JPH05250663A

JPH05250663A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH05250663A
Application number: JP4713292A
Authority: JP
Inventors: Keigo Iechika; 啓吾家近; Makoto Komatsu; 真小松; Noriyuki Shige; 則幸重; Shuichi Kojima; 修一小島; Yoshinori Honda; 好範本田; Masaki Oura; 正樹大浦; Makoto Kito; 諒鬼頭; Yuichi Kokado; 雄一小角
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】高磁気特性及び高耐摺動性を両立させた磁気
記録媒体を得る。【構成】基体上に磁性薄膜を２００℃以上の高温で皮
膜する工程（磁気ディスク基体８のパレット９の仕込室
１、シャッタ１１、加熱室２、ターゲット１３を有する
下地膜スパッタ室３、同じく磁性薄膜スパッタ室４等か
ら成る）と、その上にカーボン等の保護膜を皮膜する工
程（保護膜スパッタ室６、取り出し室７等を有する）と
の間に、保護膜を１５０℃以下で皮膜するための冷却工
程（冷却室５）を設ける。これにより、磁性薄膜は高温
で皮膜されるので、磁気特性（保持力、角形比、磁気異
方性等）は高い値が維持される。また、保護膜は低い温
度で皮膜されるので硬質の皮膜が形成され、耐摺動強度
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクや磁気テ
ープなどの磁気記録媒体の製造方法に係り、特に、磁気
記録再生特性と耐摺動特性の良好な磁気記録媒体の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気記録媒体は、基体、下地膜、
磁性薄膜、及び保護膜から成り、これらの膜は真空装置
の中で、蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ等の技術を用
いて連続して成膜される。その際、例えば特開平２−９
０１６号公報に示されるように、基板温度を２００℃以
上の高温に加熱しながら磁性薄膜を成膜することによ
り、保磁力・角形比・磁気異方性等の磁性薄膜の特性を
向上させることができる。また、生産に際しては、生産
性を考慮して磁性薄膜の成膜に引続いて保護膜の成膜を
連続して行っているため、保護膜成膜時の温度も高温の
ままとなっている。しかし、保護膜の耐摺動特性は、成
膜温度の上昇と共に耐摺動強度が低下してしまう傾向が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、磁
性薄膜の成膜の成膜時の基板温度を高温に加熱すること
により、磁気特性の優れたものが得られるが、それに伴
って、続いて行なわれる保護膜の成膜時の温度も高温に
なっているため、保護膜として十分に硬度の高いものが
得られず、保護膜の耐摺動特性（耐摺動強度）は、成膜
温度の上昇と共に低下してしまうという問題があること
がわかった。例えば、保護膜としてカーボンを用いた場
合、成膜温度が高いときにはグラファイト構造になり易
いが成膜温度が低いときにはアモルファスやダイヤモン
ド結晶構造が現れるようになって、硬度が高まると考え
られる。このように、従来技術では、良好な特性の磁気
記録媒体を得るための、磁性薄膜の成膜時の温度条件と
保護膜の成膜時の温度条件とが相反しているため、磁気
特性及び耐摺動特性が共に優れているものを得るのは困
難であった。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、連続成膜においても、保磁力・角形比
・磁気異方性等の磁性薄膜の特性を維持すると共に、耐
摺動特性が優れた保護膜を有する磁気記録媒体を得るこ
とのできる磁気記録媒体の製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基体上に少なくとも磁性薄膜とこの磁性
薄膜を保護する非磁性の硬質保護膜とが形成される磁気
記録媒体の製造方法において、硬質保護膜の成膜温度を
磁性薄膜の成膜温度よりも低くする。このため、磁性薄
膜の成膜工程と硬質保護膜の成膜工程の間と冷却工程を
入れる。

【０００６】好適な例において、硬質保護膜の成膜温度
は１５０℃よりも低くされる（例えば、磁性薄膜の成膜
温度２００℃に対し、硬質保護膜の成膜温度は１５０℃
以下（望ましくは１００℃以下）のように低くされ
る）。

【０００７】冷却工程で磁気記録媒体を冷却するため、
冷却板を磁気媒体に接近させて輻射熱により媒体を冷却
するか、または、冷却ガスを直接磁気記録媒体に吹き付
ける冷却装置（冷却チャンバー，冷却機構）を備える。

