑制でき、静電気による異物の基板への吸着
を抑制することができる。この異物吸着抑制作用以外
に、導電性薄膜１３には、基板を介して磁性膜１６中に
侵入してくる水や、その水がキャリアとなって運んでく
る樹脂基板中に残留している重合開始剤等の腐食成分を
遮断する効果がある。さらにこれに加えて、この膜１３
の表面エネルギーを、表面の濡れ角を測定することによ
り評価したところ、ガラスの表面の濡れ角と同じであっ
た。

【００３０】次に、導電性薄膜１３上に、ターゲットに
Ｃｒを、放電ガスに純Ａｒガスを使用したＲＦスパッタ
法により、磁性膜の配向性制御膜１５の第１層としてＣ
ｒ膜を３０ｎｍの膜厚に形成した。スパッタの条件は、
投入ＲＦ電力密度が１０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガ
ス圧力が３０ｍＴｏｒｒである。次に、配向性制御膜１
５の第２層として、Ｃｒ₈₀Ｔｉ₂₀合金膜を２５ｎｍの膜
厚に形成した。Ｃｒ₈₀Ｔｉ₂₀合金膜は、ターゲットにＣ
ｒ₈₀Ｔｉ₂₀合金を、放電ガスに純Ａｒガスを使用したＲ
Ｆスパッタ法により形成した。スパッタの条件は、投入
ＲＦ電力密度が１０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧
力が３０ｍＴｏｒｒであり、第１層と同じ条件で成膜し
た。

【００３１】その上に、磁性膜１６としてＣｏ₆₉Ｃｒ₁₉
Ｐｔ₁₂合金膜を２０ｎｍの膜厚に形成した。スパッタ中
は基板を、ＡＰＯ樹脂基板の軟化温度より低い８０℃に
加熱した。ターゲットにはＣｏ₆₉Ｃｒ₁₉Ｐｔ₁₂合金を使
用し、放電ガスには純Ａｒガスを使用した。磁性膜１６
のスパッタと同時に、イオンガン２７からＡｒイオンを
５００Ｖの電圧で加速して基板表面に照射した。

【００３２】最後に、保護膜１７として、カーボン膜を
１０ｎｍの膜厚に形成した。スパッタの条件は、投入Ｒ
Ｆ電力密度が１０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧力
が３０ｍＴｏｒｒである。

【００３３】このようにして作製した磁気記録媒体の断
面をＳＥＭにより観察したところ、ＡＰＯ基板１１の表
面凹凸１２には関係なく磁性膜１６の表面は、凹凸の垂
直方向段差が３〜４ｎｍ程度、水平方向周期が２〜３μ
ｍ程度と、ほぼ平坦になっていた。一方、磁性膜１６の
底面は、ＡＰＯ基板１１の表面凹凸１２の上方では凹凸
の垂直方向段差が４０〜５０ｎｍ程度、ヘッドの走行方
向に沿った水平方向周期が１〜２μｍ程度と、ＡＰＯ基
板１１の凹凸形状に倣った凹凸形状を有していた。

【００３４】このように、Ａｒイオンの照射により基板
１１の表面凹凸形状に関係なく磁性膜１６の表面が平坦
になるのは、図３に略示するように、イオンビーム２８
の電荷が凹凸の凸部３１に集中し、スパッタ粒子２６が
破線２７で示すように再スパッタされて凸部３１が集中
的にエッチングされ、また、凹部３２は逆にエッチング
を受けにくいためと考えられる。また、ここではＲＦス
パッタと同時にイオン照射を行うことで表面が平坦な磁
性膜１６を成膜したが、ＥＣＲスパッタ法によって成膜
しても表面の平坦な磁性膜を形成することができる。

【００３５】このようにして作製した磁気記録媒体上に
潤滑剤を塗布した後に、図４に示す磁気記憶装置に組み
込んでその特性を評価した。磁気記憶装置は、図４
（ａ）に平面模式図を、図４（ｂ）に断面模式図を示す
ように、磁気ディスク４１と、これを回転駆動する駆動
部４２と、磁気ヘッド４３及びその駆動手段４４と、磁
気ヘッド４３に接続された記録再生信号処理手段４５を
有して成る周知の構成の磁気記憶装置である。磁気ディ
スク４１には、その半径方向に基板上の凹凸を反映した
サーボパターン領域４６がある。記録再生信号処理手段
４５は、磁気ディスク４１のサーボパターン領域４６上
の磁性膜の凹凸形状に起因して生じる不均一磁場を検出
し、その検出信号を用いて磁気ヘッド４３の位置決め信
号を発生する。

