(57)【要約】【課題】高密度磁気記憶装置において、信頼性の高い磁気記憶装置、それに供する潤滑剤との密着性の高い保護層を有する高信頼性の磁気磁気記録媒体およびその製造方法を提供すること。【解決手段】円板状の基材上に少なくとも下地層、記録磁性層、炭素含有保護層が形成された磁気記録媒体において、記録磁性層上の保護層が多層積層層であって、窒素を含有したカーボン層からなる第一積層保護層と、第一積層保護層上にＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層とを有することにより、保護層と潤滑剤の密着性が向上し、耐摩耗性に優れた保護層を備えた磁気記録媒体を提供できる。【選択図】　図１
2004054991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板上に磁性層、保護層、潤滑層を有する磁気記録媒体において、前記保護層は窒素を含有するカーボン層と、該窒素を含有するカーボン層の上に形成されたテトラヘドラルカーボン層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記窒素を含有するカーボン層は、０．２〜２ｎｍの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記窒素を含有するカーボン層の窒素含有量は、６〜２０ａｔ％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
非磁性基板上に磁性層、保護層、潤滑層を有する磁気記録媒体において、前記保護層は水素を含有するカーボン層と、該水素を含有するカーボン層の上に形成されたテトラヘドラルカーボン層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
非磁性基板上に磁性層、保護層、潤滑層を有する磁気記録媒体において、前記保護層は窒化ホウ素を含有する保護層と、該窒化ホウ素を含有する保護層の上に形成されたテトラヘドラルカーボン層を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を有する磁気記録媒体において、前記保護層は多層積層層であり、該多層積層層の第一積層保護層は窒素を含有するカーボン層であり、該第一積層保護層上に第二積層保護層としてテトラヘドラルカーボン層が積層され、該第二積層保護層に前記第一積層保護層の窒素成分が含まれることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項７】
非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性層上に形成する前記保護層は多層積層層であり、第一積層保護層として窒素を含有するカーボン層を形成し、該第一積層保護層上に第二積層保護層としてフィルタード・カソーディック・アーク（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ａｒｃ）法によるカーボン層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記第一積層保護層はマグネトロンスパッタリング法により形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項９】
非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性層上に形成する前記保護層は多層積層層であり、第一積層保護層としてプラズマＣＶＤ法により水素を含有するカーボン層を形成し、該第一積層保護層上に第二積層保護層としてフィルタード・カソーディック・アーク（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ａｒｃ）法によるカーボン層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性層上に形成する前記保護層は多層積層層であり、第一積層保護層としてプラズマＣＶＤ法により窒化ホウ素を含有する保護層を形成し、該第一積層保護層上に第二積層保護層としてフィルタード・カソーディック・アーク（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ａｒｃ）法によるカーボン層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１１】
