JP2002285329A

JP2002285329A - 成膜方法

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Publication number: JP2002285329A
Application number: JP2001088177A
Authority: JP
Inventors: Kazutomo Miyata; 一智宮田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＡＤ方式又はＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒
体など、各種の高密度記録媒体等の製造にあたって、そ
の記録再生構成膜などの従来にない高い精度の組成制御
を必要とする成膜体をスパッタリングで成膜する際に、
ターゲット自体の組成のばらつきに左右されることな
く、高精度で組成を制御を行い得る成膜方法を提供し、
各種記録媒体の生産性、歩留りの向上をはかる。【解決手段】同心円的に配置された３つ以上のターゲ
ット１〜３から同時にスパッタリングして、目的とする
組成を有する成膜体を形成する。上記３つ以上の各ター
ゲットの全部もしくは一部のターゲットに異なる給電が
なされるようにして上記成膜体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録媒体の
磁性膜や、相変化材料による高密度記録媒体の記録膜な
ど、組成の厳密な制御を必要とする薄膜を成膜する際に
用いて好適な成膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報社会の発展に伴い、記録媒体
には、大容量化、高密度化、転送速度やアクセスタイム
の高速化といった要求が増大し、これらに向けた技術開
発は目覚ましく進歩している。例えば光磁気記録におい
ても同様の開発が進められているが、光ディスクにおい
ては、特に高密度化が重要視されている。

【０００３】光ディスクの記録密度は、基本的には光学
条件により決定される。しかしながら、光磁気ディスク
ではその光学限界を越える技術として、磁気的超解像技
術が種々開発されている。

【０００４】超解像技術は各種の方式に分類できるが、
特に再生磁界を不要とする方式は、実用化が容易という
利点がある。再生磁界が不要なタイプとしては、ＣＡＤ
やＤＷＤＤなどが研究されている。以下これらについて
説明する。

【０００５】先ず、ＣＡＤで用いる光磁気ディスクの構
造は、例えば再生層、中間層、記録層の３層、またはこ
れらの間に介在される誘電体層等より構成される。再生
層の磁気特性は、再生光のスポット中心部の温度ではこ
の再生層の垂直磁気異方性が大きくなり、室温では面内
磁化膜となるようにその組成、膜厚等が設計される。

【０００６】光磁気ディスクの再生系では、極カー回転
を検出するため、面内磁化は検出されず、従って再生ス
ポット内の低温部では面内磁化膜によるマスク効果が生
じて、垂直磁気異方性が大となったスポット内の高温部
のみの磁化を読み取ることができる。

【０００７】このように磁気異方性の温度特性を制御す
ることによって光学系による限界を越えた超解像の再生
が可能となる（例えば特開平８−３６７９２号公報）。

【０００８】一方、ＤＷＤＤで用いる光磁気ディスクは
一般に、移動層、切断層、記録層の少なくとも３層、ま
たはこれらの間に介在される誘電体層等により構成され
る。室温程度の低温時、即ち再生光が照射されていない
時は、記録層と移動層は切断層を介して磁気交換結合さ
れている。

【０００９】再生光が照射された時、各層の温度は上昇
するが、この再生光照射時に切断層のキュリー温度を越
えるように切断層の組成、膜厚等を設定する。切断層が
磁性を失うと、記録層と移動層の交換結合が切れて、各
層が単層で安定するように磁区の大きさが変化する。こ
の安定する磁区の大きさは、磁気異方性が大きければ小
さく、逆に磁気異方性が小さければ大きくなる。

【００１０】記録層の磁気異方性を比較的大となるよう
に組成、膜厚等を設定しておくと、切断層が磁性を失っ
ても記録層の磁区の大きさは変わらない。またはその大
きさの変動を無視できる程度とすることができる。

【００１１】これに対し移動層の磁気異方性を小として
組成、膜厚等を設定すると、切断層のキュリー温度以上
の温度で、磁区は急激に拡大する。このため、記録層に
記録された磁区は光学系の限界を越えた微小な磁区であ
っても、再生層の拡大した磁区を読み取ることによっ
て、記録内容を再生することができることとなる（例え
ば特開平６−２９０４９６号公報）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】現在、上述したよう
に、高密度記録を実現するために例えば超解像再生方式
に適用されるように設計された光磁気ディスクなど、各
種の光磁気ディスクが生産されている。その記録層、再
生層又は移動層などの記録再生に寄与する磁性層は、殆
どスパッタリングにより成膜されている。

【００１３】スパッタリングにおいてこのような磁性層
の組成制御は、ターゲットの管理により行っている。タ
ーゲット自体の組成にもばらつきがあるが、従来の光磁
気ディスク等の記録媒体の製造にあたっては、このター
ゲット自体の組成のばらつきが問題となることはなかっ
た。

【００１４】しかしながら、上述したようなＣＡＤ又は
ＤＷＤＤのように、再生層や移動層など、磁気特性の温
度変化を制御して、再生光スポット内という微小な範囲
での機能を必要とする磁性層の組成は、マージンが従来
の媒体の組成に比し、非常に狭いことがわかってきた。
そのため、上述のターゲット自体の組成のばらつきを許
容できなくなってくるという問題が生じている。

【００１５】本発明は、このようなＣＡＤ方式又はＤＷ
ＤＤ方式の光磁気記録媒体を含んで、各種の高密度記録
媒体等において、その記録再生層を構成する上述の再生
層や移動層など、従来にない高い組成制御の精度を必要
とする薄膜をスパッタリングで成膜する際に、ターゲッ
ト自体の組成のばらつきに左右されることなく、高精度
で組成を制御し得る成膜方法を提供し、これにより記録
媒体の特性の低下やばらつきを抑制して、生産性及び歩
留りの向上をはかることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、同心円的に配
置された３つ以上のターゲットから同時にスパッタリン
グして、目的とする組成を有する成膜体を形成する。

