JPH117622A

JPH117622A - 磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH117622A
Application number: JP10126629A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Terakado; 正倫寺門; Yoichi Inomata; 洋一猪股; Shinan Yaku; 四男屋久; Akira Ishikawa; 石川　　晃; Kiyoshi Akamatsu; 潔赤松
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 1999-01-12
Also published as: US6096445A

Abstract

(57)【要約】【課題】高記録密度、高信頼性を有する磁気ディスク装
置を実現するため、磁気ヘッドと粘着しにくく耐摺動特
性に優れた磁気記録媒体を提供する。【解決手段】ガラス基板等の非磁性の基板上に非磁性金
属薄膜を形成した後、金属間化合物を主成分とするター
ゲットをスパッタリングすることにより該基板の表面に
離散的な突起を有する微細構造を形成し、さらにレーザ
ー加工等により金属間化合物からなる突起とは異なる形
状の円環状の突起をCSSゾーンに形成した磁気記録媒
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、良好な耐摺動信頼
性を備えた磁気ディスク装置を提供するための磁気ディ
スク等の磁気記録媒体、そのような磁気記録媒体に用い
られる磁気記録媒体用基板および磁気記録媒体の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録媒体の分野では、磁気デ
ィスク装置の小型化、大容量化に伴なって情報の高記録
密度化が進んでいる。高記録密度化のためには磁気記録
媒体とヘッドとの距離を小さくすることが重要な要件で
あるが、磁気記録媒体、ヘッドともに平滑な表面を持っ
ている場合、コンタクト・スタート・ストップ（CSS）
時に両者が当接した場所が高いスティクションを持つこ
ととなり、潤滑剤の存在下では粘着事故を引き起こす可
能性がある。このため、CSS時に磁気記録媒体とヘッド
が当接する領域（CSSゾーン）における低粘着性ととも
に当該磁気記録媒体の情報を記録させるための領域（デ
ータゾーン）内でのヘッドに対する浮上マージンを可能
なかぎり広く取るために、CSSゾーンにはデータゾーン
に比較して高い離散的な突起形状を与えるという提案が
なされた。この例として、特開平3-272018号公報記載の
ように、磁気記録媒体の基板上に全面に機械的な加工を
施すことにより2.54nm以下の粗さ（Rp）の突出部を有す
る表面を形成した後、さらにCSSゾーンのみにレーザー
加工により円環状の突起を形成させる方法がある。ま
た、特開平8-147662号公報には、カーボン基板上に全面
にカーバイドを形成可能な金属をスパッタリングするこ
とにより密着性よく突起を形成した構成が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平3-272018号公報
記載の方法によればCSS特性のよい磁気記録媒体が提供
できるとしているが，データゾーンにおいて基板の表面
が2.54nm以下の粗さの突出部を有する場合、データの記
録再生中にヘッドと磁気記録媒体の予期せぬ接触が起こ
った場合、その耐粘着性については明らかでない．ま
た、ガラス基板に対しては効率のよいレーザー加工が困
難である。さらに、特開平8-147662号公報では磁気記録
特性と耐摺動信頼性の両立が可能であると述べている
が、カーボン基板以外の基板では十分な耐摺動信頼性が
得られるかどうか明らかでない。

【０００４】本発明はこれら従来技術の問題点に鑑みな
されたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ため、金属間化合物を主成分とする材料をターゲットと
して、磁気記録媒体の基板上にスパッタリングすること
により、基板の表面に微細な金属間化合物を主成分とす
る突起を形成した後、レーザー加工によってCSSゾーン
にのみ円環状の突起を形成する。ガラス基板に対して
は、非磁性の金属薄膜をスパッタリングにより形成した
後、金属間化合物を主成分とする突起を形成する。さら
に、金属間化合物を主成分とする突起及びレーザー加工
による円環状の突起を形成した基板の上に、磁気記録
層、保護層及び潤滑層を順次形成する。この方法により
磁気記録特性と耐摺動信頼性を同時に満足するような磁
気記録媒体を容易に構成することができる。これらの突
起は磁気記録層が形成された後に形成することもでき
る。また、金属間化合物を主成分とする材料をターゲッ
トとしてCSSゾーン以外の領域をマスキングした基板上
にスパッタリングすることにより、CSSゾーンに重点的
に微細な金属間化合物を主成分とする突起を形成した基
板を用いても本発明の目的を達成できる。

【０００６】まず、基板としてガラス基板を用いた場合
に、ガラス基板上にレーザー加工によって円環状の突起
を形成する方法について説明する。ガラス基板の素材は
400〜2000nmの範囲の波長の光に対しては光学的に透明
であってレーザーのエネルギを吸収しにくい。このため
従来から、炭酸ガスレーザーのようにガラスに吸収され
るような波長のレーザーを用いたり、特定の波長を効率
よく吸収する特殊なガラス素材を基板に用いる等の試み
がなされてきた。本発明では、磁気記録媒体用基板に一
般的に用いられているソーダライムガラスの基板上に非
磁性の金属薄膜を形成し、比較的低出力のレーザーによ
って効率よく円環状の突起を形成する方法を提供する。
本方法によれば、扱いやすい固体レーザを用いて一般的
なガラス基板上に円環状の突起を形成することができ
る。レーザー照射によって加工が行われる場合、その加
工量はレーザーが照射される微小部分に投入されるエネ
ルギ量に依存する。この投入エネルギ量はレーザーが照
射された微小部分が吸収したエネルギ量から熱伝導によ
り流出したエネルギ量を差し引いた量である。ソーダラ
イムガラスは一般的に400〜2000nmの範囲の波長の光に
対しては90％以上の透過率を示すことが知られており、
ソーダライムガラス基板にレーザー加工を直接行うこと
はかなり困難である。一方、金属材料は薄膜であっても
前記範囲の波長に対してはその透過率がほぼ０である。
また金属材料の反射率は前記範囲の波長に対してアルミ
ニウム、銀、銅などは高い値を示すが、ニッケル、クロ
ムあるいはその他の合金などは比較的低い反射率を示す
ので、これらの材料はレーザーのエネルギを容易に吸収
することができる。また、一旦表面でのレーザー照射に
よる材料の蒸発あるいは液化が起こると、レーザーが散
乱され吸収はさらに容易になる。金属の熱伝導率は、例
えばアルミニウム合金A5083では常温でおおよそ100W/(m
・K)であり、熱伝導率の低いステンレス鋼SUS304でも10
W/(m・K)以上であるのに対し、ガラスは1W/(m・K)近傍
である。

【０００７】そこで、ガラス基板などの熱伝導率の低い
基板上に所望の波長のレーザー光を吸収する金属材料の
薄膜を形成することで、前記投入エネルギ量を大きくす
ることができ、効率的なレーザー加工が可能になる。

【０００８】なお、ガラス基板などの熱伝導率の低い基
板上に二酸化ケイ素などの熱伝導率の低い物質の薄膜を
形成した後、前記金属材料の薄膜を形成することによっ
ても目的を達することができる。

【０００９】また、使用可能なレーザーパワーに制限が
なければアルミニウム合金等の材料を用いた基板を使用
してもよいのは勿論である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施例の説明に先立っ
て、本発明の概要を説明する。まず、所望の波長のレー
ザー光を吸収する金属材料の薄膜を形成したガラス基板
などの基板上に、スパッタリングにより金属間化合物を
主成分とする突起を形成する方法について説明する。第
一に突起が形成されるためにはその突起を形成する構成
原子どうしの引き付け合う力が基板表面へ拡散して平坦
化しようとする力よりも大きくなければならない。さら
に、突起が形成されたあとは実質的に構成原子が長距離
を拡散せず、隣り合う層と実質的に反応しないことが必
要である。以上から，突起を形成する物質は元素単体で
はなく，２種類以上の元素原子が互いに結合しているも
のがよい。かつ、それぞれの構成原子は隣り合う層と実
質的に反応しないことが望ましいから、これらの構成原
子としてはアルカリ金属，アルカリ土類金属及びハロゲ
ン元素等の反応性の高い原子が除かれる。従って、突起
を形成する物質としては金属間化合物が適している。こ
こで金属間化合物とは，２種類以上のアルカリ金属及び
アルカリ土類金属を除く金属元素から構成される一定の
組成比を持った物質であり，一般に構成元素単体とは異
なる結晶構造を持つ。金属間化合物を用いることは，突
起形成後に加熱を必要としないので、構成原子の拡散を
抑制するという見地からも望ましい。

