JP2007257756A - 磁気ディスクの製造方法及び磁気ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】３ｎｍ以下の保護層膜厚であっても、耐摩耗性、摺動特性に好適な磁気ディスクを提供する。また、ＬＵＬ方式用として好適な磁気ディスクを提供する。
【解決手段】基板１と、磁気記録を行うために基板１上に成膜された磁性層３と、磁性層３を保護するために磁性層３上に成膜された保護層４とを少なくとも備える磁気ディスクの製造方法において、保護層４は、実質的に炭素及び水素からなる炭化水素保護膜４ａを磁性層３側に有し、磁気ディスクの製造方法は、安定したプラズマ放電を確保するためのイグナイターを用いてプラズマ点火を行いつつ、０．１Ｐａ以上２Ｐａ以下の真空度の雰囲気中で炭化水素保護膜４ａを成膜する炭化水素保護膜成膜工程を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスクの製造方法及び磁気ディスクに関する。

今日、情報記録技術、特に磁気記録技術は、ＩＴ産業の発達に伴い飛躍的な技術革新が要請されている。ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクでは、６０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２〜１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上の情報記録密度を達成できる技術が求められている。従来、磁気ディスクでは、基板上に情報記録を担う磁性層が設けられ、磁性層上には、磁性層を保護するための保護層、浮上飛行する磁気ヘッドからの干渉を緩和する潤滑層が設けられている。

近年の高記録密度化の要請の中で、６０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上の情報記録密度を達成するために様々なアプローチが為されている。そのひとつとして、スペーシングロスを改善してＳ／Ｎ比を向上させるために、磁気ディスクの磁性層と、磁気ヘッドの記録再生素子との間隙（磁気的スペーシング）は、２０ｎｍ以下にまで狭めることが求められている。

この磁気的スペーシングを達成する観点から、磁気ディスクの保護層膜厚は３ｎｍ以下の薄膜化が求められている。また、磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下に低浮上量化することが求められている。更に、ＨＤＤの起動停止機構として、従来のＣＳＳ方式に代わって、高容量化の可能なＬＵＬ方式（ランプロード方式）とすることが求められている。また、磁気ディスクに成膜される薄膜の耐摩耗性、摺動特性を確保するため、プラズマＣＶＤ法で保護層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような手法で得られた保護層では、膜厚が３ｎｍを下回る薄膜領域において、十分な摺動耐久性（耐久信頼性）が得られない。保護層の摺動耐久性が十分に得られない場合、例えば今日のＬＵＬ方式の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドが磁気ディスク上にロードされた時の衝撃で、磁気ディスク上に微少なスクラッチ等が発生し、再生信号が低下する問題が起こる。更に、磁気ヘッドの浮上高さを１０ｎｍ以下にした場合、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間に間欠的な接触が発生し、浮上が安定しないという問題点や、磁気ヘッドの記録再生素子部を汚し記録再生が不能となる重大問題が発生する。

本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものである。本発明の目的は、３ｎｍ以下の保護層膜厚であっても耐摩耗性、摺動特性に好適な磁気ディスクを提供することにある。また、本発明の目的は、ＬＵＬ方式用として好適な磁気ディスクを提供することにある。
国際公開第９９／Ｏ１４７４６号パンフレット

従来、磁性層直上に保護層を形成する方法としては、炭化水素系ガスのみを反応性ガス（材料ガス）として用いてＣＶＤ法で炭化水素保護膜を作製する方法、Ａｒ等の不活性ガスと炭化水素系ガスの混合ガスを用いて炭化水素保護膜を作成する方法、又は水素ガスと炭化水素系ガスの混合ガスを用いて保護層を作製する方法等が知られている。これらの方法において、反応性ガスの圧力（真空度）は、２〜６Ｐａに設定される。

しかし、本発明者は、これらの方法で３ｎｍ以下の非常に薄い保護層を形成した場合、保護層自身の耐久強度が不足するため、膜強度が著しく低下してしまうという問題点を見出した。この場合、例えばＬＵＬ方式の磁気ディスク等では、磁気ヘッドが磁気ディスク上にロードされた時の衝撃で、磁気ディスク上に微小なスクラッチ等が発生し、再生信号が低下する問題が発生する。

