JP2006073176A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の磁気記録媒体を生産性良く製造でき、磁気記録媒体の面内での電磁変換特性のバラツキが少なく、また製造歩留まりの高い磁気記録媒体の製造方法を提供すること。
【解決手段】（１）基板上に、ターゲットを用いてスパッタリング法により、薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、スパッタリング中に円環状侵蝕領域が形成されるターゲットと複数枚の基板を載置した基板ホルダーとを中心軸を一致させて平行に対向配置する。そして円環状侵蝕領域の最深部のターゲット中心からの距離をＲ１、円環状侵蝕侵蝕領域の最内周のターゲット中心からの距離をＲ２、基板外径端の基板ホルダー中心からの最長距離をＲ３、最短距離をＲ４としたとき、Ｒ３／Ｒ１が１．１以下であり、かつＲ４がＲ２以上である位置に基板を基板ホルダーに配置して薄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。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関し、特に膜厚分布のバラツキの少ない磁気記録媒体の製造方法に関する。

磁気記録再生装置の１種であるハ−ドディスク装置（ＨＤＤ）は、近年、記録密度の向上が著しく、現在では量産されているものでも８０Ｇｂｐｓｉ（ギガビット／平方インチ）まで記録密度が達している。このために、小型のＨＤＤでも高容量化が実現できるようになってきた。例えば、８０Ｇｂｐｓｉでは、１インチＨＤＤで６ＧＢの容量を実現することができる。
１インチ程度の小径サイズで高記録容量が実現できるようになると、携帯電話、携帯型音楽プレーヤーあるいはＰＤＡなどの携帯型のアプリケーションに広く応用できることが期待される。既に携帯型音楽プレーヤーには１インチＨＤＤが搭載された商品が販売されており一定のマーケットを開拓しつつある。

ハ−ドディスク装置に用いられる磁気記録媒体としては、磁気記録媒体用の基板にスパッタリング法により金属膜を積層した構造が主流となっている。磁気記録媒体に用いられる基板としては、アルミニウム基板とガラス基板が広く用いられている。アルミニウム基板とは鏡面研磨したＡｌ−Ｍｇ合金の基体上にＮｉ−Ｐ系合金膜を無電解メッキで１０μｍ程度の厚さに形成し、その表面を更に鏡面仕上げしたものである。ガラス基板にはアモルファスガラスと結晶化ガラスの２種類がある。どちらのガラス基板も鏡面仕上げしたものが用いられる。

現在一般的に用いられているハ−ドディスク装置用磁気記録媒体においては、ガラス基板またはアルミニウム基板上に非磁性下地層（Ｎｉ−Ａｌ系合金、Ｃｒ、Ｃｒ系合金等）、非磁性中間層（Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ系合金等）、磁性層（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ系合金等）、保護層（カ−ボン等）が順次成膜されており、その上に液体潤滑剤からなる潤滑膜が形成されている。
小径の磁気記録媒体を効率よく製造する方法として、例えば特許文献１には、複数枚の小型基板をディスクキャリアに取り付けて同時にスパッタリングして成膜する方法、特許文献２には、複数枚の基板をパレットに取り付けて同時に成膜を行うに際して、パレットを回転させる方法が記載されている。
特開２００２−２８０４４３号公報 特開２０００−２６５２７１号公報

