(57)【要約】【課題】  薄膜化が可能で、耐蝕性及び耐久性に優れ保護膜を備え、高密度記録が可能な磁気記録媒体、その磁気記憶装置、及び磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】  磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に下地層１２、非磁性中間層１３、磁性層１４、保護膜１６が順次積層され、さらに保護膜１６上に潤滑層１８が形成された構成となっている。磁性層１４と保護膜１６との界面にある界面混合層１５は保護膜１６を成膜した際に自己形成的に形成される。保護膜を形成する際に、基板バイアスを負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定し、さらに必要に応じて成膜中の雰囲気ガス圧力を５Ｐａ〜１０Ｐａの範囲に設定することにより、界面混合層１５の形成を抑制あるいは防止する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の上方に設けられた磁性層と、該磁性層上に設けられた保護膜と、該保護膜上に設けられた潤滑層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
保護膜材料のイオンを用いて真空プロセス成膜法により前記保護膜を形成する保護膜形成工程とを備え、
前記保護膜形成工程において基板バイアスを負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定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】
前記保護膜形成工程において、成膜中の雰囲気ガス圧力を１Ｐａ〜５０Ｐａの範囲に設定す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】
前記真空プロセス成膜法は、化学的気相成長法及びＦＣＡ法のうちいずれかである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】
前記保護膜形成工程において、
第１の基板バイアス値に設定して０．５ｎｍ以上の膜厚の第１の保護膜を形成し、
次いで第２の基板バイアス値を設定して前記第１の保護膜上に第２の保護膜を更に形成し、
前記第１の基板バイアス値は前記第２の基板バイアス値よりも絶対値が小さいことを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記化学的気相成長法は、原子層堆積化学的気相成長法であって、
前記保護膜が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンの群のうちいずれか１種であることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記保護膜形成工程の後に、前記保護膜表面をオゾン水処理する表面改質工程と、
潤滑剤を塗布して前記潤滑層を形成する潤滑層形成工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記オゾン水処理は、オゾン水の濃度を０．３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲に設定することを特徴とする請求項６記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】
基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成された保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、
前記記録層と保護膜との界面に、記録層および保護膜を構成する材料が互いに混合して形成されてなる界面混合層の平均膜厚が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項９】
基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成されたカーボン保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、
前記カーボン保護膜は、磁性層側に形成された第１の保護膜と、該第１の保護膜上に形成された第２の保護膜とからなり、
前記第１の保護膜は第２の保護膜よりも炭素原子量に対する水素原子量比が高いことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項８または９記載の磁気記録媒体と、記録再生手段とを備えた磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度記録が可能な磁気記録媒体および磁気記憶装置に係り、磁気ヘッドと磁性層とのスペーシングを低減した磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの急速な普及及び通信速度の向上等により、取り扱うデータ量が飛躍的に増加し、記憶容量が百Ｇバイト台の磁気記憶装置がパソコンや画像記録装置に搭載されるようになってきている。記憶容量がさらに大きな記憶装置のニーズが高まると共に、一般家庭の通常環境下で使用されるのでこれまで以上の耐久性も要求される。記憶装置において、高記録密度化及び耐久性の向上の両立がますます困難となってきている。
【０００３】
記憶装置、例えばハードディスクドライブでは、記録密度向上のためには、磁気記録媒体の記録層と、磁気ヘッドの記録再生素子との間隔を低減する必要がある。その手法としては、磁気記録媒体の記録層や磁気ヘッドの記録再生素子を覆う保護膜を薄膜化することや、磁気記録媒体からの磁気ヘッドの浮上量を低減することが挙げられる。しかし、単に保護膜を薄膜化すると、保護膜の機械的脆弱化や耐蝕性の低下を招き、磁気記録媒体の長期信頼性が問題となる。
【０００４】
従来、これらの保護膜には機械的強度が高く化学的に不活性なスパッタ法によるＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）が用いられてきた。しかし、保護膜を一層薄膜化するにあたって、均一で高品質の膜質のカーボン膜が形成可能なＣＶＤ（化学気相成長）法やＩＢＤ（Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＦＣＡ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ法）が用いられるようになってきた。これらの方法では、薄膜であっても従来と同様の耐久性や耐蝕性を維持する高硬度・高密度化に向けた膜質改善への探求が続けられ、これまでにカーボン膜の前駆体であるイオン化された炭素もしくは炭化水素に、適切な基板バイアスを印加して基板に堆積することによって、炭素間結合のｓｐ3性の割合を多くし、結果として高硬度・高密度化が達成されることが見出されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００５】
また、保護膜の薄膜化に伴い保護膜上に形成される潤滑層の役割が一層重要となってきている。潤滑層は、一般にパーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）の骨格を有し、骨格の末端基として水酸基やフェニル基を有するＰＦＰＥ系潤滑剤が主として用いられている。潤滑層は、末端基が保護膜と結合し、ＰＦＰＥの骨格が磁気ヘッドの接触や摺動による応力を緩和して、記録層の磁気的特性の劣化や機械的損傷を防止する役割を有している。
【０００６】
保護膜がカーボン膜の場合、ＰＦＰＥ系潤滑剤の濡れ性や付着性が低いと、長期間の使用により潤滑剤が磁気ディスクの回転の遠心力により飛散する現象や、磁気ヘッドと磁気記録媒体との空隙に生じる空気流により飛散する現象により、潤滑層の膜厚が減少し、ついにはいわゆるヘッドクラッシュが生じてしまう。これに対し、従前より様々な保護膜の表面処理により濡れ性及び付着性を向上する手法が提案されている。表面処理は、例えば紫外線照射処理（例えば特許文献２及び３参照。）、酸素含有プラズマ処理（例えば特許文献４参照。）などが挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−１０５９１６号公報
【特許文献２】特開平７−０８５４６１号公報
【特許文献３】特開平８−１２４１４２号公報
【特許文献４】特開平４−０４９５２２号公報
【非特許文献１】IEEE Trans. Mag., vol. 37, (2001) p1789-1791
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本願発明者の検討によれば、高記録密度化を目指した保護膜の更なる薄膜化の点から、以下のような問題点が明らかとなっている。
【０００８】
