JPH04125833A - 光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１ 本発明は光磁気記録媒体の製造方法に関し、更に詳述す
れば、化合物薄膜から成る誘電体膜や記録層を基板上に
連続的に成膜できるスパッタリング方法を適用した光磁
気記録媒体の製造方法に関する。

〔従来技術〕

近年、光磁気記録媒体はレーザー光による書き込み、読
み出しが可能な光磁気ディスクとして大容量のデータフ
ァイル等に広く利用されている。

前記光磁気ディスクは、ガラスやプラスチック等の透明
基体上に形成された誘電体層、記録層及び保護層等から
成る多層構造で構成されている。そして、この様な構成
膜のなかでも、保護層或いはエンハンス層として、５ｉ
Ｊａ等の金属窒化膜からなる誘電体層が一般に用いられ
ている。

ところで、前記誘電体層を形成する金属窒化膜を成膜す
るスパッタリング方法としては、当初、＾ｒガス等の不
活性ガス雰囲気中で金属窒化物そのものをターゲット材
料として高周波放電によりスパッタリングを行う方法が
用いられていた。

しかし、この様な金属窒化物ターゲットを用いた高周波
スパッタリング法においては、前記誘電体層を形成する
金属窒化膜の組成が前記金属窒化物ターゲットの組成か
らずれてしまうことが多く、前記金属窒化膜の組成比の
制御性が悪いので、著しく成膜率が低く実用性が悪かっ
た。

これに対して、前記不活性ガスに反応ガスとして例えば
Ｎ２ガスを混合し、前記金属窒化膜の構成金属元素（或
いは半金属元素）をターゲット材料として高周波放電に
よりスパッタリングを行う所謂反応性スパッタリング方
法が用いられるようになってきた。この様な反応性スパ
ッタリング方法では、前記金属窒化膜の組成や性質を制
御することができるので、金属窒化物ターゲットを用い
た上記スパッタリング方法に比べて成膜率を高くするこ
とができる。

一方、ハツチ式と称されているスパッタリング装置にお
いては、前記基板上への誘電体層、保護層、記録層等の
各層がそれぞれ成膜ごとに独立したスパッタリング装置
により行われるため、スパッタ室の開放は一回のスパッ
タリング毎に必要になることは当然のことながら、前記
基板ホルダーは前記各スパッタ室間の移送や前記各スパ
ッタ室内への取付けがその都度必要になる。このため、
スパッタリング工程以外に基板のセツティング時間が大
きくなり、生産性が上がらないという問題があった。

そこで、前記生産性の向上のために、複数のスパッタ室
を繋げて配置して、このスパッタ室間を連続あるいは間
欠して走行できる基板ホルダに基板を取りつけて薄膜を
形成する通過成膜方式のスパッタリング装置が採用され
ている。

前記通過成膜方式のスパッタリング装置は、それぞれ独
立した排気系を持つ複数の真空室を有しており、そのう
ち連続して設けられたスパッタ室で連続してスパッタが
行われる。連続して配置されたスパッタ室は開閉自在な
ゲートバルブにより連通して分けられている。そして、
基板ホルダはスパッタ室の上部に配列された搬送ロール
により適宜移動可能になっており、この基板ホルダの移
動タイミングにあわせてゲートバルブが開閉するように
構成されている。

なお、搬送ロールはスパッタ室外部からスパッタ室内部
へフィードスルーを介して駆動軸が導入されており、ス
パッタ室外部の駆動装置により回転されている。また、
必要に応じて基板を回転させる構成が採用されている。

［発明が解決しようとする課題１ このように、誘電体層や記録層、保護層等を連続で形成
する通過成膜方式のスパッタリング装置においては、誘
電体層を反応性スパッタにて形成する場合には、この誘
電体層を形成した後に、基板ホルダを次のスパッタ室に
すぐ移動させるようにすると、記録層を形成する次のス
パッタ室に反応性ガスが侵入してしまい、この反応性ガ
スが記録層を形成するためのターゲットと反応してその
表面が汚染されていまう、この結果、記録層の膜組成が
変わってしまい、磁気特性、電磁変換特性が低下する問
題がある。

