(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に少なくとも磁性膜を形成した後、この磁性膜上にスパッタリング装置を使用してスパッタリングにより非導電性膜を形成する磁気ディスクの製造方法であって、
ターゲットが貼着されるとともに極性が反転するように転極される電極を備えたスパッタリング装置を使用して非導電性膜としての保護膜を形成するとともに、
前記電極の極性を１〜１００ｋＨｚの周波数で反転させることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記スパッタリング装置内に一対の互いに対向する電極よりなる少なくとも一組の対電極を配設し、この対電極の間に基板を配置し、対電極を構成する一対の電極の極性がそれぞれ反転するように変化させて非導電性膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項３】
前記対電極のうち一方の電極が陽極ならば他方の電極が陰極となり、一方の電極が陰極ならば他方の電極が陽極となるように、両電極が互いに異なる極性となるように変化させることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記対電極のうち一方の電極が陽極ならば他方の電極も陽極となり、一方の電極が陰極ならば他方の電極も陰極となるように、両電極が互いに同じ極性となるように変化させることを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項５】
前記保護膜は、カーボンの膜、炭化水素の膜、ケイ酸の膜、炭化珪素の膜のいずれか１つの膜であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項６】
基板の表面に少なくとも磁性膜を有し、この磁性膜上に非導電性膜が成膜されてなる磁気ディスクの非導電性膜としての保護膜をスパッタリングにより形成するためのスパッタリング装置であって、
ターゲットが貼着されるとともに極性が反転するように転極される電極を備え、この電極の極性が１〜１００ｋＨｚの周波数で反転するよう構成したことを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は情報記録装置、特にハードディスク等のような磁気記録媒体に用いられる磁気ディスクにおいて、磁気ディスク用基板の表面にスパッタリング法により非導電性膜を形成した磁気ディスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような磁気記録媒体に用いられる磁気ディスクは、磁気ディスク用の基板の表面に下地膜等の複数の膜を順番に成膜した後、その表面に磁性膜が成膜されることによって作製されている。この磁性膜に対して磁気ディスク上を浮上しながら移動する磁気ヘッドにより情報が書き込まれたり、読み込まれたりするとき、磁気ヘッドと磁性膜との間に異物が入り込み、磁性膜を傷つける場合がある。また、磁性膜はその材料が金属であることから使用環境によっては酸化等により腐食されるおそれがある。さらには、磁気ヘッドと磁性膜の間に生ずる摩擦力により磁気ヘッドの移動が不安定となって、磁気ヘッドが磁性膜表面に衝突するおそれがある。このような、磁性膜の傷付き、酸化等を防止するため、その表面には耐摩耗性、耐衝撃性及び耐腐食性を有する非導電性膜としての保護膜が形成されている。この保護膜は磁性膜及び磁気ヘッド間の距離を短くして磁気ディスクの記録密度を向上させるために、スパッタリング装置を使用したスパッタリング法によって極薄膜となるように形成されている。
【０００３】
スパッタリング装置は装置本体内に対向配置された一対の電極と、これら電極を囲い込むように配設されたチャンバー壁とを備え、両電極間に磁性膜が成膜された基板が支持されている。そして、密閉した状態の装置本体内にアルゴンガス等のプロセスガスを導入し、直流（ＤＣ）電源を用いて両電極に負電圧を印加すると、両電極をカソード、チャンバー壁をアノードとしてグロー放電が発生し、両電極間でプロセスガスがプラズマ化される。このとき、プラズマ中の正イオンが電極表面に取付けられたターゲットに衝突し、ターゲット表面がスパッタリングされて、このスパッタリングされたターゲット成分が磁性膜表面に付着し、堆積することにより保護膜が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記スパッタリング法によれば、ターゲット成分は磁性膜の表面だけでなく、ターゲット表面及びチャンバー壁表面に付着して膜を形成する場合がある。この状態のままＤＣ電源を用いると、ターゲット及びチャンバー壁の表面に形成された膜が非導電性の場合にはその膜に負電荷又は正電荷が帯電し、やがてアークが発生する。このアークの発生が原因となって両電極間でのプラズマの発生が不安定な状態となり、アーキングによる熱衝突でターゲットの一部が溶融し、液滴となって基板に付着したり、またターゲットの非エロージョン域に堆積した非導電性膜がアークによる絶縁破壊時の熱衝撃で基板に付着したりする。