図１は、従来の磁気記録媒体の磁性層と保護層のカーボン膜との界面を拡大して示す断面図である。図１に示すように、従来の磁気記録媒体１００では、情報を記録する磁性層１０１上にスパッタ法等でカーボン膜１０３を形成する際に、硬度を向上させるために基板バイアスを高く設定すると、磁性層１０１とカーボン膜１０３との界面に界面混合層１０２が形成される。界面混合層１０２は、カーボン膜１０３の前駆体であるイオン化された炭素が基板に衝突した際に磁性層１０１の最表面にダメージを与え、炭素等と磁性材料とが物理的に混合し、あるいは化学的に結合したものである。
【０００９】
界面混合層１０２は磁気的性質の点では、磁性層１０１が物理的にダメージを受け、あるいは磁性層１０１を構成する材料の炭化物等が形成されるため、磁気特性が劣化しあるいは強磁性がほぼ消失している状態である。また、界面混合層１０２は、保護膜としての機能の点からは、カーボン膜１０３に磁性層１０１の金属元素が混じった状態であるので腐食され易く膜質が劣化している。したがって、かかる磁気記録媒体１００は磁性層１０１及びカーボン膜１０３の膜厚が減少し、電磁変換特性、耐久性及び耐蝕性の劣化を招く。さらに、耐久性及び耐蝕性を向上するためにカーボン膜１０３の膜厚を増加すると磁気ヘッドと磁性層とのスペーシングが増加し、さらに電磁変換特性が劣化するという問題がある。
【００１０】
また、潤滑剤塗布後の潤滑層１０４表面の紫外線照射処理により、潤滑層１０４を構成する潤滑剤の分子とカーボン膜１０３との結合力は紫外線照射時間及び紫外線強度を制御することによって高めることができる。しかし、カーボン膜１０３表面の活性点密度は成膜後の大気曝露から次第に減少するため、潤滑剤塗布までの大気曝露時間によって潤滑剤の被覆率が変化するので、磁気記録媒体間の潤滑剤の被覆率のバラツキが生じる。また、活性点密度の減少により潤滑剤が島状に分布し、紫外線照射によりそのまま固着され、潤滑機能の低下を招くという問題がある。
【００１１】
また、カーボン膜１０３表面に対する酸素含有プラズマ処理は、潤滑剤の付着率向上及び結合力を増加させる点では効果的である。しかし、カーボン膜１０３がプラズマやラジカルに曝されることで、カーボン膜１０３の奥部まで酸化が進み硬度変化を生じたり、カーボン膜１０３が局部的にエッチングされて消失してしまうので、カーボン膜１０３の薄膜化に伴って致命的な問題となる。さらに、酸素含有プラズマ処理により形成されたカーボン膜１０３表面の活性点は時間と共に減少するので、潤滑剤塗布直前に行うことが好ましい。したがって、新たなプラズマ処理装置の導入が必要となり、設備的な煩雑さや工程数の増加が不可避となる。
【００１２】
また、ＦＣＡ法では、アーク放電によりグラファイトのカソードターゲットからカーボン膜の前駆体であるカーボンイオンと中性のカーボン粒子（マクロパーティクル）が蒸発・生成される。中性のカーボン粒子は、磁気記録媒体１００が配設された成膜室に達する前にフィルタ部により捕獲・除去される。しかし、フィルタ部において捕獲しきれなかった極微量のカーボン粒子が磁性層１０１上に堆積するおそれがあり、かかるカーボン粒子は低浮上量の磁気ヘッドのクラッシュの原因となる。フィルタ部を多段構成としてカーボン粒子を完全に除去する構成とすることもできるが、それに伴ってカーボンイオンも捕獲されロスが多くなるので生産効率が低下するという問題がある。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の概括目的は、薄膜化が可能で、耐蝕性及び耐久性に優れた保護膜を備え、高密度記録が可能な磁気記録媒体、その磁気記憶装置、及び磁気記録媒体の製造方法を提供することである。
【００１４】
本発明の具体的な第１の目的は、磁気ヘッドと磁性層とのスペーシングを低減した高密度記録が可能で長期信頼性を有する磁気記録媒体、その磁気記憶装置、及び磁気記録媒体の製造方法を提供することである。本発明の具体的な第２の目的は、薄膜化された保護膜に損傷を与えることなく被覆率及び付着性の優れた潤滑層を形成し、高信頼性を有し、高密度記録が可能な磁気記録媒体の製造方法を提供することである。本発明の具体的な第３の目的は、マクロパーティクルの堆積を防止して保護膜の薄膜化を図る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】
【００１５】
本発明の一観点によれば、基板と、該基板の上方に設けられた磁性層と、該磁性層上に設けられた保護膜と、該保護膜上に設けられた潤滑層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、保護膜材料のイオンを用いて真空プロセス成膜法により前記保護膜を形成する保護膜形成工程とを備え、前記保護膜形成工程において基板バイアスを負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【００１６】
本発明によれば、成膜材料をイオン化する真空プロセス成膜法、例えば、化学的気相成長法やＦＣＡ法を用いて保護膜を形成する際に、基板バイアスを負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定することにより、保護膜材料のイオンが磁性層表面に堆積する際に、磁性層表面に与える物理的ダメージや、磁性層及び保護膜を構成する材料が化学的に結合して形成される界面混合層の発生を抑制あるいは防止することができる。したがって、磁気ヘッド−磁性層間のスペーシングを低減しＳ／Ｎを向上することができ、高記録密度化を図ることができる。また、磁性層表面の保護膜のほぼ全厚分が良質の膜質を有するので、保護膜を薄膜化しても優れた耐久性及び耐蝕性を有し、長期信頼性に優れている。
【００１７】
本発明の他の観点によれば、基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成された保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、前記記録層と保護膜との界面に、記録層および保護膜を構成する材料が互いに混合して形成されてなる界面混合層の平均膜厚が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００１８】
本発明によれば、従来の数百Ｖ（絶対値）もの基板バイアスを印加して保護膜を形成した従来の磁気記録媒体と比較して、保護膜を形成する際に低運動エネルギーの保護膜材料のイオンを磁性層表面に堆積することにより、磁性層と保護膜材料のイオンが物理的あるいは化学的に混合して形成される界面混合層の形成を抑制あるいは防止して、界面混合層の薄膜化を図り、０．５ｎｍ以下にする。したがって、磁気ヘッド−磁性層間のスペーシングを低減しＳ／Ｎを向上することができ、高記録密度化を図ることができる。ここで、０．５ｎｍは、例えばカーボン膜として単原子層〜２原子層の膜厚であり、磁気記録媒体、例えば面内記録媒体の面密度が６０Ｇｂ／inch2以上において、磁気ヘッド−磁性層間のスペーシングの点から許容される膜厚でもある。もちろん界面混合層の平均膜厚は小さいほどよい。
【００１９】
本発明のその他の観点によれば、基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成されたカーボン保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、前記カーボン保護膜は、磁性層側に形成された第１の保護膜と、該第１の保護膜上に形成された第２の保護膜とからなり、前記第１の保護膜は第２の保護膜よりも炭素原子量に対する水素原子量比が高いことを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２０】
本発明によれば、磁気記録媒体の表面側に設けられた第２の保護膜は炭素原子量に対する水素原子量比が低いのでより硬質であり耐久性に優れる。一方、磁性層側に形成された第１の保護膜は、炭素原子量に対する水素原子量比が第２の保護膜より高いので比較的軟質となる。第１の保護膜は、例えば基板バイアスを低く（負の電圧で、絶対値を低下させ）、あるいは０Ｖに設定して、化学的気相成長法などにより形成し、第２の保護膜は基板バイアスを増加（負の電圧で、絶対値を増加）して同様に形成する。初期保護膜を形成する際には、基板バイアスが低減され、硬質保護膜を形成する際には、初期保護膜が磁性層表面を保護するので、磁性層表面の界面混合層の形成が抑制されあるいは防止される。
【００２１】
本発明のその他の観点によれば、上記いずれかの磁気記録媒体と、記録再生手段とを備えた磁気記憶装置が提供される。
【００２２】
本発明によれば、界面混合層の形成を抑制・防止することにより、磁気ヘッド−磁性層間のスペーシングを低減しＳ／Ｎを向上すると共に、優れた耐久性及び耐蝕性を有する保護膜を有しているので、高記録密度化が可能であり、長期信頼性を有している。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、磁性層と保護膜との間の界面混合層の形成を抑制あるいは防止することにより、Ｓ／Ｎを向上すると共に、優れた耐久性及び耐蝕性を有し、高密度記録化が可能で長期信頼性を有する磁気記録媒体を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る実施の形態を必要に応じて図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）  