一方、上述の不測の汚染を回避するために、反応性ガス
の排気を充分に行えばよいのであるが、従来のおいては
、排気の目安がどの程度で充分なのかはっきりしたもの
がなく、必要以上に排気を行う傾向にあり、そのために
時間が掛かってしまうために、基板を搬送しながら複数
の薄膜を短時間に形成できるスパッタリング方法のメリ
ットがなくなり生産性が大きく低下するという問題があ
った。

そこで本発明の課題は、反応性スパッタにて形成された
誘電体膜の上に高品質な記録層を形成でき、かつ生産性
を低下させない磁気記録媒体の製造方法を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記課題は、ターゲット材料を反応ガス雰囲気
中で放電により反応性スパッタし、基板ホルダに取り付
けられた基板上に化合物薄膜を成膜したのちに、前記反
応性スパッタを行ったスパッタ室に連続して設けられた
他のスパッタ室に前記基板ホルダを搬送して他の薄膜を
スパッタする連続スパッタリング方法を用いた光磁気記
録媒体の製造方法において、前記反応性スパッタを行う
スパッタ室と次のスパッタ室との間に、前記基板ホルダ
が通過可能な仕切り弁が設けられており、前記反応性ス
パッタをしたのちに、当該スパッタ室の反応性ガスの残
留ガスのうち反応性成分のガス分圧を２　Ｘ　１０−’
Ｔｏｒｒ以下になるまで排気した後に前記衣のスパッタ
室につながる前記仕切り弁を開き、前記基板ホルダを搬
送することを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法によ
り解決することができる。

［実施ａ様］ 以下、本発明の製造方法が適用されるスパッタリング装
置に基づいて本発明の一実施態様を説明する。

第１図は本発明が適用されるスパッタリング装置で、ブ
レナーマグネトロン構造のスパッタリング装置を示して
いる。

第１図に示すスパッタリング装置は、それぞれ独立した
排気系を持つ複数の真空室を有しており、そのうち連続
して設けられたスパッタ室１４．１５．１６．１７では
連続してスパッタが行われる。前記スパッタ室１４．１
５．１６．１７はゲートバルブ１８Ｌ　１８２゜１８３
により開閉可能に分けられている。搬送ロール１１０は
スパッタ室外部からスル・ツタ室内部へフィードスルー
を介して駆動軸が導入されておりスパッタ室外部の駆動
装置により回転されている。

そして、搬送経路を形成した前記搬送ロール１１０に案
内された基板ホルダ７０は、前記スパッタ室１４．１５
．１６．１７内に連続して適宜速度で移送される。

また、前記基板ホルダ７０のターンテーブル６０は、プ
ラスチック基板Ｃを保持し、その回転軸８０が図示しな
い駆動系により適宜回転される。

前記各スパッタ室の底部には、カソードが設けられてお
り、このカードは例えば前記入バッタ室１５では成膜材
料であるターゲット１０１及び磁石１２１等によりマグ
ネトロンスパッタカソード１３１が構成され、前記スパ
ッタ室１６においては、成膜材料であるターゲット１０
２及び磁石１２２等によりマグネトロンスパンタカソー
ド１３２が構成されている。また、前記ターゲット１０
１及び１０２の上方にはそれぞれシャンク１１５が設け
られており、このシャッタ１１５は、前記基板ホルダ７
０が前記ターゲット１０１及び１０２の上方に到達し、
所定のブリ・スパッタを行った後に開くように構成され
ている。

前記ターゲラ目０１は例えばＳｉ材料で構成され、前記
ターゲット１０２はＴｂＦｅＣｏ材料で構成されている
。

そして、上記の様に構成された前記スパッタリング装置
の各スパッタ室を図示しない真空ポンプにより真空排気
した後、例えば前記スパッタ室１５内に導入管１０７か
ら＾ｒガス及び１０８からＮ２ガスを導入し、ＳｔＮ膜
を基板上に形成した後に前記基板ホルダ７０を前記スパ
ッタ室１５に移動させる。ＳｉＮ膜のスルツタ工程では
前記ターゲット１０１にターゲット電源４１により適宜
スパッタパワーを印加させることによりスパッタリング
を行う。このとき、前記基板Ｃを保持した前記ターンテ
ーブル６０は、回転軸８０の上端のビニオン９０がスパ
ッタ室外部の駆動系にて回転されるギヤｌｉｔに歯合し
て適宜回転速度により回転される。