【０００５】
このような状況下で極薄の保護膜を形成すると、保護膜上に付着した異物が原因となって磁気ディスクを製造する際の歩留まりが低下すると同時に、ターゲット成分が磁性膜表面に均一に堆積されず、保護膜の硬度が低下して耐摩耗性が低下したり、膜密度が不十分で保護膜表面に微細孔が形成されて耐腐食性が低下したりするため、磁気ディスクの品質が劣化するといった問題があった。また、スパッタリング法以外に化学気相成長（ＣＶＤ）法によって保護膜を形成する方法が挙げられるが、ＣＶＤ法では絶縁性の基板の場合、基板の表面にさらに導電性の膜を設けねばならず、製造時間が長くなるとともに、製造コストの低減を図りづらいという問題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた非導電性膜を容易に製造することができ、製造する際の歩留まりを向上させることができる磁気ディスクの製造方法及びそれに使用されるスパッタリング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の磁気ディスクの製造方法の発明は、基板の表面に少なくとも磁性膜を形成した後、この磁性膜上にスパッタリング装置を使用してスパッタリングにより非導電性膜を形成する磁気ディスクの製造方法であって、ターゲットが貼着されるとともに極性が反転するように転極される電極を備えたスパッタリング装置を使用して非導電性膜としての保護膜を形成するとともに、前記電極の極性を１〜１００ｋＨｚの周波数で反転させることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の磁気ディスクの製造方法の発明は、請求項１に記載の発明において、前記スパッタリング装置内に一対の互いに対向する電極よりなる少なくとも一組の対電極を配設し、この対電極の間に基板を配置し、対電極を構成する一対の電極の極性がそれぞれ反転するように変化させて非導電性膜を形成することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の磁気ディスクの製造方法の発明は、請求項２に記載の発明において、前記対電極のうち一方の電極が陽極ならば他方の電極が陰極となり、一方の電極が陰極ならば他方の電極が陽極となるように、両電極が互いに異なる極性となるように変化させることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の磁気ディスクの製造方法の発明は、請求項２に記載の発明において、前記対電極のうち一方の電極が陽極ならば他方の電極も陽極となり、一方の電極が陰極ならば他方の電極も陰極となるように、両電極が互いに同じ極性となるように変化させることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に記載の磁気ディスクの製造方法の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記保護膜は、カーボンの膜、炭化水素の膜、ケイ酸の膜、炭化珪素の膜のいずれか１つの膜であることを特徴とするものである。
請求項６に記載のスパッタリング装置の発明は、基板の表面に少なくとも磁性膜を有し、この磁性膜上に非導電性膜が成膜されてなる磁気ディスクの非導電性膜としての保護膜をスパッタリングにより形成するためのスパッタリング装置であって、ターゲットが貼着されるとともに極性が反転するように転極される電極を備え、この電極の極性が１〜１００ｋＨｚの周波数で反転するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下にこの発明の第１実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
磁気ディスクは円板状をなす基板と、基板の表面から順番に形成されたシード層、下地層及び磁性膜と、磁性膜の表面に形成された非導電性膜としての保護膜とから作製されている。さらに、保護膜の表面にはパーフルオロポリエーテル系等の潤滑剤よりなる潤滑層を形成してもよい。
【００１５】
前記基板の材料としては無機材料が使用され、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス等のガラスをはじめガラス以外の結晶化ガラス、セラミックス、アルミニウム等の金属等といった非磁性の材料、あるいはフェリ磁性、強磁性を有する材料を使用することが好ましい。なお、フェリ磁性、強磁性を有する基板材料は、前記無機材料及び合成樹脂等の有機材料を母材とし、その母材中に鉄、コバルト、ニッケル等の単体の金属及びそれらの合金等の強磁性体、フェライト等のフェリ磁性体等の磁性体を分散させることにより得られる。上記材料のなかでもガラスはアルミニウムよりも剛性に優れ、衝撃による基板の変形のおそれがないため、磁気ディスクの基板として好ましい。