これを回避するため、本発明者は、鋭意研究を行った。そして、保護層の膜厚が３ｎｍ以下の場合においても良好な摺動耐久性を確保するため、保護層成膜時の真空度に着目した。その結果、炭化水素保護膜の成膜時の雰囲気の真空度を調整することにより、保護層の膜強度を高めることができることを見出した。そして、この雰囲気の真空度（反応性ガスの圧力）を圧力の低い真空度（以下、低圧真空度という、０．１〜２Ｐａ）にすることにより、保護層の膜厚が３ｎｍ以下の場合においても、良好な摺動耐久性を確保できることを見出した。

ところが、例えばプラズマＣＶＤ法等のプラズマを用いた方法で成膜を行う場合、真空度が２Ｐａ以下であると、圧力が非常に低いためプラズマ形成が容易でなく、安定した放電ができないという問題が更に生じた。即ち、２Ｐａ以下の真空度は放電不安定領域であり、プラズマが安定して放電せず、保護層の成膜が安定してできない問題が併せて起こった。

これに対し、本発明者は、イグナイターを用いて予めプラズマ点火させることにより、低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）でも容易にプラズマを発生させ放電させることができることを見出した。これにより、低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）でも安定した保護層の成膜が可能となった。これらの知見に基づいて、本発明者は本発明に至った。即ち、本発明は以下の構成を有するものである。

（構成１）基板と、磁気記録を行うために基板上に成膜された磁性層と、磁性層を保護するために磁性層上に成膜された保護層とを少なくとも備える磁気ディスクの製造方法において、保護層は、実質的に炭素及び水素からなる炭化水素保護膜を磁性層側に有し、磁気ディスクの製造方法は、安定したプラズマ放電を確保するためのイグナイターを用いてプラズマ点火を行いつつ、０．１Ｐａ以上２Ｐａ以下の真空度の雰囲気中で炭化水素保護膜を成膜する炭化水素保護膜成膜工程を備える。

このようにすれば、従来製法ではスクラッチ等の耐久性異常が発生し、再生信号等の劣化が生じていた３ｎｍ以下の保護層を用いた場合でも、良好な摺動耐久性を確保できる。また、これにより、例えばＬＵＬ方式の磁気ディスクに使用した場合にも耐久性が問題ない磁気ディスクを得ることができる。

炭化水素保護膜を低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）で成膜する理由は以下のとおりである。低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）にした場合、プラズマで分解された炭素原子が基板に到達するまでの間に、その運動エネルギーを妨げる妨害分子等の影響が、圧力の高い（２〜６Ｐａ）真空度（以下、高圧真空度という）に比べ非常に少なくなる。そして、炭素原子の基板到達までに妨害分子等に衝突する機会が低減されるということは、高エネルギーを維持して炭素原子が基板まで到達できることを意味している。この場合、この高エネルギーを維持した炭素原子により炭化水素保護膜が成膜されることから、緻密で耐久性のある保護層が成膜できることとなる。このように、低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）で成膜することで緻密な膜ができる。尚、０．１Ｐａよりも圧力が低い真空度でもイグナイターを用いれば点火可能である。しかし、この場合、炭化水素保護膜を成膜する成膜速度が極端に遅くなり、実用上問題がある。よって、０．１Ｐａ以上２Ｐａ以下が好適である。

ここで、基板は、例えば非磁性の基板である。基板としてはガラス基板を用いることが好ましい。ガラス基板は、平滑かつ高剛性が得られるので、磁気的スペーシング、中でも、磁気ヘッドの浮上量をより安定的に低減できるので、特に好まししい。ガラス基板の材料としては、アルミノシリケートガラスが特に好ましい。アルミノシリケートガラスは化学強化により、高い剛性強度を得ることができる。磁気ディスク表面の表面粗さは、Ｒｍａｘで４ｎｍ以下であることが好ましい。４ｎｍを超えると、磁気的スペーシング低減を阻害する場合があるので好ましくない。ここで言う表面粗さとは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に定めるものである。また、磁気ディスクは、非磁性の下地層等の他の層を更に備えてもよい。下地層は、例えば、基板と磁性層との間に成膜される。

