(57)【要約】【課題】  成膜方法及び成膜装置に関し、表面粗度が低く且つ硬度が高い炭素系保護膜の形成を可能にし、例えば、ヘッドクラッシュに高い耐性を示すと共に記録密度及び信頼性を向上した磁気ディスクを実現できるように、そして、放電不良確率を低減したＦＣＡ成膜装置を実現できるようにする。【解決手段】  アーク放電により、カソードターゲット１からターゲット材料であるカーボンを蒸発させ、基板６上に堆積させる場合、アーク放電中にターゲット１上の放電点１Ａを電磁石７の作用に依って強制移動させる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電により、ターゲットからターゲット材料を蒸発させ、基板上に堆積させる成膜方法において、
アーク放電中にターゲット上の放電点を強制移動させること
を特徴とする成膜方法。
【請求項２】
アーク放電のアーク柱に於ける軸方向に磁場を印加して発生するローレンツ力によりターゲット上の放電点を強制移動させること
を特徴とする請求項１記載の成膜方法
【請求項３】
請求項１或いは請求項２記載の成膜方法で成膜される膜が磁気ディスク用保護膜であること
を特徴とする請求項１或いは請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
アーク放電により、ターゲットからターゲット材料を蒸発させ、基板上に堆積させる成膜装置において、
アーク放電のアーク柱に於ける軸方向に磁場を印加することで発生するローレンツ力によりターゲット上の放電点を強制移動させる為、前記磁場を発生する電磁石をターゲット近傍に複数個配置してなること
を特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブと呼ばれる磁気記録装置で記録媒体として用いる磁気ディスクに於ける磁性槽を成膜する方法及び装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報の記録、及び、記録情報の読み取りを行なうには、記録媒体である磁気ディスク上で浮上する磁気ヘッドを用いる磁気記録装置が知られていて、コンピュータや各種情報端末などの外部記憶装置として一般に広く使用されている。
【０００３】
その磁気ディスクは、硬質非磁性基板上に良好な磁気特性を示すコバルト系の合金を薄膜化して成膜した磁性合金層を備えている。
【０００４】
通常、磁性合金層は、耐久性、耐蝕性に著しく劣るため、磁気ヘッドとの接触、摺動に依る摩擦、摩耗、或いは、湿気吸着に依って腐食が発生する為、磁気特性の劣化や機械的又は化学的損傷を生じ易い。
【０００５】
そこで、一般には、磁性合金層の表面に保護膜を設け、更に、その表面を潤滑剤で被覆することで、耐久性及び耐蝕性の向上を図っている。
【０００６】
その保護膜としては、ＳｉＯ2 、ＳｉＮx 、Ａｌ2 Ｏ3 など様々な材料が用いられているのであるが、現在、アモルファスの炭素系保護膜が耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性などの点から、磁気記録媒体及び磁気ヘッドの保護膜として好適であるとされ、その炭素系保護膜はスパッタリング法やＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて堆積されたされる。
【０００７】
ところで、近年の情報化社会では、多くの分野に於いて取り扱う情報量は増大する傾向にあり、これに伴って、磁気ディスクは一層の高記録密度、大容量化が切望されている。
【０００８】
磁気ディスクに於いて、高記録密度化への要求に応えるためには、磁気記録層と磁気ヘッドの記録／読み取り部間の間隔、いわゆる磁気スペーシングを短縮することが不可欠であり、従って、保護膜自体の薄膜化が必要とされてきている。
【０００９】
そこで、５ｎｍ以下の極薄膜においても十分な耐久性/ 耐蝕性を確保できる保護膜のニーズが高まっていて、近年では、従来に比較して良好な耐久性が得られる保護膜を形成することが可能なフィルタードカソーディックアーク法（ＦＣＡ法）が注目されている。
【００１０】