【００１６】
前記シード層、下地層及び磁性膜はその材料として金属が使用され、スパッタリング法又は化学気相成長（ＣＶＤ）法によって形成されている。具体的には、シード層としてはニッケル（Ｎｉ）−アルミニウム（Ａｌ）の層、下地層としてはクロム（Ｃｒ）−モリブデン（Ｍｏ）の層、磁性膜としてはコバルト（Ｃｏ）−白金（Ｐｔ）−クロム（Ｃｒ）−タンタル（Ｔａ）の膜等が挙げられる。
【００１７】
前記保護膜は後述するスパッタリング装置を使用したスパッタリング法によって磁性膜の表面に形成されている。保護膜の材料としては磁気ヘッドが着陸した場合の衝撃力に耐えることができるように耐久性の高いものが好ましい。加えて、金属により形成された磁性膜が酸化されることを防止するため、高度な耐腐食性を有するものが好ましい。これらの条件を満たす保護膜としてはカーボン（Ｃ）の膜、炭化水素（ＣＨ）の膜、ケイ酸（ＳｉＯ2）の膜、炭化珪素（ＳｉＣ）の膜等が挙げられる。この実施形態においては保護膜として炭化水素の膜が使用されている。
【００１８】
次に、上記保護膜を形成するためのスパッタリング装置について説明する。
図１に示すように、スパッタリング装置を構成する装置本体１１は四角箱状に形成され、装置本体１１の内側の空間が成膜室１２となっている。成膜室１２の中央には一対の電極１３が所定距離だけ離間した状態で対向して配置されており、これら電極１３により対電極が構成されている。一対の電極１３を囲い込むように、成膜室１２内には図示しないチャンバー壁及びシールド板が配設されている。各電極１３の内面には保護膜の材料となるカーボン製のターゲット１４がそれぞれ貼着されている。両ターゲット１４の中央にはその表面に磁性膜が成膜された基板１５が磁性膜の表面、すなわち保護膜が形成される面をターゲット１４に対して向かい合わせるようにして支持されている。
【００１９】
前記装置本体には複数のガス導入管１６が接続されている。そして、装置本体１１内に基板１５が収容された状態で成膜室１２が密閉されるとともに、ガス導入管１６から成膜室１２内へとプロセスガスが導入される。このプロセスガスとしてはアルゴン（Ａｒ）ガス、Ａｒ及びメタン（ＣＨ4）の混合ガス、Ａｒ及び水素（Ｈ2）の混合ガス等が挙げられる。ガス導入管１６には図示しない流量調整器が接続されており、プロセスガスの供給量、混合濃度等が調整される。また、装置本体１１には図示しない真空排気ポンプが接続されており、密閉された成膜室１２内からプロセスガス、空気等を排気することで成膜室１２内が減圧される。
【００２０】
両電極１３には装置本体１１の外部に配設された電源１７が接続されている。この電源１７には出力周波数が調整可能な交流（ＡＣ）電源が使用されている。このＡＣ電源を用いて各電極に正又は負の電圧を印加することにより、一方の電極１３が陽極（アノード）ならば他方の電極１３が陰極（カソード）となり、一方の電極１３がカソードならば他方の電極１３がアノードとなるように、両電極１３が所定周波数で互いに異なる極性となるように変化され、転極される。そして、電圧が印加された両電極１３の間でグロー放電が発生し、このグロー放電によりプロセスガスがプラズマ化される。なお、電源としては直流（ＤＣ）電源を使用することも可能ではあるが、この場合、ＤＣ電源から出力される電圧を所定間隔で正電圧又は負電圧に変換する極性変換器を接続し、出力極性を変化させることが必要である。
【００２１】
上記電極１３の極性は１〜１００ｋＨｚの周波数で反転させることが好ましい。電極１３の極性を１ｋＨｚよりも低い周波数で反転させると、ターゲット１４の表面のスパッタリングされない領域（非エロージョン域）に堆積した非導電性膜上に蓄積された正電荷を除電する効果が弱まり、アークが発生しやすくなってグロー放電が不安定となる。また、１００ｋＨｚよりも高い周波数で反転させると電源１７の駆動が不安定となることにより両電極１３の間におけるグロー放電の発生が不安定となる。
【００２２】
続いて、スパッタリング装置を用いた保護膜の形成方法について説明する。
さて、図１に示すように、基板１５はその表面にＣＶＤ法又はスパッタリング法により基板１５の表面側から順番にシード層、下地層及び磁性膜が形成された後、スパッタリング装置の装置本体１１内において両電極１３の間の中央に位置するように配置される。続いて、成膜室１２内にＡｒガス、ＣＨ4ガス、Ｈ2ガスを導入しつつ、真空排気ポンプによりこれらプロセスガス、空気等を排気して、成膜室１２内を減圧する。そして、ＡＣ電源により各電極１３にそれぞれ正又は負の電圧を交互に印加すると、両電極１３が所定周波数で交互にカソードとアノードに変化し、やがて両電極１３の間でグロー放電が発生し、成膜室１２内のＡｒガスがプラズマ状態となる。