情報の記録を行う磁気記録媒体と該磁気記録媒体への情報の書き込みおよび読み出しを行う磁気ヘッドを有する磁気記憶装置において、該磁気記録媒体の磁性層上に形成される保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層は窒素を含有したカーボン層であり、該第一積層保護層上に形成された第二積層保護層はテトラヘドラルカーボン層であることを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報の記録再生を行う磁気記録媒体、該磁気記録媒体を搭載する磁気記憶装置に関し、特に磁気ディスクとその製造方法、および磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置の大容量化に伴い、磁気ヘッドの低浮上化の進行は急速であり、既に浮上量は３０ｎｍ以下まで下がり、それに伴い磁気ディスクの耐摺動信頼性の要求が益々高まっている。また、大容量化の進行とともに、データ処理速度を高めることも強く要求されるようになり、特にＲＡＩＤシステムでは、高速転送のためディスク回転速度が１０，０００ｒｐｍ以上で使われるディスク装置が要求されるようになって来た。
【０００３】
一般に、磁気ディスク装置の信頼性を確保するために、磁気ディスク表面には、カーボン保護層と潤滑層が形成されている。通常、該カーボン保護層は、炭素を主体としてマグネトロン・スパッタリング法、プラズマプロセスによる物理的気相蒸着（ＰＶＤ）法、又は化学的気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成される。また、前記潤滑層は、化学的に安定なフッ素系の有機化合物であるフロロポリエーテルが広く使用されている。例えば、商品名フォンブリンＡＭ２００１、商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬ、商品名フォンブリンＺ　ＤＯＬ−ＴＸ、商品名フォンブリンＺ　ＴＥＴＲＡＯＬ等のアウジモント社製の潤滑剤や、商品名デムナムＳＡ、商品名デムナムＳＰ等のダイキン製の潤滑剤が市販され、ディスク潤滑剤として使用されて来た。
【０００４】
磁気ディスク装置の信頼性を保証するには、磁性記録媒体層を保護する緻密な保護層を有すると共に、長期間磁気ディスク表面の潤滑剤を保持する必要から、保護層と潤滑剤の高い密着性が求められる。しかし、装置稼動時にはディスクが高速で回転するため、ディスクの回転により発生するディスク表面の空気流に起因するエアシアや直接潤滑剤に作用する遠心力により回転飛散が生じ、次第にディスク表面の潤滑剤が減少する。また、単純に装置雰囲気中に蒸発飛散するような現象も、発生することが知られている。
【０００５】
一般に、カーボン保護層に使用される炭素層の膜物性は成膜方式による蒸着粒子エネルギーの違いに反映される。例えば、マグネトロン・スパッタリング法によるスパッタ粒子の平均エネルギーは５ｅＶ程度であり、プラズマＣＶＤのガス種はさらに低い０．０３ｅＶの熱運動エネルギー程度であるが、基板バイアスにより炭化水素イオンが数百Ｖで加速される。一般に、低圧での低エネルギー蒸着粒子の表面堆積では緻密なテトラヘドラルカーボン構造は成長せず、とくに炭化水素ラジカルの表面堆積ではポリマー重合する。逆に、炭素イオンを加速して入射させると、層内部に侵入し、大きな内部圧力を受け自由エネルギー損失の小さい緻密なテトラヘドラル構造が成長する。
【０００６】
しかし、過剰のイオン入射エネルギーは熱に変換され、熱的に安定なグラファイト・ライクなトリゴナル構造を成長させてしまう。一方、アーク放電を利用したフィルタード・カソーディック・アーク（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ　Ｃａｔｈｏｄｉｃ　Ａｒｃ）法（以下ＦＣＡ法と略す）ではグラファイト・カソードを用いることで、５０〜７０ｅＶのエネルギーで炭素イオンを引き出すことができ、硬く緻密な炭素層（テトラヘドラル・カーボン層）の形成に適していることから磁気記録デバイスへの応用が期待されている。基板に入射する炭素イオンのエネルギーＥｉは素電荷、プラズマポテンシャル、基板バイアス、初期イオンエネルギーをそれぞれｅ、Ｖｐ、Ｖｂ、Ｅｏとして式（１）で示されることがエス・スー等によって「イオンエネルギーを関数とした炭素イオン照射によるテトラヘドラルアモルファスカーボン膜の特性」（Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｉｏｎ　ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ　ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｌｍｓ　ａｓ　ａ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ）、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ．　７９　（１９９６）　ｐｐ．７２３４−７２４０の中で詳しく記載されている。
【０００７】
式（１）から電子温度が５ｅＶ〜１０ｅＶのプラズマで浮遊電位（Ｖｐ−Ｖｆ）は２３Ｖ〜４６Ｖとなり、アーク源で約２５ｅＶのエネルギーを得たＣ＋イオンはフローティング基板に約５０〜７０ｅＶのエネルギーで入射することになる。上記のフローティングポテンシャルに関しては、「プラズマプロセシングの基礎」（電気書院　１９８５年、第４７−６５項）の中で詳しく述べられている。
