JP3235345B2 - 磁気記録ディスクの製造方法 - Google Patents

磁気記録ディスクの製造方法

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JP3235345B2 JP12095094A JP12095094A JP3235345B2 JP 3235345 B2 JP3235345 B2 JP 3235345B2 JP 12095094 A JP12095094 A JP 12095094A JP 12095094 A JP12095094 A JP 12095094A JP 3235345 B2 JP3235345 B2 JP 3235345B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録装置に搭載さ
れる磁気記録ディスクの製造方法に関し、特に、Cr下
地膜とCo合金磁性膜を有する磁気記録ディスクの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な金属薄膜磁気記録ディスク(媒
体)の断面構造は、図11に示すように、非磁性基板1
上に非磁性のCr下地膜2を積層し、このCr下地膜2
上に強磁性合金のCo合金磁性膜3を薄膜状に積層した
後、この磁性膜3上にアモルファスカーボン又はダイヤ
モンドライクカーボンのカーボン保護膜4を積層形成
し、更にそのカーボン保護膜4の上に液体潤滑材からな
る潤滑膜5を設けたものである。非磁性基板1しては、
例えばアルミニウム基板を用い、この上にNi−P(ニ
ッケル−リン)メッキ膜をコートし、その表面を研磨し
たものである。この非磁性基板1の上に、例えばCrか
らなる膜厚300nmのCr下地膜2,Co80at
%,Cr14at%,Pt6at%からなる膜厚50n
mのCo合金磁性膜3,及びアモルファスカーボンから
なる膜厚20nmのカーボン保護膜4を順次スパッタ法
で積層形成する。そして、保護膜4上にフロロカーボン
系の液体潤滑剤を膜厚2nm塗布して潤滑膜5を形成す
る。
【0003】スパッタ成膜工程では成膜異方性(磁気デ
ィスク表面の異なる位置で異なる膜質が生じること)を
避けるため、基板を移動させながら異なるターゲットに
より連続的にスパッタする搬送型スパッタ装置ではな
く、成膜時は搬送基板をターゲット位置に静止させてス
パッタする静止型スパッタ装置(DCマグネトロンスパ
ッタ装置)が使用される。そして、磁気ディスク(基
板)がディスク穴を有しているため、プラズマ分布がド
ーナツ状分布となるように、円環状(同心円状)ターゲ
ットを用いた静止対向(両面)スパッタ装置が使用され
ている。これによって、磁気ディスクの円周方向のどの
位置もプラズマに接触する割合が平等化するので、円周
方向の磁気特性(Hc:保磁力、Br・δ:残留磁束密
度、S,S*:角形比)が非常に揃って均一化してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円環状
ターゲットの中心に対して回転対称のプラズマ分布で
も、半径方向(放射方向)ではプラズマ分布が山形状に
なっているため、円環状ターゲットの内周と外周との中
間部位がプラズマ密度が高く、この部位がエロージョン
によって窪み、磁束密度が不均一となるので、ディスク
の半径方向(放射方向)では磁気特性のバラツキが生じ
ている。そのため、磁気記録媒体として使用した場合、
内周と外周とで磁気特性が異なり、実際の磁気ヘッドで
読み書き動作を行う電磁変換特性試験(ビットシフト)
でも、内周と外周とは異なる値を示す。
【0005】そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、媒体の半径方向の磁気特性(保磁力と残留磁束密
度)が均一化できる磁気記録ディスクの製造方法を提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の講じた手段は、プラズマ分布がドーナツ状
であって半径方向には山形状と成す円環状ターゲットを
用いた静止対向スパッタ装置にて、非磁性基板の上に、
Cr下地膜をスパッタ成膜してから、その上にCo合金
磁性膜を積層してスパッタ成膜して成る磁気記録ディス
の製造方法において、Cr下地膜のスパッタ成膜とそ
の後のCo合金磁性膜のスパッタ成膜とを同一チャンバ
ー内で放電ガスであるArのガス圧が等しい状態下で行