【００２３】
この状態でいずれか一方の電極１３がカソードとなった瞬間にプラズマ中のアルゴンイオン（Ａｒ+）がカソード側に向かって移動する。Ａｒ+イオンはその移動時にターゲット１４の表面に衝突し、ターゲット１４をスパッタリングして、ターゲット成分としての炭素（Ｃ）原子をはじき飛ばす。はじき飛ばされたＣ原子はプロセスガス中のＣＨ4誘導物質又はＨ2と反応することで非導電性物質である炭化水素となり、この炭化水素が磁性膜の表面に付着し、堆積されることによって基板１５のカソード側の面に保護膜が形成される。
【００２４】
上記保護膜の形成時には炭化水素がターゲット１４の非エロージョン域に付着し、この非エロージョン域にも炭化水素の膜が形成される。この膜はその表面にＡｒ+イオンが蓄積されて正電荷に帯電されるとともに、その電荷量が所定量を越えると絶縁破壊域に達し、膜の表面の正電荷とターゲット１４の表面の負電荷とが膜の内部を介してアークを発生しようとする。ここで、絶縁破壊域とは絶縁破壊の強さがｋＶ／ｍｍで定義されていることから、絶縁膜の表面に蓄積された電荷のクーロン量と絶縁膜の厚さにより規定されると考えられる。この他にも、正電荷の電荷量と、膜の厚さ、つまり正電荷及び負電荷の距離によっては、膜の表面の正電荷と、ターゲット１４の表面の負電荷とが膜の内部を介さずにアークを発生しようとする。しかし、先ほどカソードであった電極１３がアノードとなった瞬間にプラズマ中の電子がアノードに引き寄せられ、蓄積されたＡｒ+イオンが除電されることにより、非エロージョン域の膜の表面におけるＡｒ+イオンの蓄積が抑制される。
【００２５】
そして、両電極１３をその極性が所定周波数で交互に反転するように転極させることにより、基板１５の両面にそれぞれ保護膜が形成される。形成された保護膜は表面に微細孔等といった欠陥が少ない緻密な膜となる。
【００２６】
ここで保護膜が欠陥の少ない緻密な膜となる理由について述べる。一般に対向する一対のカソードの中央に基板を浮遊状態で配置した場合、基板表面にはスパッタリングされたターゲット成分が付着すると同時に、電子が蓄積され、負電荷に帯電されることによって自己バイアスが発生する。この自己バイアスが負のバイアスであることから、プラズマ中のＡｒ+イオンが基板表面に引き寄せられて衝突する。このＡｒ+イオンの基板表面に対する衝突がスパッタリングされたターゲット成分の付着と同時に発生するため、衝突時のエネルギーにより基板表面においてターゲット成分の移動（マイグレーション）が起こる。このマイグレーションにより、ターゲット成分は欠陥部分を埋めるように再配列される。この現象はイオンアシスト効果と呼ばれており、イオンアシスト効果により形成された膜は緻密で欠陥の少ない膜となる。
【００２７】
この発明のように対向する両電極１３にそれぞれ交互に正電圧又は負電圧を印加してアノード及びカソードとした場合、電子及びＡｒが両電極１３の間に集められ、これらの衝突確率が増加する。すると、プラズマ中のＡｒ+イオンと電子の密度が増加するため、基板１５の表面に発生する自己バイアスの電位が大きくなるとともに、基板１５の付近に存在するＡｒ+イオンの数も多くなる。このため両電極１３を交互にアノード及びカソードとした場合、前述したイオンアシスト効果が大きく引き出されると考えられる。
【００２８】
また、極性を反転させる周波数を高くした場合、電子は周波数に追従して両電極１３の間を移動するのに対し、電子よりも質量が大きいＡｒ+イオンは周波数に追従して両電極１３の間を移動することができなくなる。この考えに基づいて周波数を調整してＡｒ+イオンの移動量を制御すれば、Ａｒ+イオンと基板１５の表面との衝突確率を上げることが可能となり、イオンアシスト効果をより大きく引き出すことも可能であると考えられる。但し、基板１５に対するＡｒ+イオンの衝突エネルギーが大きすぎると基板１５の表面に形成された保護膜がスパッタリングされてしまうことも考えられるため、周波数の細かな調整が必要となる。
【００２９】
前記第１実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・  スパッタリング装置の装置本体１１内に対向配置された一対の電極１３の極性を交互に反転させることで、異常放電の低減及び保護膜の膜質の改善を行うことができるため、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた品質の良い保護膜を容易に製造することができ、製造する際の歩留まりを向上させることができる。
【００３０】
・  両電極を異なる極性となるように交互に反転させることにより、例えば基板１５の材料がガラス等のように非導電性材料であっても、プラズマにより基板１５の表面に発生する自己バイアスによってイオンアシスト効果を有効に引き出すことができる。このため、表面に微細孔等といった欠陥が少ない緻密な保護膜を形成することができ、膜質の改善を容易かつ低コストで行うことができる。