【００１１】次に金属間化合物を主成分とする突起が形
成される過程を図１、２、３、４を参照して説明する。
図１は金属間化合物相を持つA-B系平衡状態図の一部分
である。図２、３、４は突起が形成される過程を模式的
に示したものである。図１において縦軸は温度、横軸は
A-B系のB原子の濃度を示す。例えば図１中のＣ点ではＢ
原子の濃度がｘ1である時,温度Ｔ1で相α及び相θがそ
れぞれｂ対aの割合で存在するのがエネルギ的に安定で
あることを示している。よって、ｘ1の組成であれば温
度Ｔ1に拡散が十分に起こる程度に長い時間保持するこ
とにより相α及び相θがそれぞれｂ対aの割合で生成す
るし、ｘ２の組成であれば温度Ｔ1でθのみの相を得る
ことができる。

【００１２】次に図２、３、４を用いて突起が形成され
る過程を説明する。なお図２、３、４は突起の形成過程
を模式的に示したもので、原子の配列あるいは個数は実
際の例と必ずしも同一ではない。

【００１３】まず、図１に示すｘ1の組成のターゲット
がスパッタされると、A原子とB原子が基板１上に到達し
て結合し合い、金属間化合物θの結晶核２を形成する
（図２）。基板1上ではA,B各原子が継続して供給され
る。A原子３、B原子４は基板1上の金属間化合物の結晶
核2がある場所にもない場所にも同じ確率で到達し続け
るが、金属間化合物を形成した方が遊離状の原子である
よりもエネルギ的に安定なので、前述の平衡状態の組成
（α、θ相の存在比=b:a）にいたるまで拡散の駆動力が
働き、金属間化合物θの結晶核2は成長し続ける（図
３）。なお、基板表面における拡散係数は600Ｋ以下の
低温においても金属間化合物を形成できる程度に大きい
ものとする。一般に結晶核2は表面積を最小にしてかつ
界面エネルギを最小にして安定化しようとするので、基
板1上では半球状に近くかつ一個の寸法が大きくなる傾
向がある。一個の寸法が大きくなる理由は、相似形であ
れば表面積は半径の2乗に比例し、原子数は3乗に比例し
て増大することから明らかである。

【００１４】結晶核2が成長し、金属間化合物から成る
突起21となる。なお、組成ｘ1では拡散に十分な時間の
後の平衡状態において金属間化合物のθ相の他にα相が
存在する。これらの原子は反応すべきB原子が実質的に
無いことから束縛を受けることなく自由に拡散するが、
そのほとんどは拡散係数の高い最表面に一様に分布する
ことになる（図４）。

【００１５】上述した過程は時間に依存するものであ
る。例えば基板温度が高いほど拡散速度は速く、一定の
時間内では金属間化合物から成る突起21の高さを高くで
きる。また、結晶核2の発生頻度は基板１上に形成され
る下地の材料に影響を受ける。

【００１６】従って、下地材料を適当に選ぶことにより
金属間化合物から成る突起21の密度を所望の範囲にする
ことができる。下地の材料は組成、温度が良好に規定さ
れていれば、どのようなものでもよい。

【００１７】本発明で用いるターゲットは上記のごとく
金属間化合物を生成し得る系であればどのようなもので
もよいが、Alが低温でも拡散しやすいことからA原子3と
してはAlを選択するのが好ましい。また、金属間化合物
の熱的安定性向上と、金属間化合物とこの金属間化合物
の突起の上下に形成される膜との反応性が低減できるこ
と、さらに微細な金属間化合物から成る突起を高密度に
形成できることから、B原子4としては融点が1000℃以上
の高融点金属元素(Co,Cr,Cu,Fe,Mn,Mo,Ni,Pd,Pt,V,W等)
が望ましい。さらに、ターゲットの製造方法、価格等の
見地から、A原子3にAlを、B原子4にCr,Co,Mo,V,Wから選
ばれる元素を選択するのが好ましい。

【００１８】本発明では金属間化合物から成る突起を基
板表面に形成した後、レーザー加工によりCSSゾーンに
のみ円環状の突起を形成する。基板をパルス化されたレ
ーザーの周波数に対応する速度で回転させることにより
円環状の突起が一定の間隔で規則正しく配列形成され
る。ガラス基板を用いる場合には、金属間化合物から成
る突起を形成するに先だって非磁性の金属薄膜を下地膜
として基板上にスパッタリングにより形成しておくこと
により後から行うレーザー加工が可能になる。基板表面
に形成された金属間化合物から成る突起はレーザー加工
の際、下地膜である金属薄膜とともに加工される。

【００１９】本発明によりヘッド粘着しにくい耐摺動性
に優れた磁気記録媒体が得られ、摺動信頼性に優れた磁
気ディスク装置を提供できる。

【００２０】また、磁気ディスク用の基板にはアルミニ
ウム合金を基体としてニッケルリンメッキを施したもの
が多く用いられているが、基板の熱容量が大きいため、
効率的なレーザー加工が困難であるという難点があっ
た。この問題は、近年とみに強まってきた突起の高密度
化に関連した重要な解決すべき課題である。すなわち、
粘着を回避しつつCSS耐力を向上させようとすると突起
をより多く配列するという方向に向かうのであるが、突
起１個を形成するに要するエネルギは同じであるから単
位時間により多くの突起を形成するためにはレーザーの
出力がより大きなものが要求されるようになる。しかし
ながら、コストや使い勝手などの面からは、より小さな
レーザーパワーで加工できるような方法が望ましい。そ
のためには突起１個を形成するに要するエネルギを従来
より小さくとどめることが必要である。本発明は上記の
問題点に鑑み，金属基板上により小さなレーザーパワー
で円環状の突起を形成させた耐摺動信頼性に優れた磁気
ディスクを容易に構成できるように考慮したものであ
る。

【００２１】本発明の目的を達成するため、ケイ素(以
下Siと記す)の酸化膜あるいは窒化膜を形成した基板上
に合金膜を積層したのち該基板にレーザー加工によって
CSSゾーンにのみ円環状の突起を形成する。さらに、CSS
ゾーン以外のデータゾーン上で安定した浮上を実現する
ために前記のレーザ加工による突起より低い突起を金属
間化合物を含むターゲットをスパッタリングすることに
より基板全面に形成する。これらの突起を形成した基板
の上に磁気記録層、保護層及び潤滑層を順次形成する。
この方法により磁気記録特性と耐摺動信頼性を同時に満
足するような磁気ディスクを容易に構成することができ
る。この場合、レーザ加工による突起形成とスパッタリ
ングによる突起形成の順序は前後していても差し支えな
い。また、磁気記録層を形成したあとにレーザ加工によ
る突起形成とスパッタリングによる突起形成のいずれか
一方または双方を行ってもよい。

【００２２】まず、基板上にレーザー加工によって円環
状の突起を形成する方法について説明する。レーザー照
射によって加工が行われる場合、加工量はそのレーザー
が照射される微小部分に投入されるエネルギ量に依存す
る。この投入エネルギ量はレーザーが照射された微小部
分が吸収したエネルギ量から熱伝導により流出したエネ
ルギ量を差し引いた量である。金属材料は薄膜であって
も前記範囲の波長に対しては透過率はほぼ０である。ま
た金属材料の反射率は前記範囲の波長に対してアルミニ
ウム、銀、銅などは高い値を示すが、ニッケル、クロム
あるいはその他の合金などは比較的低い反射率を示すと
されており、これらの材料はレーザーのエネルギを容易
に吸収することができる。また、いったん表面でのレー
ザー照射による材料の蒸発あるいは液化が起こるとレー
ザーが散乱され、吸収はさらに容易になる。一方、金属
の熱伝導率は例えばアルミニウム合金A5083は常温でお
およそ100W/(m・K)で熱伝導率の低いステンレス鋼SUS30
4でも10W/(m・K)以上であるのに対し、ガラスは1W/(m・
K)近傍である。このことから、アルミニウム合金基板な
どの熱伝導率の高い基板上に二酸化ケイ素などの熱伝導
率の低い物質の薄膜を形成したあと、所望の波長のレー
ザー光を吸収する金属材料の薄膜を形成することで、前
記投入エネルギ量を大きくすることができ、効率的なレ
ーザー加工が可能になる。円板をパルス化されたレー
ザーの周波数に対応する速度で回転させることにより円
環状の突起が一定の間隔で規則正しく配列形成される。