【００１７】また本発明は、各ターゲットの全部もしく
は一部のターゲットに異なる給電がなされるようにし
て、成膜体を形成する。

【００１８】更に本発明は、ターゲットを、ほぼ円形の
第１のターゲットと、この第１のターゲットの外径より
大なる内径を有する第２のリング状のターゲットと、第
２のターゲットの外径より大なる内径を有する第３のタ
ーゲットとより構成し、第１及び第３のターゲットをほ
ぼ同じ組成として、第１及び第３のターゲットの成膜速
度に対し、第２のターゲットの成膜速度を調整して成膜
体の組成制御を行う。

【００１９】また本発明は、成膜体を、記録媒体の記録
再生構成膜の少なくとも１層とする。

【００２０】更に本発明は、記録媒体が、少なくとも情
報が記録される記録層と、この記録層に記録された情報
を読み出して再生するための再生層とより成る記録再生
構成膜を有し、再生光照射による温度上昇によって再生
光スポット内の所定の温度以上の領域でのみ、記録情報
の読み出しがなされるＣＡＤ方式による記録媒体であっ
て、成膜体をこの記録媒体の記録層及び再生層の少なく
ともいずれか一方とする。

【００２１】また本発明は、記録媒体が、少なくとも小
さな磁壁抗磁力を有する移動層と、低いキュリー温度を
有する切断層と、大きな磁壁抗磁力を有する記録層とよ
り成る記録再生構成膜を有し、室温ではこの記録層と移
動層とが切断層とを通じて磁気交換結合し、再生光照射
による温度上昇に伴い、切断層がキュリー温度以上とな
ると移動層と記録層との磁気交換結合が切断されて、移
動層内の磁壁が再生光スポット内のピーク温度部に向か
って移動して磁区が拡大するＤＷＤＤ方式による記録媒
体であって、成膜体をこの記録媒体の少なくとも移動層
とする。

【００２２】このように、本発明においては従来のスパ
ッタリングにおけるターゲットとは異なり、３つ以上の
ターゲットを同心円的に配置して成膜体の成膜を行うこ
とによって、より精密な組成制御を行うことができる。

【００２３】特に、各ターゲットの全部もしくは一部
に、異なる給電がなされることによって、各ターゲット
からスパッタリングされる材料の成膜速度を制御するこ
とができて、確実に組成制御を行うことが可能となる。

【００２４】また、ターゲットを、ほぼ円形の第１のタ
ーゲットと、この第１のターゲットの外径より大なる内
径を有する第２のリング状のターゲットと、第２のター
ゲットの外径より大なる内径を有する第３のターゲット
とより構成し、第１及び第３のターゲットをほぼ同じ組
成として、第１及び第３のターゲットの成膜速度に対
し、第２のターゲットの成膜速度を調整することによっ
て、簡単且つ確実に成膜体の組成制御を行うことができ
る。

【００２５】更に、この成膜体を、記録媒体の記録再生
に寄与する記録再生構成膜の少なくとも１層とすること
により、組成の厳密な制御を必要とする記録再生構成膜
を有するＣＡＤ方式やＤＷＤＤ方式による光磁気記録媒
体、または例えば相変化材料層を有する記録媒体など
を、精度よく、またばらつきを抑制して十分な歩留りを
もって生産することが可能となり、コストの低減化、歩
留り及び生産性の向上をはかることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照して説明する。本実施形態においては、記録媒
体の記録再生構成膜を成膜する場合に本発明を適用した
例を説明するが、本発明はこれに限ることなく、その
他、組成を厳密に制御する種々の成膜体を成膜する際に
適用し得ることはいうまでもない。

【００２７】先ず、図１Ａ及びＢを用いて本発明による
成膜方法で用いるターゲットの一例を説明する。図１Ａ
において、４は、同心円的に配置された３つ以上のター
ゲットから成るターゲット体の側面を示す。１０は、こ
のターゲット体４からのスパッタリングにより成膜体が
形成される基板を示す。

【００２８】ターゲット体４の構成の一例を図１Ｂに示
す。図１Ｂにおいて、１はほぼ円形の第１のターゲッ
ト、２はこの第１のターゲットの外径φ₁よりやや大な
る内径φ_2iを有する例えばリング状の第２のターゲッ
ト、３は第２のターゲットの外径φ_2oよりやや大なる内
径φ_3iを有する第３のターゲットを示す。φ_3oは、第３
のターゲット３の外径を示す。

【００２９】このように、ターゲット４は、第１〜第３
のターゲット１〜３が同心円的に配置されて構成され
る。図１Ｂにおいて一点鎖線ｃは中心軸を示す。

【００３０】図２に、本実施形態に用いたマルチチャン
バー型の基板処理装置の一例の構成を示す。図２におい
て、４０は基板処理装置、４１はメインチャンバーで、
この例では、その周囲にプロセスチャンバー４２が複数
配置されるいわゆる枚葉型の装置を示す。基板ホルダー
４３は、回転機構部４４を中心軸として、各プロセスチ
ャンバー４２へ、順次搬送される。

【００３１】図２においては、各チャンバー間のゲート
バルブ、排気管等を省略しているが、通常の基板処理装
置と同様に設けられ、各処理室が相互に独立した雰囲気
とされることはいうまでもない。

【００３２】図３に、基板の搬送態様の一例を模式的に
示す。ターゲット４はプロセスチャンバー４２内に配置
され、基板ホルダー４３がメインチャンバー４１から、
ゲートバルブ（図示せず）を通して矢印ｌで示すように
搬送される。そして、所定の組成の成膜処理が終わる
と、矢印ｒで示すように基板ホルダー４３が回転移動し
て、次のプロセスチャンバー４２に搬送される。φ_tは
ターゲット４の外径を示す。