い、そのガス圧を10mtorr 〜20mtorr の範囲内に設
定することを特徴とする。かかる場合、ガス圧として
は、12mtorr 〜18mtorr の範囲内に設定することが
望ましい。
【0007】
【作用】プラズマ分布がドーナツ状であって半径方向に
は山形状と成す円環状ターゲットを用いた静止対向スパ
ッタ装置において、Cr下地膜の成膜とCo合金磁性膜
の成膜をArガス圧を等しくして同一のチャンバー内で
行った(同一チャンバー内にCrターゲットとCo合金
ターゲットを搬送方向に並べて設け、成膜時には搬送基
板を各ターゲット位置で静止させる)。これはCr下地
膜のスパッタの後、温度低下しない状態ですぐにCo合
金磁性膜のスパッタを行うと、一般に、保磁力を大きく
できるからである。かかる場合、Cr下地膜のスパッタ
時のArガス圧とCo合金磁性膜のスパッタ時のArガ
ス圧は等しい値である。そこで、このArガス圧を変化
させて媒体の内周と外周の磁気特性(保磁力と残留磁束
密度)の変化を調べた。保磁力は、Arガス圧の低いと
き外周の方が高い傾向を示すが、Arガス圧を高くして
いくと内周が徐々に高くなっていく。また残留磁束密度
は、保磁力とは逆の傾向を示し、Arガス圧の低いとき
内周の方が高い傾向を示すものの、Arガス圧を高くし
ていくと外周が徐々に高くなっていく。このように、保
磁力と残留磁束密度との間にはArガス圧をパラメータ
とする逆相関関係があることを見出した。保磁力の適正
範囲から割り出されたArガス圧の範囲と残留磁束密度
の適正範囲から割り出されたArガス圧の範囲とのオー
バーラップ範囲、即ち、実験によると、低圧領域、即
ち、10mtorr 〜20mtorr にArガス圧を設定する
と、内周と外周の磁気特性(保磁力と残留磁束密度)
実質的に同等と見做せるような磁気記録ディスクを製造
できることが判明した。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0009】まず、本発明者は、円環状ターゲットを用
いた静止成膜の対向スパッタ装置を使用して、同一のチ
ャンバー内でCr下地膜の成膜とCo合金磁性膜の成膜
を行い、Arガス圧を変化させて得た磁気記録媒体の磁
気特性と電磁変換特性を測定した。
【0010】図1はArガス圧の変化に対する保磁力H
cの変化を示すグラフである。磁気記録媒体は3.5イ
ンチの磁気ディスクとした。□印はディスク中心から2
3mm位置での内周側測定点で、+印はディスク中心か
ら41mm位置での外周測定点である。内周側及び外周
側の測定は同一の磁気ディクでそれぞれ2回行った。
【0011】この図から判るように、Arガス圧が低圧
の領域(5〜25mtorr )では内周側の保磁力特性と外
周側の保磁力特性とは、Arガス圧約10mtorr 付近で
交差しているが、両者の相加平均特性(図1の実線)は
上記低圧領域(5〜25mtorr)ではやや右上がりであ
るものの、ほぼフラットな特性を示している。
【0012】図2はArガス圧の変化に対する残留磁束
密度Br・δの変化を示すグラフである。この図から判
るように、Arガス圧が低圧の領域(5〜25mtorr )
では内周側の残留磁束密度特性と外周側の残留磁束密度
特性とは、Arガス圧約20mtorr 付近で交差している
が、両者の相加平均特性(図2の実線)は上記低圧領域
(5〜25mtorr )ではやや右下がりを呈しているもの
の、ほぼフラットな特性を示している。
【0013】図3は図2の測定に基づいてArガス圧の
変化に対する内周側(半径23mm)の保磁力と外周側
(半径41mm)の保磁力の差(保磁力の半径方向異方
性:ΔHc) の変化を示すグラフである。Arガス圧
が低いときは外周側の方が保磁力が高いが、Arガス圧
が約12mtorr で内周側と外周側の保磁力が等しくな
り、保磁力の半径方向異方性が消滅する。Arガス圧が
更に高くなると、今度は内周側の方が保磁力が高くな
る。同一ディスクで半径方向の保磁力にバラツキがない
ものとして扱えるのは、保磁力の差ΔHcは通常±50
(Oe)以下とする必要がある。従って、保磁力に関す
るArガス圧の条件は5〜20mtorr である。
【0014】図4は図3の測定に基づいてArガス圧の
変化に対する内周側(半径23mm)の残留磁束密度と
外周側(半径41mm)の残留磁束密度の差(残留磁束
密度の半径方向異方性:Δ(Br・δ))の変化を示す
グラフである。図4は図3の特性とは逆の関係を示して