【００２３】次に、スパッタリングによる微細突起の形
成過程については、上述のように図１、図２、図３、図
４を用いて説明される。

【００２４】第一に突起が形成されるためにはその突起
を形成する構成原子どうしの引き付け合う力が基板表面
へ拡散して平坦化しようとする力よりも大きくなければ
ならない。さらに、突起が形成されたあとは実質的に構
成原子が長距離を拡散せず、隣り合う層と実質的に反応
しないことが必要である。以上から，突起を形成する物
質は元素単体ではなく，２種類以上の元素原子が互いに
結合しているものがよい。かつ，それぞれの構成原子は
隣り合う層と実質的に反応しないことが望ましいから，
前記構成原子はアルカリ金属，アルカリ土類金属及びハ
ロゲン元素等の反応性の高い原子は除かれる。上記２点
から，突起を形成する物質は金属間化合物が適してい
る。ここで金属間化合物とは，２種類以上のアルカリ金
属及びアルカリ土類金属を除く金属元素から構成される
一定の組成比を持った物質であり，一般に構成元素単体
と異なる結晶構造を持つ。金属間化合物を用いること
は，突起形成後に加熱を必要としないので構成原子の拡
散を抑制するという見地からも望ましい。

【００２５】図１は金属間化合物相を持つA-B系平衡状
態図の一部分である。図２、３、４は突起が形成される
過程を模式的に示したものである。図１において縦軸は
温度、横軸はA-B系のB原子の濃度を示す。例えば図１中
の×で示した点ではＢ原子の濃度がｘ1である時,温度Ｔ
1で相α及び相θがそれぞれｂ対aの割合で存在するのが
エネルギ的に安定であることを示している。よってｘ1
の組成で温度Ｔ1に拡散が十分に起こる程度に長い時間
保持すれば相α及び相θがそれぞれｂ対aの割合で生成
するし、ｘ２の組成であれば温度Ｔ1でθのみの相を得
ることができる。次に図２、３、４を用いて突起が形成
される過程を説明する。なお図２、３、４は突起の形成
過程を模式的に示したもので、原子の配列あるいは個数
は実際の例と必ずしも同一ではない。

【００２６】まず,図１においてｘ1の組成のターゲット
がスパッタされるとA,B各原子が基板上に到達して結合
しあい、金属間化合物θの結晶核を形成する（図２）。
基板上ではA,B各原子が継続して供給される。A,B各原子
は基板上の金属間化合物の結晶核のある場所にもない場
所にも同じ確率で到達し続けるが、前記金属間化合物を
形成したほうが遊離状の原子であるよりもエネルギ的に
安定なので、前記の平衡状態の組成（α、θ相の存在比
=b:a）にいたるまで拡散の駆動力が働き金属間化合物θ
の結晶は成長し続ける（図３）。A原子を白ぬきの○,B
原子を斜線を施した○で示している。（なお、基板表面
における拡散係数は600Ｋ以下の低温においても前記金
属間化合物を形成できる程度に大きい。）一般に結晶核
は表面積を最小にして界面エネルギを最小にして安定化
しようとするので、基板上では半球状に近くかつ一個の
寸法が大きくなる傾向がある。一個の寸法が大きくなる
理由は、相似形であれば表面積は半径の2乗に比例し、
原子数は3乗に比例して増大することから明らかであ
る。

【００２７】また、組成ｘ1では拡散に十分な時間の後
の平衡状態において金属間化合物θの相のほかにα相が
存在する。これらの原子は反応すべき原子Bが実質的に
無いことから束縛を受けることなく自由に拡散するが、
そのほとんどは拡散係数の高い最表面に一様に分布する
ことになる（図４）。

【００２８】この過程は時間に依存するものである。例
えば基板温度が高いほど拡散速度は速く、一定の時間内
では突起高さを高くできる。また、結晶核の発生頻度は
下地の材料に影響を受ける。これを適当に選ぶことによ
り所望の突起密度を得ることができる。前記下地の材料
は組成、温度が良好に規定されていればどのようなもの
でもよい。

【００２９】上述した機構は二元系に限らず三元系以上
の多元系においても成り立つ。本発明で用いるターゲッ
トは上記のごとく金属間化合物を生成し得る系であれば
どのようなものでもよいが、Alが低温でも拡散しやすい
ことからA原子にAlを、金属間化合物の熱的安定性向上
と、金属間化合物とこの金属間化合物の突起の上下に形
成される膜との反応性が低減できること、さらに微細な
金属間化合物の突起を高密度に形成できることから、B
原子として融点が1000℃以上の高融点金属元素(Co,Cr,C
u,Fe,Mn,Mo,Ni,Pd,Pt,V,W等)を含む金属間化合物が望ま
しい。さらに、ターゲットの製造方法、価格等の見地か
ら、A原子にAlを、B原子にCr,Co,Mo,V,Wから選ばれる元
素を選択するのが好ましい。

【００３０】本発明により少ないレーザパワーで金属基
板上にレーザ加工が可能となった結果、より簡単な装置
でヘッド粘着しにくい耐摺動性に優れた磁気ディスクが
得られ、摺動信頼性に優れた磁気ディスク装置を提供で
きる。

【００３１】次に、本発明の実施例を説明する。

【００３２】〔実施例１〕本発明の第一の実施例である
磁気記録媒体を図面を参照して順に説明する。

【００３３】図５は本実施例における磁気記録媒体にお
いて、基板上に金属間化合物から成る突起を形成した構
成を示す断面図である。

【００３４】まず外径95mm,内径25mm,0.8mm厚の中央に
同心円状の穴のあいた円盤状のガラス基板１０１を、脱
ガス処理のため真空中でランプ加熱する。このときの投
入電力は基板101が変形しない程度に高い温度となるよ
うに制御する。典型的には１００〜２５０℃に設定す
る。その後、基板１０１上にコバルト（以下Coと記
す）、クロム（以下Crと記す）およびタンタル（以下Ta
と記す）の合金層１０２を形成する。Cr及びTaの組成比
はそれぞれ３０原子％、８原子％であって、合金層１０
２の組成は実質的に非磁性である。また、合金層１０２
の膜厚は25,50,100及び200nmの４種類を作成した。膜厚
が薄いほど膜全体の熱容量が少なくなり、少ないレーザ
ーパワーで加工される。さらに、合金層102を構成する
材料としてCr及びケイ素(Siと記す)の合金、Cr及びチタ
ニウム(Tiと記す)の合金、Cr及びバナジウム(Vと記す)
の合金、ニッケル(Niと記す)及びTiの合金、Ni及びAlの
合金及びCo,Crとジルコニウム(Zrと記す)の３元合金を
検討した。これはそれぞれの材料によってレーザーから
の吸収効率や熱伝導率などの物性値が異なるためであ
る。薄膜形成及びレーザー加工の両工程において設定で
きるプロセス条件には製造設備側からの制約が存在する
ことが少なくなく、様々なプロセスパラメータの検討を
行っておくことは実際の製造に際して有利である。

【００３５】基板１０１上の合金層１０２はパルスレー
ザーの照射により突起形成の機能を有する．合金層１０
２に用いる材料は前記の機能・効果を有するものであれ
ば他の材料でも差し支えない。また，基板１０１には日
本国（株)ニコン製のガラス基板を用いているが、非磁
性で平坦度，強度に問題ない材料であればどのようなも
のでもよい。

【００３６】その後、ヘリウム導入機構を備えた処理室
にて所定時間基板１０１を処理し、基板温度をAl及びCo
の金属間化合物から成る突起１０３を形成するのに好適
な所定の温度に冷却する。なお、この冷却工程は基板10
1を処理室から処理室へ搬送する間に放射や伝導等によ
り基板101の温度が所定の温度に下がっていれば不要で
ある。使用するガスは冷却効果があればどのようなもの
でもよい。また、反対に温度が下がりすぎている場合に
は再度所定の温度に加熱を行う。