（構成２）磁気ディスクは、保護層上に成膜された潤滑層を更に備え、保護層は、炭化水素保護膜と潤滑層との間に、炭素及び窒素を含み、潤滑層に対する密着性が炭化水素保護膜よりも高い表層部を有し、磁気ディスクの製造方法は、２Ｐａ以上６Ｐａ以下の真空度の雰囲気中で表層部を形成する表層部形成工程を更に備える。

このようにすれば、保護層と潤滑層との密着性を高めることができる。表層部形成工程は、例えば、窒素を含む雰囲気中で炭化水素保護膜を表面処理することにより、表層部を形成する。表層部形成工程は、プラズマＣＶＤ法等の成膜工程により表層部を形成してもよい。また、保護層成膜後、表層部までの層が成膜された基板を、例えば超純水とイソプロピルアルコールで洗浄することが好ましい。これにより、磁気ディスクの表面品位を向上できる。

表層部を高圧真空度（２〜６Ｐａ）で成膜する理由は以下のとおりである。この表層部には、上層に成膜される潤滑層との密着性を確保する機能が必要とされる。そこで、潤滑層との密着性を確保するため、表層部は、窒素を導入して形成される。しかし、一般的に、炭化水素膜と炭化窒素膜の耐久性を比較した場合、炭化窒素膜は耐久性に劣ることが知られている。

そのため、潤滑層との密着性を確保するために炭化窒素膜の表層部は必要であるのだが、必要以上に窒素を配向させ過ぎた場合、耐久性が劣るという問題点が生じる。そこで、炭化水素保護膜の成膜方法と逆の考え方で、窒素を炭化水素保護膜表面に必要以上に配向させないようにするため、高圧真空度（２〜６Ｐａ）の雰囲気中で表層部を形成する。尚、表層部の形成を低圧真空度で行った場合、窒素が炭化水素保護膜に多量に打ち込まれ、表面に存在する窒素が増大し、耐久性が劣化する。従って、表層部を形成する雰囲気は、高圧真空度（２〜６Ｐａ）の範囲が好適である。

このように、低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）での炭化水素保護膜の形成と高圧真空度（２Ｐａ〜６Ｐａ）での表層部の形成とを組み合わせて成膜した保護層は、耐久性、及び潤滑層との密着性の両方を兼ね備えている。そのため、保護層の膜厚が３ｎｍ以下としても、耐摩耗性、摺動特性に好適な磁気ディスクを提供できる。

尚、潤滑層は、末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を含有する層とすることが好ましい。パーフルオロポリエーテルは直鎖構造を備え、磁気ディスク用に適度な潤滑性能を発揮するともに、末端基に水酸基（ＯＨ）を備えることで、保護層に対して高い密着性能を発揮することができる。特に、保護層の表面に窒素を含有する表層部を備える本構成では（Ｎ＋）と（ＯＨ−）とが高い親和性を奏するので、高い潤滑層密着率を得ることができ、好適である。末端基に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物として、１分子が備える水酸基の数は、２個〜４個とすると好ましい。２個未満では、潤滑層の密着率が低下する場合があるため好ましくない。また、４個を超えると、密着率が向上し過ぎる結果、潤滑性能を低下させる場合がある。潤滑層の膜厚は、０．５ｎｍ〜１．５ｎｍの範囲内で適宜調節するとよい。０．５ｎｍ未満では潤滑性能が低下する場合があり、１．５ｎｍを超えると、潤滑層密着率が低下する場合がある。

（構成３）炭化水素保護膜成膜工程は、反応性ガスとして実質的に直鎖飽和炭化水素系ガスのみを用い、かつキャリアガスを用いないプラズマＣＶＤ法により、炭化水素保護膜を成膜する。

プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜を形成する場合、反応性ガスとして炭化水素ガスのみを用いて、ダイヤモンドライク炭素を形成することが好ましい。他の不活性ガス（例えばＡｒ等）、水素ガス等のキャリアガスを炭化水素ガスと混合させた場合、炭化水素保護膜中にこれらの不純ガスが取り込まれ、膜密度を低下させるため、好ましくない。

