(57)【要約】【課題】垂直磁気記録媒体の記録層に用いるＣｏ系合金は腐食しやすい合金であるため、記録密度向上のために保護膜の薄膜化を進めていくと、耐食性、耐久性の観点から製品性能を満足する結果を得ることが難しくなってくる。【解決手段】垂直磁気記録媒体のグラニュラー磁性層６を保護するＤＬＣ保護膜７をＣＶＤ法により形成する際に、グラニュラー磁性層界面側の第１層７ａの膜厚を保護膜全膜厚の７．５〜２５％，水素含有量を３３〜３８％とし、第２層７ｂの膜厚を保護膜全膜厚の５０〜８５％，窒素含有量を３〜７％とし、最表面側の第３層の膜厚を保護膜全膜厚の７．５％〜２５％，水素含有量を２５％以下とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層と、保護膜とが形成された垂直磁気記録媒体において、
前記保護膜は炭素を主成分とし水素を含んだ３層のダイヤモンドライクカーボン層を有し、第１層は全膜厚の７．５〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が３３〜３８％であり、第２層は全膜厚の５０〜８５％の膜厚を有し、さらに窒素を含有し、該窒素の含有量が３〜７％であり、第３層は全膜厚の７．５％〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が２５％以下であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
前記保護膜の全膜厚は３．０ｎｍ〜５．０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
前記グラニュラー磁性層は、Ｃｏ系合金であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記軟磁性層とグラニュラー磁性層との間にＲｕ中間層が形成されていることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記保護膜の上に潤滑膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記基板は、ソーダライムガラス基板、化学強化アルミノシリケート基板、Ｎｉ−Ｐ無電解めっきＡｌ−Ｍｇ合金基板及びセラミックス基板の中から選ばれた１種の基板であり、
前記密着層は、ＡｌＴｉ，ＮｉＴａ，ＡｌＴａ，ＣｒＴｉ，ＣｏＴｉ，ＮｉＴａＺｒ，ＮｉＣｒＺｒ，ＣｒＴｉＡｌ，ＣｒＴｉＴａ，ＣｏＴｉＮｉ及びＣｏＴｉＡｌの中から選ばれた１種の合金層であり、
前記軟磁性層は、ＦｅＣｏ系合金層であり、
前記グラニュラー磁性層は、Ｃｏ系合金であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記グラニュラー磁性層は、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２合金であることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項８】
前記ＦｅＣｏ系合金軟磁性層とＣｏ系合金グラニュラー磁性層との間にＲｕ中間層が形成されていることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項９】
前記ＦｅＣｏ系合金軟磁性層と前記Ｒｕ中間層の間にＮｉＷ合金，ＮｉＦｅ合金，ＮｉＴａ合金及びＮｉＴｉ合金の中から選ばれた１種の合金からなるシード層が形成されていることを特徴とする請求項８記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記密着層と軟磁性層の間に、ＮｉＦｅ合金、ＦｅＭｎ合金及びＣｏＦｅ合金が積層された軟磁性層裏打ち層が形成されていることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記軟磁性層は、ＦｅＣｏ系合金下部軟磁性層と、Ｒｕ反強磁性結合層と、ＦｅＣｏ系合金上部軟磁性層の積層であることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項１２】
非磁性基板の上にスパッタリングにより、少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層とを形成する工程と、
前記非磁性基板にバイアス電圧を印加することなく、前記グラニュラー磁性層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第１保護層を形成する工程と、