【００３７】続いて合金層１０２上にAl及びCoの金属間
化合物から成る突起１０３をAl及びCoからなるターゲッ
トをスパッタリングすることにより形成する。

【００３８】本実施例の磁気記録媒体を形成した装置は
米国バリアン社製のMDP1100機で，基板の加熱室、基板
の冷却室及び複数のマグネトロンスパッタリングを行え
る基板処理室を持つインラインスパッタ装置である。こ
の装置に限らず、基板温度制御及びスパッタリングが行
えればどのような装置でも差し支えない。また合金層１
０２、金属間化合物から成る突起１０３を形成する各処
理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa以下の圧力下
に保持されることが望ましい。

【００３９】以下に金属間化合物から成る突起１０３を
形成するための方法を表１、図６を用いて詳細に説明す
る。

【００４０】

【表１】図６は金属間化合物相を持つAl-Co系平衡状態図の一部
分である。例えば図６中のＤ点はCo原子の濃度が14.6原
子％である時,温度500ＫでAlの固溶体相α及び金属間化
合物Al9Co2の相がおよそ１対４の割合で存在するのがエ
ネルギ的に安定であることを示している。よってCo原子
の濃度が14.6原子％の組成で温度500Ｋに拡散が十分に
起こる程度に長い時間保持すれば相α及び相θが1対4の
割合で生成するし、18.2原子％の組成であれば温度500
ＫでAl9Co2のみの相を得ることができる。

【００４１】そこで、合金層１０２上にAl-14.6原子%Co
からなるターゲットをスパッタリングすることによりAl
及びCoの金属間化合物から成る突起１０３を形成した。
このターゲットはAlおよびCoの微細な粉末を均一に混合
して焼結して得たもので、Al9Co2を主とする金属間化合
物およびAl,Coが均一に混在している。ターゲットのCo
の割合が14.6原子%であるから、各原子がスパッタリン
グされて基板101上に到達し、基板101の表面を拡散して
平衡状態に達した場合、金属間化合物Al9Co2の割合が80
%、残りがAlという構成になる（図６）。実際のプロセ
スでは基板温度や形成時間などのプロセス条件により変
化する。また、ターゲットの材料は平衡状態で金属間化
合物の相を生成するものであればAl-14.6原子%Coに限ら
ずどのような系のものでもよい。また、スパッタリング
に用いるプロセスガスはアルゴンであるが、ターゲット
材料と実質的に反応しない不活性気体であればどのよう
なものでもよい。

【００４２】以上のようにして合金層１０２、Al及びCo
の金属間化合物から成る突起１０３を形成した基板101
の表面形状を原子間力顕微鏡(AFM)で観察し、図７に示
す。観察には日本国(株)オリンパス光学工業製NV3000型
を用いた。視野の一辺の寸法は10マイクロメートルであ
る。このエリア内で突起密度は5.1×1012個/m2、突起高
さは平均値で10nmであった。突起密度及び突起高さは表
１に示すようにプロセス条件を変えることによって制御
可能である。同じターゲット投入電力およびスパッタ時
間においては基板温度が高いほど原子の拡散が起こりや
すくなるから突起高さは高くなる。また、突起密度を増
加させるためにはターゲット投入電力またはスパッタ時
間を増大させる必要があるが、過剰であると突起そのも
のの直径が大きくなって突起同士が合体し巨大な突起が
生成し、突起の数は少なくなり、最終的には略平坦な面
となる。

【００４３】続いて表2、図８を用いてレ−ザ−加工に
より円環状の突起を形成する方法について説明する。Al
及びCoの金属間化合物から成る突起１０３を形成した基
板１０１上のCSSゾーンをレーザービームにより加工し
て離散的な円環状の突起１０５を形成する。投入したレ
ーザーパワーは600mWであって、これを減光フィルタに
よって１０分の１〜４分の１に落として使用している。
使用したレーザーは米国スペクトラ・フィジクス社の波
長1064nmのＱスイッチ方式パルスレーザーV70である。
レーザーを用いてCSSゾーンの全周にわたって加工を行
う。本実施例では中心から半径17.3〜20.5mmの範囲をCS
Sゾーンとして用いる。この範囲は当業者が任意に設定
することができる。レーザービームは照射された範囲外
には実質的に影響を及ぼさず、金属間化合物から成る突
起１０３の形状は保存される。この結果、CSSゾーンに
おいては金属間化合物から成る突起１０３とレーザー加
工による円環状突起１０５とが混在し、それ以外の領域
においては金属間化合物から成る突起１０３のみが形成
された。これを図９に模式的に示す。さらに、離散的な
円環状の突起１０５の間隔は基板の保持台送り速度及び
基板の回転数を変えることで、基板１０１の円周方向及
び半径方向にそれぞれ独立に一定の間隔で設定でき、円
環状の突起１０５の高さも合金膜１０２の材質及び膜厚
やレーザーのＱスイッチの周波数やレーザーパワーを変
えることにより変えることができる。これを表２に示
す。

【００４４】

【表２】円環状の突起１０５の高さは米国フェーズ・シフト・テ
クノロジー社製のMICRO XAM と呼ばれる装置で光学的に
測定し、必要に応じてAFMを用いた。視野の一辺の寸法
は10マイクロメートルである。本実施例ではこの中でCo
-Cr30Ta8の３元合金を100nm形成したものについて、さ
らに基板洗浄の後、合金層１０６、磁気記録層１０７及
び保護膜層１０８を形成した。本実施例において用いた
形成装置は米国インテバック社製MDP250機である。当該
形成装置は、基板の加熱室、基板の冷却室及び複数のマ
グネトロンスパッタリングを行える基板処理室を持つイ
ンラインスパッタ装置である。なお、基板温度制御及び
スパッタリングが行えればどのような装置でも差し支え
ない。また合金層１０６、磁気記録層１０７及び保護膜
層１０８を形成する各処理の間は酸化防止等の意味で2.
0×10-5Pa以下の圧力下に保持されることが望ましい。
さらに保護膜層１０８上にパーフルオロポリエーテルを
主成分とする潤滑膜を3nm形成した磁気記録媒体（突起
の密度：5.1×1012個/m2、平均突起高さ：10nm）につい
て摺動信頼性を調べた。摺動試験は当業者に公知の薄膜
磁気ヘッドを用いた。第一はCSSゾーンにおけるCSS耐久
試験であり、基板の半径19mmの位置で行い、第二は基板
の半径30mmの位置のデータゾーンにおける粘着力測定を
行った。これらの結果を金属間化合物から成る突起１０
３及び円環状の突起１０５を形成せずに他は同条件で作
成した比較例９と比較して表３に示した。

【００４５】

【表３】本実施例の磁気記録媒体は、その摺動信頼性が突起がな
い場合(比較例９)より優れていることがわかる。

【００４６】以上に述べた本実施例に対し，表面形状を
変えた例と比較した結果を以下に述べる。比較例は８種
類である。円環状の突起１０５の高さ及び間隔を変化さ
せているものが５種類(比較例１-５)である。また、Al-
CoターゲットのCoの濃度を変えて金属間化合物から成る
突起１０３を形成したものが３種類(比較例６-８)で，
それぞれ0,7.3及び10.9％である。それらの条件を表３
にあわせて示す。

【００４７】その他の条件は上述の実施例と同じで，円
環状の突起１０５を形成した状態で磁気記録媒体の表面
形状を比較例６、７、８についてAFMにより観察した。
測定点は基板の中心からR=30mmの点である。また、すべ
ての比較例に対してR=19mmの点でCSS試験を行い、R=30m
mの点で粘着力を測定した。まず金属間化合物から成
る突起１０３のみが形成されている半径R=30mmにおける
磁気記録媒体の表面形状について述べる。Co濃度０すな
わち純Alを用いた場合は突起を形成すべき金属間化合物
を生成し得ないので、図１０のAFM像に示すように実質
的に平坦な表面しか得られない。