【００３３】図４は、ターゲット４を構成する第１〜第
３のターゲット１〜３へのそれぞれの給電態様を示す模
式図である。５は、各ターゲット１〜３の基板と対向す
る側とは反対側に配される磁石ユニットで、例えば図示
のように、各ターゲット１〜３の内側と外側とがそれぞ
れＮ極、Ｓ極となるように配置して、スパッタリングの
収束方向を補助する。６〜８は、各ターゲット１〜３に
それぞれ接続される交流電源を示す。４２はプロセスチ
ャンバーを示す。

【００３４】このようにして、例えば第１〜第３のター
ゲット１〜３への一部もしくは全部に異なる給電、この
場合電圧が供給されるようにすることによって、例えば
組成の異なる各ターゲット１〜３からのスパッタリング
による基板表面での成膜速度を調節し、基板上に被着さ
れる成膜体の組成を精度よくコントロールすることがで
きる。以下この組成制御の具体的手法の一例について説
明する。

【００３５】この場合、図１において説明した３つのタ
ーゲットのうち、第１及び第３のターゲット１及び３の
組成を同一として、第２のターゲット２の組成をこれと
は異なるものとして、調節を行った。

【００３６】このとき各ターゲット１〜３の大きさは、
以下の通りとした。第１のターゲットの外径φ₁‥‥‥５６ｍｍ第２のターゲットの内径φ_2i‥‥‥６０ｍｍ第２のターゲットの外径φ_2o‥‥‥１０８ｍｍ第３のターゲットの内径φ_3i‥‥‥１１２ｍｍ第３のターゲットの外径φ_3o‥‥‥１６０ｍｍ

【００３７】また、各ターゲットの膜厚は３ｍｍとし
た。更に、基板１０の外径は５０ｍｍのものを用いた。

【００３８】また、高密度の記録媒体の記録再生膜の一
例として、組成がＴｂ₂₀（Ｆｅ₅₀Ｃｏ₅₀）₈₀となる成膜
体を形成することを目的とした場合を想定して、組成制
御を行った。上述のＣＡＤ方式やＤＷＤＤ方式等の光磁
気記録媒体の記録層、再生層、移動層等を形成する場
合、その特性はＲＥ（希土類元素）とＴＭ（遷移金属元
素）との構成比によって著しく変動し、組成のばらつき
によっては、上述したような磁区の拡大、縮小などによ
る超解像の記録再生特性に大きく影響する。

【００３９】そこで、この例では、ＴｂとＦｅＣｏとの
組成比を制御するため、第１及び第３のターゲット１及
び３をＴｂ₂₆（Ｆｅ₅₀Ｃｏ₅₀）₇₄とし、第２のターゲッ
トをＴｂ₁₆（Ｆｅ₅₀Ｃｏ₅₀）₈₄として、先ず各ターゲッ
トから別々にスパッタリングを行い、基板に成膜された
層の厚さの基板表面での面内分布を測定した。この結果
を図５〜図７に示す。各例共に、基板と各ターゲットと
の間隔を５０ｍｍとしてスパッタリングを行った。

【００４０】図５において線ａは、中心部に配置した第
１のターゲットからのスパッタリングにより成膜したＴ
ｂＦｅＣｏ層の面内分布を示す。図５から明らかなよう
に、第１のターゲットからは、基板中心部分で成膜レー
トが大きく、中心から離れる程成膜レートが低下するこ
とがわかる。

【００４１】図６において線ｂは、第２のターゲットか
らのスパッタリングにより成膜したＴｂＦｅＣｏ層の面
内分布を示す。この場合も第１のターゲットと同様の傾
向を示すが、中心部分近傍ではその変化がややなだらか
であることがわかる。

【００４２】図７において線ｃは、第３のターゲットか
らのスパッタリングにより成膜したＴｂＦｅＣｏ層の面
内分布を示す。内径のやや大きいリング状の第３のター
ゲットからのスパッタリングは、基板中心部から外縁部
に向かって成膜レートが上昇する傾向があることがわか
る。

【００４３】そして、この図５〜図７の成膜レートの面
内分布を基に、基板面内で、ほぼ一様な組成比となる成
膜レートで、且つその組成がＴｂ₂₀（Ｆｅ₅₀Ｃｏ₅₀）₈₀
となるように各ターゲットへの供給電圧を調節する。

【００４４】今、第１〜第３のターゲットからの成膜レ
ートの面内分布を、基板中心からの変位（距離）をｘと
して、それぞれｔ₁(x)，ｔ₂(x), ｔ₃(x)として示す。こ
こで、第１及び第２のターゲットによる成膜レートの面
内分布に対し、それぞれ適当な係数ｋ_A及びｋ_Bを掛け
ることにより、第１及び第３のターゲットによる成膜レ
ートの面内分布の和と、第２のターゲットによる成膜レ
ートの面内分布の示す曲線をほぼ重ね合わせることがで
きる。

【００４５】すなわち、第１のターゲットによる成膜レ
ートの面内分布に係数ｋ_Aを掛けたものと、第３のター
ゲットによる成膜レートの面内分布の和は以下の（１）
式で示す式で表される。これを図８において線ｄで示
す。ｋ_A・ｔ₁(ｘ）＋ｔ₃(ｘ） ‥‥‥ （１）

【００４６】一方、第２のターゲットからの成膜レート
の面内分布に係数ｋ_Bを掛けたものは、以下の（２）式
で示す式で表される。これを図８において線ｅで示す。ｋ_B・ｔ₂(ｘ） ‥‥‥ （２）

【００４７】ここで係数ｋ_Aは、上記（１）式で示す第
１及び第２のターゲットの面内分布の和と、上記（２）
式で示す第２のターゲットの面内分布の差をＳとする
と、このＳの和を最小とするように決定する。以下の
（３）式にＳを示す。Ｓ＝ｋ_A・ｔ₁(ｘ）＋ｔ₃(ｘ）−ｋ_B・ｔ₂(ｘ） ‥‥‥ （３）

【００４８】係数ｋ_Bは上述したように第２のターゲッ
トの成膜レートに寄与するものであり、この係数ｋ_Bの
増減によって成膜体の第２のターゲットの組成に占める
割合を変動させ、組成比を制御することができる。

