JPH03127329A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータなどの外部記憶装置として用
いられる固定磁気記録装置の記憶素子である磁気記録媒
体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、コンピュータ、ワードプロセッサなどの発達に伴
って、その外部記憶装置として固定磁気記録装置−特に
小型の固定磁気記録装置−が普及してきている。

固定磁気記録装置においては一般にＣＳ　Ｓ　（Ｃｏ−
ｎｔａｃｔ　５ｔａｒｔ　５ｔｏｐ）方式が採られる。

磁気記録媒体（以下、単にメディアとも称する）は磁気
ヘッドと組み合わせて装置内に組み込まれ、磁気へラド
は装置駆動停止時には停止しているメディア表面に接触
して停止しており、装置駆動時（情報の記録・再生時）
には高速回転しているメディア表面上を僅かに浮上して
走行し、装置の駆動の開始時と中止時には過渡的にメデ
ィア表面と接触摺動する。従って、メディア表面は磁気
ヘッドの接触摺動が円滑に行われるように低摩擦となる
ように、しかも、停止中の磁気ヘッドの吸着が起きない
ように、適度に粗れていることが装置の耐久性、信頼性
を確保するために重要である。また、処理情報がますま
す多量になり、装置の記憶容量の大容量化に対する市場
要求が強く、記憶素子として使用されるメディアの高記
録密度化が強く要求され、そのために保磁力を増加させ
ることが要求されている。

メディアとしては、一般に、ドーナツ盤状のＡ１合金板
の表面に無電解めっき法でＮ１−Ｐ合金層が形成されて
なる非磁性の基板上に、Ｃｒからなる非磁性金属下地層
、　Ｃｏ合金からなる強磁性金属磁性層、Ｃからなる保
護層をスパッタ法で順次成膜積層した構成のものが知ら
れている。

このようなメディアにおいて、その表面粗さはメディア
を構成する各層の支持体となる基板の表面粗さに左右さ
れるが、さらに、前記各層を成膜するときの基板温度に
大きく左右され、基板温度が高くなる程戒膜後のメディ
ア表面は滑らかとなり摩擦力が増大することが知られて
いる。

また、メディアの保磁力を増大させるためには、（ａ）
磁性層を形成するＣｏ合金の組成を適切に選定すること
により磁性層の結晶磁気異方性を高める。

ら）磁性層の下地層であるＣｒ層の膜厚を厚くして磁性
層の結晶性（配向成長）を高める。

（Ｃ）成膜時の基板温度を高くして、Ｃｒ下地層、　Ｃ
ｏ合金磁性層の結晶性（配向成長）を高める。

（イ）成膜時の基板温度を高くして、磁性層を形成する
Ｃｏ合金の微結晶粒内の不純物および成分元素の粒内偏
析を促進させる。

などの方法が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、メディアの表面はメディアを構成する各
層を成膜するときの基板温度が高くなるにつれて滑らか
となり摩擦が大きくなり、低くなるにつれて粗面化して
低摩擦となる。現状では、実用に耐え得る低摩擦のメデ
ィアを得るためには、基板温度を２００℃以下に抑える
ことが必要であった。

一方、メディアの保磁力は上述の各方法により増大させ
ることができるが、現状では基板温度２００℃以下では
市場より要求されている１３０００ｅを超える保磁力を
有するメディアを安定して量産することはできない。例
えば、基板温度２００℃では、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金か
らなる磁性層の場合１００００ｅ程度、　Ｃｏ　−Ｃｒ
−Ｔａ合金からなる磁性層の場合１２０００ｅ程度であ
り、基板温度を低くするにつれて保磁力は低下する。

上述のように、メディア表面を低摩擦化するためには基
板温度を２００℃以下と低くする必要があり、メディア
の保磁力を高めるためには基板温度を２００℃以上と高
くする必要があり、前述のような従来の方法では、市場
から要求されるレベルの低摩擦、高保磁力を有するメデ
ィアは得られない。