また、反応性ガスとしては、低級炭化水素を用いることが好ましい。中でも、直鎖低級飽和炭化水素、又は直鎖低級不飽和炭化水素といった直鎖低級炭化水素を用いることが好ましい。直鎖低級飽和炭化水素としては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、オクタン等を用いることができる。直鎖低級不飽和炭化水素としては、エチレン、プロピレン、ブチレン、アセチレン等を用いることができる。尚、ここで言う低級炭化水素とは、１分子当たりの炭素数が１〜１０の炭化水素のことである。直鎖低級炭化水素を用いることが好ましい理由は、炭素数が増大するに従って、ガスとして気化させて成膜装置に供給することが困難となることに加え、プラズマ放電時の分解が困難となるからである。また、炭素数が増大すると、形成した保護層の成分に高分子の炭化水素成分が多く含有されやすくなり、保護層の緻密性と硬度を低下させるため好ましくない。また、環式炭化水素の場合、プラズマ放電時の分解が直鎖炭化水素に比べて困難であるため好ましくない。この観点から、炭化水素として、直鎖低級炭化水素を用いることが特に好適である。中でも、エチレンを用いると、緻密かつ、高硬度の保護層を形成することができるので特に好ましい。

ここで、プラズマＣＶＤ法で形成する保護層の膜厚は、１ｎｍ以上であることが好ましい。１ｎｍ未満では、保護層の被覆率が低減してしまうため、磁性層の金属イオンのマイグレートを防止するのに十分でない場合がある。また、耐摩耗性に問題がある。保護層の膜厚に特に上限を設ける必要はないが、磁気的スペーシング改善を阻害しないよう、実用上３ｎｍ以下とするのが好ましい。

炭化水素保護膜成膜工程は、成膜温度が室温以上２５０℃以下になる雰囲気中で炭化水素保護膜を成膜することが好ましい。本発明者の研究の結果、基板温度を室温以上２５０℃以下とした場合、緻密かつ、高硬度の炭化水素保護膜を形成することができることがわかった。これは、成膜温度が高くなり過ぎると基板に到達した炭素原子が基板上で動きやすい状況となり、表層まで炭素原子が拡散し、グラファイト的な成長となることが原因と思われる。即ち、室温以上２５０℃以下とし、更に低圧真空度（０．１〜２Ｐａ）で炭化水素保護膜を成膜することが好ましい。

更に好ましくは、炭化水素保護膜の成膜直前に基板を強制的に冷却することが望ましい。このときの温度は、１５０℃以下が望ましい。通常、所望の保持力を維持するために基板を加熱する工程がある。基板加熱後、下地層、シード層、磁性層等と成膜していくに連れ、徐々に温度は低下するが、十分でない場合が生じる。この場合、炭化水素保護膜を成膜する直前に基板を冷却することが望ましい。具体的には、炭化水素保護膜の成膜直前のチャンバーにクーリング機能を持たせ、比熱が大きく冷却効率の高いＨｅガス等を導入することで、基板温度を低減することが可能である。

また、炭化水素保護膜成膜工程は、−５０Ｖ〜−３００Ｖのバイアスを基板に印加して炭化水素保護膜を成膜することが好ましい。−５０Ｖ未満ではバイアス印可の効果が十分ではない。また、−３００Ｖを超える印可電圧をかけた場合、基板に過度なエネルギーが加えられることでアーキングが発生し、パーティクル、コンタミネーションの原因となり好ましくない。

（構成４）保護層の最表面において、窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５以上０．１５以下である。窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）は、例えばＸ線光電子分光法（以下、ＥＳＣＡという）を用いて測定することができる。ＥＳＣＡで測定したＮｌｓスペクトルとＣｌｓスペクトルの強度から窒素／炭素の原子量比を求めることができる。Ｎ／Ｃが０．０５未満の場合、潤滑層との密着性が損なわれる場合がある。また、Ｎ／Ｃが０．１５を超えると、保護層の硬度が低下する場合があるので好ましくない。従って、Ｎ／Ｃが０．０５〜０．１５の範囲内とすることで、例えばＣＶＤで形成する保護層と潤滑層との密着性と硬度を特に好適なものとすることができる。

（構成５）磁気ディスクは、ＬＵＬ方式ＨＤＤ用の磁気ディスクである。このようにすれば、構成１と同様の効果により、ＬＵＬ方式の磁気ディスクに使用した場合にも耐久性が問題ない磁気ディスクを得ることができる。

