磁気ディスクの製造方法
【課題】さらなる薄膜化に耐え得る高い機械的強度と、潤滑層との高い親和性を有する保護層を備えた磁気ディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】基板１０上に磁性層５０と保護層６０と潤滑層７０を順に備える磁気ディスクであって、基板１０上に磁性層５０と保護層６０を順に形成した後、前記保護層６０を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、前記保護層６０上に前記潤滑層７０を形成する。上記プラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマである。また、前記保護層６０は水素化炭素系保護層である。
【解決手段】基板１０上に磁性層５０と保護層６０と潤滑層７０を順に備える磁気ディスクであって、基板１０上に磁性層５０と保護層６０を順に形成した後、前記保護層６０を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、前記保護層６０上に前記潤滑層７０を形成する。上記プラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマである。また、前記保護層６０は水素化炭素系保護層である。
【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などの磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブ（HDD）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクは、磁気ディスクの耐久性、信頼性を確保するために、基板上に形成された磁気記録層の上に保護層を設け、さらにその上に潤滑層を設けている。
このような要求に対し、従来、上記保護層の材料としては、炭素系材料が用いられており、特に耐久性に優れている点からダイヤモンドライクカーボン（以下「ＤＬＣ」と略称する。）が多く用いられてきた。通常、ＤＬＣからなる保護層はスパッタ法やＣＶＤ法で成膜される。このような方法で成膜される従来のＤＬＣ保護層は、剛性の高い水素原子を含む水素化（ＣＨカーボン）ＤＬＣ層と、その上層に、潤滑層との密着性を考慮して、水素化ＤＬＣよりは剛性の劣る窒素原子等を含む窒素化ＤＬＣ層を設けた二層構造のものが一般的である（例えば下記特許文献１、２参照）。また、このような保護層の上には潤滑層が設けられ、最表面に用いられる潤滑層は、長期安定性、化学物質耐性、摩擦特性、耐熱特性等の様々な特性が求められる。
【０００３】
ところで、将来の磁気ディスクの保護層、潤滑層に求められる要求として、第一は、近年の磁気ディスクの急速な情報記録密度向上の要求に対して、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減が求められるため、そのスペーシングに存在する保護層及び潤滑層の薄膜化がある。第二は、保護層には高い剛性が求められ、さらなる薄膜化に耐え得るものであることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４８９１７号公報
【特許文献２】特許第３０５８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年HDD等の磁気ディスク装置は、その記憶容量を急速に増大させてきている。最近では、従来のCSS(Contact Start and Stop)方式に代わってLUL(Load Unload：ロードアンロード)方式の磁気ディスク装置が導入されてきている。LUL方式では、停止時には、磁気ヘッドを磁気ディスクの外に位置するランプと呼ばれる傾斜台に退避させておき、起動時には磁気ディスクが回転開始した後に、磁気ヘッドをランプから磁気ディスク上に滑動させてから記録再生を行なう。LUL方式はCSS方式に比べて磁気ディスク面上の記録再生用領域を広く確保できるので高情報容量化にとって好ましい。また、磁気ディスク面上にはCSSのための凸凹形状を設ける必要が無いので、磁気ディスク面を極めて平滑化でき、このため磁気ヘッド浮上量を一段と低下させることができるので、記録信号の高S/N比化を図ることができ好適である。
【０００６】
LUL方式の導入に伴う、磁気ヘッド浮上量の一段の低下により、１０ｎｍ以下の超低浮上量においても磁気ディスクが安定して動作することが求められるようになってきた。また、最近では磁気ディスク装置の応答速度を敏速化するために、磁気ディスクの回転速度を高めることが行なわれている。モバイル用途に好適な小径の2.5インチ型磁気ディスク装置の回転数は従来4200rpm程度であったが、最近では、5400rpm以上の高速で回転させることで応答特性を高めることが行なわれている。さらに、最近では、磁気ディスク装置は、従来のパーソナルコンピュータの記憶装置としてだけでなく、例えばカーナビゲーションシステムなどにも使用されるようになってきており、使用される用途の多様化などにより、磁気ディスクに求められる環境耐性は非常に厳しいものになってきている。
【０００７】
ところで、磁気ディスク表面に設けられる保護層と潤滑層は、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層の間に存在するため、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の観点から、さらなる薄膜化が求められ、特に保護層には薄膜化しても長期信頼性に耐え得る剛性、安定性、さらに潤滑層を形成する潤滑剤との親和性が求められる。前にも述べたように、通常ＤＬＣからなる保護層はスパッタ法やＣＶＤ法で成膜され、このような方法で成膜される従来のＤＬＣ保護層は、水素化ＤＬＣ層と、その上層に窒素化ＤＬＣ層を設けた二層構造のものが一般的である。水素化ＤＬＣ層の特徴は、炭素原子と水素原子で構成され、高い機械的強度を示すが、従来一般的に使用されているパーフルオロポリエーテル系潤滑剤との親和性には乏しい。一方、窒素化ＤＬＣ層の特徴は、炭素原子、水素原子、更に窒素原子で構成され、水素化ＤＬＣ層より機械的強度は劣るが、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤との親和性が高く良好な潤滑剤膜を形成しやすい。
【０００８】
しかしながら、従来のＣＶＤ法を用いて先ず水素化ＤＬＣ層を成膜し、その上に窒素化ＤＬＣ層を成膜した場合、下層の水素化ＤＬＣ層まで窒素化が進行して保護層の機械的強度が低下するため、保護層に要求される一定の機械的強度を確保するためには、どうしても水素化ＤＬＣ層の膜厚を最初に厚くする必要があり、保護層全体の薄膜化が困難であるという問題点があった。その点が、情報記録密度向上の観点から磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減を図れる磁気ディスクを実現する上で阻害要因となっていた。
そこで、保護層のさらなる薄膜化を実現するため、機械的強度が高く、しかも潤滑層との高い親和性を有する磁気ディスク用保護層が求められていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、第１に、さらなる薄膜化に耐え得る高い機械的強度と、潤滑層との高い親和性を有する保護層を備えた磁気ディスク及びその製造方法を提供することであり、第２に、耐久性の高い保護層を備え、長期信頼性に優れた磁気ディスク及びそ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】
【００１０】
本発明者は、以下の発明により、前記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクの製造方法であって、前記基板上に前記磁性層と前記保護層を順に形成した後、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、前記保護層上に前記潤滑層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法である。
（構成２）前記プラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマであることを特徴とする構成１記載の磁気ディスクの製造方法である。
（構成３）前記保護層は、水素化炭素系保護層であることを特徴とする構成１又は２記載の磁気ディスクの製造方法である。
【００１１】