前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、前記第１保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第２保護層を形成する工程と、
前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、前記第２保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第３保護層を形成する工程と、を含むことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１３】
前記第１保護層は、該第１保護層と前記第２保護層及び第３保護層の全膜厚の７．５〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が３３〜３８％であり、前記第２保護層は全膜厚の５０〜８５％の膜厚を有し、窒素含有量が３〜７％であり、前記第３保護層は全膜厚の７．５％〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が２５％以下であることを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１４】
前記炭化水素ガスは、メタンガス、エタンガス、エチレンガス及びアセチレンガスの中から選ばれた１種のガスであることを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１５】
前記第３保護層の形成時、窒素ガスを添加しないことを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１６】
前記軟磁性層を形成する工程の後に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１７】
前記軟磁性層を形成する工程と、前記グラニュラー磁性層を形成する工程の間に結晶配向層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１８】
前記グラニュラー磁性層を形成する工程の前に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１９】
前記軟磁性層を形成する工程は、ＦｅＣｏ系合金下部軟磁性層を形成する工程と、Ｒｕ反強磁性結合層を形成する工程と、ＦｅＣｏ系合金上部軟磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項２０】
前記ＦｅＣｏ系合金上部軟磁性層を形成する工程の前に、前記基板を冷却する工程を含むことを特徴とする請求項１９記載の垂直磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体に係り、特に高密度に磁気記録が可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の記憶装置に用いられる磁気ディスク装置は年々その重要性が高まり、大容量小型化へと発展を遂げている。磁気ディスク装置の大容量小型化には高密度化が不可欠である。そのため、近年、従来の面内磁気記録方式に比べて高密度化が可能な垂直磁気記録方式による製品実用化が急がれている。垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体には、ガラス基板やアルミニウムにニッケルリンメッキを施した剛性の非磁性基体上に密着層、軟磁性層、中間層、グラニュラー磁性層を設けると言った層構成が用いられることがある。面内磁気記録方式が磁気特性を向上させる為に基板温度を200〜400゜Ｃに加熱するのに対して、垂直磁気記録方式に用いるグラニュラー磁性層は概ね100゜Ｃ以下でないと磁気特性が向上できない。
【０００３】
従来より、スパッタリングによる成膜技術を用いて作製される磁気記録媒体には、磁性層を磁気ヘッドによる摺動から保護する目的でダイヤモンドライクカーボン(ＤＬＣ)保護膜を設けており、その膜厚は５nm以下にまで薄膜化されている。また、磁気ヘッドと磁気記録媒体の摩擦を低減する目的で、保護膜の上にはパーフルオロポリエーテル液体潤滑剤を塗布するのが一般的である。
【０００４】