このようにして、前記ターゲット１０１のＳｉ材料がス
パッタされて、又、スパッタ室に導入されたＮ２ガスと
スパッタ粒子が反応し、回転中の前記基板Ｃ上に５ｉｓ
Ｌ膜が形成される。

本装置においては、質量分析計１１８により反応性ガス
であるＨｚガスの分圧をモニタしている。そして、前記
反応性スパッタが完了してから、前記ＮＺガスのガス分
圧が２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下になるまで排気管１
７１を介して排気する。この値まで排気したことを前記
質量分析計１１８により検出し、例えばこの検出信号を
制御部２０に送り、前記検出信号に基づいて前記ゲート
バルブ１８２を開き、前記基板ホルダ７０を次のスパッ
タ室Ｉ６に移動させる。

前記スパッタ室１６においては、５ｉｓＮａ膜の上に前
記ターゲット１０２をアルゴン雰囲気中にてスパッタし
て記録層を形成する。またその後に、スパッタ室１７に
おいて最上層の保護層を形成した後に、前記基板ホルダ
７０は更に搬送されて前記基板Ｃが外される。

このように、反応性スパッタをしたのちに、反応性ガス
の残留ガスのうち反応性成分のガス分圧が２　Ｘ　Ｉ　
０−７Ｔｏｒｒ以下になるまで排気した後に前記仕切り
弁を開き、前記基板ホルダを搬送するとこにより、記録
層を形成する次の前記スパッタ室１６に窒素ガスが侵入
することが回避され、又、侵入したとしてもこの反応性
ガスが記録層を形成するための前記ターゲット１０２と
反応するようなことが避けられる。この結果、記録層の
膜組成が変わるようなことが防止される。

また、上述の反応性ガスの排気を行って前記ゲートバル
ブ１８２を開くタイミングは、反応性ガスの分圧を目安
に行うので、必要以上の排気を行わなくともよく反応性
ガスによる品質低下防止が正確にでき、そのために排気
時間が６０秒程度と短くできに、間欠搬送によるこのス
パッタリング方法のメリットを充分発揮することができ
る。

尚、上記実施態様においては、基板上に５ｉＪａ膜を形
成する場合について述べたが、本発明はこれに限定する
ものではなく、他の誘電体膜を成膜する場合にも適用で
きることは勿論である。

また、スパッタリング装置の構成も上記実施態様のもの
に限らず、例えば、ターンテーブルの複数の基板を取り
つけて基板が公転するような構成やシャンクが無い構造
、スパッタ室がさらに多く設置された構成であってもよ
く、種々の構造のスパッタリング装置を用いることがで
きる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の光磁気記録媒体の製造方法
は、前記第一のスパッタ室にて前記反応性スパッタをし
たのちに、反応性ガスの残留ガスのうち反応性成分のガ
ス分圧が特定の値以下になるまで排気した後にゲートバ
ルブを開き、前記基板ホルダを搬送するとこにより、記
録層を形成する次のスパッタ室に反応性ガスが侵入する
ことが回避され、記録層の膜組成が変わるようなことが
防止される。

また、前記ゲートバルブを開くタイミングは、反応性ガ
スの分圧を目安に行うので、必要以上の排気を行わなく
ともよく反応性ガスによる品質低下防止だけでなく、排
気時間を可能のかぎり短くできに、間欠搬送によるこの
スパッタリング方法の生産性の特徴を発揮することがで
きる。

［実施例］ 以下、実施例により本発明の効果を更に明確にする。

第１図に示した形式のマグネトロンスパッタ装置を用い
て光磁気記録媒体の記録層を成膜した。

ターゲット１０１の直径は２００ｍｍとし、Ｓｉ材料で
構成した。

更に、プラスチック基板Ｃは直径１３０ａｍのプラスチ
ック・ディスクで構成し、前記ターゲット１０１と前記
プラスチック基板Ｃ間の距離は１３抛閘とした。

そして、まず第１層として、スパッタ室１５のガス圧力
をＩ　Ｘｌ０−ｂＴｏｒｒまで真空排気した後、Ａｒガ
スを１５０　ＳＣＣＭ、Ｎ２ガスを３５３ＣＣＭだけ真
空槽へ適宜導入し、ガス圧力を６　ｍＴｏｒｒとすると
共に、前記Ｓｉ材材料ターフッ１に放電パワー３ｋ１ｍ
を印加して直流放電により、膜厚９００人の窒化珪素膜
を前記基板Ｃに成膜した。

