JPH06180880A - 飽和磁気モーメントの補正方法及び光磁気記録膜の 製造方法 - Google Patents

飽和磁気モーメントの補正方法及び光磁気記録膜の 製造方法

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JPH06180880A
JPH06180880A JP4334569A JP33456992A JPH06180880A JP H06180880 A JPH06180880 A JP H06180880A JP 4334569 A JP4334569 A JP 4334569A JP 33456992 A JP33456992 A JP 33456992A JP H06180880 A JPH06180880 A JP H06180880A
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JP
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sputtering
magneto
optical recording
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gas
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JP4334569A
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Masaaki Satou
正聡 佐藤
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルゴンガスを含む真空雰囲気中で希土類金
属ターゲット及び遷移金属ターゲットからの多元スパッ
タリングにより光磁気記録膜を経時的に連続して複数枚
製造するときに生じる組成ずれに基づく飽和磁気モーメ
ントの目的値からのずれを補正する。 【構成】 真空チヤンバ10中のスパッタ源21、22
に希土類金属ターゲット及び遷移金属ターゲットを取付
け、回転できる基板ホルダ31の成膜される基板をセッ
トし、チャンバ10内を真空引きし、スパッタガスとし
て、ガス導入ポート41からArガスを導入するととも
に、ガス導入ポート42からN2 ガスを混入し、多元ス
パッタリングにより経時的に連続して複数枚の光磁気記
録膜を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光磁気記録膜の飽和
磁気モーメントの補正方法とこの飽和磁気モーメントを
補正した光磁気記録膜の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】近年、高密度で大容量、高い
アクセス速度、並びに高速度での記録・再生等の諸性能
を満足する光学的記録再生方法と、それに使用される記
録装置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力
がなされている。各種の光学的記録再生方法の中では、
光磁気記録再生方法は、情報を記録した後に消去するこ
とができ、消去した後に再び新たな情報を記録すること
が繰り返し可能であるというユニークな利点のために、
最も大きな魅力に満ちている。一般に、この光磁気記録
再生方法は垂直磁化膜の記録層とレーザービームを用い
て行われる。記録層の磁化の向きは、記録前に上向き又
は下向きの一方向に初期化される。記録は、直径1ミク
ロン程度に小さく絞ったレーザービームにより記録層の
一部をキュリー点近傍に昇温し記録磁界Hb を用いて反
対の向きの磁化を有するマークを形成する。情報は、こ
のマークの有無及び/又はマークの長さによって表現さ
れる。記録情報の再生は、記録層のカー回転角θk によ
るレーザービームの偏光を用いて行う。
【0003】この光磁気記録再生方法で使用される記録
媒体である光磁気記録膜については、記録層として垂直
磁気異方性を有する非晶質の希土類−遷移金属合金が知
られている。具体的な合金例としては、GdFe、GdCo、Gd
FeCo、TbFe、TbCo、TbFeCo、DyFe、DyFeCo、GdTbFe、Gd
TbFeCo、TbDyFeCo等が挙げられる。これらの記録膜を製
造する方法には、真空蒸着法、イオンプレーティング
法、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法