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。図２を参照するに、磁気記録媒体１０は、基板１１と、基板１１上に下地層１２、非磁性中間層１３、磁性層１４、保護膜１６が順次積層され、さらに保護膜１６上に潤滑層１８が形成された構成となっている。磁性層１４と保護膜１６との界面にある界面混合層１５は保護膜１６を成膜した際に自己形成的に形成されたものである。
【００２６】
界面混合層１５は、磁性層１４が保護膜１６を構成する材料が堆積する際に磁性層１４に与えた物理的ダメージや、磁性層１４を構成する材料と保護膜１６を構成する材料とが化学的に結合して形成されるため、磁気特性が劣化しあるいは強磁性がほぼ消失している状態である。界面混合層１５は、磁気ヘッドと磁性層１４とのスペーシングを増大させるため、できる限り薄いか、あるいは形成されないことが好ましい。
【００２７】
本発明では、保護膜１６を形成するために真空プロセスを用いた成膜方法のうち、例えばプラズマＣＶＤ法、ＡＬＣＶＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  ＣＶＤ）法などのＣＶＤ法、及びＦＣＡ法により保護膜１６を形成する。保護膜１６を形成する際に磁性層１４表面に形成される界面混合層１５を薄膜化あるいは形成されないようにするために、保護膜１６となる前駆体、例えば保護膜１６がカーボン膜である場合のカーボンイオンの磁性層１４表面に堆積する際の運動エネルギーを低下させ、あるいは、成膜雰囲気ガスのガスイオンが磁性層１４表面に衝突する際の運動エネルギーを低下させる。前駆体やガスイオンの運動エネルギーを低減する手法としては、（１）基板バイアスを低くすること、（２）雰囲気ガス圧力を高めること、（３）保護膜材料の吸着現象を利用すること等が挙げられる。特に、磁性層１４表面に保護膜１６を単原子層、あるいは二原子層程度、すなわち膜厚０．５ｎｍ程度を形成する際の前駆体やガスイオンの運動エネルギーを低減することが好ましい。
【００２８】
基板バイアスは負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満（好ましくは、負電圧で０Ｖ以上３０Ｖ以下、特に好ましくは０Ｖ）の範囲に設定する。前駆体やガスイオンが基板バイアスによる加速の程度が低くなるので、運動エネルギーを低減することができる。また、雰囲気ガス圧力は、プラズマＣＶＤ法などのＣＶＤ法では１Ｐａ〜５０Ｐａ（特に１０〜２０Ｐａ）に設定することが好ましい。前駆体やガスイオンが雰囲気ガス分子と衝突して運動エネルギーが低減される。以下、具体的な保護膜１６の成膜方法について説明する。
【００２９】
［プラズマＣＶＤ法による保護膜形成方法］
本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法を構成する、プラズマＣＶＤ法を用いた保護膜１６の形成方法を以下に説明する。
【００３０】
先ず、後述する方法で磁性層１４まで形成した基板１１をプラズマＣＶＤ装置内に配設し、１０-6Ｐａ以下まで排気する。基板温度は例えば０℃〜３００℃の範囲に設定し、プロセスガスを導入する。保護膜１６としてカーボン膜を形成する場合は、プロセスガスは、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ4、Ｃ2Ｈ6、及びＣ6Ｈ5ＣＨ3を用い、キャリアガスは例えばＨ2を用いる。
【００３１】
更に、成膜チャンバ内の圧力を高めるために不活性ガス、例えばＡｒガスを導入して、成膜チャンバ内の全圧を１Ｐａ〜５０Ｐａ（好ましくは１０Ｐａ〜２０Ｐａ）の範囲に設定することが好ましい。プラズマにより電離したプロセスガスのイオンがＡｒ原子に衝突する確率を高めて平均自由行程を低減することによりプロセスガスのイオンの運動エネルギーを低下させる。不活性ガスは、Ａｒの他、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅでもよい。プラズマの電子温度を低下させ、かつプロセスガスのイオンの電離率を高める点からはＡｒガスにＫｒやＸｅなどの原子量の大なる不活性ガスを混合することが好ましい。また、基板バイアスにより不活性ガスイオンが磁性層１４表面に与えるダメージの点では、軽元素が好ましく、例えばＨｅ、Ｎｅが好ましい。
【００３２】
また、基板バイアスは負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満（好ましくは負電圧で０Ｖ以上３０Ｖ以下、特に好ましくは０Ｖ）に設定する。基板バイアスを低下させることによりプロセスガス及び雰囲気ガスのイオンが加速されて速度が増加することを抑制する。放電電力を例えば１０００Ｗに設定して、カーボン膜の初期層の厚さが少なくとも０．５ｎｍになるまで成膜する。初期層膜厚を０．５ｎｍ以上とすることで磁性層１４表面を保護することができる。なお、初期層１６Ａ−１を形成する条件でカーボン膜の全厚分を形成してもよい。
【００３３】
次いで、放電を停止し、雰囲気ガス圧力を０．１Ｐａ〜５Ｐａの範囲に設定し、初期層を形成する際の雰囲気ガス圧力よりも低下させる。雰囲気ガス圧力の制御はＡｒガスの流量により行い、Ａｒガスの導入を停止してもよい。必要に応じてプロセスガスの流量を制御してもよい。また、基板バイアスを−８０Ｖ〜−１０００Ｖに増加し、初期層を形成する際の基板バイアスよりも絶対値を大きくする。磁性層１４表面は初期層に覆われているので、基板バイアスを増加させても界面混合層１５は形成されず、プロセスガスのイオンが加速されて十分な運動エネルギーを有するので硬質化することができる。雰囲気ガス圧力及び基板バイアスが安定したところで放電を開始し、所望の膜厚まで硬質層を形成する。
【００３４】
以上により、図３に示す磁気記録媒体２０のように、本方法により形成されたカーボン膜１６Ａは、初期層１６Ａ−１と硬質層１６Ａ−２からなり、初期層１６Ａ−１は運動エネルギーの低いプロセスガスのイオンにより形成されているので、磁性層１４表面へのダメージが抑制され、界面混合層１５の形成がほぼ防止される。初期層１６Ａ−１は運動エネルギーの低い状態で堆積されているのでカーボン原子同士の結合は、硬質層１６Ａ−２ではｓｐ3結合が多く含まれるのに対して、ｓｐ2結合を多く含んでいる。なお、初期層１６Ａ−１と硬質層１６Ａ−２との界面では硬質層１６Ａ−２を構成するプロセスガスのイオンが高い運動エネルギーにより堆積されているのでｓｐ３結合が支配的になっていると推察される。
【００３５】
また、初期層１６Ａ−１は基板バイアスが硬質層１６Ａ−２よりも絶対値が小さいので、入射するカーボンイオンや保護膜の前駆体の運動エネルギーが低いため、硬質層１６Ａ−２に対して炭素原子量に対する水素原子量比が高い。なお、水素原子量と炭素原子量との比は例えばラザフォード後方散乱法（Rutherford Backscattering Spectroscopy）及び水素前方散乱法（Hydrogen Forwardscattering Spectroscopy）を用いて測定することが可能である。
【００３６】
また、プラズマＣＶＤ装置はプラズマを形成する領域と基板との位置が離隔された装置を用いることが好ましい。プラズマが磁性層１４表面に接触して表面を研削等することを防止することができる。
【００３７】
［ＡＬＣＶＤ法よる保護膜形成方法］
本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法を構成する、ＡＬＣＶＤ法を用いた保護膜１６の形成方法を以下に説明する。
【００３８】
ＡＬＣＶＤ法は、膜を形成する表面に材料ガスからなる単原子層を吸着させ酸化反応を起こさせて酸化物層を単原子層毎に形成する方法である。材料ガスの化学的吸着と熱酸化により酸化物層を形成するので、図２に示す磁性層１４表面に界面混合層１５が形成されることを防止することができる。ＡＬＣＶＤ法では、例えば、Ａｌ（ＣＨ3）3、ＺｒＣｌ4、ＴｉＩ4を原料として、酸化性ガスとしてＨ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2、Ｏ2を用いることにより、それぞれ、Ａｌ2Ｏ3膜、ＺｒＯ2膜、ＴｉＯ2膜を形成することができる。
【００３９】
先ず、磁性層１４まで形成した基板をＡＬＣＶＤ装置内に配設し１０-6Ｐａ以下まで排気する。基板温度は例えば７０℃〜５００℃の範囲に設定する。保護膜１６としてＡｌ2Ｏ3膜を形成する場合は、Ａｌ（ＣＨ3）3を用い、酸化性ガスとしてＨ2Ｏを用いる。
【００４０】
次いで、例えば圧力１００Ｐａ〜１０００ＰａのトリメチルアルミニウムＡｌ（ＣＨ3）3の気体をＡＬＣＶＤ装置内に導入して、磁性層１４表面に単原子層を吸着させ（約３秒間）、すぐにＡｌ（ＣＨ3）3を十分に排気して、次いで、例えば圧力１００Ｐａ〜１０００ＰａのＨ2Ｏを導入する。ＣＨ3基がＯＨ基に置換され、Ａｌ2Ｏ3膜が形成される。次いでＨ2Ｏを排気し、材料ガス導入からＨ2Ｏの排気までの手順を繰り返し、所望の膜厚のＡｌ2Ｏ3膜を形成する。