特許文献１に記載されているように基板ホルダーに複数の基板を載置して、これらの基板に対して同時に成膜を行うことにより、小径の磁気記録媒体の生産性を向上させることが可能となったが、製造された磁気記録媒体の特性に面内におけるバラツキが生ずるという問題があった。これは１枚の円盤状のターゲットと、複数の基板の中心軸とが一致しないため、基板の面内で成膜される膜厚に分布が生ずるためである。このような問題を解決するため、特許文献２のように、成膜中に基板ホルダーを回転させる方法があるが、基板ホルダーの構造が複雑となり、スパッタリング時におけるプラズマの発生が不安定となって磁性膜の特性が低下したり、複雑な回転構造物からダストが発生して磁気記録媒体の製造歩留まりが低下するといった問題点があった。
本発明はこれらの問題を解決して、複数の磁気記録媒体を生産性良く製造でき、磁気記録媒体の面内での電磁変換特性のバラツキが少なく、また製造歩留まりの高い磁気記録媒体の製造方法を提供するものである。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の通りである。
（１）基板上に、ターゲットを用いてスパッタリング法により、薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、スパッタリング中に円環状侵蝕領域が形成されるターゲットと複数枚の基板を載置した基板ホルダーとを中心軸を一致させて平行に対向させ、かつ円環状侵蝕領域の最深部のターゲット中心からの距離をＲ１、円環状侵蝕侵蝕領域の最内周のターゲット中心からの距離をＲ２、基板外径端の基板ホルダー中心からの最長距離をＲ３、最短距離をＲ４としたとき、Ｒ３／Ｒ１が１．１以下であり、かつＲ４がＲ２以上である位置に基板を基板ホルダーに載置して薄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。
（２）Ｒ２／Ｒ１が０．４以下であることを特徴とする上記（１）に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（３）複数枚の基板が、基板ホルダーの中心から等しい距離に載置されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の磁気記録媒体の製造方法。

（４）複数枚の基板が、基板ホルダーの中心に対する同心円上に等間隔で載置されていることを特徴とする上記（１）〜（３）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（５）基板ホルダーに載置されている基板の枚数が、４〜７枚の範囲内であることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（６）エンベロープモジュレーションが７％以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体。
（７）上記（６）に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。

本発明によれば、面内での磁気特性分布のバラツキが少ない小径の磁気記録媒体を、効率よく、また安定的に製造ができる。

本発明は、基板の上に、例えばＣｒ等の下地層、Ｃｏ合金等の磁性層、炭素等の保護膜をスパッタリング法により成膜して磁気記録媒体を製造するに際して、基板とスパッタリングに用いるターゲットを特定の位置関係にして行うことを特徴とする。
以下図面を参考に本発明を説明する。
図２は基板ホルダー２に基板１を複数枚載置した平面図で、３は基板を挿入する開口部、４は基板を固定するための板ばねである。図１は図２のＡ−Ａ’断面部とその下方に配置したターゲット５を示す。ターゲット５はスパッタリング中に円環状侵蝕領域６が形成される。

スパッタリング中に円環状侵蝕領域が形成されるターゲットと、複数枚の基板を載置した基板ホルダーとは中心軸を一致させて平行に対向して設置される。そして図１に示すように、円環状侵蝕領域の最深部のターゲット中心からの距離をＲ１、円環状侵蝕領域の最内周のターゲット中心からの距離をＲ２、基板外径端の基板ホルダー中心からの最長距離をＲ３、最短距離をＲ４としたときに、Ｒ３／Ｒ１が１．１以下であり、かつＲ４がＲ２以上である位置に基板を載置して薄膜を形成することを特徴とする。
このような位置に基板を設置して成膜を行うことにより、ターゲットと複数枚の基板の中心軸が一致しなくとも、また１枚のターゲットを用いて複数の基板に同時に成膜を行っても、製造された磁気記録媒体の面内での電磁変換特性のバラツキが少なく、また磁気記録媒体間での電磁変換特性のバラツキも少ない磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

ターゲットの上記円環状侵蝕領域とは、プラズマ放電によりターゲットがスパッタされる際に、ターゲット表面で特にスパッタ粒子が放出されて浸蝕された領域であり、円板状のターゲットの場合はこの浸蝕領域は図１の断面図に示すように円環状に現れる。
本発明では、Ｒ３／Ｒ１を１．１以下、より好ましくは１．０５以下とする。なおＲ３／Ｒ１の下限は好ましくは０．６である。Ｒ３／Ｒ１が１．１より大きくなると、磁気記録媒体の面内での膜厚にバラツキが生じ、磁気特性にバラツキが生ずる。
また本発明では、Ｒ４≧Ｒ２とする。Ｒ４がＲ２より小さくなると、磁気記録媒体の面内での膜厚にバラツキが生じ、磁気特性にバラツキが生ずる。