（構成４）基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、前記保護層の上に前記潤滑層を形成する前に、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施してなることを特徴とする磁気ディスクである。
（構成５）前記保護層表面に、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成されていることを特徴とする構成４記載の磁気ディスクである。
（構成６）前記保護層は、水素化炭素系保護層であることを特徴とする構成４又は５記載の磁気ディスクである。
（構成７）前記保護層の膜厚が、０．５〜３．０ｎｍであることを特徴とする構成４乃至６の何れか一に記載の磁気ディスクである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクの製造方法であって、基板上に磁性層と保護層を順に形成した後、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝すことにより、保護層の潤滑層に対する親和性を向上させることができ、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を形成することができる。そして、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のように窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能であり、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１の発明において、前記プラズマ処理に用いるプラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマとすることにより、保護層の表面を好適に改質し、潤滑層との親和性を向上させることができる。
また、請求項３に係る発明にあるように、前記保護層が水素化炭素系保護層である場合に、請求項１又は２の発明による効果がより良く発揮される。すなわち、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、保護層の上に潤滑層を形成する前に、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したことにより、保護層の潤滑層に対する親和性を向上させることができ、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を設けることができる。そして、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のように窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能であり、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
また、請求項５に係る発明によれば、請求項４の発明において、前記保護層表面に、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成されていることにより、保護層の表面が、潤滑層との親和性を向上させることができるように好適に改質される。
また、請求項６に係る発明にあるように、前記保護層が水素化炭素系保護層である場合に、請求項４又は５の発明による効果がより良く発揮される。すなわち、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができる。
さらに、請求項７に係る発明にあるように、前記保護層の膜厚を、０．５〜３．０ｎｍと、従来よりも薄膜化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の磁気ディスクの一実施形態の模式的断面図である。
【図２】実施例１におけるプラズマ処理時間（基板処理時間）と潤滑層膜厚との関係を示す図である。
【図３】参考例２におけるプラズマ処理時間（基板処理時間）と潤滑層膜厚との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
本発明の磁気ディスクの一実施の形態は、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、保護層の上に潤滑層を形成する前に、保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したものである。保護層の上に潤滑層を形成する前に、保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したことにより、保護層の潤滑層（特にパーフルオロポリエーテル系潤滑層）に対する親和性を向上させることができる。そのため、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を設けることができる。
【００１７】
このような磁気ディスクは、基板上に前記磁性層と前記保護層を順に形成した後、保護層を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、保護層上に前記潤滑層を形成することによって得られる。
本発明において、上記常圧プラズマ処理は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガス等の何れか単一ガス中、またはこれらのガスを適宜組み合わせた混合ガス中で、常圧下、高周波プラズマを発生させ、潤滑層形成前の保護層をそのプラズマに曝すことによって行う。この場合、表面に保護層の存在する磁気ディスクの保護層のみをプラズマに曝すようにしてもよいし、保護層がプラズマに十分曝されるような状態で磁気ディスク全体をプラズマに曝すようにしてもよい。このプラズマ処理を施すことにより、保護層の表面を好適に改質し、潤滑層との親和性を向上させることができる。プラズマ処理時間を長くすることにより、潤滑剤の付き方が良くなり、潤滑剤濃度が薄い液中であっても従来のように潤滑層が形成される。また、プラズマ処理することにより、プラズマ処理しない場合と同一条件にて潤滑剤液に浸漬させても、層厚が厚い潤滑層が形成されるので短時間で潤滑層を形成することが可能となる。
【００１８】
また、保護層に上記プラズマ処理を施すことにより、保護層表面（極く最表面）には、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成される。例えば、窒素ガス雰囲気中で高周波プラズマにて発生した窒素プラズマに曝すと、窒素ラジカルが炭素系保護層と反応し、保護層の極く表面層のみ窒素が注入されて窒素化処理される。また、窒素と酸素の混合ガス雰囲気中で高周波プラズマにて発生した酸素プラズマに曝すと、酸素ラジカルが炭素系保護層と反応し、保護層の極く表面層のみ酸素が注入されて酸素化処理される。このような例えば窒素化処理層や酸素化処理層が保護層表面（極く表面層）に形成されることにより、保護層の表面が好適に改質され、潤滑層との親和性を向上させることができる。また、例えば酸素プラズマは、保護層表面に存在する有機物由来のコンタミネーションを酸化することにより二酸化炭素ガスとして除去することができ、保護層表面のクリーニング効果も有する。
【００１９】
また、本発明においては、前記保護層は炭素系保護層、とりわけ水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）とすることが好適である。すなわち、本発明によれば、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の高い機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができるので、本発明による効果がより良く発揮され、本発明は特に好適である。
なお、保護層を、水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）と、その上層の窒素化炭素系保護層（例えば窒素化ＤＬＣ層）との二層構造とする場合においても、潤滑層を形成する前に、かかる保護層に対して本発明による常圧でのプラズマ処理を施すことにより、このプラズマ処理を施さずに潤滑層を形成した場合よりも更に密着性の良好な潤滑層とすることができる。
【００２０】