Ｅｉ＝ｅ（Ｖｐ−Ｖｂ）＋Ｅｏ　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ＦＣＡ法によるテトラへドラルカーボン保護層の磁気記録媒体保護層への応用はジェー・ロバートソン、「磁気記憶技術のための極端に薄い炭素被膜」（Ｕｌｔｒａ−ｔｈｉｎ　ｃａｒｂｏｎ　ｏｖｅｒｃｏａｔｓ　ｆｏｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，　ｉｎ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　’Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏｗａｒｄｓ　１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２）、ＴＲＩＢ−Ｖｏｌ．９　、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２　へのインターフェイス技術についてのシンポジウムのプロシーデイング、ＡＳＭＥ　１９９９　年において、議論されている。しかし、テトラへドラルカーボン構造を有する保護層は潤滑剤との密着性低下により、磁気ディスク装置駆動時における潤滑剤の減少に伴う信頼性の低下が懸念されている。この課題を解決する一つの手段として、テトラへドラルカーボン保護層表面にマグネトロン・スパッタリング法によりｓｐ２結合が優勢な炭素を含むカーボン保護層を形成することにより、保護層表面と潤滑剤の密着性を向上させることが提案されている（特開平２００１−６３７１７）。
【０００８】
しかしながら、ハードディスク装置の急速な高密度化に伴う磁気記録媒体と磁気記録ヘッドの空間スペーシングの狭小化が進んでいることから、該磁気記録媒体を保護する目的のカーボン保護層の薄層化が必須となっている。磁気記録媒体上保護層の総層厚が３ｎｍ以下の薄層の場合には、保護層表面と潤滑剤との密着性向上を目的とした、テトラへドラルカーボン保護層上にｓｐ２優勢な炭素を含むカーボン保護層を積層する事が困難となってきている。この課題を解決する一つの手段として、窒素イオンビーム照射下でのＦＣＡ法によるカーボン保護層形成により、テトラへドラルカーボン保護層中に窒素を添加し、カーボン保護層と潤滑剤との密着性を向上させることが提案されている（特開平２００２−３２９０７）。しかしながら、上記手法によるカーボン保護層形成にはＦＣＡ成層装置と共に窒素イオンビーム照射装置を設置することが必要となり、設備の大型化が伴う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に述べられたテトラへドラルカーボン保護層を含む保護層形成には、保護層の総層厚が３ｎｍ以下という薄層化への限界や、設備の大型化に伴う生産汎用性の低下という問題があった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、具体的には磁気ディスクと磁気ディスク上を低浮上する磁気ヘッドとを主要構成要素とする高密度磁気記憶装置（磁気ディスク装置）において、信頼性の高い磁気記憶装置、それに供する潤滑剤との密着性の高い保護層を有する高信頼性の磁気磁気記録媒体およびその製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するため、ＦＣＡ法を用いて、シリコンウェハ上にテトラへドラルカーボン層を形成する際に炭素イオンがシリコンウェハ内に侵入するというエム・シーガル等の「ダイアモンド状アモルファス炭素膜の結合状態」（Ｂｏｎｄｉｎｇ　ｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎ　ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｌｍｓ）、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ．　７６，　（２０００），　ｐｐ．２０４７−２０４９の報告に着目し、種々の手法により形成したテトラへドラルカーボン層で構成されるカーボン保護層と潤滑剤との密着性について実験検討した。
【００１２】
その結果、磁性層を保護する目的で形成されるカーボン保護層にテトラへドラルカーボン保護層を用いる際には、従来の設備を変更することなく、多層積層層でカーボン保護層を形成することにより、カーボン保護層と潤滑剤の密着性が向上できるという重要な知見を得た。これにより信頼性の高い高密度磁気記憶装置および磁気記録媒体を容易に実現することができる。
【００１３】
本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、以下に本発明の目的が達成される具体的な発明の特徴について説明する。