ＤＬＣ保護膜は、一般的に、炭化水素ガスを用いたケミカルベーパーデポジション(ＣＶＤ)法により、炭化水素ラジカルと炭化水素イオンを基板に堆積させることによって得られる（例えば特許文献１）。従来の面内磁気記録媒体は基板温度が上記のごとく高温である為、ＣＶＤ法による成膜中に一旦基板表面に到達した結合力の弱い炭化水素ラジカルが再脱離し、炭化水素イオンの打ち込みによるスパッタ効果と相まって、磁性層上に残る保護膜としては結合力の強いＤＬＣ膜を生成できる。この場合、特許文献２に記載されているように、ＤＬＣ保護膜は水素含有量が凡そ３５％程度以下であり、磁気ヘッドの浮上性を向上する為には水素含有量を下げることが望ましいとされている。また、特許文献３には、カーボン保護膜をプラズマＣＶＤカーボン層と、スパッタカーボン層の２層で構成することにより、耐久性を十分なものとしつつ薄膜化することができることが記載されている。
【０００５】
しかしながら、上記したグラニュラー磁性層を用いる垂直磁気記録媒体では、基板温度が７５゜Ｃ以下と低い為に炭化水素ラジカルの再脱離が起こりにくく、結合力の弱く保護膜としての機能を十分に果たせないＤＬＣ膜、または非常にやわらかいポリマーライクカーボン（ＰＬＣ）膜を極めて速い成膜速度で生成しやすく、磁気ヘッドの衝撃から磁性層を保護することができない、耐食性が良くない、といった問題が発生しやすい。また、この場合のＤＬＣ膜またはＰＬＣ膜は水素含有量が４０％以上となり磁気ヘッド浮上性も劣化する。
【０００６】
これらの問題点に対して、特許文献４には、炭化水素ガスに水素ガスを混合し、基板にバイアス電圧を印加することで、基板反応表面からの水素の引き抜き効果により、耐摺動性、耐食性に優れた良質のＤＬＣ膜を形成できることが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−９０１２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２４６２号公報
【特許文献３】特開２００４−０９５１６３号公報
【特許文献４】特開２００６−１１４１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献４に記載された垂直磁気記録媒体は、耐摺動性、耐食性に優れた良質のＤＬＣ膜を保護膜として有してはいるが、垂直磁気記録媒体の記録層に用いるＣｏ系合金は腐食しやすい合金であるため、記録密度向上のために保護膜の薄膜化を進めていくと、耐食性、耐久性の観点から製品性能を満足する結果を得ることが難しくなってくる。
本発明は上記の如き問題点を解消する為になされたものであり、その第１の目的は、グラニュラー磁性層を用いた垂直磁気記録媒体に機能的なＤＬＣ保護膜を付与し、耐食性、耐久性を向上することである。
また、第２の目的は、耐食性、耐久性に優れた垂直磁気記録媒体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では主として次のような構成を採用する。基板上に少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層と、保護膜とが形成された垂直磁気記録媒体において、前記保護膜は炭素を主成分とし水素を含んだ３層のダイヤモンドライクカーボン層を有し、第１層は全膜厚の７．５〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が３３〜３８％であり、第２層は全膜厚の５０〜８５％の膜厚を有し、さらに窒素を含有し、窒素の含有量が３〜７％であり、第３層は全膜厚の７．５％〜２５％の膜厚を有し、水素含有量が２５％以下である。
【００１０】
本発明の代表的な垂直磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板の上にスパッタリングにより、少なくとも密着層と、軟磁性層と、グラニュラー磁性層とを形成する工程と、前記非磁性基板にバイアス電圧を印加することなく、グラニュラー磁性層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第１保護層を形成する工程と、前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、第１保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第２保護層を形成する工程と、前記非磁性基板に負のバイアス電圧を印加し、第２保護層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッションにより第３保護層を形成する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、グラニュラー磁性層を用いた垂直磁気記録媒体において、耐食性、耐久性を向上することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に従い本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は一実施例による垂直磁気記録媒体（磁気ディスク）の断面を模式的に示した図である。