そのＦＣＡ法では、放電点温度が1 万℃以上にもなるアーク放電を利用する為、耐熱性が高い炭素であっても容易に溶融及び昇華させることが可能である。また、ＣＶＤ法の場合と異なり、炭素のみを材料とする成膜が可能である為、膜中に水素が含まれず、Ｃ−Ｃのｓｐ３結合に富んだ高硬度の炭素系保護膜が得られる。
【００１１】
然しながら、ＦＣＡ法を実施する装置では、放電点の局在化に伴うターゲットの不均一なエロージョンが原因となって大きな粒径のターゲット粒子が発生し易く、この為、基板上に付着したターゲット粒子が表面粗さを増加させ、結果として、磁気ヘッドの安定な浮上を阻害する要因となることが判っている。加えて、ターゲット材表面の凹凸が成膜時間に比例して増加することから放電不良確率が増加し、メンテナンスの工数を考慮すると量産性が低い旨の問題もある。
【００１２】
また、ＦＣＡ法を実施する装置では、均一な膜質の成膜を阻害するカーボン粒子を被成膜対象である基板に到達する前に抑止するフィルターを備えている。更にまた、プラズマ形成部に於いて、カーボン粒子をプラズマ化したＡｒイオン等に依って粉砕して電離させる手段も提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【００１３】
然しながら、本発明者等が調査したところに依れば、カーボン粒子の一部はフィルター内壁を反射しつつ基板に到達することが確認されている。また、カーボン粒子をプラズマ化Ａｒイオンで粉砕する手段を十分に効果在らしめる為には、プラズマ密度を高くすることが必要であり、従って、当該装置は大型化し、しかも、多量のＡｒイオンを導入することで、所要のカーボンイオンがＡｒイオンやＡｒガスとの相互作用でエネルギーを失い、結果的に特性良好なカーボン膜が得られない旨の問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２５６８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明に於いては、表面粗度が低く且つ硬度が高い炭素系保護膜の形成を可能にし、ヘッドクラッシュに高い耐性を示すと共に記録密度及び信頼性を向上した磁気ディスクを実現できるように、そして、放電不良確率を低減したＦＣＡ成膜装置を実現できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に依る成膜方法及び成膜装置に於いては、アーク放電により、ターゲットからターゲット材料を蒸発させ、基板上に堆積させる成膜方法において、アーク放電中にターゲット上の放電点を強制移動させることが基本になっている。
【発明の効果】
【００１６】
前記手段を採ることに依り、表面粗度が低く、且つ、高硬度の炭素系膜を実現することができる。従って、例えば磁気ディスク用の保護膜に適用した場合、ヘッドクラッシュの防止に有効であり、記録密度及び信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明では、ＦＣＡ成膜装置に於けるアーク源にターゲットの面内方向に磁場を発生する機構を設け、ターゲット上の放電点を強制的に移動させている。具体的な装置構成としては、従来の標準的なＦＣＡ成膜装置に於けるターゲット近傍に磁場を発生する手段として用いる電磁石を複数箇所以上に亙って配置する。
【００１８】
アーク放電は陰極点と陽極点との間の直線上の放電であるから、アークと直交する方向に磁場を印加した場合、アーク及び磁場と直交する方向にローレンツ力が発生し、そのローレンツ力によりアークが曲げられることでターゲット上の放電点も移動する。
【００１９】
さらに電磁石で発生する磁場を周波数変化させた場合、アークに働く力の方向は垂直方向で振動するので、磁場を互いに直交するＸ、Ｙ方向から印加する構成を採れば、ローレンツ力の方向をＸＹ平面内で自在に変えることができる。
【００２０】
前記機構を備えたＦＣＡ成膜装置に於いては、アーク放電点の強制移動が可能であるから、ターゲットのエロージョンが均一化されると共に安定したアーク放電を持続することができる。
【００２１】