等の成膜方法がある。しかし、一般には、取り扱い易さ
からアルゴンガスを用いたスパッタリング法を用いてい
る。そして、アルゴンガスのイオン化の効率を上げるた
めに、ターゲットに磁石が内蔵されているスパッタ源を
用いたマグネトロンスパッタリング法が一般的である。
更にターゲットとして、希土類金属ターゲット及び遷移
金属ターゲットの複数のターゲットを用い、それぞれの
ターゲットに独立にパワーを投入する同時多元スパッタ
リング法が知られている。
【0004】しかしながら、前記のようなマグネトロン
スパッタリング法により同時多元スパッタリングを行っ
て光磁気記録膜を作製する場合には、次のような問題が
ある。すなわち、この多元スパッタリング法では希土類
金属ターゲット及び遷移金属ターゲットの2種類のター
ゲットを用いるため厚さ方向の組成ムラは比較的少ない
ものの、マグネトロンスパッタリング法を用いる場合に
は、特に遷移金属ターゲットの使用初期と後期ではター
ゲットの下にある磁石からの漏れ磁界が変化してスパッ
タリング効率が変わってしまい、結果的に希土類金属と
遷移金属の組成比が変わってしまうという欠点がある。
従って、成膜された光磁気記録膜には組成のずれに基づ
く飽和磁気モーメントの所定値からのずれが生じてしま
う。
【0005】一般にはこのような経時変化を補正するた
めに、それぞれのターゲットに投入するパワー比をその
都度変化させている。しかしながら、パワー比を計算し
て投入パワーをその都度設定し直すと言う繁雑さは避け
られず、電源の補正幅、精度の問題で組成が敏感なGd
FeCo等の場合には適していないという問題があっ
た。
【0006】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであり、従来法の欠点を解消し、マグネトロ
ンスパッタリング法による同時多元スパッタリングによ
り光磁気記録膜を作製するに際し、組成のずれに基づく
飽和磁気モーメントの所定の目的値からのずれをなくす
ことのできる補正方法と、この方法による光磁気記録膜
の製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、アルゴンガスを含む真空雰囲気
中で希土類金属及び遷移金属のターゲットの多元スパッ
タリングにより光磁気記録膜を経時的に連続して複数枚
製造するに際し、アルゴンガス中に窒素ガスを混入する
ことにより光磁気記録膜に生じる飽和磁気モーメントの
目的値からのずれを補正することを特徴とする飽和磁気
モーメントの補正方法と、この方法に基づいて光磁気記
録膜の製造方法を提供する。
【0008】また、この発明は、上記方法において一定
のスパッタリング時間毎に混入させる窒素ガスの量を変
えることや、アルゴンガス中に混入させる窒素ガスの量
を1%以下にすること、スパッタリングターゲットをGd
ターゲットとFeCo合金ターゲットとすること等を好まし
い態様としてもいる。
【0009】
【作用】この発明においては、アルゴンガスを含む真空
雰囲気中で希土類金属ターゲット及び遷移金属ターゲッ
トからの多元スパッタリングにより光磁気記録膜を経時
的に連続して複数枚製造するときに、スパッタリング中
のアルゴンガス中に窒素ガスを添加混入し、その量をコ
ントロールすることにより、ターゲットの経時変化によ
る成膜の組成ずれに基づく光磁気記録膜の飽和磁気モー
メントの目的値からのずれを効果的に補正することがで
きる。
【0010】この発明についてさらに詳しく説明する
と、まずこの発明において使用することのできるスパッ
タリング装置としては、その概略を図1に例示すること
ができる。この図1において、チャンバ(10)は、高
真空度まで真空引きできる真空チャンバである。チャン
バ(10)の中にはスパッタ源(21)、(22)があ
り、それぞれに希土類ターゲット及び遷移金属ターゲッ
トを取り付ける。基板ホルダ(31)には成膜される基
板がセットされ、回転もできる構造になっている。チャ
ンバ(10)が一定の真空度まで真空に引かれた後、ガ
ス導入ポート(41)からアルゴンガス、ポート(4
2)から窒素ガスを導入する。スパッタリングはアルゴ
ンガスのみの雰囲気、或いはアルゴンガスと窒素ガスの
混合雰囲気の中で、スパッタ源(21)、(22)に同
時に電力を投入して行う。組成はその投入パワーの比を
変えることによって行う。
【0011】一般に、前記したように、マグネトロンス
パッタリングによる希土類金属ターゲットと遷移金属タ
ーゲットの同時スパッタリング法では、長時間スパッタ