本発明では、Ｒ２／Ｒ１を０．４以下とするのが好ましく、より好ましくは、Ｒ２／Ｒ１を０．３５以上とする。Ｒ２／Ｒ１が０．４より大きくなると面内の膜厚分布を生じ、ＳＮＲやモジュレーションの異常を起こす。Ｒ２／Ｒ１を０．４以下にするにはＤＣマグネトロンスパッタリングで成膜する場合には、スパッタリングに使用するカソードのマグネットを大きくしたり、マグネットを回転させることによってターゲット表面の広範囲がプラズマに曝される方法を取ることができるが、その他周知の方法を利用してもよい。
本発明では、複数枚の基板を基板ホルダーに載置する際に、図２に示すように、各々の基板を基板ホルダーの中心から等しい距離に載置するのが好ましい。基板の載置をこのようにすることにより同一基板ホルダーに載置した基板間のバラツキが抑えられる。
また本発明では、図２に示すように、複数枚の基板を、基板ホルダーの中心に対する同心円上に等間隔で載置するのが好ましい。基板の載置をこのようにすることにより基板ホルダーの両面に分布するプラズマの均一性が確保され、同一基板ホルダーに載置した基板間のバラツキがさらに抑えられる。

本発明では、基板ホルダーに載置する基板の枚数を、４〜７枚の範囲内とするのが好ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造方法における基板、基板ホルダー、ターゲットの具体的な寸法等を例示すると、基板の直径は、好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲内、より好ましくは、２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内、基板ホルダーの直径は、好ましくは８０ｍｍ〜１６０ｍｍの範囲内、より好ましくは、８０ｍｍ〜１２０ｍｍの範囲内、ターゲットの直径は、好ましくは１００ｍｍ〜２４０ｍｍの範囲内、より好ましくは、１２０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲内、基板とターゲットとの距離（図１のＬの値。）は、好ましくは１０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内、より好ましくは、２０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内である。基板ホルダーは、直径を９５ｍｍ、内径２５ｍｍの磁気ディスクと同じ大きさとすると、基板を取り付けた状態で通常の磁気ディスクと同様の取り扱いが可能となり、小径ディスクに成膜する場合に既存のスパッタリング装置をそのまま利用できるため、より好ましい。

本発明の磁気記録媒体の製造方法を用いた磁気記録媒体は、小型の磁気記録再生装置として好適に使用することができる。すなわち、本発明の製造方法で製造した磁気記録媒体と、磁気記録媒体を回転駆動させる媒体駆動部と、磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドと、ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを備えた構成で、記録再生処理系は入力されたデータを処理して記録信号を磁気ヘッドに送ったり、磁気ヘッドからの再生信号を処理してデータを処理する構成とすることにより磁気記録再生装置を製造することができる。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
以下の手順で、磁気記録媒体を作製し電磁変換特性の評価を行った。
洗浄した直径２１．６ｍｍ及び２７．４ｍｍのガラス基板を、基板ホルダーに載置した。基板ホルダーには所望の位置に基板が載置できるように、開口部を形成した。開口部は、載置する基板の中心が基板ホルダーの中心から２０ｍｍ〜６５ｍｍの位置になるように形成した。基板ホルダーには直径２１．６ｍｍの基板を５枚、２７．４ｍｍの基板を４枚載置できる。
この基板ホルダーに載置した基板をＤＣマグネトロンスパッタ装置（アネルバ社製、Ｃ−３０１０）のチャンバ内にセットした。用いたターゲットは直径が１８０ｍｍであり、ＤＣマグネトロンカソードのマグネットの大きさを変化させることによって、Ｒ１及びＲ２を変えて成膜を行った。