【００４１】
ＡＬＣＶＤ法では、磁性層１４表面に保護膜の前駆体を吸着させているため磁性層１４表面に物理的ダメージが生じない。したがった、磁性層１４と保護膜１６との界面に界面混合層１５が形成されず、磁気ヘッド−磁性層間のスペーシングを低減することができる。
【００４２】
［ＦＣＡ法による保護膜形成方法］
本実施の形態の磁気記録媒体の製造方法を構成する、ＦＣＡ法を用いた保護膜１６の形成方法を以下に説明する。
【００４３】
ＦＣＡ装置は、放電部において、グラファイトからなるカソードターゲットとアノードと間にアーク放電を形成することにより、アーク放電により１万℃以上に加熱されたカソードターゲットから、カーボンイオンやカーボン原子が塊状となったカーボン粒子などが蒸発・生成され、４５°ベントタイプのフィルタ部によりカーボン粒子が捕獲され、カーボンイオンだけが基板表面に到達するようになっている。
【００４４】
ＦＣＡ法を用いて保護膜１６を形成する場合は、以下のようにして形成する。先ず、磁性層１４まで形成した基板をＦＣＡ装置内に配設し、１０-5Ｐａ以下まで排気する。基板温度は例えば０℃〜３００℃の範囲に設定する。界面混合層１５の形成を抑制する点ではＡｒガスなどの不活性ガスを導入し、圧力は１０-2Ｐａ〜１０-1Ｐａであることが好ましい。基板に到達する際のカーボンイオンの運動エネルギーを低減することができる。
【００４５】
カーボンイオンの運動エネルギーは、アーク放電によりカソードターゲットから蒸発する際の運動エネルギーと基板バイアスが支配的である。カソードターゲットとアノードと間に印加される直流電源電力を１ｋＷ〜４ｋＷに設定することが好ましい。また、基板バイアスは負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満（好ましくは負電圧で０Ｖ以上３０Ｖ以下、特に好ましくは０Ｖ）の範囲に設定する。基板に到達する際のカーボンイオンの運動エネルギーを低減することができる。
【００４６】
次いで、放電を開始して放電が安定した後、基板への成膜を開始し、例えば成膜時間により堆積するカーボン膜の膜厚を制御する。
【００４７】
ＦＣＡ法では、基板バイアス、更に高周波電源電力を制御することにより界面混合層１５の形成を抑制あるいは防止することができる。
【００４８】
以下、本実施の形態に係る磁気記録媒体１０の保護膜１６以外の構成について説明する。
【００４９】
図２（または図３）を参照するに、基板１１は、ガラス基板、ＮｉＰメッキアルミニウム合金基板、シリコン基板、セラミクス基板等を用いることができる。ガラス基板、シリコン基板、セラミクス基板等にはスパッタ法などによりＮｉＰ層などを形成してもよい。
【００５０】
下地層１２は、スパッタ法、蒸着法により、基板温度を２００℃に設定し、厚さ４０ｎｍの（００２）面方向に成長したＣｒ層が形成される。具体的には、下地層１２は、厚さ１０ｎｍから１００ｎｍであり、Ｃｒ層に限定されず、例えば、Ｃｒ層の替わりにＣｒ合金層、例えばＣｒＷ、ＣｒＭｏ、ＣｒＴｉ等が用いられる。ＣｒにＷ等を添加することにより格子定数を制御して下地層１２上に形成される非磁性中間層１３との格子整合を図り、非磁性中間層１３のエピタキシャル成長をより完全なものにすることができる。下地層１２の厚さは２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。５０ｎｍより厚いと下地層１２の結晶粒が成長し、結晶粒の面内方向の大きさ（例えば直径）が過度になり、下地層１２上に成長する各層に順次引き継がれてしまい、最終的に記録層１６の結晶粒が過度に大となり、媒体ノイズを増加させてしまう。また２ｎｍより小さいと非磁性中間層１３の結晶性を低下させてしまう。
【００５１】
非磁性中間層１３は、スパッタ法、蒸着法により形成され、例えば基板温度１８０℃に設定し厚さ２０ｎｍの（１１−２０）面方向に成長したＣｏＣｒ合金、あるいはＣｏＣｒＴａ合金等が用いられる。具体的には、非磁性中間層１３は、厚さ１ｎｍ〜１０ｎｍのＣｏＣｒ合金（Ｃｒの含有量が２５原子％以上）、またはＣｏＣｒ合金にＴａ、Ｐｔ、Ｗ等を添加した合金が用いられる。非磁性中間層１３は、下地層１２と安定化層１４（及び記録層１６）との格子不整合を緩和するバッファ層として機能すると共に、（１１−２０）面を成長方向として、安定化層１４（及び記録層１６）のＣｏＣｒＰｔ合金のｃ軸の面内配向性を向上させる機能を有する。
【００５２】
記録層１６は、これらの層間に非磁性結合層１５を有し、面内方向にｃ軸が配向し（例えば（１１−２０）面方向に成長し）、互いに反強磁性結合する、すなわち安定化層１４及び記録層１６の磁化が反平行となる積層フェリ構造を有している。安定化層１４及び記録層１６はそれぞれ強磁性層であり、例えば同じ組成の異なる膜厚の強磁性層が形成される。具体的には、安定化層１４及び記録層１６は、ＣｏＣｒＰｔ（Ｃｒ：１０原子％〜２５原子％、Ｐｔ：３原子％〜１５原子％）、ＣｏＣｒＰｔＢ（Ｂ：２原子％〜１０原子％）、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂ等のＣｏＣｒＰｔを主成分とし、これに第４、第５元素を添加した組成を有する。これらのうち、ＣｏＣｒＰｔＢは例えばＣｏＣｒＰｔＴａと比較して少ないＰｔ含有量で保磁力を増すことができるので、高記録密度化および低コスト化の観点から好適である。また、ＣｏＣｒＰｔＢは、結晶粒の微細化の観点からも好適である。ＣｏＣｒＰｔＢにさらに第５元素を添加してもよい。
【００５３】
磁性層１４は積層フェリ構造でもよい。積層フェリ構造は、第１の強磁性層と、膜厚０．６ｎｍから０．９ｎｍのＲｕ膜などの非磁性結合層と、第２の強磁性層が積層された構造を有している。
【００５４】
また、本実施の形態に係る磁気記録媒体１０は垂直磁気記録媒体であってもよい。垂直磁気記録媒体においても高記録密度化においてスペーシングの低減が重要である。垂直磁気記録媒体は、図２に示す基板１１と下地層１２との間に、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＮｂＺｒ、ＣｏＣｒＮｂ、ＮｉＦｅＮｂなどの非晶質もしくは微結晶合金の軟磁性材料からなる軟磁性裏打ち層を設け、更に磁性層１４を膜厚方向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜とする。非磁性中間層１３の組成を適宜選択することにより磁性層１４の磁化容易軸を膜厚方向に配向させることができる。例えば非磁性中間層１３にＲｕ膜、ＲｕＣｏ膜、ＣｏＣｒ膜などを用いる。さらに垂直磁化膜が（ＣｏＣｒＰｔ）−（ＳｉＯ2）の柱状構造を有するグラニュラー膜であってもよい。グラニュラー膜は媒体ノイズが低いので高密度記録には好適である。
【００５５】
潤滑層１９は、保護膜１６上に厚さ０．５ｎｍ〜３ｎｍに設定し、浸漬法、スピンコーティング法により形成される。具体的には、潤滑剤はパーフルオロポリエーテルを主鎖とするＺＤＯＬ、Ｚ２５、ＡＭ３００１（以上、アウジモント社製商品名）等をフロン系溶媒（例えば、フロリナート（３Ｍ社製商品名））に希釈して、浸漬法、例えば基板を引き上げる際の速度により潤滑層の膜厚を制御する引き上げ法を用いることができる。もちろん潤滑剤を含んだフロン系溶媒の液面を所定の速度で低下させて潤滑層の膜厚を制御してもよい。
【００５６】
潤滑層１９を塗布する前に、保護膜１６表面をオゾン水により処理して表面を改質してもよい。潤滑剤の付着性、被覆性を向上することができ、薄膜化された保護膜１６が磁気ヘッドとの摺動による破壊を防止・抑制することができる。
【００５７】
オゾン水は、例えば無声放電方式のオゾン発生器により発生したオゾンガスを純水に溶解させたものを用いる。オゾン水のオゾン濃度は０．３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲に設定されることが好ましい。０．３ｐｐｍより低いと処理時間が長時間を有し、５０ｐｐｍを超えるとカーボン膜が酸化して消耗する速度が大きくなり、処理時間の制御がし難くなる。  また、オゾン水の温度は、オゾン濃度の制御性の点から０℃〜２５℃であることが好ましい。なお、オゾン発生方式に制限はなく、他の方式を用いたものでもよい。
【００５８】
オゾン水処理は、例えば磁気記録媒体が磁気ディスクの場合はスピン式洗浄機を用いて、オゾン水を回転する磁気ディスク表面に噴射する。周波数が数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚの超音波を付加したオゾン水を用いてもよく、周波数が数十ｋＨｚ〜数ＭＨｚ、好ましくは高周波（７００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）の超音波を用いた、オゾン水を満たした超音波洗浄機に磁気記録媒体を浸漬してしてもよい。超音波の付加により、オゾン水の有機付着物除去や表面酸化の効果を高めることができる。