垂直磁気記録媒体（磁気ディスク）は、非磁性基板（基板）１の両面に形成された、ＡｌＴｉ密着層２、軟磁性層３、ＮｉＷシード層４、Ｒｕ中間層５、Ｃｏ系合金グラニュラー磁性層（記録層）６、保護膜７、潤滑膜８を有する。軟磁性層３は、ＦｅＣｏ系下部軟磁性層３ａと、Ｒｕ反強磁性結合層３ｂと、ＦｅＣｏ系上部軟磁性層３ｃの積層膜である。保護膜７は、第1保護層７ａと、第２保護層７ｂと、第３保護層７ｃとの積層膜である。
【００１３】
非磁性基板１上に記録層６を形成するまでの工程は、以下に説明するような通常の製造方法に従って行ったので製造装置の図示は省略する。
まず、基板１として用いるソーダライムガラス基体(外径４８ｍｍ、内径１２ｍｍ、厚さ０.５１ｍｍ)の洗浄を十分行なった。これを約１.３×１０−５Ｐａ以下(１.０×１０−７Ｔｏｒｒ)まで排気された真空槽内に導入した。最初に密着層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０.８Ｐａ(６ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌ−５０ａｔ％Ｔｉ密着層２を７ｎｍ形成した。続いて下部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０.８Ｐａ(６ｍＴｏｒｒ)の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金下部軟磁性層３ａを２５ｎｍ成膜した。続いて反強磁性結合層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０.８Ｐａ(６ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ層３ｂを０．５nm形成した。続いて上部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０.８Ｐａ(６ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金上部軟磁性層３ｃを２５ｎｍ成膜した。続いて基板冷却室に搬送しスパッタによる熱の影響で上昇した基板温度を５５゜Ｃまで低下した後、シード層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ(７ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｎｉ−８ａｔ％Ｗシード層４を８nm形成した。続いて中間層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約２Ｐａ(１５ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ中間層４を１５nm形成した。さらに磁気記録層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ(７ｍＴｏｒｒ)の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、９０ｍｏｌ％（Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−１８ａｔ％Ｐｔ）８ｍｏｌ％ＳｉＯ２合金からなるグラニュラー磁性層（記録層）６を１７nm形成した。
【００１４】
前記基板１としては、ソーダライムガラスの他に、化学強化したアルミノシリケート、Ｎｉ−Ｐ無電解めっきを施したＡｌ−Ｍｇ合金基板、シリコン，硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、またはガラスグレージングを施したセラミックス等からなる非磁性の剛体基板等を用いることができる。
密着層２は、ソーダライムガラスからのアルカリ金属の電気化学的溶出を防ぐため、またガラスと軟磁性層３との密着性を向上するために設けてあるもので、ＡｌＴｉの他にＮｉＴａ，ＡｌＴａ，ＣｒＴｉ，ＣｏＴｉ，ＮｉＴａＺｒ，ＮｉＣｒＺｒ，ＣｒＴｉＡｌ，ＣｒＴｉＴａ，ＣｏＴｉＮｉ又はＣｏＴｉＡｌでも良く、厚さは任意である。また、特に用いる必要がなければ省略することもできる。
