(57)【要約】【課題】残存のＦｅ３Ｏ４が十分低減されたγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜磁性層を備えた耐食性や硬度が高く、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】マグネトロンスパッタ法により、基体上にＦｅ３Ｏ４からなる薄膜を形成し、次いでこのＦｅ３Ｏ４膜に対して、３００℃で２時間大気中加熱酸化処理を施し粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層とした後、更に粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を４０〜９０℃で湿度６０％Ｒｈ以上の環境下、例えば１５０時間の酸化処理（高温・多湿環境下の酸化処理）を施してγ−Ｆｅ２Ｏ３磁性薄膜磁性層とする。その上に保護膜と潤滑剤を順次形成する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に形成したＦｅ３Ｏ４膜を酸化処理して粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３よりなる酸化鉄を含む薄膜磁性層を形成し、次いで前記粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３を高温・高湿環境下で酸化処理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記高温・高湿環境が、温度：４０〜９０℃、湿度：６０％Ｒｈ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記Ｆｅ３Ｏ４膜をスパッタ法により形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸化鉄を主成分とする磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関し、特に耐食性や硬度が高く、高記録密度で優れた磁気特性を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、ほとんどのデータがデジタル化され、これら膨大なデータの長期保存が必要となっているが、それに伴ってハードディスクあるいはテープ記録システムによるバックアップが非常に重要なものとなっている。
【０００３】
従来、このようなバックアップ用としては、塗布型の磁気記録媒体が用いられていたが、記録密度の大容量化、高速化、小型化等の要請から記録層として、スパッタ等の気相成膜法により薄膜磁性層を設けた、いわゆる磁性薄膜型の磁気記録媒体が用いられるようになってきた。
【０００４】
上記磁性薄膜型の磁気記録媒体としては、例えば基体上にＣｏ層、Ｃｒ層、Ｃｏ−Ｎｉ等の金属磁性層、カーボンからなる保護膜、潤滑剤を順次形成した構成の媒体が一般的である。
【０００５】
しかし、金属磁性層の場合には、耐食性や硬度が低く、信頼性に問題がある。これに対して、酸化鉄を主成分とした薄膜磁性層の場合には、酸化鉄が化学的に安定なため、腐食の心配がなく、かつ充分高い硬度を有している。
【０００６】
酸化鉄を主成分とする薄膜磁性層としては、γ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３などがある。γ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３の磁性薄膜の製法としては、スパッタ法等により、まずＦｅ３Ｏ４を形成し、その後に酸化処理してγ―Ｆｅ２Ｏ３を得る方法が知られている。
【０００７】
このような酸化法としては、大気中で２５０〜４００℃の温度範囲で処理する方法（大気中加熱処理）や、酸素ガスまたは酸素を含む混合ガスによってプラズマ処理をする方法（酸素ガス導入プラズマ処理）が知られている。
しかし、上記酸化処理方法ではＦｅ３Ｏ４が磁性薄膜中に残存し、得られた酸化鉄は、いわゆる粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３であるために目的とする磁気特性が得られないことがあり、更に性能向上が求められていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、残存のＦｅ３Ｏ４が十分低減されたγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜磁性層を備えた耐食性や硬度が高く、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体の製造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】
上記課題を解決するために、本発明は、基体上にスパッタ法などの薄膜形成法によって形成されたＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜に対して大気中加熱処理あるいは酸素ガス導入プラズマ処理など従来の酸化処理法を適用して得られた粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜を、更に高温・高湿条件の下に酸化処理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
以下本発明について具体的に説明する。
【００１０】
請求項１に係る発明は、基体上に形成したＦｅ３Ｏ４膜を酸化処理して粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３よりなる酸化鉄を含む薄膜磁性層を形成し、次いで前記粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３を高温・高湿環境下で酸化処理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記高温・高湿環境が、温度：４０〜７０℃、湿度：６０％Ｒｈ以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
【００１２】
請求項１および２に記載の本発明に係る磁気記録媒体の製造方法によれば、粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３の酸化が更に十分促進されて残存Ｆｅ３Ｏ４の問題が解消し、目的のγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜磁性層が得られるため、耐食性や硬度が高く、保磁力など更に優れた磁気特性を有する磁気記録媒体が得られる。
特に、温度を４０〜７０℃とし、湿度を６０％Ｒｈ以上の環境条件とする製造方法によって、十分酸化が促進されると共に、基体などの劣化を防止した磁気記録媒体が得られる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、前記Ｆｅ３Ｏ４膜をスパッタ法により形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法である。
【００１４】