【００３６】図５は、樹脂基板１１に形成された凹凸ピ
ット１２の形状を反映した下面形状を有する磁性膜１６
から発生される漏洩磁束の様子を模式的に示したもので
ある。図５に示すように、磁性膜１６の下面に凹凸が存
在すると、磁性膜１６表面の漏洩磁束４８，４９に揺ら
ぎが生じる。この揺らぎは磁性膜１６の凹凸のエッジ部
分に形成されるため、それを磁気ヘッド４３で検出する
ことで位置決め用のサーボ信号を発生することができ
る。この磁性膜１６の下面に凹凸を形成するために基板
１１に凹凸ピット１２を予め形成しておくわけである。
その上に磁性膜１６を形成すると、基板１１の凹凸１２
を反映して磁性膜１６に凹凸が生じる。ここに予め記録
しておく信号は、位置決め信号に限らず、ユーザデータ
等を予め記録しておいてもよい。

【００３７】作製された磁気ディスクの磁性膜１６の磁
気特性は、保磁力が２．５ｋＯｅ、熱安定性を示す指標
であるＩｓｖが２．５×１０^-16ｅｍｕ、角形比の指標
であるＭ−ＨヒステリシスにおけるＳが０．８、Ｓ†が
０．９であり、良好な磁気特性を有していた。また、Ｘ
線回折によると、Ｃｏの（２１０）面が強く配向してい
た。

【００３８】比較のために、配向性制御膜１５の無い磁
気ディスクを作製した。磁性膜１６の成膜の際には、イ
オンガン２７からＡｒイオンを５００Ｖの電圧で加速し
て基板表面に照射した。こうして作製された磁気ディス
クは、磁性膜１６の保磁力が１．５ｋＯｅと著しく小さ
く、配向性もＣｏの（２１０）面の優先配向性が配向性
制御膜１５を有する磁気ディスクより低下していた。

【００３９】また、導電性薄膜を設けない以外は他の条
件を同じにして比較用の磁気ディスクを作製した。本発
明の磁気ディスクと比較用の磁気ディスクとの間には、
記録、再生特性に大きな違いは見られなかった。しか
し、磁気ヘッドの浮上量を３０ｎｍにして磁気ディスク
を回転させたところ、本発明の磁気ディスクは３６００
ｒｐｍで１０００時間以上回転させてもヘッドクラッシ
ュを生じることなく、安定に記録再生を行うことができ
た。これに対して、比較用の磁気ディスクでは、５〜２
０時間でヘッドクラッシュが発生した。この原因をＳＥ
Ｍによる断面観察により調べたところ、比較用の磁気デ
ィスクは基板上にゴミ等の異物が付着し、その上に膜が
形成されていた。特に、５０ｎｍ以下の微少な異物は帯
電しており、それが樹脂基板表面に発生した静電気によ
り吸着したと考えられる。ヘッドクラッシュは、この静
電気により付着した異物により生じたと考えられる。

【００４０】磁気ディスクのＳ／Ｎを評価したところ、
本発明による磁気ディスクでは３８ｄＢであった。この
Ｓ／Ｎは、記録面密度３ＧＢ／ｉｎｃｈ² に相当する信
号を記録した場合である。このディスクの欠陥レートを
測定したところ、信号処理を行わない場合の値で、２×
１０^-7以下であった。位置決め信号は、セクタ毎にユー
ザデータとユーザデータの間に設けた基板上のピットに
起因して磁性膜から発生される不均一磁場から検出した
信号を原信号と比較して再生したところ、±０．５μｍ
以下の位置決め精度を達成することができ、磁気信号で
記録したサーボパターンで位置決めを行う場合と同等以
上の精度を有していた。また、位置決め信号のＳ／Ｎ比
は３５ｄＢであり、特に問題はなかった。このように、
予め磁性膜の底面の凹凸として磁気記録媒体にサーボ信
号を記録しておくことにより、サーボトラックライタを
使用しなくとも、それと同等以上のサーボ信号を得るこ
とができた。