【００１４】
上記目的が達成される第一の発明は、非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体において、前記磁性層上に形成される前記保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層は窒素を含有したカーボン層であり、該第一積層保護層上にＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の磁気記録媒体は、前記多層積層層の第一積層保護層が０．２〜２ｎｍの厚さを有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の磁気記録媒体において、前記多層積層層の第一積層保護層の窒素含有量が６〜２０ａｔ％の範囲であることを特徴とする。
【００１７】
上記目的が達成される第二の発明は、非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体において、前記磁性層上に形成される前記保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層がカーボン層であり、該第一積層保護層上にＦＣＡ法による第二積層保護層を形成することにより第一積層保護層を単独で形成した場合と比較して該第一積層保護層の炭素原子密度が増加することを特徴とする。
【００１８】
上記目的が達成される第三の発明は、非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体において、前記磁性層上に形成される前記保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層をプラズマＣＶＤ法により形成される水素を含有したカーボン層であり、該第一積層保護層上にＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層を有することを特徴とする。
【００１９】
上記目的が達成される第四の発明は、非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体において、前記磁性層上に形成される前記保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層が窒化ホウ素を含有した保護層であり、該第一積層保護層上にＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層を有することを特徴とする。
【００２０】
上記目的が達成される第五の発明は、非磁性基板上に磁気記録再生を行うための磁性層、保護層、潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体において、前記磁性層上に形成される前記保護層が多層積層層であって、該多層積層層の第一積層保護層上に第二積層保護層としてＦＣＡ法によって形成されたカーボン層を形成した際に、第二積層保護層に第一積層保護層の元素成分が含まれることを特徴とする。
【００２１】
上記目的が達成される第六の発明は、少なくとも情報の記録を行う磁気記録媒体と該磁気記録媒体への情報の書き込み・消去、および前記磁気記録媒体からの情報の読み出しを行う磁気ヘッドと備えた磁気記憶装置において、前記磁気記録媒体を上記第一の発明となる磁気記録媒体で構成したことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明による磁気記録媒体は、カーボン保護層における相違を除いて、磁気記録媒体として一般的に知られ、実施されている層構成を有することができ、よって、以下、図１の基本構成を参照して本発明の磁気記録媒体を説明する。本発明の磁気記録媒体９　は、ガラス製のディスク状基板１　、プリコート層２、下地層３　、磁気記録層４　、第一積層保護層５　、第二積層保護層６　、そして潤滑剤層７　を少なくとも有している。しかし、磁気記録媒体９　では、本発明の範囲内において種々の変更や改良、例えば、磁気記録層４　の多層化、中間層の追加などを行うことができる。実際、現用の磁気記録媒体の層構成は、非常に複雑になっている。
（１）磁気記録媒体の構成
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に、少なくとも磁性層及び保護層を有する磁気記録媒体であり、より好ましくは保護層上に潤滑剤層を有するものである。非磁性基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等のオレフィン系の樹脂、セルロース系の樹脂及び塩化ビニル系の樹脂等の高分子材料、ガラス、セラミック、ガラスセラミック及びカーボン等の無機系材料、並びにアルミニウム合金などの金属材料を用いることができる。但し、これらに限定されるものではない。
【００２３】