前記反応性スパッタが完了してから、前記Ｎ２ガスのガ
ス分圧が設定した値になるまで排気した後にゲートバル
ブ１８１を開き、前記基板ホルダ７０を次のスパッタ室
１６に搬送する。前記Ｎ２ガスのガス分圧は１．２　Ｘ
　１０−７Ｔｏｒｒから３．７　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ
の範囲にて変化させて成膜工程を行い複数のサンプルを
作成した。

なお、第２層をスパッタ室１６において形成するが、前
記スパッタ室１６のガス圧力をＩ　Ｘ　１Ｏ−ｈＴｏｒ
ｒまで脱ガス化した後、＾ｒガスを２００５ＣＣＭ適宜
導入し、ガス圧力を６　ｍＴｏｒｒとすると共に、直径
２００請−のＴｂｚｚＦｅｔｏＣｏｔ材料のターゲット
１０２に１．５ｋＨの放電パワーを適宜印加してスパッ
タを維持し、膜厚１０００人のＴｂＦｅＣｏ膜からなる
記録層を前記基板Ｃの窒化珪素膜に積層した。更に、前
記第１層と同じスパッタ条件で再び前記第２層の上に窒
化珪素膜を第３層として積層し、光磁気記録媒体の記録
層を成膜した。

この結果を第２図と第３図に示す。

第２図から判ることは、２　Ｘ　１０−７Ｔｏｒｒを境
にしてＮ２ガスのガス分圧の低下が浪、に遅くなり、排
気時間をかけた割に排気効果が少ないことがわかる。ま
た、第３図に各サンプルについてバイアス磁場特性測定
したところ、排気効果の境界ポイントである２　Ｘ　１
０−’Ｔｏｒｒの値に対応して、ディスク特性としては
充分な数値である３００エルステツドまで達しているこ
とが判る。

以上の結果から、本発明のスパッタリング方法によれば
、反応性ガスの分圧を２　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒを基準
にしてゲートバルブを開けるように操作すれば、排気時
間を必要最小限にでき、しかもバイアス磁気特性の安定
が保証されることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用した間欠搬送型のマグネト
ロンスパッタ装置の概略図、第２図は窒素ガスの分圧と
排気時間との関係を示すグラフ、第３図はバイアス磁場
特性と排気時間との関係を示すグラフである。 （図中符号） １４、１５．１６．１７・・・スバ、り室、４１．４２
・・・スパッタ電源、　６０・・・ターンテーブル、７
０・・・基板ホルダ、　　　　８０・・・回転軸、９０
・・・ピニオン、　　　　　　１０１．１０２・・・タ
ーゲント、１０７・・・Ａｒガスの導入管、　１０８・
・・Ｎ２ガスの導入管、１１０・・・搬送ロール、　　
１１１，１１２・・・ギヤ、１１５・・・シャンク、　
　　１１８・・・質量分析計、１２０・・・制御部、　
　　　　１２Ｌ１２２・・・磁石、１３１　、１３２・
・・カソード、　　１７０．１７１．１７２・・・排気
管、１８Ｌ　１８２．１８３・・・ケートバルブ。 （ばか３名） ２　涙潤Ｒべ屯田 ／、ヤＮ区Ｊ替；甜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ターゲット材料を反応ガス雰囲気中で放電により反応
   性スパッタし、基板ホルダに取り付けられた基板上に化
   合物薄膜を成膜したのちに、前記反応性スパッタを行っ
   たスパッタ室に連続して設けられた他のスパッタ室に前
   記基板ホルダを搬送して他の薄膜をスパッタする連続ス
   パッタリング方法を用いた光磁気記録媒体の製造方法に
   おいて、前記反応性スパッタを行うスパッタ室と次のス
   パッタ室との間に、前記基板ホルダが通過可能な仕切り
   弁が設けられており、前記反応性スパッタをしたのちに
   、当該スパッタ室の反応性ガスの残留ガスのうち反応性
   成分のガス分圧を２×１０＾−＾７Ｔｏｒｒ以下になる
   まで排気した後に前記次のスパッタ室につながる前記仕
   切り弁を開き、前記基板ホルダを搬送することを特徴と
   する光磁気記録媒体の製造方法。