チャンバ内を真空度１×１０^-6Ｐａとなるまで排気した後、Ａｒを０．６Ｐａに導入し、スパッタリングを行った。具体的には、Ｃｒ３５Ｔａ（膜厚２００Å）、ＮｉＡｌ（膜厚２００Å）、Ｃｒ２０Ｔｉ（膜厚、５０Å）、Ｃｏ１３Ｃｒ６Ｐｔ（膜厚、２０Å）、Ｒｕ（膜厚、８Å）、Ｃｏ２２Ｃｒ１４Ｐｔ６Ｂ（膜厚、８０Å）、Ｃｏ１４Ｃｒ１２Ｐｔ１２Ｂ（膜厚、７０Å）、ダイヤモンドライクカーボン（膜厚、３０Å）を成膜した。上記の合金の組成中、数字は次の元素の質量％を表す。例えば、Ｃｒ３５ＴａはＴａ３５質量％、残りはＣｒである。数字がないのは等量を表す。
その後、基板をチャンバ内から取り出し、２０オングストロームのパーフルオロポリエーテルからなる潤滑膜をディッピング法により形成し磁気記録媒体とした。
この磁気記録媒体の電磁変換特性を評価した。評価条件は以下である。

（評価条件）
テスター：ＧＵＺＩＫ社製、ＲＷＡ１６３２
スピンスタンド：ＧＵＺＩＫ社製、Ｓ１７０１ＭＰ
スピンドル回転数：８３６９ｒｐｍ
測定半径：８ｍｍ
ＨＦ：１１４．３２ＭＨｚ
ＭＦ：５７．１６ＭＨｚ
ＬＦ：９．５３ＭＨｚ
Ｉｗ：５０ｍＡ
ヘッド：Ｗｒｉｔｅ幅 ０．２６μｍ、Ｒｅａｄ幅 ０．１９μｍ
記録密度：８３０ｋＦＣＩ
ＬＦ−ｋＦＣＩ：６９．２ｋＦＣＩ

結果を表１〜３に示す。図３に表１のＲ３／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄとの関係、図４に表１のＲ４−Ｒ２とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係、図５に表２のＲ３／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係、図６に表２のＲ４−Ｒ２とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係、図７に表３のＲ２／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係を示す。なお図の●印が縦軸の左側に、△印が縦軸の右側に対応している。ここでＭｏｄはトラック一周内での出力信号の変動率（エンベロープモジュレーション）を示し、ＳＮＲｍはメディアノイズを示す。本発明の範囲内で成膜を行うことにより、電磁変換特性の円周内でのバラツキ（エンベロープモジュレーション）が小さく、電磁変換特性の安定した磁気記録媒体を製造することが可能となった。

本発明の磁気記録媒体は面内での電磁変換特性のバラツキが少なく、小型の磁気記録再生装置として好適に利用できる。例えば携帯電話、携帯型音楽プレーヤーなどである。

図２のＡ−Ａ′断面部とその下方に配置したターゲット５の断面図である。 基板ホルダーに基板を複数枚載置した平面図である。 表１のＲ３／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄとの関係を示す図である。 表１のＲ４−Ｒ２とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係を示す図である。 表２のＲ３／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係を示す図である。 表２のＲ４−Ｒ２とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係を示す図である。 表３のＲ２／Ｒ１とＳＮＲｍおよびＭｏｄの関係を示す図である。

符号の説明

１ 基板
２ 基板ホルダー
３ 基板ホルダー挿入用開口部
４ 板ばね
５ ターゲット
６ 円環状侵蝕領域

Claims (7)

1. 基板上に、ターゲットを用いてスパッタリング法により、薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、スパッタリング中に円環状侵蝕領域が形成されるターゲットと複数枚の基板を載置した基板ホルダーとを中心軸を一致させて平行に対向させ、かつ円環状侵蝕領域の最深部のターゲット中心からの距離をＲ１、円環状侵蝕領域の最内周のターゲット中心からの距離をＲ２、基板外径端の基板ホルダー中心からの最長距離をＲ３、最短距離をＲ４としたとき、Ｒ３／Ｒ１が１．１以下であり、かつＲ４がＲ２以上である位置に基板を基板ホルダーに載置して薄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。
2. Ｒ２／Ｒ１が０．４以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 複数枚の基板が、基板ホルダーの中心から等しい距離に載置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 複数枚の基板が、基板ホルダーの中心に対する同心円上に等間隔で載置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 基板ホルダーに載置されている基板の枚数が、４〜７枚の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. エンベロープモジュレーションが７％以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法で製造した磁気記録媒体。
7. 請求項６に記載の磁気記録媒体と、該磁気記録媒体に情報を記録再生する磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。

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