【００４９】例えば第１及び第２のターゲットの面内分
布の和と、第２のターゲットの面内分布が、各位置に対
しほぼ同程度の成膜レートとなるようにｋ_Bを決定した
場合が図８である。この場合は、最小自乗法により、下
記（４）式で示すＳ_mが最小となるようにｋ_Bを決定し
た。Ｓ_m＝Σ｛ｋ_A・ｔ₁(ｘ）＋ｔ₃(ｘ）−ｋ_B・ｔ₂(ｘ）｝²‥‥‥ （４）

【００５０】このように、各係数ｋ_A及びｋ_Bを決定す
ることによって、図８に示すように、第１及び第３のタ
ーゲットからの面内分布の和と、第２のターゲットから
の面内分布とをいわば規格化して、ほぼ同一の分布曲線
として重ね合わせることができる。

【００５１】この例では、ｋ_A＝４．６６０、ｋ_B＝
４．２３８とした時に上述の各式（３）、（４）を最小
とすることができる。この時の基板上の各位置での成膜
シート、Ｓ及びＳ²を以下の表に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】また、係数ｋ_Bを図８に示すように各線ｄ
及びｅが重なるように選定する他、例えばこの係数ｋ_B
を図８に示した例より大とする場合は、ここでは第２の
ターゲット２のＴｂの含有率が低いことから、成膜体全
体の組成において、Ｔｂの含有率が低下することとな
る。

【００５４】反対に、係数ｋ_Bを図８に示した例より小
とする場合は、成膜体全体のＴｂ含有率は増加するよう
に制御することができる。

【００５５】具体的には、上述したように係数ｋ_A及び
ｋ_Bを決定し、これに合わせて成膜レートが変動するよ
うに、各ターゲット１〜３の例えば各電源６〜８の供給
電圧を調整することによって、スパッタリングされる成
膜体の組成を精度よくコントロールすることができるこ
ととなる。

【００５６】光磁気記録媒体の製造時における組成のば
らつきの要因としては、〔１〕ターゲットロット間によるばらつき〔２〕ターゲットライフによるばらつき〔３〕面内のばらつきが挙げられるが、上述の組成コントロール手法によれ
ば、上記〔１〕及び〔２〕に関してほぼ完全にフィード
バック、或いはフィードフォワードコントロールが可能
となる。

【００５７】次に、このような手法によって組成を制御
しながら成膜体として記録再生構成膜を成膜して記録媒
体を製造する実施例の説明に先立って、本発明を適用し
たＣＡＤ方式及びＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体の構造
について簡単に説明する。

【００５８】各例共に樹脂材料がディスク状に形成され
た基板上に、磁性層より成る記録層、再生層及び移動層
等の記録再生構成膜が形成される光磁気記録媒体に本発
明を適用した場合であるが、本発明はこれらの例に限定
されるものではなく、組成を厳密に制御することが求め
られる記録再生構成膜を有する記録媒体を含め、その他
種々の成膜体を成膜する際に適用し得ることはいうまで
もない。

【００５９】（１）ＣＡＤ方式の記録媒体の構成例先ず、ＣＡＤ方式の光磁気記録媒体の一例を、図９の略
線的拡大断面図を模式的に示す。

【００６０】このＣＡＤ方式の記録媒体は、図９に示す
ように、ディスク状の基板１０、第１の誘電体層１１、
再生層１２、中間層１３、記録層１４、第２の誘電体層
１５、熱拡散層１６、保護層１７が順次積層されて構成
される。この場合、再生層１２、中間層１３及び記録層
１４によって、記録再生に寄与する記録再生構成膜３０
が構成される。

【００６１】基板１０はゼオネクス（登録商標：（株）
日本ゼオン）、ポリカーボネートなどの樹脂材料により
射出成型等によってディスク状に成型されて成るもの
や、ガラスなどにより構成される。

【００６２】第１の誘電体層１１は、基板１０上に形成
されて成り、光磁気効果を光学的にエンハンスし、更に
この上の記録再生構成膜３０を水分などから保護するた
めに設けられ、例えばＳｉＮ等が成膜されて成る。

【００６３】再生層１２は、例えばこの再生層１２中に
存在する磁壁が熱と磁気の平衡により移動する層とさ
れ、再生出力を決定し、例えばＧｄＦｅＣｏが成膜され
て成る。この成膜には、本発明成膜方法を適用して、同
心円的に配置された３つ以上のターゲットを用いてその
組成を精度良く制御して成膜することによって、特性の
安定した再生層１２を成膜することができる。

【００６４】例えば、上述の図１において説明した第１
〜第３のターゲット１〜３を用いて、第１及び第３のタ
ーゲット１及び３の組成をＧｄ₂₅（Ｆｅ₅₀Ｃｏ₅₀）₈₅と
し、第２のターゲット２の組成をＧｄ₃₅（Ｆｅ₅₀Ｃ
ｏ₅₀）₆₅として、そのほぼ中間のＧｄ₃₀（Ｆｅ₅₀Ｃ
ｏ₅₀）₇₀の組成に制御しながら成膜する。以下（Ｆｅ₅₀
Ｃｏ₅₀）を（ＦｅＣｏ）と記す。

【００６５】中間層１３は、例えば再生層１２の磁壁が
移動し始める温度を制御するための層とされ、ＴｂＦｅ
等が成膜されて成る。

【００６６】記録層１４は、光磁気効果を示す材料より
成り、例えば希土類元素としてＴｂ、遷移金属としてＦ
ｅとＣｏを用いたＴｂＦｅＣｏ等より成る。Ｔｂが１９
〜２４％程度の組成で、２０ｎｍ程度の膜厚で成膜され
る。この記録層１４も、再生層１２と同様に、上述の図
１において説明したように、同心円的に配置された第１
〜第３のターゲット１〜３を用いて組成を制御しながら
成膜する。