（構成６）基板と、磁気記録を行うために基板上に成膜された磁性層と、磁性層を保護するために磁性層上に成膜された保護層とを少なくとも備える磁気ディスクであって、保護層は、実質的に炭素及び水素からなる炭化水素保護膜を磁性層側に有し、保護層の最表面において、窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５以上０．１５以下である。このように構成すれば、構成４と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、３ｎｍ以下の保護層膜厚であっても、耐摩耗性、摺動特性に好適な磁気ディスクを提供することができる。また、本発明によれば、ＬＵＬ方式用として好適な磁気ディスクを提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気ディスク１０の層構成を模式的に示す断面図である。磁気ディスク１０は、基板１と、この基板１上に形成された磁性層３と、この磁性層３上に形成された保護層４と、この保護層４上に形成された潤滑層５とを少なくとも備える。この実施の形態において、磁気ディスク１０は、基板１と磁性層３との間に、第１下地層２ａと第２下地層２ｂとを有する非磁性金属層２を更に備える。また、磁性層３と保護層４、保護層４と潤滑層５とは接して形成されている。磁気ディスク１０において、磁性層３以外の構成要素は全て非磁性体である。保護層４は、炭化水素保護膜４ａ及び表層部４ｂを有する。炭化水素保護膜４ａは、実質的に炭素及び水素からなる膜である。炭化水素保護膜４ａは、磁性層３に接して磁性層３側に、プラズマＣＶＤで形成される。表層部４ｂは、炭素及び窒素を含む表面処理層であり、炭化水素保護膜４ａ上に接して形成される。表層部４ｂは、実質的に炭素及び窒素からなる層であってよい。

以上の磁気ディスク１０について、実施例及び比較例により具体的に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。表１は、以下に説明する実施例及び比較例の製造条件及び試験結果を示す。

［実施例１］
実施例１の磁気ディスク及びその製造方法を説明する。最初に、ガラス基板及び各層の材料について詳細に説明する。ガラス基板はアモルファスガラス基板であり、組成はアルミノシリケートである。ガラス基板の表面には、ディスクの円周方向に磁気特性が卓越する磁気異方性を磁性層に付与するテクスチャが形成されている。このテクスチャは、ディスクの円周方向に沿う略規則的な線状の筋溝を有している。ガラス基板の直径は６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、ディスク厚は０．６３５ｍｍの２．５インチ型磁気ディスク用基板であった。ここで、得られたガラス基板の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察したところ、Ｒｍａｘが３．４８ｎｍ、Ｒａが０．３５ｎｍの平滑な表面であることを確認した。

次に、キャノンアネルバ社製Ｃ３０４０スパッタ成膜装置を用いて、基板１上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法で順次、第１下地層２ａ、第２下地層２ｂ、磁性層３の成膜を行った。即ち、まずスパッタリングターゲットとして、ＣｒＴｉ（Ｃｒ：５５ａｔ％、Ｔｉ：４５ａｔ％）合金を用い、ガラス基板上１に、膜厚２０ｎｍのＣｒＴｉ合金からなる第１下地層２ａをスパッタリングで成膜した。成膜時の真空度は０．６Ｐａであった。ついで、スパッタリングターゲットとしてＣｏＷ（Ｃｏ：４５ａｔ％、Ｗ：５５ａｔ％）合金を用い、第１下地層２ａ上に、膜厚７ｎｍのＣｒＭｏ合金からなる第２下地層２ｂをスパッタリングで成膜した。成膜時の真空度は０．６Ｐａであった。ついで、スパッタリングターゲットとしてＣｏＣｒＰｔＢ（Ｃｒ：２０ａｔ％、Ｐｔ：１２ａｔ％、Ｂ：５ａｔ％、残部Ｃｏ）合金からなるスパッタリングターゲットを用い、第２下地層２ｂ上に、１５ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢ合金からなる磁性層３をスパッタリングで形成した。成膜時の真空度は０．６Ｐａであった。

また、保護層形成時の基板温度が２５０℃になるように、非磁性金属層２（第１下地層２ａ及び第２下地層２ｂ）を成膜する前に、ヒータ加熱方式を用いて基板を加熱した。尚、基板温度は保護層４を形成する直前にチャンバーの窓より放射温度計を用いて確認した。