【００３１】
・  電極１３の極性を反転させる周波数を１〜１００ｋＨｚの範囲内に設定したことで、両電極１３の間における放電を安定して行うことができる。
（第２実施形態）
以下、この発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、この第２実施形態においては第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３２】
第２実施形態のスパッタリング装置においては、一対の電極１３のうち一方の電極１３がアノードならば他方の電極１３もアノードとなり、一方の電極１３がカソードならば他方の電極１３もカソードとなるように、両電極１３が所定周波数で互いに同じ極性に変化するように構成されている。
【００３３】
さて、第２実施形態のスパッタリング装置において、ＡＣ電源により一対の電極１３にそれぞれ正又は負の電圧を同時に印加すると、両電極１３が所定周波数で同時にカソード又はアノードに変化し、やがて両電極１３の間においてグロー放電が発生し、成膜室１２内のＡｒガスがプラズマ状態となる。
【００３４】
この状態で両電極１３がカソードとなった瞬間、Ａｒ+イオンが両カソードに向かって移動し、ターゲットがスパッタリングされ、保護膜が基板１５の両面に同時に成膜される。また、ターゲット１４の表面において非エロージョン域の膜に蓄積されるＡｒ+イオンは両電極１３がアノードとなった瞬間に除電される。
【００３５】
両電極１３を互いに同じ極性となるように変化させた場合、両電極１３がカソードとなった瞬間には装置本体１１のチャンバー壁及びシールド板がアノードとして機能する。このとき、プラズマ中の電子はチャンバー壁及びシールド板に蓄積される。このチャンバー壁及びシールド板に蓄積された電子は、両電極１３の極性が反転する周波数を最適化し、Ａｒ+イオンの移動量を調整してチャンバー壁及びシールド板までＡｒ+イオンを移動させることにより除電される。
【００３６】
従って、第２実施形態のスパッタリング装置によれば基板１５の両面に同時に保護膜を形成することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げ、前記第１実施形態をさらに具体的に説明する。なお、この発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
アルミノシリケートガラス製の基板の表面に、スパッタリングによって順次Ｎｉ−Ａｌシード層、Ｃｒ−Ｍｏ下地層、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ−Ｔａ磁性膜を形成した。次いで、磁性膜の表面にＡｒ及びＣＨ4混合ガスの雰囲気下でのスパッタリングにより保護膜を形成した。スパッタリング装置の電源にはＡＣ電源を使用し、４０ｋＨｚの周波数で両電極の極性を反転させた。これを実施例１の試料とした。
（比較例１）
アルミノシリケートガラス製の基板の表面に、スパッタリングによって順次Ｎｉ−Ａｌシード層、Ｃｒ−Ｍｏ下地層、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ−Ｔａ磁性層を形成した。次いで、磁性膜の表面にＡｒ及びＣＨ4混合ガスの雰囲気下でのスパッタリングにより保護膜を形成した。スパッタリング装置の電源にはＤＣ電源を使用した。これを比較例１の試料とした。
（膜質の評価）
Ａｒ及びＣＨ4混合ガス中におけるＣＨ4ガスの濃度を種々変化させて実施例１及び比較例１の磁気ディスクを作製した。このようにして得られた磁気ディスクの保護膜に対し、ラマン分光光度計にてラマン散乱光を測定することによって、膜中のｓｐ２結合とｓｐ３結合の比率であるＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置を求めた。その結果を示す。この結果によって保護膜を作製するための最適な条件を求めた。
【００３８】
ここでＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置について述べる。炭化水素の膜をラマン分光光度計で測定すると、１３５０ｃｍ-1付近にピークをもつｄピーク（ｄｉｓｏｒｄｅｒ  ｂａｎｄ）及び１５７０ｃｍ-1付近にピークをもつｇピーク（ｇｒａｐｈｉｔｅ  ｂａｎｄ）の２つのピークが現れる。ｄピーク及びｇピークのベースラインからの高さがそれぞれＩｄ及びＩｇと呼ばれる。本発明者らがＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置から膜質を評価する際に参考とした論文から、Ｉｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置が最小値を示すＣＨ4ガス濃度で保護膜を作製することが最も膜硬度が高く、耐摩耗性が向上すると考えられる｛Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．