【００４８】次に，Co濃度が7.3原子％の場合の表面のA
FM像を図１１に、10.9原子％の場合の表面のAFM像を図
１２に示す。Co濃度が7.3原子％の場合、突起を形成す
る金属間化合物よりも過剰に存在するAlのほうが多く、
図４におけるAlリッチ層の厚みが大きくAlに谷間が埋め
られて突起部分が不明瞭になっているが、突起の形成そ
のものはされている。Al-Co系では金属間化合物Al5Co2
も突起形成させることができるので、Co濃度７原子%以
上２９%以下が好適である。同様にAl-Cr,Al-Mo,Al-W,Al
-Vの系でもそれぞれCrが５-２０原子％、Mo,Vが３-２５
原子％、Wが３-２０％が好適である。以上の組成の範囲
外でも金属間化合物の相を４０％以上含む組成は存在す
るが、低温（６００Ｋ以下）での拡散が起こりにくくな
るため上記の組成範囲が好ましい。ただし、突起のみを
形成する場合は、プロセス上基板を６００Ｋを超える高
温に保つことも可能であり、その場合、添加する少数原
子Xの濃度が金属間化合物を構成する少数原子Xの濃度の
0.4倍から１倍の間にあるターゲットを用いれば所期の
目的を達成することができる。さらに、CSS試験及び
粘着力測定の結果について表３を参照して説明する。CS
S試験の結果はCSS回数50000回後１時間放置後の粘着力
で示している。突起間隔が広いものはやや粘着が大きい
が、突起を設けていない比較例９と比べると明瞭な効果
が見られる。また、R=30mmにおける粘着力に対しては突
起の実質的にない比較例６及び９に比べて他の比較例は
効果が大きい。粘着力の低減のためには、金属間化合物
から成る突起１０３の平均突起高さは５nm以上必要であ
ることがわかる。〔実施例２〕次に、本発明の第２の実
施例を図面を参照して順に説明する。図１３は本実施例
における磁気記録媒体において、Al合金基板上に金属間
化合物から成る突起を形成した構成を示す断面図であ
る。まずNi及びPの合金をメッキした外径95mm,内径25m
m,0.8mm厚の中央に同心円状の穴のあいた円盤状のAl合
金基板２０１を脱ガスおよび磁気記録特性向上の目的で
真空中でランプ加熱する。このときの投入電力は、後に
形成される合金層２０３が所定の磁気特性を持つような
温度となるように制御する。その後、基板２０１上にク
ロム（以下Crと記す）およびチタニウム（以下Tiと記
す）の合金層２０２を形成し，さらにコバルト（以下Co
と記す）,Cr及び白金（以下Ptと記す）の合金層２０３
を順次形成する。

【００４９】合金層２０３は磁気記録の機能を有する。
Cr及びTiの合金層２０２は基板２０１上に合金層２０３
を密着性良く，かつ合金層２０３の結晶粒径および結晶
方位を制御性良く形成する効果を有する。Cr及びTiの合
金層２０２およびCo,Cr及びPtの合金層２０３に用いる
材料は前記の機能・効果を有するものであれば他の材料
でも差し支えない。また，基板２０１の材料も非磁性で
平坦度，強度に問題なければどのようなものでもよい。
その後、ヘリウム導入機構を備えた処理室にて所定時
間基板２０１を処理し、基板温度をAl及びCrの金属間化
合物から成る突起２０４を形成するのに好適な所定の温
度に冷却する。なお、この冷却工程は基板を処理室から
処理室へ搬送する間に放射や伝導等により基板温度が所
定の温度に下がっていれば不要である。使用するガスは
冷却効果があればどのようなものでもよい。また、反対
に温度が下がりすぎている場合には再度所定の温度に加
熱を行う。続いて合金層２０３上にAl及びCrの金属間化
合物から成る突起２０４をAl-10原子％Crからなるター
ゲットをスパッタリングすることにより形成する。この
際、基板２０１の外周部分を遮蔽物を設けることにより
突起２０４の形成が抑制されるように制御する。図１５
に真空処理室内でのスパッタリングタ−ゲットと前記遮
蔽物２１０及び基板２０１との位置関係を模式的に示
す。遮蔽物２１０と基板２０１との間隔ｔと遮蔽物２１
０の開口の直径ｒを変えることにより、CSSゾーンから
データゾーンへの突起高さや突起密度の変化を制御する
ことができる。遮蔽物２１０と基板２０１との間隔ｔと
遮蔽物２１０の開口の直径ｒを変えた場合のCSSゾーン
（基板の半径Ｒ＝１９ｎｍの位置）とデータゾーン（基
板の半径Ｒ＝３０ｎｍの位置）の突起高さを表４に示
す。

【００５０】

【表４】このことにより基板２０１の外周部分は内周部分に対し
て突起２０４の密度及び平均高さが低くなるように形成
され、内周部分でCSSに対して好適な条件の突起高さ及
び密度を得る一方、同時にデータ記録部分では所望の浮
上高さのマージンを得ることができる。これを図１４に
模式的に示す。当然のことながら、CSSゾーンの位置が
変われば遮蔽物の配置も変更しなければならない。本
実施例においては米国バリアン社製MDP1100機で，基板
の加熱室、基板の冷却室及び複数のマグネトロンスパッ
タリングを行える基板処理室を持つインラインスパッタ
装置を用いたが，基板温度制御及びスパッタリングが行
えればどのような装置でも差し支えない。またCr及びTi
の合金層２０２、Co,Cr及びPtの合金層２０３、金属間
化合物から成る突起２０４、保護膜層２０５を形成する
各処理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa以下の圧
力下に保持されることが望ましい。さらに前記合金層
２０３及び金属間化合物から成る突起２０４を機械的あ
るいは化学的接触から保護するための保護膜層２０５を
続いて形成して図１３の構成を得る。図１３の構成にお
ける半径R=30mmでの粘着力及びR=19mmでのCSS試験の結
果を実施例１と同様に行った結果を表５に示す。

【００５１】

【表５】金属間化合物から成る突起２０４を形成しない場合に比
べて効果のあることがわかる。さらに、比較例としてガ
ラス基板上にまず金属間化合物から成る突起２０４を形
成した後合金層２０２、Co,Cr及びPtの合金層２０３、
保護膜層２０５を形成した例について表５に合わせて示
す。金属間化合物から成る突起２０４を形成しない場合
に比べて効果のあることがわかる。

【００５２】〔実施例３〕以下、本発明の第３の実施
例を図面を参照して順に説明する。図１６は基板上に形
成した薄膜構成の縦断面図である。

【００５３】図１６はAl合金基板上に形成された薄膜構
成の一例である。まずNi及びPの合金をメッキした外径9
5mm,内径25mm,0.8mm厚の中央に同心円状の穴のあいた円
盤状のAl合金基板１１０１を脱ガスの目的で真空中でラ
ンプ加熱する。このとき投入電力は、基板が変形しない
程度に高い温度となるように制御する。典型的には１０
０ないし２５０℃に設定する。その後該基板１１０１上
にケイ素の酸化物をターゲットとして酸化ケイ素(SiOx,
x≦2)の薄膜１１０２をスパッタリングにより形成す
る。前記SiOxの薄膜１１０２の膜厚は10,50,200及び800
nmの4種類を作成した。膜厚が厚いほうがより熱伝導を
抑制する方向となる。続いて該基板１１０１上にコバル
ト（以下Coと記す）、クロム（以下Crと記す）およびタ
ンタル（以下Taと記す）からなる合金層１１０３を形成
する．Cr及びTaの組成比はそれぞれ３０原子％、８原子
％であって、該組成は実質的に非磁性である。また、前
記合金層１１０３の膜厚としては25,50,100及び200nmの
４種類を作成した。膜厚が薄いほど膜全体の熱容量が少
なくなり、少ないレーザーパワーで加工される。さら
に、前記合金層を構成する材料としてCr及びケイ素(Si
と記す)の合金、Cr及びチタニウム(Tiと記す)の合金、C
r及びバナジウム(Vと記す)の合金、ニッケル(Niと記す)
及びTiの合金、Ni及びAlの合金及びCo,Crとジルコニウ
ム(Zrと記す)の３元合金を検討した。これはそれぞれの
材料によってレーザーからの吸収効率や熱伝導率などの
物性値が異なるためである。薄膜形成及びレーザー加工
の両工程において設定できるプロセス条件には製造設備
側からの制約が存在することが少なくなく、様々なプロ
セスパラメータの検討を行っておくことは実際の製造に
際して有利である。

【００５４】薄膜１１０２上の該合金層１１０３はパル
スレーザーの照射により突起形成の機能を有する．該合
金層１１０３に用いる材料は前記の機能・効果を有する
ものであれば他の材料でも差し支えない。また，基板１
１０１には日本国東洋鋼鈑（株)製基板を用いている
が、非磁性で平坦度，強度に問題ない材料であればどの
ようなものでもよい。