次に、磁性層３まで形成したディスク上に、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度をｌＰａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながらプラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。炭化水素保護膜４ａ形成時の成膜速度は１ｎｍ／ｓであった。

ここでイグナイターについて詳細に説明する。低圧力下でのプラズマ放電を容易にさせるため、チャンバー内にイグナイターを設置した。このイグナイターは、最適な点火時期に制御された点火信号がイグナイターに送られスパープラグに点火する方式である。イグナイターは、この点火信号に同期してパワートランジスターをＯＮ／ＯＦＦさせる。そして、パワートランジスターがＯＦＦになるとイグニッションコイルに高電圧が発生し、スパークプラグに点火する。

更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して３Ｐａの真空度に調整した。そして、この圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い、表層部４ｂを形成した。表層部４ｂまで成膜した後、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面観察により、保護層４の実膜厚を測定した。保護層４の膜厚は３．０ｎｍであった。

また、保護層４を形成後、ＥＳＣＡにて保護層４の窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）を測定した。原子量比（Ｎ／Ｃ）は０．１４０であった。尚、ＥＳＣＡ分析の測定条件は以下のとおりに行った。
装置：アルバックファイ社製 Ｑｕａｎｔｕｍ２０００
Ｘ線励起源：Ａｌ−Ｋα線（１４８６．６ｅＶ）
Ｘ線源：２０Ｗ
分析室真空度：＜２×１０^−７Ｐａ
パスエネルギー：１１７．５ｅＶ
光電子検出角：４５°
測定対象ピーク：Ｃｌｓ、Ｎｌｓ
分析領域：１００μｍφ
積算回数：１０回

次に、保護層４を形成後、７０℃の純水中で４００秒浸漬洗浄後、更にＩＰＡにて４００秒洗浄し、仕上げ乾燥としてＩＰＡベーパーにて乾燥を行った。次に、超純水及びＩＰＡ洗浄後の保護層４の上に、ディップ法を用いてＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）化合物からなる潤滑層５を形成した。具体的には、アウジモント社製のアルコール変性フォンプリンゼット誘導体を用いた。この化合物は、ＰＦＰＥの主鎖の両末端にそれぞれ１個〜２個、即ち、一分子当たり２個〜４個の水酸基を末端基に備えている。潤滑層５の膜厚は１．４ｎｍである。以上のように、磁気ディスク１０を製造した。

得られた磁気ディスク１０の表面粗さをＡＦＭで観察したところ、Ｒｍａｘが３．１ｎｍ、Ｒａが０．３０ｎｍの平滑な表面であることを確認した。また、グライドハイトを測定したところ３．６ｎｍであった。磁気ヘッドの浮上量を安定的に１０ｎｍ以下とする場合、磁気ディスクのグライドハイトは４．５ｎｍ以下とすることが望ましい。

得られた磁気ディスク１０の各種性能を以下のようにして評価分析した。
（１）ＬＵＬ耐久性試験
ＬＵＬ耐久性試験は、５４００ｒｐｍで回転する２．５インチ型ＨＤＤと、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドを用いて行った。尚、磁気ヘッドのスライダーはＮＰＡＢ（負圧型）スライダーを用い、再生素子はＴＭＲ型素子を用いた。磁気ディスク１０をこのＨＤＤに搭載し、前述の磁気ヘッドによりＬＵＬ動作を連続して行う。ＨＤＤが故障することなく耐久したＬＵＬ回数を測定することにより、ＬＵＬ耐久性を評価した。また、試験環境は７０Ｃ／８０％ＲＨの環境下で行った。これは通常のＨＤＤ運転環境よりも、過酷な条件であり、カーナビゲーション等の用途に使用されるＨＤＤを想定した環境下で行うことにより、磁気ディスクの耐久信頼性をより的確に判断するためである。

本実施例の磁気ディスク１０では、ＬＵＬ回数は故障なく１００万回を超えることができた。通常、ＬＵＬ耐久性試験では、故障なくＬＵＬ回数が連続して４０万回を超えることが必要とされる。通常のＨＤＤの使用環境では、ＬＵＬ回数が４０万回を超えるには１０年程度の使用が必要であると言われている。尚、本ＬＵＬ耐久性試験においては、ＬＵＬ回数が１００万回を超えた場合を合格とした。