また、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のような潤滑層との密着性を持たせるための窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと（あるいは窒素化ＤＬＣ層を設けるとしても従来と比べて非常に薄くできること）、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能である。よって、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
本発明においては、保護層を水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）とする場合、保護層の膜厚を、例えば０．５〜３．０ｎｍ、好ましくは１．０〜３．０ｎｍとすることができ、従来よりも薄膜化することが可能である。
【００２１】
本発明において炭素系保護層を用いる場合は、従来公知の例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、ＦＣＡ（Filtered Cathodic Arc）法により成膜することができる。
本発明では、基板上に例えば上記成膜法を用いて磁性層と保護層を順に形成した後は、常圧下でプラズマ処理ができるので、次工程の潤滑剤塗布工程へオンラインで処理することが可能になるという大きな利点がある。また、保護層を例えば水素化炭素系保護層の一層とする場合は、水素化炭素系保護層と窒素化炭素系保護層の二層とする場合と比べれば超高真空チャンバーを一つ減らせることも利点である。
【００２２】
本発明では、基板上に磁性層と保護層を順に形成した後、常圧下でプラズマ処理を行い、しかる後、潤滑層の形成を行う。磁気ディスク用潤滑剤としては、一般にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤が好ましく用いられる。磁気ディスク用潤滑剤を用いて潤滑層を成膜するにあたっては、潤滑剤を適当な溶媒に分散溶解させた溶液を用いて、例えばディップ法により塗布して成膜することができる。溶媒としては、例えばフッ素系溶媒（三井デュポンフロロケミカル社製商品名バートレルＸＦなど）を好ましく用いることができる。潤滑層の成膜方法はもちろん上記ディップ法には限らず、スピンコート法、スプレイ法、ペーパーコート法などの成膜方法を用いてもよい。
成膜した潤滑層の保護層への付着力をより向上させるために、成膜後に磁気ディスクを７０℃〜２００℃の雰囲気に曝してもよい。
【００２３】
また、潤滑層の膜厚は特に制約されるわけではないが、例えば５Å〜２０Åの範囲とするのがよい。５Å未満では、潤滑層としての潤滑性能が低下する場合がある。また２０Åを超えると、フライスティクション障害が発生する場合があり、またＬＵＬ耐久性が低下する場合がある。
【００２４】
本発明においては、基板はガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は剛性があり、平滑性に優れるので、高記録密度化には好適である。ガラス基板としては、例えばアルミノシリケートガラス基板が挙げられ、特に化学強化されたアルミノシリケートガラス基板が好適である。
また、ガラス基板の主表面には、例えば磁性層の磁気異方性を高めるため、テクスチャ形状（例えば円周状テクスチャ）を形成してもよい。例えば円周状テクスチャを形成するためには、ガラス基板の主表面に適当な材質の研磨用テープを押し当て、ガラス基板とテープとを相対的に移動させる方法などが挙げられる。
本発明においては、上記基板の主表面の粗さは、Ｒｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下の超平滑であることが好ましい。なお、ここでいうＲｍａｘ、Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１の規定に基づくものである。
【００２５】
本発明の磁気ディスクは、基板上に少なくとも磁性層と保護層と潤滑層を備えているが、本発明において、上記磁性層は特に制限はなく、面内記録方式用磁性層であっても、垂直記録方式用磁性層であってもよい。とりわけ、ＣｏＰｔ系磁性層であれば、高保磁力と高再生出力を得ることができるので好適である。
本発明の磁気ディスクにおいては、基板と磁性層との間に、必要に応じて下地層を設けることができる。また、該下地層と基板との間に付着層や軟磁性層等を設けることもできる。この場合、上記下地層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｔａ層、Ｒｕ層、あるいはＣｒＭｏ，ＣｏＷ，ＣｒＷ，ＣｒＶ，ＣｒＴｉ合金層などが挙げられ、上記付着層としては、例えば、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌ，ＡｌＲｕ合金層などが挙げられる。また、上記軟磁性層としては、例えばＣｏＺｒＴａ合金膜などが挙げられる。
本発明の磁気ディスクは、特にロードアンロード方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクとして好適である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の一実施の形態による磁気ディスクである。
磁気ディスクは、基板１０上に順次、付着層２０、軟磁性層３０、下地層４０、垂直磁気記録層５０、保護層６０、潤滑層７０が順次形成されてなる。
【００２７】
（磁気ディスクの製造）
化学強化されたアルミノシリケートガラスからなる２．５インチ型ガラスディスク（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、ディスク厚０．６３５ｍｍ）を準備し、ディスク基板１０とした。ディスク基板１の主表面は、Ｒｍａｘが４．８ｎｍ、Ｒａが０．４３ｎｍに鏡面研磨されている。
このディスク基板１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ａｒガス雰囲気中で、順次、付着層２０、軟磁性層３０、下地層４０、垂直磁気記録層５０を成膜した。
付着層２０は、ＣｒＴｉ合金膜（Ｃｒ：５０原子％、Ｔｉ：５０原子％）を２００Åの膜厚で成膜した。
軟磁性層３０は、ＣｏＺｒＴａ合金膜（Ｃｏ：８８原子％、Ｚｒ：５原子％、Ｔａ：７原子％）を５００Åの膜厚で成膜した。
下地層４０は、Ｔａ膜とＲｕ膜を積層して３００Åの膜厚で成膜した。
垂直磁気記録層５０は、ＣｏＣｒＰｔ合金膜（Ｃｏ：６２原子％、Ｃｒ：２０原子％、Ｐｔ：１８原子％）を２００Åの膜厚で成膜した。
【００２８】
次に、プラズマＣＶＤ法により、水素化ＤＬＣからなる保護層６０を膜厚２５Åで成膜した。
次に、プラズマリアクターを用いて、上記保護層６０まで成膜した磁気ディスクを、常圧下、窒素雰囲気中で高周波プラズマにて発生した窒素プラズマに所定時間曝した。
【００２９】
次に、潤滑層７０を以下のようにして形成した。
潤滑剤として、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤であるソルベイソレクシス社製のフォンブリンゼットドール（商品名）をＧＰＣ法で分子量分画し、Ｍｗが３０００、分子量分散度が１．０８としたものを使用し、これをフッ素系溶媒である三井デュポンフロロケミカル社製バートレルＸＦ（商品名）に０．０２重量％の濃度で分散溶解させた溶液を調整した。この溶液を塗布液とし、上記プラズマ処理した磁気ディスクを浸漬させ、ディップ法で塗布することにより潤滑層７０を成膜した。成膜後、磁気ディスクを真空焼成炉内で１３０℃、９０分間加熱処理した。潤滑層７０の膜厚をフーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で測定したところ１５Åであった。
【００３０】
図２は、前述のプラズマ処理時間（窒素プラズマに曝した時間）と潤滑層膜厚との関係を示したものである。図２の結果によると、潤滑層膜厚はプラズマ処理時間に依存している。これは、常圧プラズマにより発生する窒素ラジカルが水素化ＤＬＣ保護層と反応し、保護層の極く表面層が窒素化され、窒素化はプラズマ処理時間に大きく依存し、長時間処理することにより、より保護層表面が窒素化されるので、その結果潤滑層との親和性がより高まるためであると考えられる。因みに、常圧プラズマ処理直後の保護層表面の水に対する接触角を測定したところ、処理前と比べると接触角が低下することがわかり、このことからも常圧プラズマ処理により保護層の表面状態が変化していることがわかる。
こうして、本実施例の磁気ディスクを得た。
【００３１】