スパッタ法を適用することにより、高成膜速度でＦｅ３Ｏ４膜が形成できる他、広範囲のターゲット選択と幅広い成膜条件が適用できる。例えばＦｅ３Ｏ４をターゲットとしてＡｒガス雰囲気中でスパッタリングを行う方法、α−Ｆｅ２Ｏ３を水素ガス雰囲気中でスパッタリングを行う方法、Ｆｅを酸素ガスとＡｒガスとの混合ガス雰囲気中でスパッタリングを行う方法などが適用でき、目的に合致した各種タイプのスパッタ装置選択が可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、ここでは本発明をハードディスクシステムの磁気記録媒体として構成される磁気ディスクに適用する例について説明するが、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、この例に限定されるものではなく、基体上に少なくともγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜磁性層が形成されてなるあらゆる磁気記録媒体に対して適用可能である。
【００１６】
本発明の磁気記録媒体の製造方法を適用して形成した磁気ディスクの断面模式図を図１に示す。
図１に示す磁気ディスク１は、ハードディスクドライブの磁気記録媒体として用いられるものであり、ディスク状に成形された基体２上にγ−Ｆｅ２Ｏ３を薄膜磁性層３と、保護膜４と、潤滑剤５とが、順次積層されて形成されている。
【００１７】
このような磁気ディスク１は、例えばスピンドルモーター等により回転操作され、磁気ディスク１上を所定の間隔をもって浮上するスライダーに搭載された磁気ヘッドにより、薄膜磁性層３に対して信号が記録・再生される。
【００１８】
上記薄膜磁性層３は、前記のようにγ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３など、いわゆるγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする磁性薄膜からなるものである。
【００１９】
すなわち、上記本発明における薄膜磁性層３は、図２の模式図のフローに示すように、まずスパッタ法などの薄膜形成法によってＦｅ３Ｏ４膜を形成する。
Ｆｅ３Ｏ４膜は、例えば前記のようにターゲットとしてＦｅ３Ｏ４、またはα−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＦｅを用いて、雰囲気ガスを変えて（それぞれＡｒガス、または水素ガス、あるいは酸素ガスとＡｒガスとの混合ガス）スパッタリングを行う方法により得られる。
【００２０】
次にＦｅ３Ｏ４膜を大気中で高温加熱処理する方法、あるいは酸素ガスを含有する混合ガス雰囲気中でプラズマ処理する方法など一般に知られている酸化処理方法により酸化して粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層とする。この粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層中にはＦｅ３Ｏ４が残存している。そのため、粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を更に高温・高湿環境条件の下に酸化処理することによって、残存Ｆｅ３Ｏ４を酸化促進して目的のγ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層とする。
【００２１】
上記高温・高湿環境条件において、温度および湿度（相対湿度：Ｒｈ）の制御が必要であり、温度は４０〜９０℃、望ましくは４０〜７０℃とし、湿度は６０％Ｒｈ以上とすることが好ましい。
【００２２】
温度が４０℃よりも低い場合には、酸化が十分促進されず目的の磁気特性が得られず、また湿度が６０％Ｒｈよりも低い場合にも同様に酸化が十分促進されず目的の磁気特性が得られない。一方、温度が９０℃よりも高い場合、あるいは湿度が９０％Ｒｈよりも高い場合には、基体の劣化が進む場合がある。
【００２３】
また、薄膜磁性層３には前記のように必要に応じて、Ｃｏなど他の元素が添加されていてもよい。例えば、Ｃｏを添加すると保持力Ｈｃなどの磁気特性が向上するが、あまり多く添加すると時間経過に伴う安定性が低下するので適切な量を選択して添加するのが望ましい。
【００２４】
前記本発明の薄膜磁性層３の形成において、Ｆｅ３Ｏ４を形成するスパッタリング法（スパッタ法）としては、各種スパッタ手法、例えばマグネトロンスパッタ法、高周波スパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＥＣＲスパッタ法などが挙げられる。中でもマグネトロンスパッタ法はスパッタ速度が速く有力な手段の一つである。また、スパッタ装置としては、特に制限はなく汎用の装置が使用できる。
【００２５】
次に、本発明の基体２としては、磁気ディスク用の場合には無機材料のガラス、Ａｌなどの金属材料、あるいは樹脂材料が用いられる。樹脂材料としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリシクロオレフィン、エポキシ樹脂等が挙げられる。
一方、磁気テープ用としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフィルム、あるいは芳香族ポリアミドなどのポリアミドフィルムが用いられる。
【００２６】
上記基体２上に前記薄膜磁性層３を形成するに際し、層構成に応じて必要により下地層あるいは中間層を設けてもよい。このような下地層あるいは中間層の形成とその目的は、磁気記録媒体の基板２の材質や薄膜磁性層３の材質あるいは層構成、厚さなどによっても異なるが、例えば基体２と薄膜磁性層３、あるいは他の層間の結合（付着力）を強固なものとしたり、応力を緩和したり、あるいは表面平滑性を得るためや、磁気特性を向上させるため等に設けることができる。
【００２７】
保護膜４は、磁気ヘッドの接触による磨耗や損傷等、外部からのストレスに対して磁気ディスク１を保護するために設けられる。この保護膜４の材料としては、通常の薄膜磁性記録媒体用として使用されているものを用いることができるが、中でも、例えば硬度の高いカーボン（Ｃ）等を主体とする薄膜材料が好ましく使用できる。しかし、本発明による磁気記録媒体は、酸化鉄を主成分としており、充分高い硬度を有しているため、保護膜がなくても使用可能である。
【００２８】
潤滑剤５は、保護膜４上に形成されるが、これによって、磁気ディスク１の表面の摩擦係数を低減し、磁気ディスク１の走行性や耐久性を向上させることができる。この潤滑剤４としては、通常の薄膜磁性記録媒体用として使用されているものを用いることができるが、中でも、例えばパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を好ましく用いることができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はなんら実施例に限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
ディスク仕様のスパッタ装置を用いてマグネトロンスパッタ法により、ガラス製基体上に厚さ５０ｎｍのＣｏを含有するＦｅ３Ｏ４からなる薄膜を形成した。次いで、形成したＣｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に対して、３００℃で２時間大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした。更にＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜としたディスクを４０℃で湿度６０％Ｒｈの条件下、１５０時間の酸化処理（高温・多湿環境下の酸化処理）を施して、実施例１のディスク媒体を作製した。