【００５５】図１６の構成を形成した装置は米国バリア
ン社製MDP1100機で，基板の加熱室、基板の冷却室及び
複数のマグネトロンスパッタリングを行える基板処理室
を持つインラインスパッタ装置であるが，基板温度制御
及びスパッタリングが行えればどのような装置でも差し
支えない。また１１０２、１１０３の各層を形成する各
処理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa以下の圧力
下に保持されることが望ましい。

【００５６】次に図１７を引用してレ−ザ−加工により
円環状の突起を得る方法について説明する。前記基板１
１０１の所望の部分をレーザービームにより加工して離
散的な円環状の突起１１０４を形成する。投入したレー
ザーパワーは600mWであって、これを減光フィルタによ
って１０分の１ないし４分の１に落として使用してい
る。使用したレーザーは米国スペクトラ・フィジクス社
の波長1064nmのＱスイッチ方式パルスレーザーV80であ
る。該レーザーを用いて前記基板のCSSゾーンに対して
全周にわたって加工を行う。本実施例では中心から半径
18.0ないし20.7mmの範囲であるが、この範囲は当業者が
任意に設定することができる。レーザービームは照射さ
れた範囲外には実質的に影響を及ぼさない。さらに、前
記離散的な円環状の突起１１０４の間隔は基板の保持台
送り速度及び基板の回転数を変えることで基板の円周方
向及び半径方向にそれぞれ独立に一定の間隔で設定で
き、突起高さもSiOxの膜厚、合金膜１１０３の材質及び
膜厚やレーザーのＱスイッチの周波数やレーザーパワー
を変えることにより変えることができる。これを表６に
示す。

【００５７】

【表６】表６にはSiOxの膜を形成しない場合を膜厚０として比較
して示している。SiOxの膜を形成したことによって形成
しない場合より少ないレーザパワーで円環状の突起１１
０４が形成できることがわかる。円環状の突起１１０４
の高さは米国フェーズ・シフト・テクノロジー社製のMI
CRO XAM と呼ばれる装置で光学的に測定した。該装置は
突起高さおよそ5nm未満の突起は精度良く計測できない
ので計測されなかった条件は表１において数字が入って
いない。SiOxの薄膜１１０２を形成する方法は例えば化
学気相堆積法(CVD)などの他の方法によってもよい。ま
た、前記合金層１１０３に比べ熱伝導率の低い材料であ
れば薄膜１０２はSiOxに限らずどのようなものでもよ
い。

【００５８】その後、ヘリウム導入機構を備えた処理室
にて所定時間基板１１０１を処理し、基板温度をAl及び
Coの金属間化合物の突起１１０５を形成するのに好適な
所定の温度に冷却する。なおこれは基板を処理室から処
理室へ搬送する間に放射や伝導等により基板温度が所定
の温度に下がっていれば不要である。使用するガスは冷
却効果があればどのようなものでもよい。また、反対に
温度が下がりすぎている場合には再度所定の温度に加熱
を行う。

【００５９】続いてレーザ加工を終えた合金層１１０３
上にAl及びCoの金属間化合物の突起１１０５をAl及びCo
からなるターゲットをスパッタリングすることにより形
成する。該突起１１０５を形成するための方法を表７、
８、図２、３、４、６、１８を用いて説明する．突起
が形成される過程は前述した図２、３、４及び図６の通
りである。

【００６０】

【表７】

【００６１】

【表８】ここで、過剰なAlの原子が結晶格子を形成できない程度
に少ない場合はたとえ拡散したとしても量的にわずか
で、いずれにしても隣接する合金層１１０３と実質的に
反応することはない。ただし、アルカリ金属、アルカリ
土類金属およびハロゲン元素の原子の場合は反応性が高
く突起材料として不可であり、本発明では用いない。

【００６２】以上のようにして微細突起１１０５を形成
した基板１１０１上のデータゾーンの構成を図１８に示
す。

【００６３】本実施例では前記SiOxの薄膜を800nm,前記
合金膜Co-Cr30Ta8の３元合金を100nm形成したものにつ
いて、さらにレーザ加工による突起形成及び金属間化合
物の突起を形成した後、下地膜１１０６、磁気記録層１
１０７及び保護膜層１１０８を形成した。これの模式図
を図１９に示す。下地膜１１０６についてはCrターゲッ
トをスパッタリングすることによりCr膜を25nm形成し
た。プロセスガスはArである。磁気記録層１１０７には
Cr,Ta及びPtを含むCo合金を用いた。形成方法はArを用
いたスパッタリングによった。膜厚は20nmである。保護
膜層１１０８に関しては、グラファイトカーボンターゲ
ットをスパッタリングすることにより、カーボン膜を形
成した。プロセスガスはArである。膜厚は18nmである。
図１９の構成を形成した装置は米国インテバック社製MD
P250機で，基板の加熱室、基板の冷却室及び複数のマグ
ネトロンスパッタリングを行える基板処理室を持つイン
ラインスパッタ装置であるが，基板温度制御及び薄膜形
成処理が行えればどのような装置でも差し支えない。ま
た１１０６、１１０７および１１０８の各層を形成する
各処理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa以下の圧
力下に保持されることが望ましい。下地膜１１０６及び
磁気記録層１１０７は所望の磁気記録特性が得られれば
前記の材料、膜厚または製造方法に限定されるものでは
ない。保護膜層１１０８に関しても所望の摺動信頼性が
得られれば、前記の材料、膜厚または製造方法に限定さ
れるものではない。さらに図１９の構成（円環状の突起
１０４の密度：1.1×1010個/m2、平均突起高さ：15nm、
微細突起１１０５の密度：5.4×1012個/m2、平均突起高
さ：10nm）にパーフルオロポリエーテルを主成分とする
潤滑膜を3nm形成した構成で摺動信頼性を調べた。摺動
試験は当業者に公知のMRヘッドを用いた。第一はCSSゾ
ーンにおけるCSS耐久試験であり基板の半径19mmの位置
で行い、第二は基板の半径30mmの位置のデータゾーンに
おける粘着力測定を行った。これらの結果をSiOxの薄膜
１０２を形成せずに同じ突起高さとなるようレーザパワ
ーを調整して作成した場合と比較して表２に示す。本実
施例に示したSiOxの薄膜１１０２を有する磁気ディスク
の摺動信頼性はSiOxの薄膜１１０２がない場合とほぼ同
等であることがわかる。

【００６４】〔実施例４〕以下、本発明の第４の実施例
を図面を参照して順に説明する。

【００６５】図２０はAl合金基板上に形成された薄膜構
成の一例である。まずNi及びPの合金をメッキした外径6
5mm,内径20mm,0.8mm厚の中央に同心円状の穴のあいた円
盤状のAl合金基板１２０１を脱ガスの目的で真空中でラ
ンプ加熱する。このとき投入電力は、基板が変形しない
程度に高い温度となるように制御する。典型的には１０
０ないし２５０℃に設定する。その後ヘリウム導入機構
を備えた処理室にて所定時間基板１２０１を処理し、基
板温度をAl及びCrの金属間化合物の突起１２０２を形成
するのに好適な所定の温度に冷却する。なおこれは基板
を処理室から処理室へ搬送する間に放射や伝導等により
基板温度が所定の温度に下がっていれば不要である。使
用するガスは冷却効果があればどのようなものでもよ
い。また、反対に温度が下がりすぎている場合には再度
所定の温度に加熱を行う。

【００６６】続いて基板１２０１上にAl及びCrの金属間
化合物の突起１２０２をAl及びCrからなるターゲットを
スパッタリングすることにより形成する。その後該基板
１２０１上にケイ素をターゲットとして窒化ケイ素(SiN
x,x≦1.33)の薄膜１２０３を窒素をスパッタリングガス
の中に含む反応性スパッタリングにより形成する。前記
SiNの薄膜２０３の膜厚は10,100及び800nmの3種類を作
成した。膜厚が厚いほうがより熱伝導を抑制する方向と
なる。続いて実施例１と同様に該基板１２０１上にCo,C
rおよびTaの合金層２０４を形成する．Cr及びTaの組成
比はそれぞれ３０原子％、８原子％であって、該組成は
実質的に非磁性である。また、前記合金層１２０４の膜
厚は25,50,100及び200nmの４種類を作成した。膜厚が薄
いほど膜全体の熱容量が少なくなり、少ないレーザーパ
ワーで加工される。さらに、前記合金層を構成する材料
としてNi及びTiの合金及びCo,CrとZrの３元合金を検討
した。