【００６７】例えばこの場合、第１及び第３のターゲッ
ト１及び３の組成をＴｂ₃₀（ＦｅＣｏ）₇₀とし、第２の
ターゲット２の組成をＴｂ₁₅（ＦｅＣｏ）₈₅として、各
ターゲット１〜３の例えば供給電圧を調節することによ
り、組成を精度良く制御することができる。

【００６８】第２の誘電体層１５は、記録層１４の光磁
気効果をエンハンスする層であり、例えば１０ｎｍ程度
の厚さで、ＳｉＮ等が成膜されて成る。

【００６９】熱拡散層１６は、記録層１４に照射された
光による熱を拡散させることにより、記録層１５の記録
マークの大きさをコントロールし、記録再生特性を良好
なものとするための層であり、例えば４０ｎｍ程度の膜
厚で、ＡｌやＡｇ等が成膜されて成る。

【００７０】保護層１７は、ＵＶレジン（紫外線硬化樹
脂）等より成り、成膜された各層１１〜１６を保護する
ための層であり、有機樹脂材料等がスピンコートされて
構成される。

【００７１】以上の基板１０上に形成される各層１１〜
１６は、本発明を適用して成膜し得る再生層１２及び記
録層１４を含め、図２及び図３において説明した複数の
プロセスチャンバーを有するスパッタリング装置におい
て成膜することができる。

【００７２】（２）ＤＷＤＤ方式の記録媒体の構成例次に、ＤＷＤＤ方式の光磁気記録媒体を製造する場合に
本発明を適用した例を説明する。図１０はこの記録媒体
の一例の略線的拡大断面図を模式的に示す。

【００７３】図１０に示すように、この場合基板１０上
に、順次、第１の誘電体層２１、移動層２２、切断層２
３、記録層２４、第２の誘電体層２５、熱拡散層２６、
保護層２７が積層されて、光磁気記録媒体が構成され
る。３０は、移動層２２、切断層２３及び記録層２４よ
り構成される記録再生構成膜を示す。

【００７４】基板１０は、ゼオネクス、ポリカーボネー
ト等の樹脂材料が射出成型などにより例えばディスク状
に成型されて成るものや、ディスク状のガラス等により
構成される。

【００７５】第１の誘電体層２１は、基板１０上に成膜
されて成り、光磁気効果を光学的にエンハンスし、更に
記録再生構成膜３０を水分などから保護するためのもの
で、例えばＳｉＮが成膜されて成る。

【００７６】移動層２２は小さな磁壁抗磁力を有し、こ
こに存在する磁壁が熱と磁気の平衡により移動する層で
あり、再生出力を決定する。例えばＧｄＦｅＣｏが成膜
されて成る。この成膜の際に本発明を適用することによ
り、精度よく例えばＧｄの組成比を制御することがで
き、特性の安定した移動層２２を成膜することができ
る。

【００７７】例えば、上述の図１において説明した第１
〜第３のターゲット１〜３を用いて、第１及び第３のタ
ーゲット１及び３の組成を例えばＧｄ₁₅（ＦｅＣｏ）₈₅
とし、第２のターゲット２の組成をＧｄ₃₅（ＦｅＣｏ）
₆₅として、そのほぼ中間の組成のＧｄ₂₅（ＦｅＣｏ）₇₅
となるように供給電圧等を調節することによって、組成
を精度良く制御して成膜することができる。

【００７８】切断層２３は、低いキュリー温度を有し、
移動層２２の磁壁が移動し始める温度をコントロールす
るための層であり、ＴｂＦｅ等が成膜されて成る。

【００７９】記録層２４は大きい磁壁抗磁力を有し、光
磁気効果を示す層であり、例えば希土類元素としてＴ
ｂ、遷移金属元素としてＦｅとＣｏを用いたＴｂＦｅＣ
ｏ膜等が、例えばＴｂの組成比を１９〜２４％程度と
し、２０ｎｍ程度の膜厚で成膜されて成る。

【００８０】第２の誘電体層２５は、記録層２４の光磁
気効果をエンハンスする層であり、例えば１０ｎｍ程度
の厚さのＳｉＮ等が成膜されて成る。

【００８１】熱拡散層２６は、記録層２４に照射された
光による熱を拡散することにより、記録層２４の記録マ
ークの大きさをコントロールし、記録再生特性を良好な
ものとするための層である。例えば膜厚４０ｎｍ程度の
Ａｌ、Ａｇ等が成膜されて成る。

【００８２】保護層２７は、成膜された各層を保護する
ための層であり、例えばＵＶレジン等の有機樹脂材料が
スピンコートされて成る。

【００８３】以上の基板１０上に形成される各層２１〜
２６は、本発明を適用して成膜し得る移動層２２を含
め、図２及び図３において説明した複数のプロセスチャ
ンバーを有するスパッタリング装置において成膜するこ
とができる。

【００８４】次に、このような各記録媒体の製造にあた
って本発明を適用して、各記録再生構成膜の少なくとも
１層を成膜し、製造された記録媒体の記録再生特性を検
討した結果を示す。

【００８５】〔実施例１〕この例においては、ＣＡＤ方
式の記録媒体に適用した例を示す。先ず、図９において
説明した基板１０を、上述の図２及び図３において説明
した真空チャンバーに収容し、例えば０．２Ｐａのガス
圧でＡｒとＮ₂の混合ガスを導入し、反応性スパッタリ
ングにより、厚さ４０ｎｍ程度のＳｉＮより成る第１の
誘電体層１１を形成する。

【００８６】この基板１０の表面には、予め光学的にト
ラッキングを行うためのグルーブが形成されている。ト
ラックピッチは０．７０μｍでこの場合ランド幅を０．
３５μｍ、グルーブ幅を０．３５μｍとしたものを用い
た。

【００８７】次に、上述の図４において説明した、同心
円的に配置された第１〜第３のターゲット１〜３がカソ
ード側に設置されたプロセスチャンバー４２内に、第１
の誘電体層１１が成膜された基板１０を収容し、このチ
ャンバー４２内に例えば０．５Ｐａのガス圧でＡｒガス
を導入し、例えばＧｄＦｅＣｏより成る再生層１２を成
膜する。

