(57)【特許請求の範囲】
【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からなる導電性薄膜を形成し、そののち、前記導電性薄膜をアース電位として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。
【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。
【請求項３】
請求項２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，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，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。
【請求項４】
請求項２又は３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，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線的に結晶質の膜であることを特徴とする磁気ディスクの作製方法。
【請求項５】
請求項２又は３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。
【請求項６】
請求項２〜５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。
【請求項７】
請求項２〜６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。
【請求項８】
請求項２〜７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。
【請求項９】
請求項１〜８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、
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。
【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（Ｓｉ3Ｎ4-x）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3-x）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3-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（ＡｌＮ1-y）、酸化シリコン（ＳｉＯ2-y，ＳｉＯ1-y）、窒化チタン（ＴｉＮ1-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，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，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、ＣｏＣｒＰｔ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＣｒＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＴａ，ＣｏＣｒＰｔＮｂ，ＣｏＣｒＰｔＮｉ，ＣｏＣｒＰｔＴｉ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，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Ａｒ，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５ｎｍ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１３．５６ＭＨｚ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１０ｍＴｏｒｒ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Ｃｒ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１５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Ｃｒ80Ｔｉ20合金を、放電ガスに純Ａｒガスを使用したＲＦ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Ｃｏ69Ｃｒ19Ｐｔ12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ＲＦ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２〜３μｍ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３６００ｒｐｍ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、５〜２０時間でヘッドクラッシュが発生した。この原因をＳＥＭ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ＥＣＲ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１０ｍＴｏｒｒ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Ｃｒ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１０００Ｗ／１５０ｍｍφ、放電ガス圧力は３０ｍＴｏｒｒ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／１５０ｍｍφ、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１０００Ｗ／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３０ｎｍの場合であるが、この膜厚を３ｎｍ、５ｎｍ、５０ｎｍ、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５３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Ｔａ，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、３１…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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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