また、参考例として、前記保護層を、プラズマＣＶＤ法で成膜した３０Åの水素化ＤＬＣとその上に同じくプラズマＣＶＤ法で成膜した５Åの窒素化ＤＬＣの積層からなる保護層とし、常圧プラズマ処理は行わずに保護層上に潤滑層を形成したこと以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した（参考例１の磁気ディスクとする。）。また、前記保護層を、プラズマＣＶＤ法で成膜した３０Åの水素化ＤＬＣとその上に同じくプラズマＣＶＤ法で成膜した５Åの窒素化ＤＬＣの積層からなる保護層とし、実施例１と同様の条件で常圧プラズマ処理を行った後、保護層上に潤滑層を形成したこと以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した（参考例２の磁気ディスクとする。）。図３は、参考例２におけるプラズマ処理時間（窒素プラズマに曝した時間）と潤滑層膜厚との関係を示したものである。なお、参考例１，２の磁気ディスクにおいて、潤滑剤塗布条件やプラズマ処理時間（参考例２の場合）を適宜調節して、潤滑層膜厚は実施例１の磁気ディスクと略合わせるようにして作製した。
【００３２】
次に、以下の試験方法により、得られた磁気ディスクの評価を行った。
（磁気ディスクの評価）
保護層に対する潤滑層の付着性能（密着性）を評価するために、潤滑層付着性試験を行った。まず、本実施例の磁気ディスクの潤滑層膜厚をＦＴＩＲ法で測定した結果、前記のように１５Åであった。次に、本実施例の磁気ディスクを前記フッ素系溶媒バートレルＸＦに１分間浸漬させた。溶媒に浸漬させることで、付着力の弱い潤滑層部分（流動潤滑層）は溶媒に分散溶解してしまうが、付着力の強い潤滑層部分（固定潤滑層）は保護層上に残留することができる。次に、磁気ディスクを溶媒から引き上げ、再び、ＦＴＩＲ法で潤滑層膜厚を測定した。溶媒浸漬前の潤滑層膜厚に対する、溶媒浸漬後の潤滑層膜厚の比率を潤滑層密着率（ボンデッド(bonded)率）と呼ぶ。ボンデッド率が高ければ高いほど、保護層に対する潤滑層の付着性能（密着性）が高いと言える。本実施例の磁気ディスクでは、ボンデッド率は８５％であった。従来の基準では、ボンデッド率は７０％以上であることが好ましいとされていたので、本実施例の磁気ディスクは、潤滑層の密着性に極めて優れていることがわかる。
【００３３】
また、参考例１，２の磁気ディスクについても同様にボンデッド率を測定したところ、参考例１（比較例）の磁気ディスクのボンデッド率は７０％であるのに対し、保護層の構成は参考例１と同様であるが潤滑層を成膜する前に常圧プラズマ処理を行った参考例２の磁気ディスクではボンデッド率が８５％と非常に高くなり、密着性の優れた潤滑層であることがわかった。
【００３４】
このことは、本発明における常圧プラズマ処理により、保護層表面が改質され、潤滑層との親和性が高まったこと、言い換えると、保護層表面が活性化され、潤滑剤が保護層と化学結合しやすくなり、その結果、固定潤滑層の割合が増加したことによるものと考えられる。
要するに、本発明によれば、例えば実施例１のように機械的強度の高い水素化ＤＬＣ保護層のみを用いた磁気ディスクを製造することができ、保護層の膜厚も従来と比べて薄膜化することができ、しかも保護層上に所望の膜厚で密着性の優れた潤滑層を形成することができる。
【００３５】
次に、得られた磁気ディスクのＬＵＬ（ロードアンロード）耐久性を調査するために、ＬＵＬ耐久性試験を行なった。
ＬＵＬ方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）（５４００ｒｐｍ回転型）を準備し、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドと磁気ディスクを搭載した。磁気ヘッドのスライダーはＮＰＡＢスライダーであり、再生素子は磁気抵抗効果型素子（ＧＭＲ素子）を搭載している。シールド部はＦｅＮｉ系パーマロイ合金である。このＬＵＬ方式ＨＤＤに連続ＬＵＬ動作を繰り返させて、故障が発生するまでに磁気ディスクが耐久したＬＵＬ回数を計測した。
【００３６】
その結果、本実施例の磁気ディスクは、１０ｎｍの超低浮上量の下で障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。通常のＨＤＤの使用環境下ではＬＵＬ回数が特に６０万回以上耐久すれば好適であるとされるので、本実施例の磁気ディスクは極めて高い信頼性を備えていると言える。また、試験中、フライスティクション現象は発生しなかった。ＬＵＬ耐久性試験後の磁気ディスク表面及び磁気ヘッド表面を光学顕微鏡及び電子顕微鏡で詳細に観察したが、傷や汚れ等の異常は観察されず、磁気ヘッドへの潤滑剤の付着や、腐食障害も観察されず良好であった。
また、参考例１，２の磁気ディスクについても同様にＬＵＬ耐久性試験を行ったところ、参考例１（比較例）の磁気ディスクは、ＬＵＬ回数が６０万回で故障した。また、参考例２の磁気ディスクは、障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。
【００３７】
（実施例２）
本実施例では、実施例１の磁気記録層５０上に、プラズマＣＶＤ法により、水素化ＤＬＣからなる保護層６０を膜厚２５Åで成膜した後、プラズマリアクターを用いて、上記保護層６０まで成膜した磁気ディスクを、常圧下、窒素と酸素の混合ガス（窒素：酸素＝99.7体積％：0.3体積％）雰囲気中で高周波プラズマにて発生した酸素プラズマに所定時間曝した。
この点以外は実施例１と同様にして本実施例の磁気ディスクを作製した。潤滑層７０の膜厚をフーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で測定したところ１５Åであった。
【００３８】
なお、本実施例においても、潤滑層膜厚はプラズマ処理時間に依存している。これは、常圧プラズマにより発生する酸素ラジカルが水素化ＤＬＣ保護層と反応し、保護層の極く表面層が酸素化され、酸素化はプラズマ処理時間に大きく依存し、長時間処理することにより、より保護層表面が酸素化されるので、その結果潤滑層との親和性がより高まるためであると考えられる。因みに、酸素プラズマ処理直後の保護層表面の水に対する接触角を測定したところ、処理前と比べると接触角が低下することがわかり、このことからも酸素プラズマ処理により保護層の表面状態が変化していることがわかる。
【００３９】
次に、得られた本実施例の磁気ディスクの評価を行った。
まず、実施例１と同様に、潤滑層付着性試験を行ったところ、本実施例の磁気ディスクでは、ボンデッド率は８５％であった。本実施例によれば、機械的強度の高い水素化ＤＬＣ保護層のみを用いた磁気ディスクを製造することができ、保護層の膜厚も従来と比べて薄膜化することができ、しかも保護層上に所望の膜厚で密着性の優れた潤滑層を形成することができる。
さらにＬＵＬ耐久性試験を行ったところ、本実施例の磁気ディスクは、１０ｎｍの超低浮上量の下で障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。また、試験中、フライスティクション現象は発生しなかった。ＬＵＬ耐久性試験後の磁気ディスク表面及び磁気ヘッド表面を光学顕微鏡及び電子顕微鏡で詳細に観察したが、傷や汚れ等の異常は観察されず、磁気ヘッドへの潤滑剤の付着や、腐食障害も観察されず良好であった。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 基板
２０ 付着層
３０ 軟磁性層
４０ 下地層
５０ 垂直磁気記録層
６０ 保護層
７０ 潤滑層
【技術分野】
【０００１】
本発明はハードディスクドライブなどの磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブ（HDD）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクは、磁気ディスクの耐久性、信頼性を確保するために、基板上に形成された磁気記録層の上に保護層を設け、さらにその上に潤滑層を設けている。
このような要求に対し、従来、上記保護層の材料としては、炭素系材料が用いられており、特に耐久性に優れている点からダイヤモンドライクカーボン（以下「ＤＬＣ」と略称する。）が多く用いられてきた。通常、ＤＬＣからなる保護層はスパッタ法やＣＶＤ法で成膜される。このような方法で成膜される従来のＤＬＣ保護層は、剛性の高い水素原子を含む水素化（ＣＨカーボン）ＤＬＣ層と、その上層に、潤滑層との密着性を考慮して、水素化ＤＬＣよりは剛性の劣る窒素原子等を含む窒素化ＤＬＣ層を設けた二層構造のものが一般的である（例えば下記特許文献１、２参照）。また、このような保護層の上には潤滑層が設けられ、最表面に用いられる潤滑層は、長期安定性、化学物質耐性、摩擦特性、耐熱特性等の様々な特性が求められる。