【０００８】

【作用】上記構成に基づく作用を説明する。

【０００９】本発明によれば、硬質保護膜の成膜温度を
磁性薄膜の成膜温度よりも十分に低くし、具体的には、
磁性薄膜の成膜工程と硬質保護膜の成膜工程の間に冷却
工程を入れたので、磁性薄膜は高温で成膜し、保護膜は
低温で成膜することができる結果、磁気特性と耐摺動性
の両特性が優れた磁気記録媒体を得ることができる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１１】図１は、本発明に用いられるインライン型
スパッタ装置の構造図、図２は、冷却チャンバーの一実
施例の断面構造図、図３は、冷却チャンバーの他の実施
例の断面構造図である。図１〜図３において、１は仕込
み室、２は加熱室、３は下地膜スパッタ室、４は磁性膜
スパッタ室、５は冷却室、６は保護膜スパッタ室、７は
取り出し室、８は磁気ディスク、９は網状の基板保持パ
レット、１０は電磁弁、１１はシャッタ、１２は赤外線
ランプヒータ、１３はターゲット、１４はアルゴンガス
配管、１５は窒素ガス配管、１６はドライポンプ、１７
はクライオポンプ、１８は排気配管、１９は排気量調節
弁、２０はインナーチャンバー、２１は冷却ブロック、
２２は冷媒配管、２３はパレット搬送レール、２４は冷
却ガス配管、２５は冷却ガスノズルである。

【００１２】実施例１磁性薄膜スパッタ室４と保護膜スパッタ室６の間に、冷
却室５および、冷却機構を設けた図１に示すインライン
スパッタ装置において、下地膜・磁性薄膜の成膜条件、
冷却条件、保護膜の成膜条件を図４のように設定して磁
気ディスクを製造する。

【００１３】ここで基体には、５．２５インチのＮｉ−
Ｐメッキされたアルミニウム基板を用い、これを基板保
持用のアルミニウム製パレット９に４枚搭載し、連続搬
送成膜を行なう。ここでは、基板をふくむパレット全体
をワークと呼ぶ事にする。

【００１４】図１に示すように、まず仕込み室１にワー
クを導入し、ドライポンプ１６とクライオポンプ１５を
用いて、１×１０‐⁵Ｔｏｒｒ以下の真空に引く。その
後、シャッター１１を開け、加熱室２にワークを導入す
る。ここでは、赤外線ランプヒーター１２を用いワーク
を加熱しながらクライオポンプ１７により、３×１０‐
⁶Ｔｏｒｒ以下の真空に引く。次のシャッターが開く前
に、加熱室１２にアルゴンガスを導入して、２ｍＴｏｒ
ｒのガス圧にした後、ワークを下地膜スパッタ室１３に
導入する。そこで、室３〜６で、図４に示す条件で、下
地膜、磁性薄膜および、保護膜を成膜する。例えば、加
熱室２の温度を２５０℃程度とするとき、下地膜スパッ
タ室３の温度が２３０℃程度、磁性膜スパッタ室４の温
度が２００℃程度とされる。この工程は、連続成膜を行
うためシャッターを設けない。しかし、各室のガス圧力
が異なることもあるので、各室の境はスリット状になっ
ており、各室のガス圧力は維持できるようになってい
る。特に、冷却室５のガス圧力は、冷却効率を高めるた
めに、例えば４０ｍＴｏｒｒのように高く設定されてい
るため、室の境からも排気することにより、他室のガス
圧力を維持することができるようになっている。成膜が
終了したのち、取り出し室７で大気圧に戻され、成膜工
程が終了する。なお、各膜厚は、Ｎｉ−Ｐメッキ層がほ
ぼ１０μｍ，クロム下地膜が５０〜６００ｎｍ、磁性薄
膜が３０〜８０ｎｍ、保護膜が１０〜６０ｎｍ程度であ
る。

【００１５】上記プロセスにおいては、図５中の条件１
の曲線で示すように、磁性薄膜の成膜温度に比べ、保護
膜の成膜温度を５０℃以上下げることが出来る。

【００１６】図１においては、連続搬送成膜システムを
示したが、いわゆるバリアン方式のような、個々のチャ
ンバーが独立している形式の静止型成膜システムにおい
ても同様の製造プロセスを適用することが出来る。