また密着層２と軟磁性層３の間に軟磁性裏打ち層を設けても構わない。この場合の代表的な構成として、密着層２の上にＮｉ−１８ａｔ％Ｆｅを６ｎｍ、Ｆｅ−５０ａｔ％Ｍｎを１７ｎｍ、Ｃｏ-１０ａｔ％Ｆｅを３ｎｍ、この順に順次成膜して軟磁性層３を設けた。
シード層４として、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＴａ合金、ＴａＴｉ合金等を用いることも可能である。また、シード層４と軟磁性層３の間にＣｒＴｉ合金を積層してもよい。
基板冷却工程は上部軟磁性層３ｃの形成後ではなく、上部軟磁性層３ｃの形成前、記録層６の形成前に設けることもでき、さらにこれらを複数組み合わせても構わない。
【００１５】
上記のとおり記録層６まで形成した基板上に、以下に述べるカーボンを主成分とし水素を含有するＤＬＣ保護膜7を形成した。図２は垂直磁気記録媒体である磁気ディスクの磁性層６上に、ＤＬＣ保護膜７を形成する成膜装置の概略を模式的に示した図である。図３は保護膜製膜装置へのガス導入、高周波電圧（ＲＦ）印加、バイアス電圧印加のタイムチャートである。
記録層６まで積層した基板1を真空槽内から出すことなく、図２に示す保護膜形成室２１に搬送した。この保護膜形成室２１は、１３.５６ＭＨｚの高周波電源（Radio Frequency(RF)P.S.）から整合回路（Matching Box(M.B.)）を経て、高周波の印加されるＲＦ電極２２を備えている。そして、これらは基板1の両サイドに左右対称に設けてあり、両面同時に成膜出来る構造となっている。図３に、ガス導入、ＲＦ及びバイアス電圧印加のタイムチャートを示す。保護膜形成室２１をターボモレキュラポンプ２３で排気しながら、保護膜形成室上方のガス導入口２４からエチレンガス（Ｃ２Ｈ４）をマスフローコントローラ（ＭＦＣ）を介し、同時に水素（Ｈ２）ガスをＭＦＣを介して導入した。このときエチレンの流量を１００〜２５０ｓｃｃｍ(Standard Cubic centimeter per minutes)、水素の流量を１００〜２００ｓｃｃｍとした。また、窒素（Ｎ２）の流量を５０〜２００ｓｃｃｍとし、窒素の添加時間と基板バイアス電圧印加時間とを独立に変化させることで、保護膜７の第１層７ａ、第２層７ｂ、第３層７ｃの膜厚比率を変化させ、数種類のサンプル作製に対応させた。このとき保護膜形成室２１の圧力はバラトロンゲージの読み値で２．５〜３．０Ｐａであった。
【００１６】
それぞれのサンプル作製には、上記のごとくエチレンガスと水素ガスを導入しはじめてから０．５ｓｅｃ後にＲＦ電極に２０００Ｗを印加してプラズマを誘引した。基板バイアス電圧を印加する際には電位がグランド及びＲＦ電極２２から絶縁されたＮｉ合金からなる不図示の電極を基板端面に接触させることで−２５０Ｖを印加した。このときＲＦ電極２２のセルフバイアスは−９５０〜−１０５０Ｖ、基板側へのバイアス電流は基板把持具分も含めてトータル０.３５〜０.９０Ａであった。このＲＦ-ＣＶＤを用いプラズマを保持する時間を調節することで、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２記録層６の上に、炭素を主成分とし水素を含有する第１保護層７ａ、炭素を主成分とし水素と窒素を含有する第２保護層７ｂ、炭素を主成分とし水素を含有する第３保護層７ｃからなるＤＬＣ保護膜７を全膜厚で４．０ｎｍ形成した。
【００１７】
上記の製法により作製したサンプルの膜中の水素量と窒素量を、以下の方法で測定した。水素含有量の測定には、ＤＳＩＭＳ(Dynamic Secondary Ion Mass Spectroscopy)を用い、ＨＦＳ（Hydrogen Forward Scattering）で検量した。ＤＳＩＭＳ測定装置はアルバックファイ社製ＡＤＥＰＴ１０１０を用いＣｓ ３５０Ｖ,２０ｎＡ、測定エリア７００ｕｍ、取り出し角８０度で１３３Ｃｓ２＋１Ｈと１３３Ｃｓ＋１２Ｃの比率をＨ/Ｃとして数値化した。ＨＦＳは、神戸製鋼所製高分解能ＲＢＳ分析装置ＨＲＢＳ５００を用い、ビームエネルギー４８０ＫｅＶ、イオン種Ｎ２＋、散乱角３０度、ビーム入射角は試料法線に対し７０度、試料電流約１.５ｎＡ、ビーム照射量約３１０ｎＣ、測定エネルギ範囲６０〜９５ＫｅＶとした。上記測定条件により窒素イオンにより反跳された水素イオンを磁場型検出器により検出した。また、水素の含まれていない既知のサンプルをバックグランドとして用いた。窒素量の定量にはＸＰＳ(X-ray Photoelectron Spectroscopy)を用いた。測定装置はアルバックファイ社製ＥＳＣＡ分析装置を用い、ＡｌＫα1を励起源とし、ビーム径２００μｍ、取り出し角度２４度とした。
【００１８】