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、低摩擦で、かつ、高保磁力のメディアを安定して量
産できる製造方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、この発明によれば、非磁性基板上に非磁
性金属下地層１強磁性金属磁性層、硬質保護層をスパッ
タ法でこの順序に成膜し積層する工程を含む磁気記録媒
体の製造方法において、非磁性基板の温度を１５０℃以
上２００℃以下の範囲内の温度に保持しかつこの非磁性
基板にバイアスを印加した状態で非磁性金属下地層およ
び強磁性金属磁性層をスパッタ法で成膜する方法とする
ことによって解決される。

〔作用〕

非磁性金属下地層および強磁性金属磁性層の成膜時に基
板に印加されるバイアスは両層の結晶性を改善し、かつ
、強磁性金属磁性層の微結晶粒内偏析を促進する作用が
あり、メディアの保磁力を高める効果が得られ、しかも
バイアス電圧が高くなる程その効果は大きくなる。従っ
て、基板温度を２００℃以下の比較的低い温度に保持し
、基板にバイアスを印加した状態で前記両層を成膜する
ことにより、低摩擦で高保磁力を有するメディアを得る
ことが可能となる。

基板温度を低くすればする程メディア表面は低摩擦とな
るが、保磁力は低下してくる。従ってバイアス電圧をよ
り高くして保磁力を高めることが必要となる。ところが
、バイアス電圧を高くしていくとスパッタ電圧が不安定
となり、成膜が良好に行えなくなる。バイアス印加によ
り保磁力を増大させることには限度があり、したがって
基板温度をあまり低くすることはできない。

基板温度を１５０℃以上２００℃以下の範囲内の温度に
保持し、かつ、適切なバイアス電圧を基板に印加した状
態で前記両層を成膜することにより、低摩擦で高保磁力
を有するメディアを安定して量産することが可能となる
。

〔実施例〕

へｅ合金円板をドーナツ盤状に内外径を加工し、表面を
研削、研磨により平坦に加工する。この表面に無電解め
っき法で厚さ約２０μｍのＮ＋　　Ｐ合金層を懲戒し、
約１５μｍの厚さまで研磨し、表面粗さが中心線平均粗
さｌｌａで２０人程度となるように鏡面研磨し、さらに
テクスチュアを施して表面粗さがＲａで７０人程度とな
るようにし、これをメディアの基板とする。

このようにして得られた基板を超精密洗浄した後、ホル
ダに装着し、第１図の概念図に示したようなインライン
スパッタ装置により、基板表面にＣｒ下地層、　Ｃｏ合
金磁性層、Ｃ保護層をＤＣマグネトロン方式のスパッタ
法で順次成膜する。

第２図はホルダおよびホルダを装置内で搬送する状態を
示す概念図で、第２図（ａ）はホルダを正面から見た図
であり、第２図（ｂ）はホルダを側面から見た図を示す
。第２図において、ホルダ６は下端に設けられた車輪１
０３により　装置内に敷設されているレール１０２上を
移動する。ホルダ６には複数個（図では９個の場合を示
す）の基板１０１が装着できるようになっており、ホル
ダ６の基板１０１の装着される部分は絶縁物１０４によ
り　アースから絶縁されている。基板１０１へのバイア
ス印加は、装置外に設けられたＤＣバイアス電源（図示
はされていない）から、装置の側壁１に取り付けられた
電極導入ポート１０６　およびこれに接続されホルダ６
の表面と弾性を持って接触しホルダ６の移動につれてそ
の表面を摺動し得るバイアス印加シュウ１２を介して、
ホルダ６の基板１０１の装着部分に電圧を印加すること
により行われる。

基板の装着されたホルダ６を第１図に示した仕込室２内
のレール（図示されてはいない）上にセットし、５　Ｘ
　１０−’Ｔｏｒｒの高真空にして、基板加熱ヒータ７
により基板を加熱する。基板が所定温度に達した後、仕
切りドア５ａを開閉してホルダ６を成膜室３内へ搬送す
る。成膜室３内を１０ｍＴｏｒｒの＾ｒ雰囲気として、
ホルダ６を搬送しなからＣｒターゲット８．Ｃｏ合金タ
ーゲット９．Ｃターゲット１０を順次スパッタリングし
く基板上にＣｒ下地層（膜厚１５００Ａ）　、　Ｃｏ合
金磁性層（膜厚４５０人）Ｃ保護層（膜厚４００人〉を
順次成膜し積層する。