【０００３】
ところで、将来の磁気ディスクの保護層、潤滑層に求められる要求として、第一は、近年の磁気ディスクの急速な情報記録密度向上の要求に対して、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減が求められるため、そのスペーシングに存在する保護層及び潤滑層の薄膜化がある。第二は、保護層には高い剛性が求められ、さらなる薄膜化に耐え得るものであることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２４８９１７号公報
【特許文献２】特許第３０５８０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年HDD等の磁気ディスク装置は、その記憶容量を急速に増大させてきている。最近では、従来のCSS(Contact Start and Stop)方式に代わってLUL(Load Unload：ロードアンロード)方式の磁気ディスク装置が導入されてきている。LUL方式では、停止時には、磁気ヘッドを磁気ディスクの外に位置するランプと呼ばれる傾斜台に退避させておき、起動時には磁気ディスクが回転開始した後に、磁気ヘッドをランプから磁気ディスク上に滑動させてから記録再生を行なう。LUL方式はCSS方式に比べて磁気ディスク面上の記録再生用領域を広く確保できるので高情報容量化にとって好ましい。また、磁気ディスク面上にはCSSのための凸凹形状を設ける必要が無いので、磁気ディスク面を極めて平滑化でき、このため磁気ヘッド浮上量を一段と低下させることができるので、記録信号の高S/N比化を図ることができ好適である。
【０００６】
LUL方式の導入に伴う、磁気ヘッド浮上量の一段の低下により、１０ｎｍ以下の超低浮上量においても磁気ディスクが安定して動作することが求められるようになってきた。また、最近では磁気ディスク装置の応答速度を敏速化するために、磁気ディスクの回転速度を高めることが行なわれている。モバイル用途に好適な小径の2.5インチ型磁気ディスク装置の回転数は従来4200rpm程度であったが、最近では、5400rpm以上の高速で回転させることで応答特性を高めることが行なわれている。さらに、最近では、磁気ディスク装置は、従来のパーソナルコンピュータの記憶装置としてだけでなく、例えばカーナビゲーションシステムなどにも使用されるようになってきており、使用される用途の多様化などにより、磁気ディスクに求められる環境耐性は非常に厳しいものになってきている。
【０００７】
ところで、磁気ディスク表面に設けられる保護層と潤滑層は、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層の間に存在するため、磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の観点から、さらなる薄膜化が求められ、特に保護層には薄膜化しても長期信頼性に耐え得る剛性、安定性、さらに潤滑層を形成する潤滑剤との親和性が求められる。前にも述べたように、通常ＤＬＣからなる保護層はスパッタ法やＣＶＤ法で成膜され、このような方法で成膜される従来のＤＬＣ保護層は、水素化ＤＬＣ層と、その上層に窒素化ＤＬＣ層を設けた二層構造のものが一般的である。水素化ＤＬＣ層の特徴は、炭素原子と水素原子で構成され、高い機械的強度を示すが、従来一般的に使用されているパーフルオロポリエーテル系潤滑剤との親和性には乏しい。一方、窒素化ＤＬＣ層の特徴は、炭素原子、水素原子、更に窒素原子で構成され、水素化ＤＬＣ層より機械的強度は劣るが、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤との親和性が高く良好な潤滑剤膜を形成しやすい。
【０００８】
しかしながら、従来のＣＶＤ法を用いて先ず水素化ＤＬＣ層を成膜し、その上に窒素化ＤＬＣ層を成膜した場合、下層の水素化ＤＬＣ層まで窒素化が進行して保護層の機械的強度が低下するため、保護層に要求される一定の機械的強度を確保するためには、どうしても水素化ＤＬＣ層の膜厚を最初に厚くする必要があり、保護層全体の薄膜化が困難であるという問題点があった。その点が、情報記録密度向上の観点から磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減を図れる磁気ディスクを実現する上で阻害要因となっていた。
そこで、保護層のさらなる薄膜化を実現するため、機械的強度が高く、しかも潤滑層との高い親和性を有する磁気ディスク用保護層が求められていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、第１に、さらなる薄膜化に耐え得る高い機械的強度と、潤滑層との高い親和性を有する保護層を備えた磁気ディスク及びその製造方法を提供することであり、第２に、耐久性の高い保護層を備え、長期信頼性に優れた磁気ディスク及びそ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】
【００１０】
本発明者は、以下の発明により、前記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクの製造方法であって、前記基板上に前記磁性層と前記保護層を順に形成した後、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、前記保護層上に前記潤滑層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法である。
（構成２）前記プラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマであることを特徴とする構成１記載の磁気ディスクの製造方法である。
（構成３）前記保護層は、水素化炭素系保護層であることを特徴とする構成１又は２記載の磁気ディスクの製造方法である。
【００１１】
（構成４）基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、前記保護層の上に前記潤滑層を形成する前に、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施してなることを特徴とする磁気ディスクである。
（構成５）前記保護層表面に、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成されていることを特徴とする構成４記載の磁気ディスクである。
（構成６）前記保護層は、水素化炭素系保護層であることを特徴とする構成４又は５記載の磁気ディスクである。
（構成７）前記保護層の膜厚が、０．５〜３．０ｎｍであることを特徴とする構成４乃至６の何れか一に記載の磁気ディスクである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクの製造方法であって、基板上に磁性層と保護層を順に形成した後、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝すことにより、保護層の潤滑層に対する親和性を向上させることができ、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を形成することができる。そして、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のように窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能であり、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１の発明において、前記プラズマ処理に用いるプラズマは、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマとすることにより、保護層の表面を好適に改質し、潤滑層との親和性を向上させることができる。
また、請求項３に係る発明にあるように、前記保護層が水素化炭素系保護層である場合に、請求項１又は２の発明による効果がより良く発揮される。すなわち、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、保護層の上に潤滑層を形成する前に、前記保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したことにより、保護層の潤滑層に対する親和性を向上させることができ、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を設けることができる。そして、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のように窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能であり、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