【００４１】これに対して、導電性薄膜を形成しないで
作製した磁気ディスクの欠陥レートは６×１０^-6と１桁
以上大きかった。このように、記録できない部分は、微
小な異物が付着していることがＳＥＭによる断面観察よ
り明らかになった。また、導電性薄膜を形成することの
効果は、樹脂基板の他にもガラスのような導電性を有し
ていない基板に対して有効であり、特に帯電しやすい樹
脂基板に対して最も効果が大きい。

【００４２】以上の結果は、導電性薄膜１３として窒化
シリコンを用いた場合についてのものであるが、窒化シ
リコン以外に、酸化クロム、酸化アルミニウム、窒化ア
ルミニウム、酸化マグネシウム等の化合物を用いても同
様の効果が得られる。ここで必要なのは、各化合物を非
化学量論組成として、ホッピング伝導などが生じるよう
にしてやることである。

【００４３】なお、ガラスとＡＰＯとでは濡れ角が異な
っているために、ガラス基板上には平坦な膜を成膜でき
た場合であっても、ＡＰＯ基板表面に直接磁気記録媒体
を作製すると、配向性制御膜及び磁性膜が異常成長する
部分が存在する場合がある。実際に、導電性薄膜１３を
設けることなく、ＡＰＯ基板１１上に直接配向性制御膜
１５及び磁性膜１６を成膜して磁気ディスクを作製した
ところ、ディスク表面の凹凸が大きくなり、基板表面に
凹凸が存在していない平坦な部分の上方でも磁性膜表面
に垂直方向に平均で５０ｎｍｐ−ｐの凹凸が存在してお
り、その水平方向の周期も１００ｎｍであった。こうし
て作製した磁気ディスクに潤滑剤を塗布して、磁気ディ
スク装置として組み立てて動作させたところ、動作とほ
ぼ同時にヘッドクラッシュを生じ、記録や再生ができな
くなった。このような現象は、ガラス基板を用いた場合
には見られなかった。

【００４４】このような異常成長の現象はガラス基板を
用いた場合には見られないものである。ＡＰＯ基板を用
いて、導電性薄膜を設けることなく、直接磁性膜を成膜
した場合に磁性膜に異常成長が生じるのは、基板表面の
濡れ角がガラス基板と異なるためである。このように、
導電性薄膜には、帯電防止作用に加えて、記録媒体の異
常成長を抑制する効果がある。

【００４５】〔実施の形態２〕図６に断面構造を示す磁
気ディスクを作製した。基板としてＡＰＯ基板５１を用
いた。ＡＰＯ基板５１のサイズは、直径３．５インチで
あり、基板表面はほぼ平坦である。ＡＰＯ基板５１上に
は、導電性薄膜５３、配向性制御膜５５、磁性膜５６、
保護膜５７が順に形成されている。この例では、導電性
薄膜５３の形成にマイクロ波を用いたＥＣＲスパッタ法
を用いた。これは、基板５１上に形成する第１層目をＥ
ＣＲスパッタ法によって形成すると、基板を射出成形す
る際に形成される基板表面の凹凸状態によらずに、平坦
な膜が得られるからである。

【００４６】図７は、本実施の形態で用いたＥＣＲスパ
ッタ装置の概略図である。導波管６１によって導かれた
周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波は電磁コイル６２の
作る磁場中で放電ガス（Ａｒガス）をサイクロトロン共
鳴によって電離し、Ａｒプラズマ６３を生成する。Ａｒ
プラズマ６３は筒状ターゲット６４をスパッタし、スパ
ッタ粒子は基板６５の表面に堆積して膜を形成する。基
板６５には、バイアス電源から１００〜２００Ｖの直流
バイアス電圧を印加するようにしてもよい。

【００４７】次に、磁気ディスクの製造方法について説
明する。成膜に先立って、ＡＰＯ基板５１を７０℃で３
時間、真空中でベーキングした。これは、樹脂基板５１
中に含まれる水分を除去することにより、基板上に形成
される膜の諸特性を安定化させるためである。