磁性層は、１層又は２層以上であることができ、２層以上の場合、各磁性層間に非磁性中間層を設けることができる。また、磁性層を構成する材料には特に制限はないが、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属や、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔａ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ−Ｔａ合金、あるいはこれらの合金にＡｌ等の金属や硼素、酸素、窒素、酸化物、窒化物等を含有させたもの等を挙げることができる。これらの磁性層は、蒸着法、直流スパッタ法、交流スパッタ法、高周波スパッタ法、直流マグネトロンスパッタ法、高周波マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法などの各種の方法により形成することができる。また、上記磁性層は、前記非磁性基板上に、直接に、または例えばＣｒ等の下地層を介して設けることができる。
【００２４】
また、垂直磁気異方性を有するＣｏ、ＣｏＮｉ系合金や軟磁性材料であるパーマロイ層などの上に形成されたＣｏＣｒ系合金などの垂直磁化層、及びＣｏ等の磁性層とＰｄ等の非磁性層を交互に積層した人工格子多層層を用いることもできる。
（２）カーボン保護層の製造方法
本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層の上に、それを保護する本発明によるカーボン保護層を備える。カーボン保護層は、それが炭素質である点において、磁気記録媒体の分野において一般的に使用されている従来のカーボン保護層に類似するが、それを多層積層層で形成し、その第一積層保護層は窒素を含有したカーボン層であり、第一積層保護層上にＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層を有する点において従来のカーボン保護層とは区別される。
【００２５】
ここでＦＣＡ法の原理について図２を用いて簡単に説明する。詳細はジェー・ロバートソン、「磁気記憶技術のための極端に薄い炭素被膜」（Ｕｌｔｒａ−ｔｈｉｎ　ｃａｒｂｏｎ　ｏｖｅｒｃｏａｔｓ　ｆｏｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，　ｉｎ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　’ＩｎｔｅｒｆａｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏｗａｒｄｓ　１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２）、ＴＲＩＢ−Ｖｏｌ．９　、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２　へのインターフェイス技術についてのシンポジウムのプロシーデイング、ＡＳＭＥ　１９９９　年において、記載されている。ＦＣＡ法は、アーク・プラズマ源１０と、成層室１１と、フィルタ１２と成層室１１内に置かれた基板１３と、フィルタ１２と成層室１１の結合部に設けられた電磁偏向器１４から構成され、カーボン保護層を形成する。この装置では、前記のアークプラズマ源１０内にある可動アノード１５がグラファイトロッドのカソード１６に接触することでアーク放電を発生し、そのときにアークプラズマ源１０から炭素イオンと共に中性原子及びマクロパーティクルが飛び出す。発生したこれらのイオン、中性原子及びマクロパーティクルは、電場、プラズマの影響により加速され、フィルタ１２へと進むが、ここで、中性原子とマクロパーティクルはフィルタ１２によりトラップされ、イオンと電子のみが成層室１１の基板１３まで到達し、カーボン保護層が形成される。
【００２６】
本発明では図３に示すカソーディック・アーク蒸着装置を備えた磁気ディスク製造設備を用いてカーボン保護層を成層する。２０はディスク状基板１のローダ、２２ａ〜２２ｄはプリコート層２、下地層３、磁気記録層４、第一積層保護層５を形成するマグネトロン・スパッタリング電極、２１ａ〜２１ｆはゲート弁、２３は基板１を加熱するヒータである。
【００２７】
上記ＦＣＡ法によるカーボン保護層形成に先立って、磁性層上に図１に示す、第一の積層保護層５である窒素を含有したカーボン保護層を形成する。この窒素含有カーボン保護層５は、従来の磁気記録媒体分野に用いられているマグネトロン・スパッタリング法により形成することができる。この第一積層保護層形成後、ＦＣＡ法によって形成されたカーボン層である第二積層保護層６が積層される。ＦＣＡ法による炭素イオンが第一積層保護層５へ侵入し、第一積層保護層５と第二積層保護層６との界面で混合領域が形成される。第一積層保護層５は単原子層の厚みである０．２ｎｍあれば混合領域が形成される。
【００２８】