このため、大きな粒径をもつターゲット粒子の発生は抑制され、小さい粒径のカーボン粒子のみが磁気ディスクの基板に到達することとなり、平坦性の高い均質な炭素系保護膜を成膜することが可能となる。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明を実施して作製した磁気記録媒体の要部切断側面図であり、図に於いて、１はアルミニウム合金基板、２はＣｒ系下地層、３はＣｏ合金磁性層、４は炭素系保護膜をそれぞれ示している。
【００２３】
図示の磁気記録媒体を製造するには、めっき法を適用することに依り、アルミニウム合金基板１上にＮｉ−Ｐ膜（図示せず）を形成し、次いで、スパッタリング法を適用することに依り、Ｎｉ−Ｐ膜上にＣｒ系下地層２、及び、Ｃｏ合金磁性層３を積層形成する。
【００２４】
次いで、全体をＦＣＡ成膜装置内に導入してＣｏ合金磁性層３上に炭素系保護膜を形成するのであるが、ここで、ＦＣＡ成膜装置について具体的に説明する。
【００２５】
図２はＦＣＡ成膜装置を表す要部説明図、そして、図３は図２に於けるカソードターゲットの放電面及び電磁石を表す要部正面図であり、図に於いて、１１はカソードターゲット、１１Ａは放電点、１１Ｂは放電点の移動方向、１２はアノード、１３はカーボン粒子中の荷電粒子の流れを制御する電磁コイル、１４はカーボンイオンの流れを上下左右に振る為のラスターコイル、１５は成膜室、１６は磁気記録媒体、１７は電磁石、１７Ａは磁力線をそれぞれ示している。
【００２６】
図示のＦＣＡ装置では、グラファイトを原料としてカソードターゲット１１を作製してあり、アーク電流を６０Ａ、アーク電圧を３０Ｖの条件で、1 Å／秒の成膜レートで厚さ４ｎｍの炭素系保護膜を磁気記録媒体１６の表面に成膜した。
【００２７】
ＦＣＡ装置に於けるカソードターゲット１１の近傍には、偏向磁場発生用の電磁石１７が配設され、その位置は、カソードターゲット１１の放電側表面に対応して、Ｘ、Ｙ方向で合計４個を配置してあり、成膜プロセス中は交流磁場に依って発生するローレンツ力で放電点を強制的に移動させるようにした。
【００２８】
電磁石１７で磁場を発生させる為の電源は、位相が９０°異なる周波数可変型のＸ及びＹの２系統の交流電源からなり、それぞれ独立に出力電流を変化させることができるものを使用している。
【００２９】
完成した磁気記録媒体について、保護膜表面のパーティクル数を光の散乱を利用した表面欠陥評価装置を用いて評価したところ、直径１μｍ以上のパーティクル数は直径約９ｃｍ（３．５インチ）のディスク１面当たり約５００個であった。
【００３０】
＜比較例＞
前記実施例と同様の方法で磁性層まで形成した磁気記録媒体を通常のＦＣＡ装置に導入し、グラファイトを材料とするカソードターゲットを用い、アーク電流６０Ａ、アーク電圧３０Ｖの条件で厚さ４ｎｍの炭素系保護膜を形成した。勿論、ここでは、成膜時に磁場印加による放電点の移動を実施しない。
【００３１】
完成した磁気記録媒体について、保護膜表面のパーティクル数を光の散乱を利用した表面欠陥評価装置を用いて評価したところ、直径１μｍ以上のパーティクル数は直径約９ｃｍ（３．５インチ）のディスク１面当たり約４千個であった。
【００３２】
このように、パーティクルが著しく付着する理由は、前記した通り、カソードターゲットに於ける放電点の局在化に起因する不均一なエロージョンが原因となって大粒径のターゲット粒子が発生したためであると認識される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を実施して作製した磁気記録媒体の要部切断側面図である。
【図２】ＦＣＡ成膜装置を表す要部説明図である。
【図３】図２に於けるカソードターゲットの放電面及び電磁石を表す要部正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  アルミニウム合金基板
２  Ｃｒ系下地層
３  Ｃｏ合金磁性層
４  炭素系保護膜
１１  カソードターゲット
１１Ａ  放電点
１１Ｂ  放電点の移動方向
１２  アノード
１３  カーボン粒子中の荷電粒子の流れを制御する電磁コイル
１４  カーボンイオンの流れを上下左右に振る為のラスターコイル
１５  成膜室
１６  磁気記録媒体
１７  電磁石
１７Ａ  磁力線
【図１】
2007254770.tif 000003
【図２】
2007254770.tif 000004
【図３】
2007254770.tif 000005