【００４８】次に、ベーキングのための真空を破らない
まま、ＡＰＯ基板５１上に、導電性薄膜５３として、チ
タン添加窒化シリコン膜を作製した。ターゲットとして
窒化シリコンターゲット上にチタンチップを均一に並べ
た複合ターゲットを用い、放電ガスには純Ａｒガスを用
いた。投入マイクロ波電力は１ｋＷ、放電ガス圧力は１
０ｍＴｏｒｒであり、窒化シリコンを非化学量論組成に
するために、放電ガスとして純Ａｒガスを用い、また、
投入マイクロ波電力も窒化シリコンをＳｉ３Ｎ４として
成膜する場合に比べて高くした。

【００４９】導電性薄膜５３の膜厚は、３０ｎｍであ
る。この膜の結晶構造をＸ線回折法により調べたとこ
ろ、２Θ＝４４°付近に非常にブロードなピークが観測
されただけであり、この膜はＸ線的には非晶質であるこ
とがわかる。

【００５０】これに引き続き、ターゲットにＣｒを用
い、放電ガスに純Ａｒガスを用いたＥＣＲスパッタ法に
より、磁性膜５６の配向性制御膜５５の第１層としてＣ
ｒ膜を３０ｎｍの膜厚に形成した。次に、ターゲットに
Ｃｒ₈₀Ｔｉ₂₀合金を、放電ガスに純Ａｒガスを使用し
て、配向性制御膜５５の第２層として、Ｃｒ₈₀Ｔｉ₂₀合
金膜を２５ｎｍの膜厚に形成した。いずれも場合も、投
入マイクロ波電力密度（周波数：２．４５ＧＨｚ）は１
０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧力は３０ｍＴｏｒ
ｒとした。

【００５１】その上に、ＥＣＲスパッタ法により、磁性
膜５６としてＣｏ₆₉Ｃｒ₁₉Ｐｔ₁₂合金膜を２０ｎｍの膜
厚に形成した。ここで、スパッタ中は基板を、ＡＰＯ樹
脂基板５１の軟化温度より低い８０℃に加熱した。ター
ゲットにＣｏ₆₉Ｃｒ₁₉Ｐｔ₁₂合金を、放電ガスに純Ａｒ
ガスを使用した。スパッタ条件は、投入マイクロ波電力
密度（周波数：２．４５ＧＨｚ）を１０００Ｗ／１５０
ｍｍφ、放電ガス圧力を３０ｍＴｏｒｒとした。

【００５２】最後に、保護膜５７として、カーボン膜を
１０ｎｍの膜厚に形成した。スパッタの条件は、投入マ
イクロ波電力密度（周波数：２．４５ＧＨｚ）は１００
０Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧力は３０ｍＴｏｒｒで
ある。

【００５３】この磁気ディスクの断面をＳＥＭにより観
察したところ、異物の取り込みは認められなかった。そ
して、基板表面は凹凸の垂直方向段差が３〜４ｎｍ程
度、水平方向周期が２〜３μｍ程度と、ほぼ平坦になっ
ていた。このようにして作製した磁気ディスク上に潤滑
剤を塗布した。ここでは、磁性膜５６及び保護膜５７を
ともにＥＣＲスパッタ法により作製したが、磁性膜５６
を形成した時点で十分な平坦性が確保できたので、保護
膜５７はＲＦスパッタ法により成膜してもよい。

【００５４】作製した磁気ディスクの磁性膜の磁気特性
は、保磁力が２．５ｋＯｅ、熱安定性を表す指標である
Ｉｓｖが２．５×１０^-16ｅｍｕ、角形比の指標である
Ｍ−ＨヒステリシスのＳが０．８、Ｓ†が０．９であ
り、良好である。Ｘ線回折によると、Ｃｏの（２１０）
面が強く配向している。比較のために、導電性薄膜５３
及び配向性制御膜５５の無い磁気ディスクを作製したと
ころ、保磁力が１．５ｋＯｅと著しく小さかった。

【００５５】上記の磁気ディスクを図４に示す磁気記憶
装置にセットして、評価したところ、実施の形態１の場
合とほぼ同様に、３５ｎｍまで磁気ヘッドを下げても、
ヘッドクラッシュは生じること無く、１０００時間以上
安定に記録再生することができた。この磁気ディスクの
Ｓ／Ｎを評価したところ、３８ｄＢであった。