【００８８】このときの組成の制御方法は以下の通りで
ある。即ち、第１及び第３のターゲット１及び３の組成
をＧｄ₂₅（ＦｅＣｏ）₇₅とし、第２のターゲット２の組
成を、Ｇｄ₃₅（ＦｅＣｏ）₆₅として配置する。上述の組
成制御方法と同様に、第１及び第３のターゲットの成膜
レートを供給電圧等により調整することによって、この
面内分布を、第２のターゲットの成膜レートの面内分布
といわば相似形となるようにする。

【００８９】その後、第１及び第３のターゲット１及び
３の和と、第２のターゲット２との成膜レートを制御す
る例えば供給電圧を調整することにより、成膜される再
生層１２のＧｄの組成比を、０．１％刻みでコントロー
ルして成膜を行い、Ｇｄの組成比が３１．８％から３
２．５％までの再生層１２を成膜した。

【００９０】次に、予めＴｂＦｅＡｌターゲットが設置
してある別のプロセスチャンバー内に、再生層１２まで
が成膜された基板１０を搬送して収容し、このチャンバ
ー内に０．５Ｐａのガス圧でＡｒガスを導入し、１０ｎ
ｍ程度の膜厚のＴｂＦｅＡｒより成る中間層１３を成膜
する。

【００９１】その後、予めＴｂＦｅＣｏターゲットが設
置してある次のプロセスチャンバー内に中間層１３まで
が成膜された基板１０を搬送して収容し、このチャンバ
ー内に０．５Ｐａのガス圧でＡｒガスを導入し、膜厚２
０ｎｍ程度のＴｂＦｅＣｏより成る記録層１４を形成す
る。

【００９２】この記録層１４も、再生層と同様に、上述
の図１〜図３において説明した同心円的に配置された第
１〜第３のターゲット１〜３によって組成を精度よく制
御して成膜する。例えば第１及び第３ののターゲット１
及び３の組成をＴｂ₁₅（ＦｅＣｏ）₈₅とし、第２のター
ゲット２の組成をＴｂ₂₅（ＦｅＣｏ）₇₅として、上述の
組成制御方法により、成膜される記録層１４の組成比を
制御する。記録層１４の組成比も、再生層１２と同様
に、Ｔｂの組成比を０．１％刻みで調整し、Ｔｂ組成比
が２４．２％から２４．９％の記録層１４を成膜した。

【００９３】尚、上述した再生層１１の組成を０．１％
刻みで調整したときの記録層１４のＴｂの組成比は２
４．５％とし、記録層１４の組成を０．１％刻みで調整
したときの再生層１１のＧｄの組成比は３２．１％とし
た。

【００９４】この後、予めＳｉターゲットが設置してあ
るプロセスチャンバー内に記録層１４までが成膜された
基板１０を搬送して収容し、０．２Ｐａのガス圧でＡｒ
とＮ ₂の混合ガスを導入し、反応性スパッタリングを行
い、膜厚４０ｎｍ程度のＳｉＮより成る第２の誘電体層
１５を形成する。

【００９５】次に、予めＡｇＰｄＣｕより成るターゲッ
トが設置してある別のプロセスチャンバー内に０．５Ｐ
ａのガス圧でＡｒガスを導入し、ＡｇＰｄＣｕより成る
熱拡散層１６を形成する。

【００９６】その後、熱拡散層１６までが成膜された基
板１０を真空チャンバーから取り出し、腐食を防止する
ためのＵＶレジンより成る保護層１７をスピンコータに
より被着して、ＣＡＤ方式の記録媒体を形成した。

【００９７】〔実施例２〕この例においては、ＤＷＤＤ
方式に記録媒体に適用した例を示す。先ず、図１０にお
いて説明したゼオネクスより成る基板１０を、上述の図
２及び図３において説明した真空チャンバーに収容し、
０．２Ｐａのガス圧でＡｒとＮ₂の混合ガスを導入し、
反応性スパッタリングにより、厚さ４０ｎｍ程度のＳｉ
Ｎより成る第１の誘電体層２１を形成する。

【００９８】基板１０には予め光学的にトラッキングを
行うためのグルーブが形成されている。トラックピッチ
は１．１μｍ、ランド幅０．５５μｍ、グルーブ幅０．
５５μｍである。

【００９９】次に、上述の図４において説明した、同心
円的に配置された第１〜第３のターゲット１〜３がカソ
ード側に設置されたプロセスチャンバー４２内に、第１
の誘電体層２１が成膜された基板１０を収容し、このチ
ャンバー４２内に例えば０．５Ｐａのガス圧でＡｒガス
を導入し、ＧｄＦｅＣｏより成る移動層２２を成膜す
る。

【０１００】この場合の組成の制御方法は以下の通りで
ある。即ち、第１及び第３のターゲット１及び３の組成
をＧｄ₁₅（ＦｅＣｏ）₈₅とし、第２のターゲット２の組
成を、Ｇｄ₃₅（ＦｅＣｏ）₆₅として配置する。上述の組
成制御方法と同様に、第１及び第３のターゲットの成膜
レートを供給電圧等により調整することによって、この
面内分布を、第２のターゲットの成膜レートの面内分布
といわば相似形となるようにする。

【０１０１】組成の制御は、第１及び第３のターゲット
１及び３の和と、第２のターゲット２との例えば供給電
圧を調整することによって行う。移動層２２の組成は、
０．１％刻みでコントロールして成膜を行った。

【０１０２】次に、予めＴｂＦｅＡｌより成るターゲッ
トが設置してあるプロセスチャンバーに、移動層２２ま
でが成膜された基板１０を搬送して収容し、このチャン
バー内に、０．５Ｐａのガス圧でＡｒガスを導入し、膜
厚１０ｎｍ程度のＴｂＦｅＡｌより成る切断層２３を成
膜する。