【００５９】
オゾン水処理後は、純水により保護膜１６表面を洗浄し残存するオゾン水を除去し、次いで乾燥する。また、乾燥後速やかに、具体的には１時間以内、好ましくは２０分以内に潤滑剤を塗布することが好ましい。１時間を超えると効果が著しく低減してしまう。
【００６０】
オゾン水処理により保護膜１６の表面に吸着した有機物、金属微粒子、金属イオン等を除去することができ、保護膜１６の表面を酸化することにより、潤滑剤の分子の吸着点を形成することができる。その結果、潤滑剤の付着性、被覆性を向上することができる。
【００６１】
［実施例１］
アルミ合金基板上に、基板側から、ＮｉＰ膜（２５ｎｍ）／ＡｌＲｕ膜（２５ｎｍ）／ＣｒＷ膜（４．５ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＢ膜（厚さ１５ｎｍ）をＤＣマグネトロン・スパッタ装置を用いて形成した。
【００６２】
次いで、プラズマＣＶＤ装置を用いて、原料ガスとしてＣ2Ｈ4ガス（流量：１００ｓｃｃｍ）及び水素ガス（流量：１０ｓｃｃｍ）を使用して、さらにＡｒガスを導入して雰囲気ガス圧力（全圧）を１０Ｐａに保持し、プラズマ出力を１０００Ｗ、基板バイアスを０Ｖ、基板温度を２００℃として、厚さ０．５ｎｍのカーボン膜を形成した。
【００６３】
次いで、基板バイアスを−５００Ｖ、Ａｒガスの導入を停止して雰囲気ガス圧力（全圧）を３Ｐａに設定して、他の条件は上記条件と同様にして、さらに厚さ１．５ｎｍのカーボン膜を形成した。なお、上記の基板バイアスと雰囲気ガス圧力を変更している間はプラズマ放電を停止した。
【００６４】
次いで、０．２ｖｏｌ％のＡＭ３００１溶液を使用して、引き上げ法（浸漬時間３０秒）により、カーボン膜上に厚さ１．０ｎｍの潤滑層を形成した。
【００６５】
このようにして作製した磁気ディスクの断面をＦＥＴＥＭ（高分解能透過型電子顕微鏡）により写真撮影し、写真を観察したところＣｏＣｒＰｔＢ膜とカーボン膜との界面に界面混合層は認められなかった。すなわち界面混合層の平均膜厚は０．０ｎｍ、平均最大膜厚は０．９ｎｍであった。
【００６６】
なお、平均膜厚は、磁気ディスクの半径方向のほぼ中央を９０度おきに４点サンプリングし断面ＴＥＭ像（５０万倍）を撮影し、図４の説明図に示すように、写真印画紙（印画紙上総合倍率８００万倍、）上で、面内方向にほぼ等間隔に１０点の界面混合層の膜厚Ｘ1〜Ｘ10を測定し、計４０点の膜厚を平均して平均膜厚とした。
【００６７】
また、平均最大膜厚は、界面混合層の下面の谷部分結んだ直線ＬＮ１と界面混合層の表面の山部分を結んだ直線ＬＮ２との距離を平均膜厚と同様に１０点の距離Ｙ1〜Ｙ10を測定し、計４０点の膜厚を平均して平均最大膜厚とした。平均最大膜厚は、上記の平均膜厚に加え、磁性層表面の面内方向がナノメートルから数十ナノメートルの範囲の周期の凹凸の大きさを加えたものに相当する。このような微小な周期の凹凸は、イオン化された炭素や雰囲気ガスイオンが基板に衝突した際に形成され、記録密度の向上すなわち一記録単位を構成する記録層の面内方向の大きさが微小化するに従ってＳ／Ｎに与える影響が大となる。平均最大膜厚は、１．０ｎｍ以下であることが好ましく、０．０ｎｍであることが特に好ましい。
【００６８】
また、Ｘ線光電子分光機（ＸＰＳ、VG Scientific社製、型式ESXALAB220iXL）を用いて、スポット径１０００μｍ、検出角度１２度、Ｘ線源にＡｌ・Ｋα線を用いてＣ１ｓスペクトルを測定した。
【００６９】
図５は実施例１のＸＰＳのＣ１ｓスペクトルを示す図、図６は、実施例１のピーク面積比を示す図である（後述する比較例１の結果も合わせて示している。）。図５を参照するに、カーバイド（Ｃｏ−Ｃの結合）のピーク（結合エネルギー：２８３．５ｅＶ）はほとんど認められず、ＸＰＳに付属の解析ソフトにより求めた面積比は、図６に示すように全炭素ピークの面積の１％であった。また、この結果からカーバイドモデルを仮定して求めた界面混合層の膜厚は０．５ｎｍ以下であった。
【００７０】
次いで、耐蝕性試験を行った。耐蝕性試験は希硝酸を基板表面に１ｃｍ3滴下し、１時間後に回収して誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）によりＣｏ溶出量を測定したところ１．２μｇ／ｍ2であった。
【００７１】
［比較例１］
比較例１の磁気ディスクは、カーボン膜の成膜条件以外は実施例１と同様にして形成した。カーボン膜は、Ａｒガスを導入せず、雰囲気ガス圧力（全圧）を３Ｐａに保持し、基板バイアスを−５００Ｖとした以外は実施例１と同様にして、厚さ２．０ｎｍのカーボン膜を形成した。
【００７２】
このようにして作製した磁気ディスクの断面を実施例１と同様にしてＦＥＴＥＭにより写真撮影して観察するとＣｏＣｒＰｔＢ膜とカーボン膜との界面の界面混合層の平均膜厚は０．８ｎｍ、平均最大膜厚は１．８ｎｍであった。
【００７３】
図７は比較例１のＣ１ｓスペクトルを示す図である。図６と図７を参照するに、比較例１のＣ１ｓスペクトルのカーバイドのピークの面積比は全炭素ピークの面積の１０％であり、カーバイドモデルを仮定して求めた界面混合層の膜厚は、カーバイドモデルにより異なるが０．７ｎｍ〜１．７ｎｍの範囲であった。また、耐蝕性試験によるＣｏ溶出量は、２．８μｇ／ｍ2であった。
【００７４】
実施例１及び比較例１によれば、比較例１の界面混合層の平均膜厚が０．８ｎｍに対して、実施例１の界面混合層の平均膜厚が０．０ｎｍであるので、実施例１の界面混合層が大幅に低減されていることが分かる。このことは平均最大膜厚においても同様に、実施例１の界面混合層が大幅に低減されていることが分かる。
【００７５】
また、ＸＰＳによるＣ１ｓスペクトルの分析によっても、比較例１のカーバイドのピークの面積比が１０％に対して、実施例１が１％であるので、化学的な結合状態による分析から見ても実施例１の界面混合層が大幅に低減されていることが分かる。
【００７６】
さらに、耐食性試験については、比較例１のＣｏ溶出量は、２．８μｇ／ｍ2であるのに対して、実施例１は１．２μｇ／ｍ2であるので、実施例１のカーボン膜の耐蝕性が優れていることが分かる。
【００７７】
以上により、プラズマＣＶＤ法を用いて、基板バイアスを０Ｖとしてカーボン膜の初期層を形成し、さらに基板バイアスを−５００Ｖとして硬質層を形成した実施例１のカーボン膜が、基板バイアスを−５００Ｖとして形成した比較例１のカーボン膜に対して、界面混合層の平均膜厚及び平均最大膜厚が低減されて、スペーシングが低減されたことが分かる。また、耐蝕性の点においても実施例１が優れていることが分かる。
【００７８】
［実施例２］
ガラス基板上に、基板側から、ＣｒＴｉ膜（２５ｎｍ）／ＡｌＲｕ膜（２５ｎｍ）／ＣｒＷ膜（４．５ｎｍ）／ＣｏＣｒＰｔＢ膜（厚さ１５ｎｍ）をＤＣマグネトロン・スパッタ装置を用いて形成した。
【００７９】
次いで、ＦＣＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｃａｔｈｏｄｉｃ  Ａｒｃ）装置を用いて、真空度１０-3Ｐａ、アーク電流１００Ａ、アーク電圧２５Ｖ、基板バイアスを０Ｖに設定してＣｏＣｒＰｔＢ膜上に厚さ５．０ｎｍのカーボン膜を形成した。次いで、実施例１と同様にして潤滑層を形成した。
【００８０】
このようにして作製した磁気ディスクの断面を実施例１と同様にしてＦＥＴＥＭにより写真撮影して観察するとＣｏＣｒＰｔＢ膜とカーボン膜との界面の界面混合層の平均膜厚は０．０ｎｍ、平均最大膜厚は１．０ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜表面からカーボン膜表面まで５．０ｎｍであった。
【００８１】
また、複合型磁気ヘッドを用いて３００ｋＦＣＩにおけるＳ／Ｎは１５ｄＢであった。なお、複合型磁気ヘッドはＧＭＲ再生ヘッドを有し、浮上量を１３ｎｍ、周速を１５ｍ／ｓとした。
【００８２】
耐久性試験は、磁気ヘッドに荷重４０ｇ、試験半径２３ｍｍ、回転数５００ｒｐｍにおいて、目視判定によりカーボン膜のキズつき状態を観察し、４０００周回までキズは認められなかった。
【００８３】
［比較例２］
比較例２の磁気ディスクは、カーボン膜の成膜条件以外は実施例２と同様にして形成した。カーボン膜は、ＦＣＡ装置を用いて、基板バイアスを−２５０Ｖに設定して以外は実施例２と同様にしてＣｏＣｒＰｔＢ膜上に厚さ５．０ｎｍのカーボン膜を形成した。次いで、実施例２と同様にして潤滑層を形成した。
【００８４】
このようにして作製した磁気ディスクの断面を実施例２と同様にしてＦＥＴＥＭにより写真撮影して観察するとＣｏＣｒＰｔＢ膜とカーボン膜との界面の界面混合層の平均膜厚は１．２ｎｍ、平均最大膜厚は２．５ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜表面からカーボン膜表面まで６．２ｎｍであった。
【００８５】
また、Ｓ／Ｎは実施例２と同様にして測定し１３ｄＢであった。耐久性試験は、実施例２と同様にして測定し、４０００周回までキズは認められなかった。