Ｃ「下地層およびＣｏ合金磁性層を成膜するときには、
側壁ｌの外部に設けられたＤＣバイアス電＃ｉ１１より
側壁１に取り付けられた電極導入ポート（図示はしてな
い）とこれに接続されたバイアス印加シュウ１２を介し
てホルダ６にバイアスを印加する。

電極導入ポートおよびバイアス印加シュウ１２は複数個
（図では４個の場合を示す）設けられており、ホルダ６
の搬送につれてこれらのバイアス印加シュウ１２が順次
接触することにより、成膜中をとおしてバイアスが途切
れないようにする。Ｃ保護層まで成膜された後、ホルダ
６は仕切りドア５ｂを開閉して取出室４に搬送され、取
出室４を大気圧とした後に装置より取り出し、成膜の完
了した基板をホルダ６より取りはずす。

上述のようにして、磁性層の組成をＣｏ　　ｓａＮ、、
、Ｃｒ　（数値は原子％を示す）とするメディアと、Ｃ
ｏ　　＋１ｌＪ−２Ｔａとするメディアと二種類のメデ
ィアを作製した。また、成膜に際して、基板温度および
バイアス電圧を変化させて各種類についてこれらの条件
の異なるメディアを作製した。その際、基板温度は基板
の熱変形および基板表面のＮ１−Ｐ合金の磁化を考慮し
て最高３００℃に抑え、バイアス電圧は一６００ｖ以上
になるとスパγり放電が不安定となるので一５００ｖを
上限とした。

このようにして作製したメディアについて、成膜時の基
板温度、バイアス電圧とメディア表面粗さ、保磁力との
関係を調べた。

メディア表面粗さは、表面形状の相対負荷曲線の相対負
荷長さ１０％におけるカッティング深さから相対負荷長
さ１％におけるカッティング深さを差し引いた値ｔｐｌ
Ｏ−１で表示した。

調査の結果、メディア表面粗さは磁性層の組成には依存
しなかった。基板温度とメディア表面粗さとの関係をバ
イアス電圧をパラメータとして第３図に示す。また、バ
イアス電圧とメディア表面粗さとの関係を基板温度をパ
ラメータとして第４図に示す。第３図および第４図より
、バイアス印加の有無にかかわらず、基板温度が低くな
るにつれてメディア表面粗さは大きくなるが、バイアス
電圧が増加するにつれてその大きくなる度合が減少する
ことが判る。

また、メディア表面粗さとその動摩擦係数との間には第
７図に示す関係があることは知られている。第７図にお
いて、横軸はメディア表面粗さｔｐｌＯ−１を示し、縦
軸はメディアを磁気ヘッドが浮上しない程度の低速で回
転させ、磁気ヘッドをメディア表面上で１時間接触摺動
させたとき動摩擦係数μ６０ａｌｈを示し、メディア表
面粗さが大きくなる程動摩擦係数μ６０１１１１１が小
さくなる関係が示されている。メディア表面を市場要求
を充たす程度に低摩擦とするためにはμ６゜ｓｌ＋が約
０．５以下であることが必要とされ、第７図よりｔｐｌ
ｏ−１は１５０人程程度上でなければならないことが判
る。従って第３図より　基板温度は２００℃以下とする
ことが必要であることが判る。

次に、磁性層の組成がＣ０−５゜Ｎｉ　−１ｓ（：ｒで
あるメディアについて、基板温度と保磁力Ｈｃとの関係
をバイアス電圧をパラメータとして第５図に示す。

第５図に見られるとおり、基板温度の上昇につれて保磁
力は増大する。また、バイアスを印加することにより同
一基板温度で保磁力を増加させることができ、しかも、
バイアス電圧が高い程その増加量は大きい。例えば、基
板温度２００℃においては、バイアス電圧０■の場合保
磁力は約１０５００ｅであるが、バイアスを印加し、そ
の電圧を高めるにつれて保磁力は増大し、バイアス電圧
−５００ｖ印加することによ、り約１６５００ｅまで高
めることができる。しかもこの場合、第３図に見られる
ようにメチ４．フ表面粗さの変化は少ない。また、基板
温度１５０℃においては、バイアス電圧Ｏｖの場合保磁
力は約９０００ｅであるが、適切なバイアス電圧を印加
することにより、最低限必要なメディア表面粗さを維持
しながら保磁力を約１４０００ｅまで高めることができ
る。