いる。Arガス圧が低いときは内周側の方が残留磁束密
度が高いが、Arガス圧が更に高くしていくと、残留磁
束密度の半径方向異方性が減少してArガス圧が約18
mtorr で内周側と外周側の残留磁束密度が等しくなる。
そしてArガス圧が更に高くなると、今度は外周側の方
が残留磁束密度が高くなる。同一ディスクで半径方向の
残留磁束密度にバラツキがないものとして扱えるのは、
残留磁束密度の差Δ(Br・δ)は通常±20(G・μ
m)以下とする必要がある。従って、残留磁束密度に関
するArガス圧の条件は10〜25mtorr である。 図
3及び図4より、保磁力及び残留磁束密度の異方性が低
減できるArガス圧としては、両者のオーバーラップ範
囲、即ち10〜20mtorrである。気体運動論的には気
圧変動が必然的に生じているが、15mtorr ±5mtorr
の実現は可能である。そして望ましくは、12〜18mt
orr 、即ち15mtorr ±3mtorr に収まるようにArガ
ス圧を制御すると、磁気異方性が殆ど消滅した磁気記録
媒体を得ることができる。
【0015】このようなArガス圧の最適範囲で製造さ
れた磁気記録媒体の電磁変換特性を図5〜図10に示
す。図5は内周の低周波数再生出力LF(μV)のAr
ガス圧依存性を示すグラフである。図6は内周の高周波
数再生出力HF(μV)のArガス圧依存性を示すグラ
フである。LF,HF共に、Arガス圧を上げると、内
周の残留磁束密度が下がるに従い、除々に減少するが、
10〜20mtorr の範囲内では略±6%以下のパラツキ
に収まっている。図7は内周の分解能Res(%)のA
rガス圧依存性を示すグラフで、Arガス圧を上げると
内周の保磁力の上昇に伴い除々に大きくなっていくが、
分解能Resは略±2%以下に収まっている。図8は外
周のオーバーライトO/W(dB)のArガス圧依存性
を示すグラフである。Arガス圧を上げると、外周の保
磁力の減少に従い除々に小さくなっていくが、略±1
(dB)以下のバラツキに収まっている。
【0016】電磁変換特性の総合的な評価となるビット
シフト(nsec)のArガス圧依存性を図9及び図1
0に示す。図9は内周のビットシフト、図10は外周の
ビットシフトの場合である。図9及び図10のビットシ
フト特性曲線はArガスが約15mtorr で極小値となっ
ている。図から明らかなように、10〜20mtorr の範
囲内ではビットシフトに関しての異方性は殆ど認められ
ないと言える。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、プラズ
マ分布がドーナツ状であって半径方向には山形状と成す
円環状ターゲットを用いた静止対向スパッタ装置にて、
非磁性基板の上に、Cr下地膜をスパッタ成膜してか
ら、その上にCo合金磁性膜を積層してスパッタ成膜し
て成る磁気記録ディスクの製造方法において、Cr下地
膜のスパッタ成膜とその後のCo合金磁性膜のスパッタ
成膜とを同一チャンバー内でArのガス圧が等しい状態
下で行い、そのガス圧を10mtorr 〜20mtorr の範囲
内に設定してなる点に特徴を有するものである。従っ
て、次の効果を奏する。
【0018】 プラズマ分布がドーナツ状であって半
径方向には山形状と成す円環状ターゲットを用いた静止
対向スパッタ装置にて、非磁性基板の上に、Cr下地膜
をスパッタ成膜してから、その上にCo合金磁性膜を積
層してスパッタ成膜して成る磁気記録ディスクの製造方
法において、Cr下地膜のスパッタ成膜とその後のCo
合金磁性膜のスパッタ成膜とを同一チャンバー内でAr
のガス圧が等しい状態下で行う場合には、保磁力と残留
磁束密度との間にはArガス圧をパラメータとする逆相
関関係が見出されるが、保磁力の適正範囲から割り出さ
れたArガス圧の範囲と残留磁束密度の適正範囲から割
り出されたArガス圧の範囲とのオーバーラップ範囲で
あるところの、10mtorr 〜20mtorr にArガス圧を
設定すると、内周と外周の磁気特性(保磁力と残留磁束
密度)が実質的に同等と見做せる磁気記録ディスクを製
造でき、異方性の改善により品質の向上を図ることがで
きる。
【0019】 Arガス圧を12mtorr 〜18mtorr
の範囲内に設定すると、更に良好な異方性の改善を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例において、Cr下地膜とCo合
金磁性膜のスパッタ成膜時のArガス圧の変化に対する