【００１７】実施例２実施例１において、図１の冷却室５の横断方向断面図で
ある図２に示すような冷却機構を設置する。つまり、冷
媒配管２２を設置した冷却ブロック２１をインナーチャ
ンバー２０に設置し、水冷もしくは他の冷媒を用いて冷
却し、この冷却ブロックを、パレット搬送レール２３で
搬送されるワークと１０mm以下に接近することにより、
ワークから熱を奪い冷却する。この距離は１ｍｍ以下に
おいて効果が著しい。

【００１８】このとき、冷却効率を向上させるために
は、冷媒配管２２および、冷却ブロック２１は、熱伝導
率の良い銀あるいは銅が好ましいが、アルミニウムでも
効果を発揮できる。また、冷媒はヘリウムガス、液体窒
素等が好ましいが、水でも良い。

【００１９】ここで、冷媒配管および冷却ブロックの材
料に銅を用い、冷媒に−２０℃に冷却したオイルを用
い、ワークと冷却ブロックの距離を５ｍｍに設定した時
の基板の冷却曲線を、図５の条件２に示す。

【００２０】実施例３本実施例では、実施例２で用いた冷却ブロック２１を、
パレット面に接触させるようにしたので、これにより、
さらに冷却効率を向上させることができる。このとき、
図２に示すように、パレット９の厚さをディスク８の基
板の厚さより厚くすることにより、直接冷却ブロックが
基板に接触して基板面に傷を付けることを防ぐことがで
きる。

【００２１】また、冷却ブロックは、エアーシリンダー
等の駆動装置により、パレットに直接接触させたり離し
たりすることが可能な構造とする。

【００２２】実施例４実施例３においては、基板の端面とパレットの接触面お
よび、パレット面と冷却ブロックの接触面の熱伝導損失
を利用して冷却を行なっているが、本実施例では、さら
に冷却効率を向上させるために、冷却ブロックが基板の
最内周部分に接触するように、突起２１ａを設ける。つ
まり、ディスク８の記録領域を避け、中心付近の非記録
領域でこの突起を接触させるようにする。これにより、
基板から直接熱を奪うことができるため、図５の条件３
に示す冷却曲線となる。

【００２３】また、冷却ブロックが基板に接触する際、
こすれがあると、、基板に傷を付ける可能性があるの
で、ワークを静止させた状態で冷却することが好まし
い。また、冷却ブロックを移動させ、ワークとの相対速
度を０にする機構でも構わない。

【００２４】実施例５本実施例では、実施例１において、図３に示すような冷
却機構を設置する。つまり、アルゴン等の冷却ガスを、
冷却ガス配管２４を通じて冷却ノズル２５からワークに
吹き付け磁性媒体を冷却する。この時冷却ガスは、アル
ゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスが好ましい
が、窒素、水素等のガスを用いてもよい。ここで、アル
ゴンガス以外のガスを用いると、他室のガスと混合する
可能性が有るので、冷却室の前後にシャッターを設ける
ことが好ましい。また、バッファ室を設けても良い。

【００２５】また、冷却ガスの温度は、室温が簡便であ
るが、それ以下に冷却しておくと冷却効率が向上するの
で好ましい。

【００２６】実施例１のスパッタ装置においては、コー
ンフラット型ノズル（円錐形ノズルの平坦な円形底面が
開口となっているもの）を片面２０個用い、総ガス流量
を２００ｓｃｃｍ（ＳｔａｎｄａｒｄＣｕｂｉｃＣ
ｅｎｔｉｍｅｔｅｒｐｅｒＭｉｎｕｔｅｓ）に設定
し、図５の条件４の冷却曲線を得た。なお、ガス流量は
多い方が冷却効率が良いが、多すぎるとゴミを舞い上げ
たり、クライオポンプの寿命を短くするため、均一にガ
スがワークに当るように、ノズル形状と個数を選択しガ
ス流量を最小限にする必要が有る。