【００５６】この例は、導電性薄膜５３の膜厚が３０ｎ
ｍの場合であるが、この膜厚を３ｎｍ、５ｎｍ、５０ｎ
ｍ、５５ｎｍと変化させて磁気ディスクを作製した。そ
の結果、導電性薄膜の膜厚が５ｎｍ以下の場合には、ピ
ンホールが多数存在しており、導電性薄膜を設けない場
合と大きな違いは見られなかった。また、導電性薄膜５
３の膜厚を５０ｎｍ以上とすると、内部応力により磁気
記録媒体表面に凹凸が生じ、ヘッドクラッシュが起き
た。そして、これらの磁気記録媒体の記録再生特性を評
価したところ、１０時間程度でヘッドクラッシュを生
じ、記録再生できなくなった。

【００５７】このようにして作製した磁気ディスクの断
面をＳＥＭにより観察したところ、導電性薄膜を有して
いない磁気ディスク基板の表面にはスパッタのフレーク
等の異物が付着していることを見出した。これに対し
て、本発明を用いて作製した磁気ディスクではこのよう
な異物はほとんど観察されなかった。このように、本発
明には樹脂基板表面に異物が付着するのを抑制する効果
があることがわかる。これに加えて、マイクロ波を用い
たスパッタ法によって成膜することにより、基板の表面
形態を反映することなく形成される膜の表面が平坦化さ
れるので、磁気ヘッドが安定して飛行でき、高信頼性の
記録再生を行うことができる。

【００５８】ここでは、チタン添加窒化シリコン膜を導
電性薄膜に用いた例を示したが、チタンの代わりにＴ
ａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｎのう
ちより選ばれる少なくとも１種類の元素を用いても同様
の効果が得られる。これらの金属元素を添加すると導電
率を容易に増大させることができ、基板の帯電を抑制す
る効果を向上することができる。ここでは、窒化シリコ
ンにこれら元素を加えた例を示したが、この他に、窒化
アルミニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化
チタン、酸化クロムの内より選ばれる少なくとも１種類
の化合物に前記元素を添加しても同様の効果が得られ
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明によると、樹脂などの非導電性基
板が帯電するのを防止でき、静電気による異物の付着を
抑制することができるため、ディスクに記録できない欠
陥領域の低減やヘッドクラッシュの発生を抑制すること
ができる。さらに、これら異物を核とした磁性膜の異常
成長や、基板の表面形状を反映した凹凸が形成されるの
を抑制できる。その結果、サーマルアスペリティやヘッ
ドクラッシュを抑制することができる。また、樹脂基板
を用いながら、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の距離をガ
ラスやＡｌの基板等と同様の４０ｎｍ以下の浮上量とす
ることができるため、高密度磁気記録が可能な記録媒体
を安価に供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気ディスクの一例の断面構造を
示す模式図。