上記の方法によって作製したサンプルを複数枚用いて、ＤＬＣ保護膜７の上にフルオロカーボン系の潤滑膜８を設けた。この厚みはフーリエトランスファー赤外分光分析装置(ＦＴ−ＩＲ)で定量し、全てのサンプルに対して１.２ｎｍとなるようにした。これらフルオロカーボン系の潤滑膜８を設けた複数枚の磁気ディスクを用い、以下に示す耐食性、信頼性に関わる評価を行った。
【００１９】
磁気ディスクの耐食性は以下の条件にて評価した。温度が６０゜Ｃで，相対湿度が９５％の温湿度環境槽内に４日間、磁気ディスクを放置する。４日後，温湿度環境槽から磁気ディスクを取り出し、米国Candela Instruments社製Optical Surface Analyzer Model 2120のCorrosion Analysis測定によって、磁気ディスク表面の腐食点を計数した。本試験による腐食点の個数は概ね７５個以下であれば、ハードディスクドライブ用に用いる磁気ディスクとして十分な耐食性を得られることが経験的に分かっている。この評価の結果を図４に示す。図４の横軸は第１保護層７ａの膜厚、縦軸は腐食点の個数である。保護膜７の合計の膜厚は４．０ｎｍであり、第1保護層７ａを除いた部分は０．５ｎｍの第３保護層７ｃと、残りは第２保護層７ｂで構成される。すなわち耐食性は保護膜７の第1層が０．３ｎｍ以上の範囲でとくに良好な結果が得られた。
【００２０】
磁気ディスクの信頼性評価として、スクラッチダメージに対する強度を試験、測定した。スクラッチダメージに対する強度試験を以下に説明する。磁気ディスクと磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置内に、平均粒径０．２μｍのアルミナ粉を噴霧し、磁気ヘッドを円板上で５分間スイープする。このとき、磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ、ヘッドスイープ周波数は１Ｈｚ、磁気ディスクの回転数は４２００／ｍｉｎである。なおアルミナ粉は、噴霧器に約３μｇ入れ、磁気ディスク装置に実装された磁気ディスク表面上の約１０ｃｍ上から噴霧した。その後、円板表面に４５°の角度から白色光を入射し、円板表面からの散乱光をＣＣＤで位置分解し、画像処理することで、所定の閾値以上のスクラッチを計数した。スクラッチの個数は概ね一万個以下であれば磁気ディスク装置用に用いる円板として十分な耐力を得られることが経験的に分かっている。
【００２１】
この評価の結果を図５に示す。横軸は第１層の膜厚、縦軸はスクラッチの個数である。保護膜７の合計の膜厚は４．０ｎｍであり、凡例四角は第1層を除いた部分は、０．５ｎｍの第３層と、残りは第２層で構成され、凡例三角は第1層を除いた部分は、第２層で構成される。すなわちスクラッチ個数は第２層、第３層を有し、第1層が１ｎｍ以下の範囲で良好な結果が得られた。
【００２２】
次に信頼性評価としてヘッドスメアについて評価を行った。ヘッドスメアとは回転運動している磁気ディスク上で磁気ヘッドを浮上させ、磁気ディスクの半径位置１２ｍｍから２２．５ｍｍまで０．０５ｍｍずつ移動させた後に取り外して、磁気ヘッドの浮上面を顕微鏡観察し汚れを評価するものである。本試験においては、ヘッド浮上高さは８ｎｍとした。その結果を図６に示す。評価結果はまったく汚れの無い状態をランク０とし、汚れ具合によって１〜７段階に分別する。この試験でヘッド汚れを起こさない円板とは、保護膜上の潤滑剤が均一且つ化学的結合で十分に維持されていると判断でき、ヘッド汚れの多い円板とはその逆を意味する。磁気ディスク装置に用いる円板として、このヘッドスメアがランク２以下であることが、安定した磁気ヘッドの読み書きを行える為の閾値であることが経験的に分かっている。すなわち、図６において、最表層が第２層である場合にはヘッドスメアがランク７に及ぶのに対して、上記実施例の構成をとり、保護膜７の第３層の膜厚を０．３〜１．０ｎｍとすることで、ヘッドスメアをランク２以下と良好な結果を得ることができる。
【００２３】
上述した試験に用いたサンプルのうち、第1層の膜厚が０．５ｎｍ、第２層の膜厚が２．８ｎｍ、第３層の膜厚が０．７ｎｍのサンプルの、水素、窒素含有率をそれぞれの層について測定したところ、第１層の水素含有率は３３％、第２層の水素含有率は２２％及び窒素含有率は５．５％、第３層の水素含有率は２５％であった。
【００２４】
次に保護膜各層の構成膜厚を第1層の膜厚が０．５ｎｍ、第２層の膜厚が２．８ｎｍ、第３層の膜厚が０．７ｎｍとしたまま、第１層の水素含有率のみを変化させ耐食性試験を行った結果を図７に示す。第２層、第３層の作製方法は上述のサンプルと同様である。すなわち第１層の水素含有率は３３〜３８％で良好な耐食性が得られた。スクラッチダメージに対する強度試験及びヘッドスメア評価については第１層の水素含有率に依存することなく良好な結果が得られたため図示は省略する。