【００６７】図２０の構成を形成した装置は米国バリア
ン社製MDP1100機で，基板の加熱室、基板の冷却室及び
複数のマグネトロンスパッタリングを行える基板処理室
を持つインラインスパッタ装置であるが，基板温度制御
及びスパッタリングが行えればどのような装置でも差し
支えない。また１２０２、２０３及び１２０４の各層を
形成する各処理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa
以下の圧力下に保持されることが望ましい。

【００６８】基板１２０１上の該合金層１２０４はパル
スレーザーの照射により突起形成の機能を有する．該合
金層１２０４に用いる材料は前記の機能・効果を有する
ものであれば他の材料でも差し支えない。また，基板１
２０１には日本国東洋鋼鈑（株)製基板を用いている
が、非磁性で平坦度，強度に問題ない材料であればどの
ようなものでもよい。

【００６９】次に図２１を引用してレ−ザ−加工により
円環状の突起を得る方法について説明する。前記基板２
０１の所望の部分をレーザービームにより加工して離散
的な円環状の突起１２０５を形成する。投入したレーザ
ーパワーは600mWであって、これを減光フィルタによっ
て１０分の１ないし４分の１に落として使用している。
使用したレーザーは米国スペクトラ・フィジクス社の波
長1064nmのＱスイッチ方式パルスレーザーV80である。
該レーザーを用いて前記基板のCSSゾーンに対して全周
にわたって加工を行う。本実施例では中心から半径13.5
ないし15.1mmの範囲であるが、この範囲は当業者が任意
に設定することができる。レーザービームは照射された
範囲外には実質的に影響を及ぼさない。さらに、前記離
散的な円環状の突起１２０５の間隔は基板の保持台送り
速度及び基板の回転数を変えることで基板の円周方向及
び半径方向にそれぞれ独立に一定の間隔で設定でき、突
起高さもSiNの膜厚、合金膜１２０４の材質及び膜厚や
レーザーのＱスイッチの周波数やレーザーパワーを変え
ることにより変えることができる。これを表７に示す。
表７にはSiNxの膜を形成しない場合を膜厚０として比較
して示している。SiNxの膜を形成したことによって形成
しない場合より少ないレーザパワーで円環状の突起１２
０５が形成できることがわかる。円環状の突起１２０５
の高さは米国フェーズ・シフト・テクノロジー社製のMI
CRO XAM と呼ばれる装置で光学的に測定した。該装置は
突起高さおよそ5nm未満の突起は精度良く計測できない
ので計測されなかった条件は表７において数字が入って
いない。SiNxの膜を形成したことによって形成しない場
合より少ないレーザパワーで円環状の突起１２０５が形
成できることがわかる。SiNxの薄膜１２０３を形成する
方法は例えば化学気相堆積法(CVD)などの他の方法によ
ってもよい。また、前記合金層１２０４に比べ熱伝導率
の低い材料であれば薄膜１２０３はSiNxに限らずどのよ
うなものでもよい。

【００７０】さらに、図２１に示した構成の基板に磁気
記録層及び保護層を積層して容易に対摺動性に優れた磁
気ディスクを得ることができる。

【００７１】前記突起１２０２を形成するための方法は
実施例３の方法と同じである。実施例４において用いる
ターゲットはAl-7.6原子%Crであり、該ターゲットはAl
およびCrの微細な粉末を均一に混合して焼結して得たも
ので、Al7Crを主とする金属間化合物およびAl,Crが均一
に混在している。

【００７２】本実施例では前記合金膜Co-Cr30Ta8の３元
合金を100nm形成したものについて、さらに基板洗浄の
後、下地膜１２０６、磁気記録層１２０７及び保護膜層
１２０８を形成した。この模式図を図２２に示す。下地
膜１２０６についてはCrTi20ターゲットをスパッタリン
グすることによりCrTi膜を25nm形成した。プロセスガス
はArである。磁気記録層１２０７にはCr及びPtを含むCo
合金を用いた。形成方法はArを用いたスパッタリングに
よった。膜厚は22nmである。保護膜層１２０８に関して
は、反応性スパッタを用いて構造中に窒素を含むカーボ
ン膜を形成した。プロセスガスはAr-20%N2であり、ター
ゲットはグラファイトカーボンである。膜厚は15nmであ
る。図２２の構成を形成した装置は米国インテバック社
製MDP250機で，基板の加熱室、基板の冷却室及び複数の
マグネトロンスパッタリングを行える基板処理室を持つ
インラインスパッタ装置であるが，基板温度制御及びス
パッタリングが行えればどのような装置でも差し支えな
い。また１２０６、１２０７及び１２０８の各層を形成
する各処理の間は酸化防止等の意味で2.0×10-5Pa以下
の圧力下に保持されることが望ましい。下地膜１２０６
及び磁気記録層１２０７は所望の磁気記録特性が得られ
れば前記の材料、膜厚または製造方法に限定されるもの
ではない。保護膜層１２０８に関しても所望の摺動信頼
性が得られれば、前記の材料、膜厚または製造方法に限
定されるものではない。さらに図２２の構成（円環状の
突起１１０４の密度：1.1×1010個/m2、平均突起高さ：
15nm、微細突起の密度：5.5×1012個/m2、平均突起高
さ：11nm）にパーフルオロポリエーテルを主成分とする
潤滑膜を3nm形成した構成で摺動信頼性を調べた。摺動
試験は当業者に公知のMRヘッドを用いた。第一はCSSゾ
ーンにおけるCSS耐久試験であり基板の半径14.3mmの位
置で行い、第二は基板の半径22mmの位置のデータゾーン
における粘着力測定を行った。これらの結果をSiNxの薄
膜１２０３を形成せずに他の仕様はほぼ同じ条件で作成
した場合と比較して表９に示す。

【００７３】

【表９】表９は、 SiNx膜の有無と突起高さ及び摺動試験結果を
まとめて示す。本実施例に示したSiNxの薄膜を有する磁
気ディスクの摺動信頼性はSiNxの薄膜がない場合とほぼ
同等であることがわかる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によりヘッド粘着しにくい耐摺動
性に優れた磁気記録媒体が得られ、摺動信頼性に優れた
磁気ディスク装置を提供できる。

【００７５】また、本発明は、少ないレーザパワーで金
属基板上にレーザ加工を可能とする磁気記録媒体の製造
方法を提供する。このため、より簡単な装置でヘッド粘
着しにくい耐摺動性に優れた磁気ディスクが得られ、摺
動信頼性に優れた磁気ディスク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属間化合物からなる微細突起の生成過程を説
明する状態図である。