（２）ピンオンディスク試験
ピンオンディスク試験は次のようにして行った。即ち、保護層４の耐久性及び耐磨耗性を評価するために、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣからなる直径２ｍｍの球を１５ｇ荷重で磁気ディスク１０の半径２２ｍｍ位置の保護層４上に押し付けながら、この磁気ディスク１０を回転させる。これにより、Ａｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ球と保護層４とを２ｍ／ｓｅｃの速度で相対的に回転摺動させ、この摺動により保護層４が破壊に至るまでの摺動回数を測定した。

このピンオンディスク試験では、保護層４が破壊に至るまでの摺動回数を保護層４の膜厚で規格化した値（即ち摺動回数／ｎｍ）が３００回／ｎｍ以上であれば合格とする。尚、通常、磁気ヘッドは磁気ディスク１０に接触しないので、このピンオンディスク試験は実際の使用環境に比べて過酷な環境での耐久試験である。磁気ディスク１０では、摺動回数／ｎｍが５００回／ｎｍあった。

［実施例２］
次に、実施例２の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して２Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。

［実施例３］
次に、実施例３の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して６Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。

［実施例４］
次に、実施例４の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を２Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して３Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。

［実施例５］
次に、実施例５の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を０．１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して３Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。

［比較例１］
次に、比較例１の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を３Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。保護層４の形成工程は、炭化水素保護膜４ａを除いて実施例１と同様である。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。これは、炭化水素保護膜４ａの硬度が実施例１に比べ弱くなったため、表層部４ｂの窒素が炭化水素保護膜４ａにより多く打ち込まれ、若干増加したものと思われる。そのため保護層４全体の硬度が十分でなくなり、ピンオンディスクの摺動特性、ＬＵＬ試験ともに不合格であった。

［比較例２］
次に、比較例２の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を０．０５Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａの形成を試みた。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。しかし、本比較例では、プラズマ点火はしたが、成膜速度が０．ｌｎｍ／ｓと極端に低下したため、所望の膜厚３ｎｍを得ることができなかった。

［比較例３］
次に、比較例３の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して１Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

保護層４の形成工程は表層部４ｂの形成工程を除いて実施例１と同様である。この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．１７５と極端に大きくなっており、保護層４全体の硬度が十分でないため、ピンオンディスクの摺動特性、ＬＵＬ試験ともに不合格であった。

［比較例４］
次に、比較例４の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。更に、炭化水素保護膜４ａを形成後、プラズマ中に窒素ガスのみを２００ｓｃｃｍ導入して７Ｐａの真空度に調整した圧力下で炭化水素保護膜４ａを窒素雰囲気下に曝し、表面処理を行い表層部４ｂを形成した。

保護層４の形成工程は表層部４ｂの形成工程を除いて実施例１と同様である。この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。ピンオンディスク試験は、７５０回と実施例１よりも良好な値を示した。これは表層部４ｂの窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０４９と極端に小さくなっており、このことからほとんど窒素が表面に存在していないことが伺われる。そのため、保護層４の硬度が高くなり、ピンオンディスクの摺動特性が実施例１よりも向上したと思われる。しかし、表面の窒素が極端に少ないため、ＬＵＬ試験において磁気ヘッドが吸着現象（フライスティクション）が発生し、３０万回で故障してしまった。

［比較例５］
次に、比較例５の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。このときの成膜時の基板温度を２６０℃とした。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．１５４となった。これは、高温で炭化水素保護膜４ａを成膜したため、炭化水素保護膜４ａがグラファイト化し、硬度が実施例１に比べ弱くなったものと考える。そのため保護層４全体の硬度が十分でなくなり、ピンオンディスクの摺動特性、ＬＵＬ試験ともに不合格であった。

［実施例６］
次に、実施例６の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。このときの成膜直前のクーリングチャンバーにて、比熱が大きく冷却効率の高いＨｅガスを導入し、基板を強制冷却し、成膜時の基板温度を２５℃とした。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．１３５となった。実施例１に比べピンオンディスクの摺動特性が向上し、より緻密な保護層４が形成されていることがわかる。