，Ａ１６（５），１９８８，ｐ２９４１、ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳ．ＯＮ  ＭＡＧ．，ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．５，１９９７，ｐ３１４８、ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳ．ＯＮ  ＭＡＧ．，ｖｏｌ．３３，Ｎｏ．５，１９９７，ｐ３１０９、信学技報ＭＲ９２−６８，ＣＰＭ９２−１４５（１９９２−１２）｝。
【００３９】
これら論文によればｄピークはグラファイト結晶子の端にある炭素付近の結合の振動、すなわちｓｐ３結合に起因するピークを示し、このｄピークが低波数側へシフトすることは結合の非対称性及び４配位結合が増加することを意味し、結晶相と非結晶相とに２分化すると言われている。ｇピークはグラファイトの面内振動、すなわちｓｐ２結合に起因するピークを示し、このｇピークが低波数側へシフトすることは結合角の対称性が低下することを意味し、ｓｐ２結合よりなる結晶子がアモルファスライクになると言われている。
【００４０】
Ｉｄ／Ｉｇの値が減少することは、膜中でのｓｐ３結合の増加と、ｓｐ２結晶子のサイズもしくは数の減少とに関係があるといわれている。炭化水素の膜はｓｐ２結合よりなる複数の微結晶がｓｐ３結合で連結された構造となっており、これに、水素成分を添加するとｓｐ３結合部分が成長し、ｓｐ２結合よりなる分子集団（クラスター）同士の分離が進み、膜中の過剰な水素は−ＣＨ2−結合を増加させることによりポリマー化を促すと考えられる。
【００４１】
この結果はｇピーク位置が小さく、Ｉｄ／Ｉｇが小さいほどｓｐ２性のクラスターサイズの減少及びｓｐ２結晶子サイズもしくは数が減少し、小さなクラスター同士がより多く結合するため、膜質の向上には望ましいことを示唆している。このため、本発明者らはＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置が最小値を示すＣＨ4ガス流量が保護膜の作製に最適な条件とした。
【００４２】
図２及び図３から分かるように、実施例１は混合ガス中におけるＣＨ4ガスの濃度が２％でＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置が最小値を示した。これに対し、比較例１はＣＨ4ガスの濃度が４％でＩｄ／Ｉｇが、３．３％でｇピーク位置が最小値を示した。このようにして求めた最適な条件下での実施例１及び比較例１におけるＩｄ／Ｉｇ、ｇピーク位置及び膜密度（ｇ／ｃｍ3）を求め、表１にまとめた。なお、形成した保護膜の膜厚は５ｎｍとした。
【００４３】
【表１】
0004217361.tif 000002
表１に示したように、実施例１は比較例１に比べてＩｄ／Ｉｇ及びｇピーク位置は小さな値を示した。また、密度は高い値を示した。膜の密度が高くなる理由は前述したイオンアシスト効果によるものと考えられる。この結果から高い膜質の保護膜を有する磁気ディスクであることが示された。
（耐腐食性の評価）
電源の放電パワー（放電電圧×放電電流）を調整することにより保護膜の膜厚を種々変化させて実施例１及び比較例１の磁気ディスクを作製した。このようにして得られた磁気ディスクを８０℃、８０％の恒温恒湿槽に９０時間放置した後、超純水中に浸漬させて磁性膜の材料であるＣｏ系の腐食塩が溶解された溶液を得た。この溶液を誘導結合プラズマ質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ）法で分析することによりＣｏ溶出量を測定して耐腐食性の評価を行った。その結果を図４に示す。
【００４４】
図４から分かるように、保護膜の膜厚が薄くなるにつれ、Ｃｏ溶出量は多くなるが、実施例１の磁気ディスクは比較例１のものと比べて全体的にＣｏ溶出量が少ないことを示した。磁性膜中のＣｏは保護膜に形成された微細孔を通して溶出する。このため、実施例１は比較例１と比べて形成される微細孔の数が少なく、保護膜の密度が高いことが考えられ、耐腐食性の高い磁気ディスクであることが示された。
（欠点の評価）
電源の放電回数を種々変化させて保護膜を形成し、実施例１及び比較例１の磁気ディスクを作製した。このようにして作製された磁気ディスクの保護膜の全面を欠点検出器で測定して評価した。この欠点検出器は所定の回転数で回転している磁気ディスクに対し、レーザ光を斜め方向から入射し、異物による反射光及び散乱光の変化量をディテクターで検出するものである。その結果を図５に示す。
【００４５】