一方で、入射粒子エネルギーは入射粒子と標的粒子が同じ場合に最も良く伝達され、第一積層保護層５の厚さが少なくとも０．５ｎｍあれば、約６０ｅＶのエネルギーで入射する第二積層保護層６を形成する炭素イオンは、第一積層保護層５を貫通することなく、第一積層保護層５と第二積層保護層６が混合した多層保護層を形成することができる。なお、第一積層保護層５を厚くすると磁気スペーシングが広がる欠点があり、一方、多層保護層のテトラへドラルカーボン保護層を主成分とする第二積層保護層６の薄層化は磁気記録媒体の耐摺動性を劣化させるため、第一積層保護層５の厚さは０．２ｎｍ〜２ｎｍの範囲が好ましく、特に０．５ｎｍ〜２ｎｍの範囲がより好ましい。
【００２９】
また、第一積層保護層５に窒素が含有されていることから、混合領域が形成されるＦＣＡ法により形成した第二積層保護層６中に窒素が含有されることとなる。第二積層保護層６中の窒素含有量は第一積層保護層５中に含有される窒素量に依存し、少なくとも第一積層保護層５中の窒素含有量が６％あれば、第二積層保護層６中に窒素が含有されることになる。テトラへドラルカーボン保護層を主成分とする第二積層保護層６中に窒素を含有することにより保護層と潤滑剤の密着性が向上できる。なお、第一積層保護層５中の窒素含有量が２０％を越えると第一積層保護層５中の炭素密度減少に伴い、約６０ｅＶのエネルギーで入射する第二積層保護層６を形成する炭素イオンは第一積層保護層５を貫通し、窒素を含有する第二積層保護層６を形成することが出来ないため、第一積層保護層５の窒素含有量は６〜２０ａｔ％の範囲とする必要がある。なお、第一積層保護層５として、プラズマＣＶＤ法により形成される水素を含有したカーボン層、または窒化ホウ素を含有した保護層を用いることもできる。
（３）潤滑層塗布方法
上記方法で作成した磁気記録媒体に潤滑層を塗布する方法を記述する。一般に、磁気ディスク装置の潤滑層として、化学的に安定なフッ素系の有機化合物であるフロロポリエーテルが広く使用されている。例えば、商品名フォンブリンＡＭ２００１、商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬ、商品名フォンブリンＺ　ＤＯＬ−ＴＸ、商品名フォンブリンＺ　ＴＥＴＲＡＯＬ等のアウジモント社製の潤滑剤や、商品名デムナムＳＡ、商品名デムナムＳＰ等のダイキン製の潤滑剤が市販され、ディスク潤滑剤として用いることができる。
【００３０】
塗布方法はディップ法、スピンコート法等が挙げられる。ディップ法では引き上げ速度、スピンコート法では回転数や回転時間等が濃度設定のパラメータになる。溶液の濃度が同じであれば、ディップ法では引き上げ速度が速いほど潤滑層が厚く形成される。スピンコート法では潤滑層の製造過程で溶媒の飛散による損失が大きいことから、ディップ法による潤滑層の塗布が好ましい。
【００３１】
用いる溶媒はパーフルオロカーボン、フルオロポリエーテル、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、塩素含有ハイドロフルオロカーボン、等の溶媒を用いることが好ましい。市販品例としては、それぞれ、スリーエム社製ＰＦＣ−５０６０、アウジモント社製ＧＡＬＤＥＮ、スリーエム社製　ＨＦＥ−７１００、デュポン社製　Ｖｅｒｔｒｅｌ　ＸＦ、旭硝子株式会社製：商品名アサヒクリンＡＫ−２２５等が挙げられる。
（４）磁気記録媒体の用途
本発明の磁気記録媒体の用途としては電子計算機、ワードプロセッサ等の外部メモリ（具体的にはハードディスク装置やフレキシブルディスク装置等）が挙げられる。またナビゲーションシステム、ゲーム、携帯電話、ＰＨＳ　等の各種機器、およびビルの防犯、発電所等の管理・制御システムの内部・外部メモリ等にも適用可能である。
【００３２】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例］
図１に示す構成の磁気ディスクを図２のカソーディック・アーク蒸着装置を備えた図３の磁気ディスク製造設備により作製した。本実施例の磁気ディスクは、ガラス製のディスク状基板１にマグネトロン・スパッタリングにより層厚が１０ｎｍのＮｉＣｒ系プリコード層２と、層厚が２０ｎｍのＣｒ合金下地層３と、層厚が２５ｎｍのＣｏＣｒ系合金の磁気記録層４を順次積層してある。前記磁気記録層４の上にアルゴンガスに窒素ガスを１０％混合した１．３Ｐａの雰囲気でマグネトロン・スパッタリング法により第一積層保護層５である層厚が１．０ｎｍの窒素含有カーボン保護層を成層し、更にＦＣＡ法により第二積層保護層６である層厚が１．０ｎｍのテトラヘドラルカーボン保護層を成層し、多層カーボン保護層を形成し、ＥＳＣＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　ｆｏｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ）による保護層中の窒素含有量深さ情報を測定した。
［比較例１］