また、請求項５に係る発明によれば、請求項４の発明において、前記保護層表面に、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成されていることにより、保護層の表面が、潤滑層との親和性を向上させることができるように好適に改質される。
また、請求項６に係る発明にあるように、前記保護層が水素化炭素系保護層である場合に、請求項４又は５の発明による効果がより良く発揮される。すなわち、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができる。
さらに、請求項７に係る発明にあるように、前記保護層の膜厚を、０．５〜３．０ｎｍと、従来よりも薄膜化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の磁気ディスクの一実施形態の模式的断面図である。
【図２】実施例１におけるプラズマ処理時間（基板処理時間）と潤滑層膜厚との関係を示す図である。
【図３】参考例２におけるプラズマ処理時間（基板処理時間）と潤滑層膜厚との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
本発明の磁気ディスクの一実施の形態は、基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える磁気ディスクであって、保護層の上に潤滑層を形成する前に、保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したものである。保護層の上に潤滑層を形成する前に、保護層を常圧下でのプラズマに曝す処理を施したことにより、保護層の潤滑層（特にパーフルオロポリエーテル系潤滑層）に対する親和性を向上させることができる。そのため、従来のように機械的強度の低い窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくても、保護層の上に密着性の良好な潤滑層を設けることができる。
【００１７】
このような磁気ディスクは、基板上に前記磁性層と前記保護層を順に形成した後、保護層を常圧下でのプラズマに曝し、しかる後、保護層上に前記潤滑層を形成することによって得られる。
本発明において、上記常圧プラズマ処理は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、酸素ガス、フッ素系炭化水素ガス等の何れか単一ガス中、またはこれらのガスを適宜組み合わせた混合ガス中で、常圧下、高周波プラズマを発生させ、潤滑層形成前の保護層をそのプラズマに曝すことによって行う。この場合、表面に保護層の存在する磁気ディスクの保護層のみをプラズマに曝すようにしてもよいし、保護層がプラズマに十分曝されるような状態で磁気ディスク全体をプラズマに曝すようにしてもよい。このプラズマ処理を施すことにより、保護層の表面を好適に改質し、潤滑層との親和性を向上させることができる。プラズマ処理時間を長くすることにより、潤滑剤の付き方が良くなり、潤滑剤濃度が薄い液中であっても従来のように潤滑層が形成される。また、プラズマ処理することにより、プラズマ処理しない場合と同一条件にて潤滑剤液に浸漬させても、層厚が厚い潤滑層が形成されるので短時間で潤滑層を形成することが可能となる。
【００１８】
また、保護層に上記プラズマ処理を施すことにより、保護層表面（極く最表面）には、前記プラズマを発生させる雰囲気ガスの種類に応じた処理層が形成される。例えば、窒素ガス雰囲気中で高周波プラズマにて発生した窒素プラズマに曝すと、窒素ラジカルが炭素系保護層と反応し、保護層の極く表面層のみ窒素が注入されて窒素化処理される。また、窒素と酸素の混合ガス雰囲気中で高周波プラズマにて発生した酸素プラズマに曝すと、酸素ラジカルが炭素系保護層と反応し、保護層の極く表面層のみ酸素が注入されて酸素化処理される。このような例えば窒素化処理層や酸素化処理層が保護層表面（極く表面層）に形成されることにより、保護層の表面が好適に改質され、潤滑層との親和性を向上させることができる。また、例えば酸素プラズマは、保護層表面に存在する有機物由来のコンタミネーションを酸化することにより二酸化炭素ガスとして除去することができ、保護層表面のクリーニング効果も有する。
【００１９】
また、本発明においては、前記保護層は炭素系保護層、とりわけ水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）とすることが好適である。すなわち、本発明によれば、機械的強度は高いが潤滑層との親和性に乏しい水素化炭素系保護層の高い機械的強度は低下させることなく、潤滑層に対する親和性を向上させることができるので、本発明による効果がより良く発揮され、本発明は特に好適である。
なお、保護層を、水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）と、その上層の窒素化炭素系保護層（例えば窒素化ＤＬＣ層）との二層構造とする場合においても、潤滑層を形成する前に、かかる保護層に対して本発明による常圧でのプラズマ処理を施すことにより、このプラズマ処理を施さずに潤滑層を形成した場合よりも更に密着性の良好な潤滑層とすることができる。
【００２０】
また、常圧下でのプラズマ処理を用いることにより、従来のような潤滑層との密着性を持たせるための窒素化ＤＬＣ層をあえて設けなくてもよいこと（あるいは窒素化ＤＬＣ層を設けるとしても従来と比べて非常に薄くできること）、保護層の極く最表面のみの処理が可能であるため保護層としての機械的強度の低下が少ないことから、従来よりも保護層のさらなる薄膜化が可能である。よって、近年の磁気ヘッドと記録層間の機械的スペーシングのさらなる低減の要求にも応えられる。
本発明においては、保護層を水素化炭素系保護層（例えば水素化ＤＬＣ層）とする場合、保護層の膜厚を、例えば０．５〜３．０ｎｍ、好ましくは１．０〜３．０ｎｍとすることができ、従来よりも薄膜化することが可能である。
【００２１】
本発明において炭素系保護層を用いる場合は、従来公知の例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法、ＦＣＡ（Filtered Cathodic Arc）法により成膜することができる。
本発明では、基板上に例えば上記成膜法を用いて磁性層と保護層を順に形成した後は、常圧下でプラズマ処理ができるので、次工程の潤滑剤塗布工程へオンラインで処理することが可能になるという大きな利点がある。また、保護層を例えば水素化炭素系保護層の一層とする場合は、水素化炭素系保護層と窒素化炭素系保護層の二層とする場合と比べれば超高真空チャンバーを一つ減らせることも利点である。
【００２２】
本発明では、基板上に磁性層と保護層を順に形成した後、常圧下でプラズマ処理を行い、しかる後、潤滑層の形成を行う。磁気ディスク用潤滑剤としては、一般にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤が好ましく用いられる。磁気ディスク用潤滑剤を用いて潤滑層を成膜するにあたっては、潤滑剤を適当な溶媒に分散溶解させた溶液を用いて、例えばディップ法により塗布して成膜することができる。溶媒としては、例えばフッ素系溶媒（三井デュポンフロロケミカル社製商品名バートレルＸＦなど）を好ましく用いることができる。潤滑層の成膜方法はもちろん上記ディップ法には限らず、スピンコート法、スプレイ法、ペーパーコート法などの成膜方法を用いてもよい。
成膜した潤滑層の保護層への付着力をより向上させるために、成膜後に磁気ディスクを７０℃〜２００℃の雰囲気に曝してもよい。
【００２３】
また、潤滑層の膜厚は特に制約されるわけではないが、例えば５Å〜２０Åの範囲とするのがよい。５Å未満では、潤滑層としての潤滑性能が低下する場合がある。また２０Åを超えると、フライスティクション障害が発生する場合があり、またＬＵＬ耐久性が低下する場合がある。
【００２４】
本発明においては、基板はガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は剛性があり、平滑性に優れるので、高記録密度化には好適である。ガラス基板としては、例えばアルミノシリケートガラス基板が挙げられ、特に化学強化されたアルミノシリケートガラス基板が好適である。