【０１０３】この後、予めＴｂＦｅＣｏより成るターゲ
ットが設置してあるプロセスチャンバーに、切断層２３
までが成膜された基板１０を搬送して収容し、このチャ
ンバー内に、０．５Ｐａのガス圧でＡｒガスを導入し、
膜厚２０ｎｍ程度のＴｂＦｅＣｏより成る記録層２４を
形成する。

【０１０４】次に、予めＳｉターゲットが設置してある
プロセスチャンバーに、記録層２４までが成膜された基
板１０を搬送して収容し、０．２Ｐａのガス圧でＡｒと
Ｎ₂の混合ガスを導入し、反応性スパッタリングによ
り、膜厚４０ｎｍ程度のＳｉＮより成る第２の誘電体層
２５を形成する。

【０１０５】そして、予めＡｇＰｄＣｕターゲットが設
置してあるプロセスチャンバーに、第２の誘電体層２５
までが成膜された基板１０を搬送して収容し、このチャ
ンバー内に０．５Ｐａのガス圧でＡｒガスを導入し、膜
厚の異なるＡｇＰｄＣｕより成る熱拡散層２６を形成す
る。

【０１０６】その後、熱拡散層２６までが成膜された基
板１０を真空チャンバーから取り出し、腐食を防止する
ためのＵＶレジンより成る保護層２７をスピンコータに
より被着して、ＤＷＤＤ方式の記録媒体を形成した。

【０１０７】〔実施例１の評価〕上述の実施例１におい
て作製したＣＡＤ方式の光磁気による記録媒体は、その
再生層１２と記録層１４との希土類元素の遷移金属元素
に対する組成比を、０．１％のステップで変化させたも
のである。

【０１０８】これらの各記録媒体サンプルに対し、以下
の条件で信号の記録再生を行った。即ち、波長４０５ｎ
ｍのＬＤ（レーザダイオード）を光源とし、開口数N.A.
が０．６の光学系にて記録再生を行った。記録パターン
はランダムな１−７変調された信号とした。再生層と記
録層の組成をそれぞれ０．１％刻みで変化させたサンプ
ルに対し、記録パターンの再生信号のジッタを測定し
た。この結果をそれぞれ表２及び３に示す。

【０１０９】

【表２】

【０１１０】

【表３】

【０１１１】この結果から、記録パターンの再生信号の
ジッタを低く抑えるためには、表１から、再生層中のＧ
ｄの組成比は３２．０〜３２．２原子％の範囲、また表
２から、記録層中のＴｂの組成比は２４．４〜２４．７
原子％の範囲と、どちらも組成比が±０．１〜０．２％
程度の極めて狭い範囲しかジッタの許容範囲とはならな
いことがわかる。

【０１１２】〔実施例２の評価〕上述の実施例２におい
て作製したＤＷＤＤ方式の光磁気による記録媒体は、そ
の移動層２２の希土類元素の遷移金属元素に対する組成
比を、０．１％のステップで変化させたものである。

【０１１３】これらの各記録媒体サンプルに対し、以下
の条件で信号の記録再生を行った。即ち、波長６３０ｎ
ｍのＬＤを光源とし、開口数N.A.が０．５８の光学系に
て記録再生を行った。記録パターンはランダムな１−７
変調された信号とした。移動層の組成を０．１％刻みで
変化させたサンプルに対し、記録パターンの再生信号の
ジッタを測定した。この結果をそれぞれ表４に示す。

【０１１４】

【表４】

【０１１５】この場合においても、ジッタを低く抑える
ためには、表３から、移動層中のＧｄの組成比を２４．
７〜２４．９原子％の範囲と、±０．１５原子％程度の
範囲に極めて高精度に制御する必要があることがわか
る。

【０１１６】従来は、このように組成比を０．１％程度
以下に精度良くコントロールして大量生産することは不
可能であった。例えば組成がＴｂ₂₀（ＦｅＣｏ）₈₀の１
つのターゲットを用いてＴｂの組成比を２０原子％とし
て作製しようとする場合に、その組成のばらつきが０．
５原子％程度生じてしまい、実際上は特性のばらつきを
抑えて生産することが困難であった。また、生産中に、
ターゲットからの組成比が変わってきた場合にも対処方
法はなく、組成をコントロールすることはできなかっ
た。

【０１１７】本発明によれば、このように０．１％程度
以下の極めて高い精度の組成制御が可能であり、これに
より特性に優れた記録媒体を安定して、ばらつきを生じ
ることなく生産することができ、従来では十分な歩留り
をもって生産することができなかった、ＣＡＤ方式やＤ
ＷＤＤ方式の記録媒体を、高い歩留りをもって生産する
ことが可能となる。

【０１１８】更に、本発明によれば、所定の組成比とさ
れたターゲットそれ自体が、０．１原子％単位の組成の
ばらつきを有する場合においても、上述したように予め
例えば第１〜第３のターゲットの成膜レートの面内分布
を測定し、これに基づいて各ターゲットへの供給電圧等
を調整することによって、確実に目的とする組成比に制
御することが可能となる。つまり、前述のターゲットロ
ット間の組成のばらつきを抑制することができることと
なる。

【０１１９】また上述したように生産中にターゲットか
らの組成比が変わる場合など、いわゆるターゲットライ
フのばらつきも従来は問題とされていたが、本発明によ
れば、抜き取り検査などを随時行うことにより成膜体の
組成比をチェックして、この結果から、上述の制御方法
において第２のターゲットの供給電圧等を調整すること
によって、確実に組成比の変動を抑えることができ、タ
ーゲットライフの長期化をはかることができる。

【０１２０】例えば、現状では１つのターゲットに対し
３万枚程度の基板への成膜が可能であるが、その後組成
の変動が生じるとこのターゲットを使用することはでき
なくなる。しかしながら、本発明によればターゲットを
換えることなく、上述したように供給電圧等の調整によ
り簡単に組成の補正制御を行うことができることから、
１回のターゲットの設置によって、実際上５〜７万枚を
超える、１０万枚程度の基板への成膜が可能となり、生
産性及び歩留りの飛躍的な向上をはかることができる。