実施例２及び比較例２によれば、比較例２の界面混合層の平均膜厚が１．２ｎｍに対して、実施例２の界面混合層の平均膜厚が０．０ｎｍであるので実施例２のスペーシングが低減されることが分かる。このことは平均最大膜厚においても同様に、実施例２の界面混合層が大幅に低減されていることが分かる。
【００８６】
このことと対応して、比較例２のＳ／Ｎが１３ｄＢであるのに対して、実施例２のＳ／Ｎが１５ｄＢと２ｄＢ高くなっていることが分かる。一方、耐久性試験については実施例２と比較例２では同程度であることが分かる。
【００８７】
したがって、ＦＣＡ法により基板バイアスの絶対値を低下させてカーボン膜を形成することにより、耐久性を保ちつつスペーシングを低減して、Ｓ／Ｎ比を向上することができた。
【００８８】
［実施例３］
実施例２と同様にしてガラス基板上にＣｏＣｒＰｔＢ膜まで形成した。
【００８９】
次いで、ＡＬＣＶＤ法により厚さ７．２ｎｍのアルミナ膜をＣｏＣｒＰｔＢ膜上に形成した。具体的には、成膜チャンバにＣｏＣｒＰｔＢ膜まで形成した基板を配置し、５×１０-5Ｐａまで排気して基板を７５℃に加熱する
次いで成膜チャンバにＡｒガスをキャリアガスとしてトリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3）3）ガスを導入し（圧力５×１０-2Ｐａ）、１秒間放置してトリメチルアルミニウム膜を形成後排気し、次いでＡｒガスをキャリアガスとして水蒸気を導入し（圧力５×１０-2Ｐａ）、１秒間放置してトリメチルアルミニウム膜をアルミナ膜に変換後排気する。これらを厚さが７．２ｎｍになるまで繰り返した。次いで、実施例１と同様にして潤滑層を形成した。
【００９０】
このようにして作製した磁気ディスクの断面を実施例１と同様にしてＦＥＴＥＭにより写真撮影して観察するとＣｏＣｒＰｔＢ膜とアルミナ膜との界面の界面混合層の平均膜厚は０．０ｎｍ、平均最大膜厚は１．０ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜表面からアルミナ膜表面まで７．２ｎｍであった。
【００９１】
また、Ｓ／Ｎは実施例２と同様にして測定し１２ｄＢであった。耐久性試験は、実施例２と同様にして行い、１８００周回までキズは認められなかった。
【００９２】
［比較例３］
比較例３の磁気ディスクは、アルミナ膜の成膜条件以外は実施例３と同様にして形成した。アルミナ膜は、ＲＦスパッタ装置を用いて、アルミナターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中（０．５Ｐａ）で基板バイアスを−２００Ｖに設定し、放電パワー５００Ｗ、基板加熱を行わないで厚さ７．６ｎｍのアルミナ膜を形成した。次いで、実施例２と同様にして潤滑層を形成した。
【００９３】
このようにして作製した磁気ディスクの断面を実施例３と同様にしてＦＥＴＥＭにより写真撮影して観察するとＣｏＣｒＰｔＢ膜とアルミナ膜との界面の界面混合層の平均膜厚は１．２ｎｍ、平均最大膜厚は２．４ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔＢ膜表面からアルミナ膜表面まで８．８ｎｍであった。
【００９４】
また、Ｓ／Ｎは実施例２と同様にして測定し８．５ｄＢであった。耐久性試験は、実施例３と同様にして測定し、１８００周回までキズは認められなかった。
【００９５】
実施例３及び比較例３によれば、比較例３の界面混合層の平均膜厚が１．２ｎｍに対して、実施例３の界面混合層の平均膜厚が０．０ｎｍであるので実施例３のスペーシングが低減されることが分かる。このことは平均最大膜厚においても同様に、実施例３の界面混合層が大幅に低減されていることが分かる。
【００９６】
このことと対応して、比較例３のＳ／Ｎが８．５ｄＢであるのに対して、実施例３のＳ／Ｎが１２ｄＢと３．５ｄＢ高くなっていることが分かる。一方、耐久性試験については実施例３と比較例３では同程度であることが分かる。
【００９７】
したがって、ＡＬＣＶＤ法により材料を化学吸着させて酸化することにより、界面混合層の形成を回避してアルミナ膜を形成することにより、スパッタ法により作製されたアルミナ膜と比較して、耐久性を保ちつつスペーシングを低減して、Ｓ／Ｎ比を向上することができた。
【００９８】
［実施例４］
本実施例に係る磁気記録媒体を実施例１と同様にして保護膜まで形成し、次いで、スピン洗浄機を用いて、スピン洗浄機内を窒素ガス雰囲気に置換し、オゾン３２ｐｐｍを含んだオゾン水を噴射して３０秒間洗浄した。次いで、４０００ｒｐｍ２０秒間のスピン乾燥を行い、保護膜上にz-テトラオールをバートレルＸＦ（三井デュポンフロロケミカル社製）０．２ｗｔ%程度に希釈した溶液を用いて厚さ１ｎｍ塗布した。次いで、潤滑層の熱処理（１３０℃、1時間）行った。
【００９９】
このようにして作製した磁気ディスクの純水による接触角をＪＩＳＫ６８００に記載に準じて測定し潤滑剤被覆率を評価したところ、接触角は１０３度であった。
【０１００】
また、バートレルＸＦに浸漬して本実施例に係る磁気ディスクを洗浄し、潤滑層の洗浄前の膜厚に対する洗浄後の膜厚の比（残存率）を測定し保護膜への吸着力を評価した。残存率は９０％以上であった。耐久性試験は実施例２と同様にして行い、８５００周回まで保護膜にキズが認められなかった。
【０１０１】
［比較例４］
オゾン水の替わりに純水を用いた以外は実施例４と同様にして比較例４に係る磁気ディスクを作製した。接触角、潤滑層の残存率、耐久性試験を実施例４と同様にして行った。接触角は８１度、残存率は４５％、耐久性試験では４０００周回で保護膜にキズが発生した。
【０１０２】
実施例４及び比較例４によれば、比較例４の接触角が８１度に対し、実施例４の被覆率が１０３度であるので、比較例４より実施例４の方が被覆率が高いことが分かる。また、残存率が比較例４が４５％に対して実施例４が９０％以上であるので、実施例４の方が、潤滑剤分子と保護膜との結合力が高いことが分かる。
【０１０３】
これらのことと関係して、比較例４は耐久性試験において４０００周回で保護膜にキズが発生したのに対して、実施例４では８５００回までキズが認められず、実施例４の方が大幅に耐久性が向上していることが分かる。
（第２の実施の形態）
ＦＣＡ法を用いて形成した保護膜を備えた本発明の第２の実施の形態に係る磁気記録媒体について説明する。磁気記録媒体の保護膜以外の基本的構成は、第１の実施の形態及び図２において示した磁気記録媒体と同様であるので説明を省略する。
【０１０４】
図８は、本実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法に用いるＦＣＡ成膜装置を模式的に示す断面図である。図８を参照するに、本実施の形態に用いたＦＣＡ成膜装置４０は、大別して、放電部４１、フィルタ部４２、偏向部４３、成膜室４４より構成されている。
【０１０５】
放電部４１は、カソードターゲット４５、アノード４６、カソードコイル４８、及びストライカ４９などにより構成されている。カソードターゲット４５はグラファイトにより形成されており、直流電圧が印加されたカソードターゲット４５の表面をストライカ４９で叩くことで、カソードターゲット４５及びアノード４６間にアーク放電が開始され、アーク放電により１万℃以上に加熱されたカソードターゲット４５より、カーボンイオンやカーボン原子、カーボン原子が塊状となったカーボン粒子、電子などが蒸発・生成される。カソードコイル４８は、アーク放電の放電軸に平行に磁界を印加して、カソードターゲット４５から蒸発したカーボン原子のイオン化率を高める機能を有する。このようにしてカーボンイオンや、カーボン原子、カーボン粒子、及び電子などよりなるカーボン粒子群が形成され、蒸発した際の運動エネルギー及びＦＣＡ成膜装置４０内の電位差に起因するクーロン力によりビーム状となってフィルタ部４２に供給される。なお、アーク放電によりカソードターゲット４５及びアノード４６等が高温となるので、外部より冷却水を供給して冷却される。
【０１０６】
フィルタ部４２は、２つのフィルタコイル５０Ａ，５０Ｂを備えた４５°ベントタイプのフィルタを用いている。フィルタコイル５０Ａ，５０Ｂによりカーボン粒子群の流れる方向に対して垂直に（図の紙面に垂直に）磁場を印加することにより、カーボン粒子群中の荷電粒子の流れを偏向させて、その他の粒子はＦＣＡ成膜装置４０の内壁や内壁に設けられたフィン５２にトラップさせる。フィルタの原理は、磁場中を移動する荷電粒子に作用するローレンツ力であり、曲げられる際の曲率半径をＲとするとＲ＝ｍｖ／（ｑＢ）で表され、ここで、カーボン粒子群中の荷電粒子の運動量ｍｖと電荷量ｑ、フィルタコイルにより印加される磁場Ｂである。したがって、ｖ及びＢを適切に選択することによりカーボンイオンのみを選別可能となり、カーボンの中性原子及び粒子、電子等はトラップされる。
【０１０７】
また、フィルタ部４２は一対または二対のラスターマグネット５１が設けられている。ラスターマグネット５１によりカーボンイオンの流れを上下、あるいは左右に振ることができ、均一な膜厚のカーボン膜を形成することができる。
【０１０８】