図５から分かるように、実施例１では放電回数の増加に伴う欠点数の増加はほとんど認められず、放電回数が２１０００回の場合も放電回数が１回の場合と同じく欠点数が５０個であった。これに対し、比較例１は放電回数が３０００回を越えたときから欠点数が急増することを示した。この欠点数は異常放電の際に発生するアークの回数と相関があり、アークにより欠点が発生すると考えられる。このため、実施例１は比較例１と比べてアークの発生が少ないことが考えられ、欠点のない磁気ディスクを安定して作製できることが示された。
（歩留まりの評価）
前記と同様に放電回数を種々変化させて作製された実施例１及び比較例１の磁気ディスクに対してグライド評価及びサーティファイ評価を行った。
【００４６】
グライド評価は磁気ディスクをハードディスク装置のスピンドルに装着し、ピエゾ素子付きの磁気ヘッドが磁気ディスク表面から１０ｎｍの高さで浮上するように磁気ディスクを回転させた状態で磁気ヘッドを磁気ディスク全面に対してシーク動作させることにより行う。この磁気ディスク上に突起物が存在した場合には磁気ヘッドが突起物に衝突するため、この衝撃をピエゾ素子で検知し、その出力が所定値に達した場合に異物があると判断して、異物の有無から良品又は不良品を評価する方法である。
【００４７】
サーティファイ評価はＭＲ素子付きの磁気ヘッドを使用して、前記グライド評価と同様に磁気ヘッドを磁気ディスク全面に対してシーク動作させる。このシーク動作中に磁気ディスクには所定周波数で信号が書き込まれ、この信号をＭＲ素子で再生することにより行う。この信号を再生する際、例えば磁気ディスク上に付着した異物が取れて凹部が形成されていたり等すると信号が欠如したり、低下したりする。この信号の欠如、低下等をＭＲ素子で検知し、その出力が所定値以外となる場合を欠陥と判断して、良品又は不良品を評価する方法である。
【００４８】
そして、作製した所定枚数の磁気ディスクに対する、グライド評価及びサーティファイ評価で良品とされた磁気ディスクの比率を求め、これを歩留まりとして評価を行った。その結果を図６に示す。
【００４９】
図６から分かるように、実施例１では放電回数の増減に係わらず、歩留まりは８５％前後を維持し、高歩留まりであることを示した。これに対し、比較例１は放電回数が６０００回まで歩留まりは７０％以上を維持するが、６０００回を越えたときから歩留まりが急激に低下することを示した。通常、放電回数が１回につき、磁気ディスク１枚が製造されることから、放電回数を増加しても高歩留まりを維持する実施例１は比較例１と比べて磁気ディスクの生産性を向上できることが示された。
（放電電圧の評価）
前記と同様に放電回数を変化させて実施例１及び比較例１の磁気ディスクを作製するときの電極間における放電電圧の評価を行った。その結果を図７に示す。
【００５０】
図７から分かるように、実施例１では放電回数の増加に係わらず、放電電圧は４４０〜４６０Ｖの範囲内でほぼ一定であることが示された。これに対し、比較例１では放電回数の増加に伴って、放電電圧が増加する傾向が示された。このため、実施例１は比較例１と比べて電極間における放電状態が安定していることが示された。
（膜厚の評価）
前記と同様に放電回数を変化させて実施例１及び比較例１の磁気ディスクに対して保護膜の膜厚を測定した。そして、放電回数が１回のときの膜厚を１とし、これに対する放電回数を変化させたときの膜厚の比率を求め、これを膜厚の変化率とし、その評価を行った。その結果を図８に示す。
【００５１】
図８から分かるように、実施例１では膜厚の変化率は１前後となり、放電回数の増加に係わらず、膜厚がほぼ一定であることが示された。これに対し、比較例１では膜厚の変化率が低下し、放電回数の増加に伴って、膜厚が薄くなる傾向が示された。比較例１で膜厚が薄くなる理由は、放電回数の増加によるターゲット表面におけるＣＨ膜の形成により、非エロージョン域が拡大し、ターゲットのスパッタリングされる領域（エロージョン域）が狭くなるためと考えられる。このため、実施例１は比較例１と比べて作製される磁気ディスクの品質が安定していることが示された。
【００５２】
なお、前記各実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  スパッタリング装置の装置本体１１内に電極１３を１つのみ配設し、ＡＣ電源により電極１３にそれぞれ正又は負の電圧を印加して所定周波数でカソード又はアノードに変化させるとともに、装置本体１１のチャンバー壁及びシールド板をアノード又はカソードとして機能させることにより、基板１５の片面にのみ保護膜を成膜してもよい。このように構成した場合にも、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた保護膜を容易に製造することができ、製造する際の歩留まりを向上させることができる。
【００５３】