【０１２１】尚、上述の各例においては、光磁気効果を
利用したＣＡＤ方式及びＤＷＤＤ方式の記録媒体を作製
する場合に本発明を適用したが、その他、今後高密度記
録媒体として期待される相変化材料を用いた記録媒体の
記録再生構成膜など、組成を厳密に制御することが必要
とさる各種の成膜体の成膜に用いることができることは
いうまでもなく、その組成制御において従来にない組成
制御の高精度化をはかることができる。

【０１２２】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、従来
は不可能であった０．１原子％程度以下と、非常に高い
精度をもって組成制御をしながら成膜することができ
る。

【０１２３】これによって、例えば組成の厳密な制御が
必要な超解像のＣＡＤ方式やＤＷＤＤＦ方式の光磁気効
果を利用した記録媒体の記録再生構成膜を成膜する際に
本発明を適用する場合、その組成を精度よく、ばらつき
を生じることなく成膜することができて、再生特性に優
れた記録媒体を、生産性及び歩留りよく作製することが
できる。

【０１２４】また、このような記録媒体の作製にあたっ
て、ターゲット自体の有する組成のばらつきに対し、複
数のターゲットにより組成を調整するという本発明方法
を用いることによって成膜される膜全体の組成を精度良
く制御することができ、これによりターゲット間のばら
つきを抑え、高精度の組成制御が可能となる。

【０１２５】更にまた、ターゲットの長期使用後の組成
のばらつきを、複数のターゲットのうち一部のターゲッ
トの例えば供給電圧を調整することによって組成変動を
抑えることができ、ターゲットライフの長期化をはかっ
て、生産性及び歩留りの飛躍的な向上をはかることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは成膜方法の一例の説明図である。Ｂは成膜
方法の一例の説明図である。

【図２】基板処理装置の一例の構成図である。

【図３】基板の搬送態様の説明図である。

【図４】ターゲットへの給電態様の説明図である。

【図５】第１のターゲットによる成膜レートの面内分布
を示す図である。

【図６】第２のターゲットによる成膜レートの面内分布
を示す図である。

【図７】第３のターゲットによる成膜レートの面内分布
を示す図である。

【図８】各ターゲットからの成膜レートの面内分布を示
す図である。

【図９】記録媒体の一例の略線的拡大断面図である。

【図１０】記録媒体の一例の略線的拡大断面図である。

【符号の説明】

１第１のターゲット、２第２のターゲット、３第
３のターゲット、４ターゲット、５磁石ユニット、６
第１の電源、７第２の電源、８第３の電源、１０
基板、１１第１の誘電体層、１２再生層、１３
中間層、１４記録層、１５第２の誘電体層、１６熱
拡散層、１７保護層、２１第１の誘電体層、２２
移動層、２３切断層、２４記録層、２５第２の
誘電体層、２６熱拡散層、２７保護層、３０記録
再生構成膜、４１メインチャンバー、４２プロセス
チャンバー、４３基板ホルダー、４４回転機構部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 11/105 ５４６Ｇ１１Ｂ 11/105 ５４６ＢＦターム(参考） 4K029 AA09 AA11 BA24 BA26 BA58 BB02 BC06 BC07 BD12 CA05 CA06 DC04 DC12 DC16 EA02 5D075 GG03 GG12 GG16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円的に配置された３つ以上のターゲ
ットから同時にスパッタリングして、目的とする組成を
有する成膜体を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】上記３つ以上の各ターゲットの全部もし
くは一部のターゲットに異なる給電がなされるようにし
て上記成膜体を形成することを特徴とする上記請求項１
に記載の成膜方法。
【請求項３】上記ターゲットを、ほぼ円形の第１のタ
ーゲットと、上記第１のターゲットの外径より大なる内
径を有する第２のリング状のターゲットと、上記第２の
ターゲットの外径より大なる内径を有する第３のターゲ
ットより構成し、上記第１及び第３のターゲットをほぼ同じ組成として、上記第１及び第３のターゲットの成膜速度に対し、第２
のターゲットの成膜速度を調整して上記成膜体の組成制
御を行うことを特徴とする上記請求項１又は２に記載の
成膜方法。
【請求項４】上記成膜体が、記録媒体の記録再生構成
膜の少なくとも１層の膜であることを特徴とする上記請
求項１、２又は３に記載の成膜方法。
【請求項５】上記記録媒体は、少なくとも情報が記録
される記録層と、該記録層に記録された情報を読みだし
て再生するための再生層とより成る記録再生構成膜を有
し、再生光照射による温度上昇によって上記再生光スポ
ット内の所定の温度以上の領域でのみ、上記記録情報の
読み出しがなされるＣＡＤ（Center Aperture Detectio
n ）方式による記録媒体であって、上記成膜体が、上記記録再生構成膜の上記記録層及び上
記再生層の少なくともいずれか一方であることを特徴と
する上記請求項４に記載の成膜方法。
【請求項６】上記記録媒体は、少なくとも小さな磁壁
抗磁力を有する移動層と、低いキュリー温度を有する切
断層と、大きな磁壁抗磁力を有する記録層とより成る記
録再生構成膜を有し、室温では上記記録層と上記移動層
とが上記切断層を通じて磁気交換結合し、再生光照射に
よる温度上昇に伴い、上記切断層がキュリー温度以上と
なると上記移動層と上記記録層との磁気交換結合が切断
されて、上記移動層内の磁壁が上記再生光スポット内の
ピーク温度部に向かって移動して磁区が拡大するＤＷＤ
Ｄ（Domain Wall Displacement Detection）方式による
記録媒体であって、上記成膜体が、上記記録再生構成膜の少なくとも上記移
動層であることを特徴とする上記請求項４に記載の成膜
方法。