【図２】金属間化合物からなる微細突起の生成過程を説
明する図である。

【図３】金属間化合物からなる微細突起の生成過程を説
明する図である。

【図４】金属間化合物からなる微細突起の生成過程を説
明する図である。

【図５】金属間化合物からなる微細突起の形成された本
発明の実施例１を示す図である。

【図６】金属間化合物からなる微細突起の生成過程を説
明するAl-Co状態図である。

【図７】Al-14.6%Coターゲットを用いて突起を形成した
場合のAFM像を示す写真である。

【図８】本発明の実施例１である磁気記録媒体の断面図
である。

【図９】本発明の実施例１である磁気記録媒体を示す模
式図である。

【図１０】比較例である磁気記録媒体の表面のAFM像を
示す写真である。

【図１１】Al-7.3%Coターゲットを用いて突起を形成し
た場合のAFM像を示す写真である。

【図１２】Al-10.9%Coターゲットを用いて突起を形成し
た場合のAFM像を示す写真である。

【図１３】金属間化合物からなる微細突起の形成された
本発明の実施例２を示す図である。

【図１４】本発明の実施例２である磁気記録媒体を示す
模式図である。

【図１５】微細突起を形成する設備を示す模式図であ
る。

【図１６】レーザ加工により円環状突起を形成するため
の層構成の断面の一例である。

【図１７】本発明の方法により構成した円環状突起の構
成の断面の一例である。

【図１８】本発明の方法により構成したデータゾーン上
の微細突起の断面の一例である。

【図１９】本発明の方法により構成した磁気ディスクの
一例を示す模式図である。

【図２０】本発明の方法により構成したデータゾーン上
の微細突起の断面の一例である。

【図２１】本発明の方法により構成したCSSゾーン上の
円環状突起の断面の一例である。

【図２２】本発明の方法により構成した磁気ディスクの
一例を示す模式図である。

【符号の説明】

１０１…基板、１０２…下地合金層、１０３…微細突
起、１０４…円環状突起、１０７…磁気記録層、１０８
…保護膜層。

フロントページの続き (72)発明者石川晃神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者赤松潔茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の基体と、該基体上に形成された金
属間化合物から成る突起と、該金属間化合物から成る突
起を有する前記基体上に形成された磁気記録膜と、該磁
気記録膜上に形成された保護膜とを具備し、前記基体の
表面の少なくとも一部領域に前記金属間化合物から成る
突起とは異なるほぼ一定の間隔で形成されたほぼ一定の
高さの突起を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】非磁性の基体と、該基体上に形成された磁
気記録膜と、該磁気記録膜上に形成された金属間化合物
から成る突起と、該突起及び前記磁気記録膜上に形成さ
れた保護膜とを具備し、前記磁気記録膜の表面の少なく
とも一部領域に前記金属間化合物から成る突起とは異な
るほぼ一定の間隔で形成されたほぼ一定の高さの突起を
有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】ガラスから構成される基体と、該基体上に
形成された非磁性の金属薄膜と、該金属薄膜上に形成さ
れた金属間化合物から成る突起と、前記金属間化合物か
ら成る突起を有する前記金属薄膜上に形成された磁気記
録膜と、該磁気記録膜上に形成された保護膜とを具備
し、前記金属薄膜の表面の少なくとも一部領域に前記金
属間化合物から成る突起とは異なるほぼ一定の間隔で形
成されたほぼ一定の高さの突起を有することを特徴とす
る磁気記録媒体。
【請求項４】前記金属間化合物から成る突起は、アルミ
ニウムの原子及びクロム、コバルト、モリブデン、バナ
ジウムおよびタングステンのうちから選ばれた一種の元
素の原子から構成されることを特徴とする請求項１乃至
３記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記基体上に熱伝導率の低い材料から成る
薄膜が形成され、該薄膜上に前記非磁性の金属薄膜が形
成されることを特徴とする請求項３または４記載の磁気
記録媒体。
【請求項６】前記熱伝導率の低い材料から成る薄膜はケ
イ素の酸化物または窒化物から成ることを特徴とする請
求項５記載の磁気記録媒体。
【請求項７】非磁性の基体と、熱伝導率の低い材料から
成る薄膜と、非磁性の金属薄膜と、レーザービームを所
望の部位に照射することによって形成された高さが制御
され規則的に配列された突起と、金属間化合物を主成分
とする表面に微細な突起を有する微細構造膜と、磁気記
録膜と、保護膜とを有することを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項８】非磁性の基体と、ケイ素の酸化物または窒
化物から成る薄膜と、コバルト、クロム及びタンタルの
合金、クロム及びケイ素の合金、クロム及びチタニウム
の合金、クロム及びバナジウムの合金、ニッケル及びチ
タニウムの合金、ニッケル及びアルミニウムの合金及び
コバルト、クロム及びジルコニウムの合金の内から選ば
れる一つの合金から成る非磁性の金属薄膜と、レーザー
ビームを所望の部位に照射することによって形成された
高さが制御され規則的に配列された突起と、金属間化合
物を主成分とする表面に微細な突起を有する微細構造膜
と、磁気記録膜と、保護膜とを有することを特徴とする
磁気記録媒体。
【請求項９】前記非磁性の金属薄膜の厚さが200ナノメ
ートル（以下nmと記す）以下であることを特徴とする請
求項６乃至８記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】前記金属間化合物から成る突起の密度が
平均して1.0×1012個／m2以上であり、高さ（基板に対
し鉛直方向の平坦部から頂点までの距離）が平均5nm以
上であって、同時に金属間化合物から成る突起とは異な
る突起の密度が平均して1.0×108個／m2以上で突起高さ
が平均10nm以上であることを特徴とする請求項1乃至９
記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】前記磁気記録媒体の表面の突起の密度が
磁気記録媒体のコンタクト・スタート・ストップを予定
している面においては平均して1.0×1012個／m2以上で
あり、かつ突起高さ（基板に対し鉛直方向の平坦部から
頂点までの距離）が平均15nm以上であり、コンタクト・
スタート・ストップを予定しない面においては密度が平
均して1.0×1012個／m2以上であり、かつ突起高さが平
均5nm以上であることを特徴とする請求項１乃至９記載
の磁気記録媒体。
【請求項１２】非磁性の基体と、該基体上に形成された
金属間化合物から成る突起とを有し、前記基体の表面の
少なくとも一部領域に前記金属間化合物から成る突起と
は異なるほぼ一定の間隔で形成されたほぼ一定の高さの
突起を有することを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項１３】ガラスから構成される基体と、該基体上
に形成された非磁性の金属薄膜と、該金属薄膜上に形成
された金属間化合物から成る突起とを有し、前記金属薄
膜の表面の少なくとも一部領域に前記金属間化合物から
成る突起とは異なるほぼ一定の間隔で形成されたほぼ一
定の高さの突起を有することを特徴とする磁気記録媒体
用基板。
【請求項１４】前記基体上に熱伝導率の低い材料から成
る薄膜が形成され、該薄膜上に前記非磁性の金属薄膜が
形成されることを特徴とする請求項１２または１３記載
の磁気記録媒体用基板。
【請求項１５】前記熱伝導率の低い材料から成る薄膜は
ケイ素の酸化物または窒化物から成ることを特徴とする
請求項１４記載の磁気記録媒体用基板。
【請求項１６】非磁性の基体と、熱伝導率の低い材料か
ら成る薄膜と、非磁性の金属薄膜と、レーザービームを
所望の部位に照射することによって形成された高さが制
御され規則的に配列された突起とを有することを特徴と
する磁気記録媒体用基板。
【請求項１７】非磁性の基体と、ケイ素の酸化物または
窒化物から成る薄膜と、コバルト、クロム及びタンタル
の合金、クロム及びケイ素の合金、クロム及びチタニウ
ムの合金、クロム及びバナジウムの合金、ニッケル及び
チタニウムの合金、ニッケル及びアルミニウムの合金及
びコバルト、クロム及びジルコニウムの合金の内から選
ばれる一つの合金から成る非磁性の金属薄膜と、レーザ
ービームを所望の部位に照射することによって形成され
た高さが制御され規則的に配列された突起とを有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体用基板。
【請求項１８】非磁性の基体上に金属間化合物を主成分
とするターゲットをスパッタリングすることにより微細
な突起を形成し、該微細な突起が形成された前記基体の
表面の少なくとも一部領域にレーザービームを照射して
ほぼ一定の高さの突起をほぼ一定の間隔で形成し、さら
に前記基体上に磁気記録膜を形成し、該磁気記録膜上に
保護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。
【請求項１９】ガラスから構成される基体上に非磁性の
金属薄膜を形成し、該金属薄膜上に金属間化合物を主成
分とするターゲットをスパッタリングすることにより微
細な突起を形成し、前記金属薄膜及び前記微細な突起が
形成された前記基体の表面の少なくとも一部領域にレー
ザービームを照射してほぼ一定の高さの突起をほぼ一定
の間隔で形成し、前記基体上に磁気記録膜を形成し、該
磁気記録膜上に保護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。
【請求項２０】非磁性の基体上に熱伝導率の低い材料か
ら成る薄膜を形成する工程と、非磁性の金属薄膜を形成
する工程と、レーザービームを前記基板の所望の部位に
照射して高さが制御され規則的に配列された突起を形成
する工程と、金属間化合物を主成分とするターゲットを
スパッタリングすることにより表面に微細な突起を有す
る微細構造膜を形成する工程と、磁気記録膜を形成する
工程と、保護膜を形成する工程とからなることを特徴と
する磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２１】前記熱伝導率の低い材料から成る薄膜は
ケイ素の酸化物または窒化物から成ることを特徴とする
請求項２０記載の磁気記録媒体の製造方法。