成膜室４４には、基板１１を保持する基板保持台６０が設けられ、直流電源を介して接地されている。直流電源の電源電圧により、基板１１の基板バイアスを設定することができる。基板１１はカーボンイオン束が流入する方向に略垂直に保持されるとともに、基板バイアスが０Ｖの場合のカーボンイオン束の中心軸ＣＩに対して、基板中心が距離Ｌ１だけ離隔して配設されている。距離Ｌ１は基板１１の大きさ、例えば基板１１がディスク状である場合は基板半径ＲＤとカーボンイオン束の半径ＲＩの和よりも大きいこと、すなわちＬ１＞ＲＤ＋ＲＩであることが好ましい。なお、カーボンイオン束の半径は実際に基板に成膜して成膜範囲から求めることができる。このような基板配置において、基板バイアス印加用電源６１を用いて負の基板バイアスを印加してカーボンイオン束を基板１１側に偏向する。
【０１０９】
図９は、所定の基板バイアスを印加した場合のカーボンイオン束の偏向の様子を示す図である。図９を参照するに、正のイオンのカーボンイオンは、成膜室４４内で、基板保持台６０が負電圧に印加されているので、クーロン力（引力）により基板１１側に誘導されて基板１１の磁性層上に堆積する。中性のカーボン粒子は直進して基板１１以外の部分に到達するので、中性のカーボン粒子を基板１１上に堆積することを防止することができる。
【０１１０】
図１０は、カーボン膜と基板バイアスとの関係を示す特性図である。図１０を参照するに、基板バイアスを印加すると硬度が増加し最大を示し、さらに基板バイアスを負側に増加させていくと次第に硬度が減少する。基板バイアスが−１５０Ｖ付近でも十分な硬度を有するカーボン膜を形成することが可能である。基板バイアスを−１５０Ｖより負側に大とすると基板１１に到達するカーボンイオン数が減少し、成膜速度が著しく低下してしまう。したがって、基板バイアスを印加することによって、中性のカーボン粒子を基板１１上に堆積することを防止すると共に、同時にカーボン膜の硬度を向上することができる。
【０１１１】
図８に戻り、フィルタ部４２と成膜室４４との間に設けられた偏向部４３を用いてカーボンイオン束を基板１１側に偏向してもよい。偏向部４３には、平行板電極５８Ａ，５８Ｂと平行板電極５８Ａ，５８Ｂに直流電圧を印加する直流電源５９が設けられている。例えば電極５８Ｂに対して電極５８Ａを所定の負電圧に設定することにより、カーボンイオン束を基板１１側に偏向することができ、中性のカーボン粒子を基板１１に到達することを回避できる。なお、偏向部４３は設けてもよく、設けなくてもよい。また、基板バイアスと共に用いてもよい。
【０１１２】
なお、カーボン膜の厚さの均一性を確保するために、図８に示すように基板を基板保持台に連結された回転駆動部６２により成膜時に基板を回転させてもよい。また、基板をカーボンイオン束にたいして傾けてもよい。さらに、下地となる磁性層等と真空中で連続して形成するため、記録層等を形成する成膜室とカーボン膜を形成する成膜室４４との間は、基板１１あるいは基板１１を保持した基板保持台６０が搬送されるようになっていてもよい。
【０１１３】
ＦＣＡ成膜装置４０内の雰囲気ガスのＡｒガスに窒素ガスを添加してもよい。窒素ガスがイオン化され、カーボン膜１６中に取り込まれ、窒素がドープされたカーボン膜１６を形成することができる。窒素がドープされることにより潤滑剤との濡れ性及び密着性を向上することができる。窒素ガスの添加量は、Ａｒガス流量：窒素ガス流量が９０：１０〜０：１００に設定される。また、圧力は１×１０-3Ｐａ〜１×１０-2Ｐａが好適である。
【０１１４】
図１１は、イオンガンを備えたＦＣＡ成膜装置を模式的に示す断面図である。図中、先に説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【０１１５】
図１１を参照するに、ＦＣＡ成膜装置７０は成膜室７１にはイオンガン７２が設けられ、
基板保持台６０はイオンガン７２の方向に傾けて設けられている。イオンガン７２を用いて窒素イオンを基板１１表面に照射することにより、上述した窒素ガスを添加した雰囲気中での成膜と同様に、カーボン膜に窒素が取り込まれ潤滑剤との濡れ性及び密着性を向上することができる。なお、図８に示したＦＣＡ成膜装置と同様に、カーボンイオン束の中心軸と基板中心との距離Ｌ１と、基板半径ＲＤ及びカーボンイオン束の半径ＲＩの関係はＬ１＞ＲＤ＋ＲＩであることが好ましい。
【０１１６】
本実施の形態では、以上のようにして図２に示す保護膜１６が形成される。なお、ＦＣＡ成膜装置４０、７０を用いた場合、基板１１の片面側にのみカーボン膜が形成されるので、磁気記録媒体１０が両面型の場合は、片面ごとにＦＣＡ成膜装置を設けてもよく、基板面を裏返すことにより１台のＦＣＡ成膜装置により形成してもよい。カーボン膜１６の厚さは０．５ｎｍ〜５ｎｍに設定され、磁気ヘッドと磁気記録媒体とのスペーシングを低減する観点からは、０．５ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。
【０１１７】
本実施の形態によれば、カーボン膜に中性のカーボン粒子が混入することを防止すると共に、硬度の高い薄膜のカーボン膜を形成することができる。その結果、長期信頼性の高い磁気記録媒体を実現することができる。
【０１１８】
（第３の実施の形態）
本発明の磁気記憶装置の第３の実施の形態を示す図１２及び図１３と共に説明する。図１２は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す断面図である。図１３は、図１２に示す磁気記憶装置の要部を示す平面図である。
【０１１９】
図１２及び図１３を参照するに、磁気記憶装置８０は大略ハウジング８３からなる。ハウジング８３内には、モータ８４、ハブ８５、複数の磁気記録媒体８６、複数の記録再生ヘッド８７、複数のサスペンション８８、複数のアーム８９及びアクチュエータユニット８１が設けられている。磁気記録媒体８６は、モータ８４より回転されるハブ８５に取り付けられている。記録再生ヘッド８７は、ＭＲ素子（磁気抵抗効果型素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗効果型素子）、又はＴＭＲ素子（トンネル磁気効果型）、又はＣＰＰ素子（Current Perpendicular to Plane素子）の再生ヘッド８７Ａと薄膜ヘッドの記録ヘッド８７Ｂとの複合型ヘッドからなる。各記録再生ヘッド８７は対応するアーム８９の先端にサスペンション８８を介して取り付けられている。アーム８９はアクチュエータユニット８１により駆動される。この磁気記憶装置の基本構成自体は周知であり、その詳細な説明は本明細書では省略する。
【０１２０】
本実施の形態の磁気記憶装置８０は、磁気記録媒体８６に特徴がある。磁気記録媒体８６は、例えば、図２、図３に示す第１の実施の形態、及び第２の実施の形態に係る磁気記録媒体である。磁気記録媒体８６の枚数は３枚に限定されず、１枚でも、２枚又は４枚以上であってもよい。
【０１２１】
磁気記憶装置８０の基本構成は、図１２及び図１３に示すものに限定されるものではない。本発明で用いる磁気記録媒体８６は、磁気ディスクに限定されない。
【０１２２】
本実施の形態によれば、磁気記憶装置８０は、磁気記録媒体８６の書込み性能が良好であり、書き込まれたビットの優れた熱安定性及び低媒体ノイズ特性を有するので、信頼性が高くかつ高記録密度化を図ることができる。
【０１２３】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【０１２４】
例えば、第３の実施の形態では磁気記憶装置についてハードディスク装置を例として説明したが、本発明はハードディスク装置に限定されない。例えば、本発明は磁気テープ装置、例えばヘリカルスキャン型のビデオテープ装置や、磁気テープの幅方向に亘って多数のトラックが形成されたコンピュータ用磁気テープ装置に用いられる磁気テープに適用することができる。
【０１２５】
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１）  基板と、該基板の上方に設けられた磁性層と、該磁性層上に設けられた保護膜と、該保護膜上に設けられた潤滑層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
保護膜材料のイオンを用いて真空プロセス成膜法により前記保護膜を形成する保護膜形成工程とを備え、
前記保護膜形成工程において基板バイアスを負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記２）  前記保護膜形成工程において、成膜中の雰囲気ガス圧力を１Ｐａ〜５０Ｐａの範囲に設定することを特徴とする付記１記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記３）  前記真空プロセス成膜法は、化学的気相成長法及びＦＣＡ法のうちいずれかであることを特徴とする付記１または２記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記４）  前記保護膜形成工程において、
第１の基板バイアス値に設定して０．５ｎｍ以上の膜厚の第１の保護膜を形成し、