【００２５】
次に保護膜各層の構成膜厚を第1層の膜厚が０．５ｎｍ、第２層の膜厚が２．８ｎｍ、第３層の膜厚が０．７ｎｍとしたまま、第２層の窒素含有率のみを変化させスクラッチダメージに対する強度試験を行った結果を図８に示す。第１層、第３層の作製方法は上述のサンプルと同様である。すなわち第２層の窒素含有率が３〜７％の範囲でスクラッチ強度試験で十分な耐力を得られることが分かった。耐食性試験、ヘッドスメア評価については第２層の窒素含有率に依存することなく良好な結果が得られたため図示は省略する。
【００２６】
次に保護膜各層の構成膜厚を第1層の膜厚が０．５ｎｍ、第２層の膜厚が２．８ｎｍ、第３層の膜厚が０．７ｎｍとしたまま、第３層の水素含有率のみを変化させヘッドスメア評価を行った結果を図９に示す。第１層、第２層の作製方法は上述のサンプルと同様である。すなわち第３層の水素含有率が２５％以下の範囲で、ヘッドスメアをランク２以下とする試験結果を得ることができた。耐食性試験、スクラッチダメージに対する強度試験ついては第３層の水素含有率に依存することなく良好な結果が得られたため図示は省略する。
【００２７】
上記実施例では、保護膜７の総膜厚を４．０ｎｍとしたが、２．５ｎｍ、３．０ｎｍ、３．５ｎｍ、４．０ｎｍ、４．５ｎｍ、５．０ｎｍと変化させた場合の、耐食性、スクラッチ耐性、ヘッドスメアを図１０〜図１２に示す。これらの結果から、保護膜７の総膜厚は、３．０ｎｍ〜５．０ｎｍの範囲であれば、上記実施例と同じ結果が得られることが判る。
【００２８】
以上の結果を纏めると、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたケミカルベーパーデポジッション（ＣＶＤ）法により、炭素を主成分とし水素を含んだ３層のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護膜を形成する際、第１層（下層）の膜厚を保護膜全膜厚の７．５〜２５％，水素含有量を３３〜３８％とし、第２層（中層）の膜厚を保護膜全膜厚の５０〜８５％，さらに窒素を含有し、窒素の含有量を３〜７％とし、第３層（最表面層）の膜厚を保護膜全膜厚の７．５％〜２５％，水素含有量を２５％以下とすることで、耐食性、耐久性、ヘッド浮上性に優れた垂直磁気記録媒体とすることができる。
上記垂直磁気記録媒体は、グラニュラー磁気記録層の上に、炭化水素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたＣＶＤ法により、基板にバイアス電圧を印加することなく第１ＤＬＣ層を製膜し、さらに窒素ガスを添加し、基板に負のバイアス電圧を印加して第２ＤＬＣ層を製膜し、窒素ガスを添加せずに基板に負のバイアス電圧を印加して第３ＤＬＣ層を製膜することにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に関わる垂直磁気記録媒体の断面模式図である。
【図２】実施例に関わる保護膜製膜装置の概略構成図である。
【図３】保護膜製膜装置のガス導入、ＲＦ及びバイアス電圧印加のタイムチャートである。
【図４】耐食性の第1保護層膜厚依存性を示す図である。
【図５】スクラッチ強度の第1保護層膜厚依存性を示す図である。
【図６】ヘッドスメアの第３保護層膜厚依存性を示す図である。
【図７】耐食性の第1保護層水素量依存性を示す図である。
【図８】スクラッチ強度の第２保護層窒素量依存性を示す図である。
【図９】ヘッドスメアの第３保護層水素量依存性を示す図である。
【図１０】保護膜の総膜厚と耐食性の関係を示す図である。
【図１１】保護膜の総膜厚とスクラッチ耐性の関係を示す図である。
【図１２】保護膜の総膜厚とヘッドスメアランクの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…非磁性基板、２…ＡｌＴｉ密着層、３…軟磁性層、３ａ…FeCoTaZr下部軟磁性層、３ｂ…Ｒｕ反強磁性結合層、３ｃ…FeCoTaZr上部軟磁性層、４…ＮｉＷシード層、５…Ｒｕ中間層、６…グラニュラー磁性層、７…保護膜、７ａ…第１保護層、７ｂ…第２保護層、７ｃ…第３保護層、８…潤滑膜、２１…保護膜形成室、２２…電極、２３…ターボモレキュラーポンプ、２４…ガス導入口。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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