実施例の磁気記録層までを順次積層した円板上に、層厚が１．０ｎｍの第一積層保護層をＦＣＡ法により成層し、前記第一積層保護層の上にアルゴンガスに窒素ガスを１０％混合した１．３Ｐａの雰囲気でマグネトロン・スパッタリング法により第二積層保護層である層厚が１．０ｎｍの窒素含有カーボン保護層を成層し、ＥＳＣＡによる保護層中の窒素含有量深さ情報を測定した。
［比較例２］
実施例の磁気記録層までを順次積層した円板上に、ＦＣＡ法により層厚が２．０ｎｍのカーボン保護層のみを保護層８として直接、磁気記録層４上に形成し、ＥＳＣＡによる保護層中の窒素含有量深さ情報を測定した。図４は本比較例に示す磁気ディスクの断面構成図である。
［比較例３］
実施例の磁気記録層までを順次積層した円板上に、アルゴンガスに窒素ガスを１０％混合した１．３Ｐａの雰囲気でマグネトロン・スパッタリング法により２ｎｍの層厚で窒素含有カーボン保護層のみを保護層８として直接、磁気記録層４上に形成し、ＥＳＣＡによる保護層中の窒素含有量深さ情報を測定した。
［比較例４］
実施例の磁気記録層までを順次積層した円板上に、アノード電圧６０Ｖ、基板バイアス−１２０Ｖ、エチレンガス流量５０ｓｃｃｍ、および圧力０．５Ｐａの条件下のイオンビームデポジション法により２ｎｍの層厚でカーボン保護層のみを保護層８として直接、磁気記録層４上に形成し、ＥＳＣＡによる保護層中の窒素含有量深さ情報を測定した。
【００３３】
実施例、比較例１、２、３および４に示す各磁気ディスクのＥＳＣＡによる保護層中の窒素含有量深さ情報を図５に示す。比較例２で明らかであるが、ＦＣＡ法のみによる保護層の成膜では窒素が保護層中に含有されない。これに対し、実施例では窒素含有のカーボン保護層である第一積層保護層５とＦＣＡ法による第二積層保護層６との混合領域が形成されることにより、第二積層保護層６中に窒素が含有される結果となる。また、その窒素含有量に傾斜があり、カーボン保護層の磁性層側から表面の側に向けて窒素含有量が順次減少していることが示される。比較例１では多層保護層の形成順序を逆にした形で、第一積層層はＦＣＡ法によるカーボン層であり、第二積層層がマグネトロン・スパッタリング法による窒素含有カーボン保護層である。第二積層層をマグネトロン・スパッタリング法で形成した場合、炭素イオンのエネルギーが低いため、第一積層層へのイオンの侵入が生じないことから第一積層層に窒素が含有されないことが示される。比較例３は保護層全てをマグネトロン・スパッタリング法による窒素含有カーボン保護層で形成したものであり、その層中窒素含有量は層内全域で均一である。比較例２および４は保護層成層中に窒素は含有されていない。
【００３４】
保護層中の窒素含有量は潤滑剤との密着性を大きく左右することが知られている事から、以下実施例、比較例１、２、３および４に示す各磁気ディスクの保護層と潤滑剤との相互作用について比較を行った。
【００３５】
前記実施例で得られた磁気ディスクに商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑剤層をディップ法により形成し、磁気記録媒体を得た。潤滑層の厚さはＥＳＣＡを用いてＣ１ｓピークのＣ−Ｃ由来のピーク強度とＣ−Ｆ由来のピーク強度の比から求めた。また、保護層と潤滑剤の密着性を評価するため、潤滑剤を含まない塗布溶媒にてディップ法により潤滑層塗布後の円板を洗浄し、その残存潤滑層厚を評価した。残存潤滑層厚が厚いほど保護層と潤滑剤の密着性が高く溶媒による洗浄ができないことを示す。一般にこの残存潤滑層は保護層と潤滑剤が強く密着したボンド層と呼ばれており、保護層と潤滑剤の密着性はボンド層の層厚で評価できる。また、保護層と潤滑剤の密着性を定量化するため、ボンド層厚と初期の潤滑層厚の比で表されるボンド比率が一般的に用いられる。表１に潤滑剤塗布後の潤滑層厚、溶媒洗浄後のボンド層厚およびボンド比率を示す。
【００３６】
【表１】
2004054991.tif 000003
［比較例１］
実施例と同様に、比較例１で得られた磁気ディスクに商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑剤層をディッピング法により形成し、磁気記録媒体を得た。表１に潤滑剤塗布後の潤滑層厚、溶媒洗浄後のボンド層厚およびボンド比率を示す。
［比較例２］
実施例と同様に、比較例２で得られた磁気ディスクに商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑剤層をディッピング法により形成し、磁気記録媒体を得た。表１に潤滑剤塗布後の潤滑層厚、溶媒洗浄後のボンド層厚およびボンド比率を示す。
［比較例３］
実施例と同様に、比較例３で得られた磁気ディスクに商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑剤層をディッピング法により形成し、磁気記録媒体を得た。表１に潤滑剤塗布後の潤滑層厚、溶媒洗浄後のボンド層厚およびボンド比率を示す。
［比較例４］