次いで第２の基板バイアス値を設定して前記第１の保護膜上に第２の保護膜を更に形成し、
前記第１の基板バイアス値は前記第２の基板バイアス値よりも絶対値が小さいことを特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記５）  前記第１の基板バイアス値は、負電圧で０Ｖ以上８０Ｖ未満の範囲に設定することを特徴とする付記４記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記６）  前記第１の保護膜を形成する際の雰囲気ガス圧力は、前記第２の保護膜を形成する際の雰囲気ガスよりも高く設定することを特徴とする付記４または５記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記７）  前記第１の保護膜を形成する際と第２の保護膜を形成する際の雰囲気ガスは、保護膜材料を含むプロセスガスと、不活性ガスとを含み、不活性ガスの分圧を制御して前記第１の保護膜を形成する際の雰囲気ガス圧力を高めることを特徴とする付記６記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記８）  前記化学的気相成長法は、原子層堆積化学的気相成長法であって、
前記保護膜が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、及び酸化チタンの群のうちいずれか１種であることを特徴とする付記３記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記９）  前記ＦＣＡ法を用いて基板バイアス値を負電圧で０Ｖ以上３０Ｖ以下の範囲に設定して保護膜を形成することを特徴とする付記３記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０）  基板と、該基板の上方に設けられた磁性層と、該磁性層上に設けられた保護膜と、該保護膜上に設けられた潤滑層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
前記保護膜表面をオゾン水処理する表面改質工程と、
潤滑剤を塗布して前記潤滑層を形成する潤滑層形成工程を更に備えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１）  前記保護膜形成工程の後に、前記保護膜表面をオゾン水処理する表面改質工程と、
潤滑剤を塗布して前記潤滑層を形成する潤滑層形成工程を更に備えることを特徴とする付記１〜１０のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１２）  前記オゾン水処理は、オゾン水の濃度を０．３ｐｐｍ〜５０ｐｐｍの範囲に設定することを特徴とする付記１０または１１記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１３）  前記オゾン水処理は、オゾン水を保護膜表面に噴射して、あるいは磁気記録媒体をオゾン水に浸漬して行うことを特徴とする付記１０〜１２のうち、一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１４）  前記オゾン水処理は、超音波を印加しながら行うことを特徴とする付記１３記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１５）  基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成された保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、
前記記録層と保護膜との界面に、記録層および保護膜を構成する材料が互いに混合して形成されてなる界面混合層の平均膜厚が０．５ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記１６）  基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成されたカーボン保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、
前記カーボン保護膜は、磁性層側に形成された第１の保護膜と、該第１の保護膜上に形成された第２の保護膜とからなり、
前記第１の保護膜は第２の保護膜よりも炭素原子量に対する水素原子量比が高いことを特徴とする磁気記録媒体。
（付記１７）  基板と、前記基板の上方に形成された記録層と、前記記録層上に形成された保護膜とを備えた磁気記録媒体であって、
前記記録層と保護膜との界面に、記録層および保護膜を構成する材料が互いに混合して形成されてなる界面混合層の平均最大膜厚が１．０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
（付記１８）  付記１５〜１７のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体と、記録再生手段とを備えた磁気記憶装置。
（付記１９）  カーボン粒子群を生成する発生部と、カーボン粒子群からカーボンイオンを選別してカーボンイオン束を形成するフィルタ部と、カーボンイオン束を入射して該基板上にカーボン膜を形成する磁気記録媒体の製造方法であって、
基板保持台上に基板を、基板バイアスを印加しない場合に前記カーボンイオン束が照射される位置から離隔して配置し、
所定の電圧の基板バイアスを印加して、前記カーボンイオン束を基板表面に誘引してカーボン膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記２０）  前記所定の電圧は−１０Ｖ〜−１５０Ｖの範囲に設定されることを特徴とする付記１９記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記２１）  前記カーボン膜の形成時に基板を回転させることを特徴とする付記１９または２０記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記２２）  前記カーボン膜の形成時の雰囲気がＡｒガスに、窒素ガス、水素ガス、及びＣＦ4ガスの群のうちいずれか一種を添加することを特徴とする付記１９〜２１のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記２３）  前記カーボン膜の形成時にイオンガンを用いてＣＦ4イオンまたは水素イオンを基板に照射することを特徴とする付記１９〜２２のうち、いずれか一項記載の磁気記録媒体の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】従来の磁気記録媒体の磁性層と保護層のカーボン膜との界面を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図３】第１の実施の形態の変形例に係る磁気記録媒体の断面図である。
【図４】界面混合層の平均膜厚及び平均最大膜厚を求めるための説明図である。
【図５】実施例１のＣ１ｓスペクトルを示す図である。
【図６】実施例１及び比較例１のピーク面積比を示す図である。
【図７】比較例１のＣ１ｓスペクトルを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る磁気記録媒体の製造方法に用いるＦＣＡ成膜装置を模式的に示す断面図である。
【図９】所定の基板バイアスを印加した場合のカーボンイオン束の偏向の様子を示す図である。
【図１０】カーボン膜と基板バイアスとの関係を示す特性図である。
【図１１】他のＦＣＡ成膜装置を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す磁気記憶装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、２０      磁気記録媒体
１１            基板
１４            磁性層
１５            界面混合層
１６            保護膜
１６Ａ          カーボン膜
１８            潤滑層
４０、７０      ＦＣＡ成膜装置
【図１】
2005158092.tif 000003
【図２】
2005158092.tif 000004
【図３】
2005158092.tif 000005
【図４】
2005158092.tif 000006
【図５】
2005158092.tif 000007
【図６】
2005158092.tif 000008
【図７】
2005158092.tif 000009
【図８】
2005158092.tif 000010
【図９】
2005158092.tif 000011
【図１０】
2005158092.tif 000012
【図１１】
2005158092.tif 000013
【図１２】
2005158092.tif 000014
【図１３】
2005158092.tif 000015