なお、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３１】
実施例２
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における湿度を６０％Ｒｈから９０％Ｒｈに変えた他は、実施例１と同様にして実施例２のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３２】
実施例３
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から６０℃に、湿度を６０％Ｒｈから８０％Ｒｈに、処理時間を１５０時間から８０時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして実施例３のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３３】
実施例４
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から６５℃に、湿度を６０％Ｒｈから９０％Ｒｈに、処理時間を１５０時間から３０時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして実施例４のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３４】
実施例５
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から７０℃に、処理時間を１５０時間から２０時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして実施例５のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３５】
実施例６
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から７０℃に、湿度を６０％Ｒｈから９０％Ｒｈに、処理時間を１５０時間から２０時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして実施例６のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３６】
実施例７
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から８５℃に、処理時間を１５０時間から２０時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして実施例７のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３７】
実施例８
実施例１のガラス基体をポリイミドフィルムに変えた他は、実施例１と同様にして実施例８のテープ状媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたテープ状媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３８】
実施例９
実施例８において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から７０℃に、湿度を６０％Ｒｈから９０％Ｒｈに、処理時間を１５０時間から２０時間にそれぞれ変えた他は、実施例８と同様にして実施例９のテープ状媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたテープ状媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００３９】
参考例１
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における温度を４０℃から３５℃に、処理時間を１５０時間から２００時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして参考例１のディスク媒体を作製した。上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００４０】
参考例２
実施例１において、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４薄膜に大気中加熱酸化処理を施してＣｏ含有粗製γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性薄膜とした後の高温・多湿環境下の酸化処理における湿度を６０％Ｒｈから５５％Ｒｈに、処理時間を１５０時間から２００時間にそれぞれ変えた他は、実施例１と同様にして参考例２のディスク媒体を作製した。
上記、高温・多湿環境下の酸化処理前（処理前）と、高温・多湿環境下の酸化処理後（処理後）で得られたディスク媒体をそれぞれ以下の評価用サンプルとした。
【００４１】
評価結果
上記実施例１〜９および比較例１、２で得られた高温・多湿による酸化処理前（処理前）および高温・多湿による酸化処理後（処理後）の評価用サンプル媒体の保磁力ＨｃをＶＳＭ（振動試料型磁力計）で測定した。結果を実施例１〜９および比較例１、２の各高温・多湿処理条件と併せて表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１から分かるように、本発明の製造方法を適用し、温度を４０〜７０℃程度とし、湿度を６０％Ｒｈ以上の高温・高湿の環境条件で酸化処理した評価サンプル、すなわちガラスを基体としたディスク媒体、およびポリイミドを基体としたテープ媒体は、いずれも処理前の３３００Ｏｅ（２６０．７ｋＡ／ｍ）に比べて保磁力Ｈｃが３６７０Ｏｅ（２８９．９ｋＡ／ｍ）〜４０３０Ｏｅ（３１８．４ｋＡ／ｍ）と大幅に向上している。
なお、温度３５℃の参考例１、および湿度５５％Ｒｈの参考例２の場合には処理前と処理後の保磁力Ｈｃの値は、僅か数値は大きくなるがほとんど変らず、顕著な酸化処理効果が認められなかった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、従来問題であった残存Ｆｅ３Ｏ４が酸化促進されて、目的とするγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜が得られる。これによって、耐食性や硬度が高く、保磁力など磁気特性が更に優れた磁気記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の製造方法によって形成されたγ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を有する磁気ディスクの一構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の磁気記録媒体の製造方法によってγ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を形成するフローを示す模式図である。
【符号の説明】
１……磁気記ディスク、２……基体、３……γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層、４……保護膜、５……潤滑剤
【図１】
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【図２】
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