実施例と同様に、比較例４で得られた磁気ディスクに商品名フォンブリンＺ−ＤＯＬの潤滑剤層をディッピング法により形成し、磁気記録媒体を得た。表１に潤滑剤塗布後の潤滑層厚、溶媒洗浄後のボンド層厚およびボンド比率を示す。
【００３７】
実施例のボンド比率は比較例１、２、３および４と比較して高い値を示し、保護層と潤滑剤の密着性が高いことを示している。ボンド比率の変化は、磁気記録媒体最表面を形成する潤滑層の構造変化を示すことから、磁気ディスク装置の長期稼働時における信頼性が変化することが考えられる。上記実施例により得られた磁気記録媒体について、カーボン層で被覆したＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ製磁気ヘッドを用いて、ＣＳＳテストを行った。テスト条件は、ヘッド荷重　３ｇｆ、温度２５？、湿度４０％、測定半径　２０ｍｍ、ディスク回転数　１５０００ｒｐｍとした。信頼性評価には潤滑剤塗布後の磁気記録媒体を用いた。保護層と潤滑剤の密着力評価は１０、　１００および１０００時間稼働後の初期潤滑剤層の層厚に対する残有層厚の比率により行った。また、信頼性の評価は１０、　１００および１０００時間稼働後の最大摩擦係数の比較により行った。その結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2004054991.tif 000004
実施例において得られたＦＣＡ法によるカーボン保護層を成層する前に、窒素を含有したカーボン層を成層した磁気記録媒体は１０００時間評価後の最大摩擦力係数は１．０以下であり、残有層厚が９５％以上であった。これに対し、比較例で得られた磁気記録媒体は１０００時間の評価前に磁気ディスクとヘッドの摩擦力増加に伴うクラッシュを発生、あるいは最大摩擦力係数が１．０以上であり、残有層厚が８０％以下であった。従って、本発明により得られるＦＣＡ法によるカーボン保護層を多層積層保護層とした磁気記録媒体は、長時間にわたり安定な潤滑作用および潤滑層厚を達成することが実現できた。
【００３９】
前記実施例による磁気ディスクを搭載した磁気ディスク装置を図６に示す。磁気ディスク９はスピンドルモータ３０によって回転するスピンドル３１に装着される。磁気ディスク９に対し情報の読み書きを行う磁気ヘッド３２はスライダ３３に取り付けられ、スライダ３３は、ボイスコイルモータ３４によって駆動されるロータリー・アクチュエータ・アーム３５に接続されたサスペンション３６に取り付けられる。磁気ヘッド３２はボイスコイルモータ３０によって磁気ディスク９の半径方向に移動され、磁気ディスク９に対し情報の読み書きを行う。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ＦＣＡ法によるカーボン保護層を成層する前に、窒素あるいは水素を含有したカーボン層、または窒化ホウ素を含有した保護層を成層することにより、ＦＣＡ法によるカーボン保護層に窒素あるいは水素または窒化ホウ素が含有される結果、保護層と潤滑層の密着性が向上する。本発明の磁気記録媒体を用いることにより、高速回転環境等の厳しい環境で使用される磁気ディスク装置等の磁気記憶装置において、潤滑剤飛散を十分に抑制することが可能であり、信頼性の高い磁気記憶装置の実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を最もよく表している磁気ディスクの断面構成図である。
【図２】本発明で用いられたＦＣＡ成層装置の模式図である。
【図３】本発明の実施例に示すＦＣＡ成層装置を備えた磁気ディスク製造設備の構成図である。
【図４】本発明の比較例２，３および４に示す磁気ディスクの断面構成図である。
【図５】本発明の実施例および比較例に示す磁気記録媒体で測定したＥＳＣＡによる保護層中での窒素含有量深さ情報の比較図である。
【図６】本発明の実施例による磁気ディスクを搭載した磁気ディスク装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…ガラス製のディスク状基板、２…プリコード層、３…下地層、４…磁気記録層、５…第一積層保護層、６…第二積層保護層、７…潤滑剤層、８…保護層、９，９‘…磁気記録媒体、１０…アークプラズマ源、１１…成層室、１２…フィルタ、１３…基板、１４ａ…電磁コイル（偏向コイル）、１４ｂ…電磁コイル（ソレノイドコイル）、１５…可動アノード、１６…カソード、１７…アーク電源、１８…排気配管、１９…アークプラズマビーム、２０…ローダ、２１ａ〜２１ｆ…ゲート弁、２２ａ〜２２ｄ…マグネトロン・スパッタリング電極、２３…ヒータ、２４…カソーディック・アーク蒸着装置、２５…アンローダ。
【図１】
2004054991.tif 000005
【図２】
2004054991.tif 000006
【図３】
2004054991.tif 000007
【図４】
2004054991.tif 000008
【図５】
2004054991.tif 000009
【図６】
2004054991.tif 000010