［比較例６］
次に、比較例６の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−４０Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。このときの成膜時の基板温度を２５０℃とした。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。窒素／炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．１６２となった。これは、バイアス印可電圧が低過ぎたためであると考えられる。そのため、保護層４全体の硬度が十分でなくなり、ピンオンディスクの摺動特性、ＬＵＬ試験ともに不合格であった。

［比較例７］
次に、比較例７の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３１０Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。このときの成膜時の基板温度を２５０℃とした。

この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本比較例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。このとき、過度なバイアス印可のため、異常放電が発生し、基板が破損されるという結果となった。

［比較例８］
次に、比較例８の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いずにプラズマ点火を試みた。しかし、放電せず、炭化水素保護膜４ａを成膜できないという結果となった。

［実施例７］
次に、実施例７の磁気ディスクを製造した。実施例１の磁気ディスクにおいて、保護層４を形成するとき、エチレンガス２５０ｓｃｃｍを導入し、真空度を１Ｐａとした圧力下で、イグナイターを用いてプラズマ点火を行い、バイアスを−３００Ｖ印加させながら、プラズマＣＶＤ法で炭化水素保護膜４ａを形成した。この後、表層部４ｂを形成する工程を行わなかった。

保護層４の形成工程は表層部４ｂの形成工程を行わなかったことを除いて実施例１と同様である。この点以外は実施例１と同様の製造方法による同様の磁気ディスクである。得られた本実施例の磁気ディスクに対して実施例１と同様に評価分析を行った結果は表１に示したとおりである。表層部４ｂがないため、ピンオンディスクの摺動特性は非常に良好であった。尚、本実施例は、炭化水素保護膜４ａの硬度が高まることの効果を確認するためのものである。そのため、ＬＵＬ試験は行わなかった。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えば磁気ディスクに好適に利用できる。

本発明の実施の形態に係る磁気ディスク１０の層構成を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１・・・基板、１０・・・磁気ディスク、２・・・非磁性金属層、２ａ・・・第１下地層、２ｂ・・・第２下地層、３・・・磁性層、４・・・保護層、４ａ・・・炭化水素保護膜、４ｂ・・・表層部、５・・・潤滑層

Claims (6)

1. 基板と、磁気記録を行うために前記基板上に成膜された磁性層と、前記磁性層を保護するために前記磁性層上に成膜された保護層とを少なくとも備える磁気ディスクの製造方法において、
   前記保護層は、実質的に炭素及び水素からなる炭化水素保護膜を前記磁性層側に有し、
   前記磁気ディスクの製造方法は、
   安定したプラズマ放電を確保するためのイグナイターを用いてプラズマ点火を行いつつ、０．１Ｐａ以上２Ｐａ以下の真空度の雰囲気中で前記炭化水素保護膜を成膜する炭化水素保護膜成膜工程を備えることを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
2. 前記磁気ディスクは、前記保護層上に成膜された潤滑層を更に備え、
   前記保護層は、前記炭化水素保護膜と前記潤滑層との間に、炭素及び窒素を含み、前記潤滑層に対する密着性が前記炭化水素保護膜よりも高い表層部を有し、
   前記磁気ディスクの製造方法は、
   ２Ｐａ以上６Ｐａ以下の真空度の雰囲気中で前記表層部を形成する表層部形成工程を更に備え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。
3. 前記炭化水素保護膜成膜工程は、反応性ガスとして実質的に直鎖飽和炭化水素系ガスのみを用い、かつキャリアガスを用いないプラズマＣＶＤ法により、前記炭化水素保護膜を成膜することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ディスクの製造方法。
4. 前記保護層の最表面において、窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５以上０．１５以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
5. 前記磁気ディスクは、ＬＵＬ方式ＨＤＤ用の磁気ディスクであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
6. 基板と、磁気記録を行うために前記基板上に成膜された磁性層と、前記磁性層を保護するために前記磁性層上に成膜された保護層とを少なくとも備える磁気ディスクであって、
   前記保護層は、実質的に炭素及び水素からなる炭化水素保護膜を前記磁性層側に有し、
   前記保護層の最表面において、窒素と炭素の原子量比（Ｎ／Ｃ）が０．０５以上０．１５以下であることを特徴とする磁気ディスク。