また、ガラス基板の主表面には、例えば磁性層の磁気異方性を高めるため、テクスチャ形状（例えば円周状テクスチャ）を形成してもよい。例えば円周状テクスチャを形成するためには、ガラス基板の主表面に適当な材質の研磨用テープを押し当て、ガラス基板とテープとを相対的に移動させる方法などが挙げられる。
本発明においては、上記基板の主表面の粗さは、Ｒｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下の超平滑であることが好ましい。なお、ここでいうＲｍａｘ、Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１の規定に基づくものである。
【００２５】
本発明の磁気ディスクは、基板上に少なくとも磁性層と保護層と潤滑層を備えているが、本発明において、上記磁性層は特に制限はなく、面内記録方式用磁性層であっても、垂直記録方式用磁性層であってもよい。とりわけ、ＣｏＰｔ系磁性層であれば、高保磁力と高再生出力を得ることができるので好適である。
本発明の磁気ディスクにおいては、基板と磁性層との間に、必要に応じて下地層を設けることができる。また、該下地層と基板との間に付着層や軟磁性層等を設けることもできる。この場合、上記下地層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｔａ層、Ｒｕ層、あるいはＣｒＭｏ，ＣｏＷ，ＣｒＷ，ＣｒＶ，ＣｒＴｉ合金層などが挙げられ、上記付着層としては、例えば、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌ，ＡｌＲｕ合金層などが挙げられる。また、上記軟磁性層としては、例えばＣｏＺｒＴａ合金膜などが挙げられる。
本発明の磁気ディスクは、特にロードアンロード方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクとして好適である。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の一実施の形態による磁気ディスクである。
磁気ディスクは、基板１０上に順次、付着層２０、軟磁性層３０、下地層４０、垂直磁気記録層５０、保護層６０、潤滑層７０が順次形成されてなる。
【００２７】
（磁気ディスクの製造）
化学強化されたアルミノシリケートガラスからなる２．５インチ型ガラスディスク（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、ディスク厚０．６３５ｍｍ）を準備し、ディスク基板１０とした。ディスク基板１の主表面は、Ｒｍａｘが４．８ｎｍ、Ｒａが０．４３ｎｍに鏡面研磨されている。
このディスク基板１０上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ａｒガス雰囲気中で、順次、付着層２０、軟磁性層３０、下地層４０、垂直磁気記録層５０を成膜した。
付着層２０は、ＣｒＴｉ合金膜（Ｃｒ：５０原子％、Ｔｉ：５０原子％）を２００Åの膜厚で成膜した。
軟磁性層３０は、ＣｏＺｒＴａ合金膜（Ｃｏ：８８原子％、Ｚｒ：５原子％、Ｔａ：７原子％）を５００Åの膜厚で成膜した。
下地層４０は、Ｔａ膜とＲｕ膜を積層して３００Åの膜厚で成膜した。
垂直磁気記録層５０は、ＣｏＣｒＰｔ合金膜（Ｃｏ：６２原子％、Ｃｒ：２０原子％、Ｐｔ：１８原子％）を２００Åの膜厚で成膜した。
【００２８】
次に、プラズマＣＶＤ法により、水素化ＤＬＣからなる保護層６０を膜厚２５Åで成膜した。
次に、プラズマリアクターを用いて、上記保護層６０まで成膜した磁気ディスクを、常圧下、窒素雰囲気中で高周波プラズマにて発生した窒素プラズマに所定時間曝した。
【００２９】
次に、潤滑層７０を以下のようにして形成した。
潤滑剤として、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤であるソルベイソレクシス社製のフォンブリンゼットドール（商品名）をＧＰＣ法で分子量分画し、Ｍｗが３０００、分子量分散度が１．０８としたものを使用し、これをフッ素系溶媒である三井デュポンフロロケミカル社製バートレルＸＦ（商品名）に０．０２重量％の濃度で分散溶解させた溶液を調整した。この溶液を塗布液とし、上記プラズマ処理した磁気ディスクを浸漬させ、ディップ法で塗布することにより潤滑層７０を成膜した。成膜後、磁気ディスクを真空焼成炉内で１３０℃、９０分間加熱処理した。潤滑層７０の膜厚をフーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で測定したところ１５Åであった。
【００３０】
図２は、前述のプラズマ処理時間（窒素プラズマに曝した時間）と潤滑層膜厚との関係を示したものである。図２の結果によると、潤滑層膜厚はプラズマ処理時間に依存している。これは、常圧プラズマにより発生する窒素ラジカルが水素化ＤＬＣ保護層と反応し、保護層の極く表面層が窒素化され、窒素化はプラズマ処理時間に大きく依存し、長時間処理することにより、より保護層表面が窒素化されるので、その結果潤滑層との親和性がより高まるためであると考えられる。因みに、常圧プラズマ処理直後の保護層表面の水に対する接触角を測定したところ、処理前と比べると接触角が低下することがわかり、このことからも常圧プラズマ処理により保護層の表面状態が変化していることがわかる。
こうして、本実施例の磁気ディスクを得た。
【００３１】
また、参考例として、前記保護層を、プラズマＣＶＤ法で成膜した３０Åの水素化ＤＬＣとその上に同じくプラズマＣＶＤ法で成膜した５Åの窒素化ＤＬＣの積層からなる保護層とし、常圧プラズマ処理は行わずに保護層上に潤滑層を形成したこと以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した（参考例１の磁気ディスクとする。）。また、前記保護層を、プラズマＣＶＤ法で成膜した３０Åの水素化ＤＬＣとその上に同じくプラズマＣＶＤ法で成膜した５Åの窒素化ＤＬＣの積層からなる保護層とし、実施例１と同様の条件で常圧プラズマ処理を行った後、保護層上に潤滑層を形成したこと以外は実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した（参考例２の磁気ディスクとする。）。図３は、参考例２におけるプラズマ処理時間（窒素プラズマに曝した時間）と潤滑層膜厚との関係を示したものである。なお、参考例１，２の磁気ディスクにおいて、潤滑剤塗布条件やプラズマ処理時間（参考例２の場合）を適宜調節して、潤滑層膜厚は実施例１の磁気ディスクと略合わせるようにして作製した。
【００３２】
次に、以下の試験方法により、得られた磁気ディスクの評価を行った。
（磁気ディスクの評価）
保護層に対する潤滑層の付着性能（密着性）を評価するために、潤滑層付着性試験を行った。まず、本実施例の磁気ディスクの潤滑層膜厚をＦＴＩＲ法で測定した結果、前記のように１５Åであった。次に、本実施例の磁気ディスクを前記フッ素系溶媒バートレルＸＦに１分間浸漬させた。溶媒に浸漬させることで、付着力の弱い潤滑層部分（流動潤滑層）は溶媒に分散溶解してしまうが、付着力の強い潤滑層部分（固定潤滑層）は保護層上に残留することができる。次に、磁気ディスクを溶媒から引き上げ、再び、ＦＴＩＲ法で潤滑層膜厚を測定した。溶媒浸漬前の潤滑層膜厚に対する、溶媒浸漬後の潤滑層膜厚の比率を潤滑層密着率（ボンデッド(bonded)率）と呼ぶ。ボンデッド率が高ければ高いほど、保護層に対する潤滑層の付着性能（密着性）が高いと言える。本実施例の磁気ディスクでは、ボンデッド率は８５％であった。従来の基準では、ボンデッド率は７０％以上であることが好ましいとされていたので、本実施例の磁気ディスクは、潤滑層の密着性に極めて優れていることがわかる。
【００３３】
また、参考例１，２の磁気ディスクについても同様にボンデッド率を測定したところ、参考例１（比較例）の磁気ディスクのボンデッド率は７０％であるのに対し、保護層の構成は参考例１と同様であるが潤滑層を成膜する前に常圧プラズマ処理を行った参考例２の磁気ディスクではボンデッド率が８５％と非常に高くなり、密着性の優れた潤滑層であることがわかった。
【００３４】
このことは、本発明における常圧プラズマ処理により、保護層表面が改質され、潤滑層との親和性が高まったこと、言い換えると、保護層表面が活性化され、潤滑剤が保護層と化学結合しやすくなり、その結果、固定潤滑層の割合が増加したことによるものと考えられる。