また、磁性層の組成がＣｏ　　＋ｚＣｒ　　ａＴａであ
るメディアについての基板温度と保磁力との関係をバイ
アス電圧をパラメータとして第６図に示すが、第５図と
同様の傾向の関係にあり、成膜時にバイアスを印加する
ことにより、比較的低い基板温度で高保磁力を実現する
ことができる。

かくして、成膜時の基板温度を１５０℃以上２００℃以
下の範囲内の温度に保持し、かつ、Ｃｒ下地層。

Ｃ０合金磁性層の成膜時に基板に適切なバイアス電圧を
印加することにより、低摩擦で高保磁力を有するメディ
アを安定して量産することが可能となる。

以上の実施例においては、ＤＣマグネトロン方式のスパ
ッタ法で成膜を行ったが、ＲＦマグネトロン方式のスパ
ッタ法においてもバイアス印加は同様に有効である。ま
た、基板へのバイアスの印加方法は実施例の方法に限定
されるものではない。

さらに、保護層の材質もＣに限定されないことは勿論で
ある。

〔発明の効果〕

この発明によれば、非磁性基板上に非磁性金属下地層１
強磁性金属磁性層をスパッタ法で成膜するに際し、基板
温度を１５０℃以上２００℃以下の範囲内の温度に保持
し、基板にバイアスを印加した状態で成膜を行う。この
ようにバイアスを印加することにより、上述のような比
較的低い基板温度で成膜を行っても高保磁力が実現でき
るようになり、低摩擦で、かつ、高保磁力を有する磁気
記録媒体を安定して量産することが可能となり、固定磁
気記録装置の大容量化、高信頼化に対応することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いられたインラインス
パッタ装置の概念図、第２図はこの発明の一実施例にお
ける基板のホルダおよびホルダの搬送状態を示す概念図
、第３図は基板温度とメディア表面粗さとの関係をバイ
アス電圧をパラメータとして示す線図、第４図はバイア
ス電圧とメディア表面粗さとの関係を基板温度をパラメ
ータとして示す線図、第５図はＣｏ−コｏＮ＋　　ｖ、
ｓｃｒ合金からなる磁性層を備えたメディアについて基
板温度と保磁力との関係をバイアス電圧をパラメータと
して示す線図、第６図はＣｏ　　＋２Ｃｒ　　＊Ｔａ合
金からなる磁性層を備えたメディアについて基板温度と
保磁力との関係をバイアス電圧をパラメータとして示す
線図、第７図はメディア表面粗さと動摩擦係数との関係
を示す線図である。 ６　ホルダ、７　基板加熱ヒータ、８−　Ｃｒターゲッ
ト、９−　Ｃｏ合金ターゲット、１１−　Ｄ　Ｃバイア
ス電圧源、１２　　バイアス印加シュウ、１０１・基板
、第 図 （○） （ｂ） 第 図 基板温度（℃） 第 図 バイアス電圧（ｖ） 第 図 Ｃｏ　−５ｏＮｉ−７，５ｃｒ −→−バイアス電圧０ｖ −４−バイアス電圧−＋００Ｖ −クー　バイアス電圧−２００Ｖ 基板温度（’Ｃ） 第　（５図 Ｃｏ−＋２０ｒ−２ＴＯ −トバイアス電圧０ｖ −−バイアス電圧−＋００Ｖ ベトバイアス電圧−２００ｖ 基板温Ｉｔ　（’Ｃ） 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）非磁性基板上に非磁性金属下地層、強磁性金属磁性
   層、硬質保護層をスパッタ法でこの順序に成膜し積層す
   る工程を含む磁気記録媒体の製造方法において、非磁性
   基板の温度を１５０℃以上２００℃以下の範囲内の温度
   に保持しかつこの非磁性基板にバイアスを印加した状態
   で非磁性金属下地層および強磁性金属磁性層をスパッタ
   法で成膜することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法
   。