磁気記録媒体の保磁力Hcの変化を示すグラフである。
【図2】本発明の実施例において、Cr下地膜とCo合
金磁性膜のスパッタ成膜時のArガス圧の変化に対する
磁気記録媒体の残留磁束密度Br・δの変化を示すグラ
フである。
【図3】本発明の実施例において、図2の測定に基づい
てCr下地膜とCo合金磁性膜のスパッタ成膜時のAr
ガス圧の変化に対する磁気記録媒体の内周側(半径23
mm)の保磁力と外周側(半径41mm)の保磁力の差
(保磁力の半径方向異方性:ΔHc)の変化を示すグラ
フである。
【図4】本発明の実施例において、図3の測定に基づい
てCr下地膜とCo合金磁性膜のスパッタ成膜時のAr
ガス圧の変化に対する磁気記録媒体の内周側(半径23
mm)の残留磁束密度と外周側(半径41mm)の残留
磁束密度の差(残留磁束密度の半径方向異方性:Δ(B
r・δ))の変化を示すグラフである。
【図5】本発明の実施例において、磁気記録媒体の内周
の低周波数再生出力LFのCr下地膜とCo合金磁性膜
のスパッタ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフであ
る。
【図6】本発明の実施例において、磁気記録媒体の内周
の高周波数再生出力HFのCr下地膜とCo合金磁性膜
のスパッタ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフであ
る。
【図7】本発明の実施例において、磁気記録媒体の内周
の分解能ResのCr下地膜とCo合金磁性膜のスパッ
タ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフである。
【図8】本発明の実施例において、磁気記録媒体の内周
の外周のオーバーライトO/WCr下地膜とCo合金磁
性膜のスパッタ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフ
である。
【図9】本発明の実施例において、磁気記録媒体の内周
のビットシフトのCr下地膜とCo合金磁性膜のスパッ
タ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフである。
【図10】本発明の実施例において、磁気記録媒体の外
周のビットシフトのCr下地膜とCo合金磁性膜のスパ
ッタ成膜時のArガス圧依存性を示すグラフである。
【図11】一般的な金属薄膜磁気記録ディスク(媒体)
の断面構造を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
1…非磁性基板 2…Cr下地層 3…Co合金磁性層 4…カーボン保護層 5…潤滑層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−68716(JP,A) 特開 平4−178915(JP,A) 特開 昭63−127433(JP,A) 特開 平2−111878(JP,A) 特開 平2−73522(JP,A) 特開 平5−189762(JP,A) 特開 昭63−300430(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/84 - 5/858 C23C 14/34

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ分布がドーナツ状であって半径
    方向には山形状と成す円環状ターゲットを用いた静止対
    向スパッタ装置にて、非磁性基板の上に、Cr下地膜を
    スパッタ成膜してから、その上にCo合金磁性膜を積層
    してスパッタ成膜して成る磁気記録ディスクの製造方法
    において、 前記Cr下地膜のスパッタ成膜とその後の前記Co合金
    磁性膜のスパッタ成膜とを同一チャンバー内で放電ガス
    であるArのガス圧が等しい状態下で行い、前記ガス圧
    が10mtorr 〜20mtorr の範囲内にあることを特徴と
    する磁気記録ディスクの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の磁気記録ディスクの製
    造方法において、前記ガス圧が12mtorr 〜18mtorr
    の範囲内にあることを特徴とする磁気記録ディスクの製
    造方法。
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