要するに、本発明によれば、例えば実施例１のように機械的強度の高い水素化ＤＬＣ保護層のみを用いた磁気ディスクを製造することができ、保護層の膜厚も従来と比べて薄膜化することができ、しかも保護層上に所望の膜厚で密着性の優れた潤滑層を形成することができる。
【００３５】
次に、得られた磁気ディスクのＬＵＬ（ロードアンロード）耐久性を調査するために、ＬＵＬ耐久性試験を行なった。
ＬＵＬ方式のＨＤＤ（ハードディスクドライブ）（５４００ｒｐｍ回転型）を準備し、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドと磁気ディスクを搭載した。磁気ヘッドのスライダーはＮＰＡＢスライダーであり、再生素子は磁気抵抗効果型素子（ＧＭＲ素子）を搭載している。シールド部はＦｅＮｉ系パーマロイ合金である。このＬＵＬ方式ＨＤＤに連続ＬＵＬ動作を繰り返させて、故障が発生するまでに磁気ディスクが耐久したＬＵＬ回数を計測した。
【００３６】
その結果、本実施例の磁気ディスクは、１０ｎｍの超低浮上量の下で障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。通常のＨＤＤの使用環境下ではＬＵＬ回数が特に６０万回以上耐久すれば好適であるとされるので、本実施例の磁気ディスクは極めて高い信頼性を備えていると言える。また、試験中、フライスティクション現象は発生しなかった。ＬＵＬ耐久性試験後の磁気ディスク表面及び磁気ヘッド表面を光学顕微鏡及び電子顕微鏡で詳細に観察したが、傷や汚れ等の異常は観察されず、磁気ヘッドへの潤滑剤の付着や、腐食障害も観察されず良好であった。
また、参考例１，２の磁気ディスクについても同様にＬＵＬ耐久性試験を行ったところ、参考例１（比較例）の磁気ディスクは、ＬＵＬ回数が６０万回で故障した。また、参考例２の磁気ディスクは、障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。
【００３７】
（実施例２）
本実施例では、実施例１の磁気記録層５０上に、プラズマＣＶＤ法により、水素化ＤＬＣからなる保護層６０を膜厚２５Åで成膜した後、プラズマリアクターを用いて、上記保護層６０まで成膜した磁気ディスクを、常圧下、窒素と酸素の混合ガス（窒素：酸素＝99.7体積％：0.3体積％）雰囲気中で高周波プラズマにて発生した酸素プラズマに所定時間曝した。
この点以外は実施例１と同様にして本実施例の磁気ディスクを作製した。潤滑層７０の膜厚をフーリエ変換型赤外分光光度計（ＦＴＩＲ）で測定したところ１５Åであった。
【００３８】
なお、本実施例においても、潤滑層膜厚はプラズマ処理時間に依存している。これは、常圧プラズマにより発生する酸素ラジカルが水素化ＤＬＣ保護層と反応し、保護層の極く表面層が酸素化され、酸素化はプラズマ処理時間に大きく依存し、長時間処理することにより、より保護層表面が酸素化されるので、その結果潤滑層との親和性がより高まるためであると考えられる。因みに、酸素プラズマ処理直後の保護層表面の水に対する接触角を測定したところ、処理前と比べると接触角が低下することがわかり、このことからも酸素プラズマ処理により保護層の表面状態が変化していることがわかる。
【００３９】
次に、得られた本実施例の磁気ディスクの評価を行った。
まず、実施例１と同様に、潤滑層付着性試験を行ったところ、本実施例の磁気ディスクでは、ボンデッド率は８５％であった。本実施例によれば、機械的強度の高い水素化ＤＬＣ保護層のみを用いた磁気ディスクを製造することができ、保護層の膜厚も従来と比べて薄膜化することができ、しかも保護層上に所望の膜厚で密着性の優れた潤滑層を形成することができる。
さらにＬＵＬ耐久性試験を行ったところ、本実施例の磁気ディスクは、１０ｎｍの超低浮上量の下で障害無く９０万回のＬＵＬ動作に耐久した。また、試験中、フライスティクション現象は発生しなかった。ＬＵＬ耐久性試験後の磁気ディスク表面及び磁気ヘッド表面を光学顕微鏡及び電子顕微鏡で詳細に観察したが、傷や汚れ等の異常は観察されず、磁気ヘッドへの潤滑剤の付着や、腐食障害も観察されず良好であった。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 基板
２０ 付着層
３０ 軟磁性層
４０ 下地層
５０ 垂直磁気記録層
６０ 保護層
７０ 潤滑層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える、ロードアンロード方式であって、磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下である磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクの製造方法であって、
前記基板上に前記磁性層を形成し、その上に前記保護層として水素化炭素系保護層を０．５〜３．０ｎｍの膜厚に形成した後、前記保護層を常圧下での窒素ガス、酸素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマに曝し、しかる後、前記保護層上に、分子の末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を用いて前記潤滑層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記保護層として前記水素化炭素系保護層の上層に窒素化炭素系保護層を形成することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項３】
前記保護層を常圧下での窒素ガスと酸素ガスの混合ガス中で発生させたプラズマに曝すことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記潤滑層の膜厚が５〜２０Åの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項１】
基板上に磁性層と保護層と潤滑層を順に備える、ロードアンロード方式であって、磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下である磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクの製造方法であって、
前記基板上に前記磁性層を形成し、その上に前記保護層として水素化炭素系保護層を０．５〜３．０ｎｍの膜厚に形成した後、前記保護層を常圧下での窒素ガス、酸素ガスから選ばれる少なくとも１種のガス中で発生させたプラズマに曝し、しかる後、前記保護層上に、分子の末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を用いて前記潤滑層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記保護層として前記水素化炭素系保護層の上層に窒素化炭素系保護層を形成することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項３】
前記保護層を常圧下での窒素ガスと酸素ガスの混合ガス中で発生させたプラズマに曝すことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項４】
前記潤滑層の膜厚が５〜２０Åの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の磁気ディスクの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２３８３５９（Ｐ２０１０−２３８３５９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２１００（Ｐ２０１０−１４２１００）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【分割の表示】特願２００６−９３０１２（Ｐ２００６−９３０１２）の分割
【原出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【分割の表示】特願２００６−９３０１２（Ｐ２００６−９３０１２）の分割
【原出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（５１０２１０９１１）ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド (53)
【Ｆターム（参考）】
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