【図２】本発明で用いたＲＦスパッタ装置の概略図。

【図３】イオンビーム照射の効果を説明する図。

【図４】磁気記憶装置の概略図であり、（ａ）は平面模
式図、（ｂ）は断面模式図。

【図５】凹凸形状を有する磁性膜から発生される漏洩磁
束を模式的に示した図。

【図６】本発明による磁気ディスクの他の例の断面構造
を示す模式図。

【図７】ＥＣＲスパッタ装置の概略図。

【符号の説明】

１１…樹脂基板、１２…凹凸ピット、１３…導電性薄
膜、１５…配向性制御膜、１６…磁性膜、１７…保護
膜、２１…ターゲット、２２…電磁コイル、２３…高周
波電源、２４…基板、２５…バイアス電源、２６…スパ
ッタ粒子、２７…イオンガン、２８…イオンビーム、３
１…凸部、３２…凹部、４１…磁気記録媒体、４２…駆
動部、４３…磁気ヘッド、４４…磁気ヘッド駆動手段、
４５…記録再生信号処理手段、４６…サーボパターン領
域、４８，４９…漏洩磁束、５１…樹脂基板、５３…導
電性薄膜、５５…配向性制御膜、５６…磁性膜、５７…
保護膜、６１…導波管、６２…電磁コイル、６３…プラ
ズマ、６４…筒状ターゲット、６５…基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小礒 良嗣 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 赤城 協 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 二本 正昭 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも樹脂基板と磁性膜とを備える
   磁気ディスクの作製方法において、 真空中で前記樹脂基板をベーキング中に、又は真空中で
   前記樹脂基板をベーキングしたのち真空を破ることなく
   連続して、前記樹脂基板上に導電性薄膜を形成し、その
   のちスパッタ法により前記磁性膜を形成することを特徴
   とする磁気ディスクの作製方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気ディスクの作製方法
   において、前記導電性薄膜をアース電位とすることを特
   徴とする磁気ディスクの作製方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の磁気ディスクの作
   製方法において、 前記導電性薄膜は非化学量論組成の酸化物、非化学量論
   組成の窒化物、ネサガラス材のうちより選ばれた少なく
   とも１種類の化合物からなる薄膜であることを特徴とす
   る磁気ディスクの作製方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の磁気ディスクの作
   製方法において、 前記導電性薄膜は非化学量論組成の窒化シリコン、窒化
   アルミニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化
   チタン、酸化クロムのうちより選ばれる少なくとも１種
   類の化合物からなる薄膜、あるいは前記化合物にＴｉ，
   Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｚｒのうちより選ばれる少な
   くとも１種類の元素を添加した薄膜であることを特徴と
   する磁気ディスクの作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の磁気
   ディスクの作製方法において、 前記導電性薄膜上に、配向性制御膜、前記磁性膜及び保
   護膜を、この順序で順次形成することを特徴とする磁気
   ディスクの作製方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の磁気ディスクの作製方法
   において、 前記配向性制御膜は、ＣｒにＴｉ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａ
   ｌ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｍｎのうちより選ばれる少
   なくとも１種類の元素を添加した格子面間隔がＣｒより
   大きく磁性膜より小さい１層の合金層、又はＣｒ層とＣ
   ｒにＴｉ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎ
   ｉ，Ｍｎのうちより選ばれる少なくとも１種類の元素を
   添加した格子面間隔がＣｒより大きく磁性膜より小さい
   合金層との２層からなり、隣接する層との格子面間隔の
   変化が１０％以内であることを特徴とする磁気ディスク
   の作製方法。
7. 【請求項７】 請求項５又は６記載の磁気ディスクの作
   製方法において、 前記磁性膜は、Ｃｏを主体とし、これにＴａ，Ｐｔ，Ｃ
   ｒ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｎｂの内より選ばれる少なくとも２種
   類の元素を含むＸ線的に結晶質の膜であることを特徴と
   する磁気ディスクの作製方法。
8. 【請求項８】 請求項５又は６記載の磁気ディスクの作
   製方法において、 前記磁性膜は、Ｃｏを主体とし、これに窒化シリコン、
   窒化アルミニウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、
   窒化チタンのうちより選ばれる少なくとも１種類の化合
   物を分散させたことを特徴とする磁気ディスクの作製方
   法。
9. 【請求項９】 請求項５〜８のいずれか１項記載の磁気
   ディスクの作製方法において、 前記磁性膜の成膜時に、磁気ディスク基板に対してバイ
   アス電圧を印加することを特徴とする磁気ディスクの作
   製方法。
10. 【請求項１０】 請求項５〜９のいずれか１項記載の磁
    気ディスクの作製方法において、 前記磁性膜を、表面の凹凸が膜面に垂直方向に５ｎｍｐ
    −ｐ以下、膜面方向に周期１μｍ以上となるようにして
    形成することを特徴とする磁気ディスクの作製方法。
11. 【請求項１１】 請求項５〜１０のいずれか１項記載の
    磁気ディスクの作製方法において、 前記磁性膜の成膜を行うスパッタリング法として、マイ
    クロ波、高周波、あるいは直流の内より選ばれる少なく
    とも１種類のエネルギーと、Ａｒ，Ｈｅ，Ｋｒ，Ｘｅ，
    Ｎｅの内より選ばれる少なくとも１種類の元素からなる
    放電ガスを用いることを特徴とする磁気ディスクの作製
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項５〜１１のいずれか１項記載の
    磁気ディスクの作製方法において、 前記保護膜として、Ｃ，ＷＣ，ＴｉＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ
    のうちより選ばれる少なくとも１種類の化合物を用いた
    ことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    磁気ディスクの作製方法において、 各工程を樹脂基板の軟化温度以下で行うことを特徴とす
    る磁気ディスクの作製方法。