【００２７】以上の実施例によると、磁性薄膜の特性を
維持したまま、保護膜の耐摺動性を向上させることがで
きる。図６に磁性薄膜の成膜温度は２００℃一定とし、
保護膜の成膜温度を色々変えたときのドラッグテストの
結果を示す。このテストは、保護膜の摩耗強度を評価す
る手段として、アルミナ摺動子をバネ荷重１０グラムで
保護膜上に押しつけ、これを往復運動させるものであ
る。このテストによると、保護膜が破壊されるまでの往
復回数が、冷却をしない場合に比べ２．５倍以上に向上
した。

【００２８】これは、カーボン膜の膜質が変化したこと
によるもので、図７に示すラマン・スペクトル（レーザ
光による吸収スペクトル）の、１３５０cm‐¹と１５５
０cm‐¹の強度比、Ｉ₁₃₅₀／Ｉ₁₅₅₀をとると、図８に示
すように、成膜温度の下降と共に、強度比も減少してい
る。このＩ₁₃₅₀はグラファイト構造によるもので、この
強度比が大きいことはグラファイト構造が多くなってお
り、小さいことはアモルファスやダイヤモンド構造が多
くなっていることを意味している。これは、膜硬度の上
昇と良く一致しており、強度比が０．９以下、好ましく
は０．８以下のカ−ボン膜が、耐摺動強度に優れている
といえる。

【００２９】また、以上の実施例で得られた磁気記録媒
体は、図９に示す特性を持ち、さらに、ヘッド・ディス
クアセンブリーに装着し評価を試みたが、記録特性につ
いては、従来と同等の性能が得られ、耐摺動信頼性につ
いても良好な結果が得られた。上記実施例では、保護
膜としてカーボンを用いる場合について説明したが、保
護膜としてＺｒＯ₂ やＷＣ等を用いた場合にも同様に適
用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、硬質保護膜の成膜温度を磁性薄膜の成膜温度より
も低くしたので、磁気記録再生特性を十分に高い性能に
維持したまま、硬質保護膜の強度を高めて耐摺動特性を
向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるインライン型スパッタ装置の構
造図である。

【図２】図１における冷却チャンバーの一実施例の断面
構造図である。

【図３】図１における冷却チャンバーの他の実施例の断
面構造図である。

【図４】本発明の実施例による製造条件の設定例を示す
図である。

【図５】冷却条件による冷却効率比較のグラフである。

【図６】成膜温度による耐摺動強度比較のグラフであ
る。

【図７】ラマン・スペクトルのチャートである。

【図８】ラマン・スペクトル強度比比較のグラフであ
る。

【図９】本発明の実施例と従来例と対比したテスト結果
を示す図である。

【符号の説明】

１仕込み室２加熱室３下地膜スパッタ室４磁性薄膜スパッタ室５冷却室６保護膜スパッタ室７取り出し室８磁気ディスク９基板保持パレット１０電磁弁１１シャッタ１２赤外線ランプヒーター１３ターゲット１４アルゴンガス配管１５窒素ガス配管１６ドライポンプ１７クライオポンプ１８排気配管１９排気量調節弁２０インナーチャンバー２１冷却ブロック２２冷媒配管２３パレット搬送レール２４冷却ガス配管２５冷却ガスノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小島修一神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者本田好範神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者大浦正樹神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (72)発明者鬼頭諒神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者小角雄一神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に少なくとも磁性薄膜とこの磁性
薄膜を保護する非磁性の硬質保護膜とが形成される磁気
記録媒体の製造方法において、前記硬質保護膜の成膜温
度を前記磁性薄膜の成膜温度よりも低くしたことを特徴
とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】前記磁性薄膜の成膜工程と前記硬質保護
膜の成膜工程の間に、冷却工程を入れることを特徴とす
る請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】前記硬質保護膜の成膜温度を１５０℃よ
りも低くしたことを特徴とする請求項１または２記載の
磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】前記冷却工程において磁気記録媒体を冷
却する冷却装置を備え、前記冷却装置は、冷却板を磁気
記録媒体に接近させて輻射熱により磁気記録媒体を強制
的に冷却するようにしたことを特徴とする請求項２また
は３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】前記冷却工程において磁気記録媒体を冷
却する冷却装置を備え、前記冷却装置は、冷却ガスを磁
気記録媒体に吹きつけて強制的に冷却するようにしたこ
とを特徴とする請求項２または３記載の磁気記録媒体の
製造方法。