・  各実施形態の基板１５は装置本体１１内の両電極１３間に固定されることに限定されず、両電極１３の間の中央に配設された状態で、その長手方向へ移動するように構成してもよい。このように構成すれば、装置本体１１内に連続して基板１５を投入することができる。
【００５４】
・  図９に示すように、二組の対電極を並列に配設し、各対電極の電極１３は互いに同じ極性となるように反転させるとともに、一平面内に並列する一対の電極１３は互いに異なる極性となるように反転させるように構成してもよい。そして、基板１５を電極１３の並ぶ方向と平行に延びる方向に移動させながら、基板１５のいずれか一方の面側の電極１３のみに電圧を印加することによって、基板１５の片面だけに保護膜を形成してもよい。あるいは、全ての電極１３に電圧を印加して、基板１５の両面に保護膜を形成してもよい。このように構成した場合には所望に応じて基板１５の片面及び両面に保護膜を容易に形成することができる。
【００５５】
・  印加する電圧の波形は正弦波、方形パルス波、極性の非対称なパルス波のいずれであってもよい。このように電圧の波形を変化させても電極１３の極性を反転させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  前記電極に電圧を印加する電源として出力周波数を調整可能な交流電源を使用し、電極の極性を所定周波数で反転させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
【００５７】
このように構成した場合、電極の極性を所定の周波数で容易に反転させることができる。
・  前記電極に電圧を印加する電源として直流電源を使用するとともに、この直流電源と電極の間には直流電源からの出力極性を所定間隔おきに変化させる極性変換器を接続し、電極の極性を所定周波数で反転させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
【００５８】
このように構成した場合、電極の極性を所定の周波数で容易に反転させることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の磁気ディスクの製造方法によれば、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた非導電性膜を容易に製造することができ、製造する際の歩留まりを向上させることができる。また、電極間における放電を安定して行うことができる。
【００６０】
請求項２に記載の発明の磁気ディスクの製造方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた非導電性膜を基板の両面及び片面に容易に製造することができる。
【００６１】
請求項３に記載の発明の磁気ディスクの製造方法によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、表面に微細孔等といった欠陥が少ない緻密な非導電性膜を基板の両面に成膜することができ、膜質の改善を容易かつ低コストで行うことができる。
【００６２】
請求項４に記載の発明の磁気ディスクの製造方法によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、表面に微細孔等といった欠陥が少ない緻密な非導電性膜を基板の両面に同時に成膜することができ、また膜質の改善を図ることができる。
【００６４】
請求項５に記載の発明の磁気ディスクの製造方法によれば、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果を奏する。
請求項６に記載の発明のスパッタリング装置によれば、製造する際の歩留まりを向上させつつ、極薄膜で耐久性及び耐腐食性に優れた非導電性膜を有する磁気ディスクを容易に製造することができる。また、電極間における放電を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  スパッタリング装置を示す概念図。
【図２】  Ｉｄ／Ｉｇとメタンガス濃度との関係を示すグラフ。
【図３】  ｇピーク位置とメタンガス濃度との関係を示すグラフ。
【図４】  Ｃｏ溶出量と保護膜の膜厚との関係を示すグラフ。
【図５】  保護膜の欠点数と電極間の放電回数との関係を示すグラフ。
【図６】  歩留まりと電極間の放電回数との関係を示すグラフ。
【図７】  電極間の放電電圧と電極間の放電回数との関係を示すグラフ。
【図８】  膜厚の変化率と電極間の放電回数との関係を示すグラフ。
【図９】  別形態のスパッタリング装置を示す概念図。
【符号の説明】
１３…電極、１５…基板。
【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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