リングを続けると両者のターゲットが薄くなり、特に遷
移金属ターゲットの場合それ自体が磁性体であるのでこ
れを載置している磁石の漏れ磁界が初期に比べ大きくな
る。従って、初期に比べスパッタリングが進むにつれ遷
移金属元素が希土類金属より成膜量が多くなり、組成ず
れを起こし、結果的には初期の組成が遷移金属リッチで
あるか希土類金属リッチであるかによって飽和磁気モー
メントMsは、たとえば図2、或いは図3のように変化
する。飽和磁気モーメントMsは保磁力Hcとともに光
磁気特性を決定する非常に重要な物性のため、この変化
は好ましくない。
【0012】図4は、アルゴンガス中の窒素ガス量がG
dFeCo膜の飽和磁気モーメントMs(単位emu/
cc)にどのように影響を与えるかを示したものであ
る。この図4は遷移金属リッチの場合である。スパッタ
リング中の窒素の作用で遷移金属が増えたように見え
る。これは、窒素が主に希土類元素と反応し希土類元素
の磁性としての寄与を減らしたためである。
【0013】この図4からスパッタリング中のアルゴン
ガス中の窒素ガスの量をコントロールしてやることでタ
ーゲットの経時変化による成膜の組成ずれに基づく飽和
磁気モーメントの目的値からのずれを補正できることが
わかる。ただ、この窒素ガスの混入については、あまり
その量が多くなると膜の反射率が落ちたり、膜の構造が
変わったり、キュリー点等の磁気特性に影響を与えるた
め、これを適切に制御することが必要である。一般的に
は、窒素の量は、1%以下、更には0.5%以下が好ま
しい。
【0014】
【実施例】実施例1 4元のマグネトロンスパッタリング装置を用い、厚さ
1.2mm、直径130mmのディスク状溝付きポリカ
ーボネート基板を真空チャンバー内にセットした。真空
チャンバー内を一旦1×10-5Paまで排気した後、ス
パッタガス(ArガスにN2 を5%混入、ガス圧0.2
5Pa)を導入し、膜厚110nmのSiNを成膜し
た。続いてスパッタガス(Arガスのみ、ガス圧0.3
Pa)を導入し、TbターゲットとFeCo合金ターゲ
ットを用いて、膜厚20nmのTb21Fe71Co8 (添
え字は原子%を表す)を成膜した。その上にスパッタガ
ス(ArガスにN2 を5%混入、ガス圧0.25Pa)
を導入し50nmのSiNを成膜、スパッタガス(Ar
ガスにN2 を0.5%混入、ガス圧0.3Pa)を導入
しAlを60nm成膜した。成膜ロット200ロット毎
にTbFeCoのスパッタガスのみN2 混入量を0.1
%ずつ減少させた。
【0015】得られた記録膜ディスクに対して線速度1
5m/s、記録磁界250Oeの条件で1MHzの信号
の記録を行ったところ、最適記録パワーは表1のように
なった。これから、TbターゲットとFeCo合金ター
ゲットの経時変化による組成変化がアルゴンガス中の窒
素ガスでうまく補正されたことがわかる。比較例1 実施例1と同様の手順で磁気記録膜を作成した。但し、
成膜ロット毎の窒素量のコントロールは行わず、初期と
同じ条件で成膜した。
【0016】得られた記録膜ディスクに対して実施例1
と同様、線速度15m/s 、記録磁界250Oeの条件で
1MHzの信号の記録を行ったところ、最適記録パワー
は表1のようになった。記録パワーの変動が大きいこと
がわかる。
【0017】
【表1】
【0018】実施例2 実施例1と同じ4元のマグネトロンスパッタリング装置
を用い、厚さ1.2mm、直径300mmのディスク状
溝付きガラス基板を真空チャンバー内にセットした。真
空チャンバー内を一旦1×10-5Paまで排気した後、
スパッタガス(ArガスにN2 を5%混入、ガス圧2.
25Pa)を導入し、膜厚70nmのSiNを成膜し
た。続いてスパッタガス(ArガスにN2 を0.5%混
入、ガス圧0.3Pa)を導入し、GdターゲットとF
eCo合金ターゲットを用いて、保護膜の上に厚さ40
nmのGd23Fe67Co10(添え字は原子%を表す)か
らなる第1磁性層を成膜した。その上にスパッタガス
(ArガスにN2 を0.4%混入、ガス圧0.3Pa)
を導入し、DyターゲットとFeCo合金ターゲットを
用いて厚さ30nmのDy24Fe66Co10からなる第2
磁性層を成膜した。最後に再びSiNターゲットを用い
膜厚70nmの保護膜層を成膜した。こうして成膜した
各磁性層のキュリー温度は第1磁性層が310℃、第2
磁性層が155℃であった。
【0019】成膜ロット200ロット毎にGdFeCo
のスパッタガスのN2 混入量を0.1%ずつ減少させ、
成膜ロット300ロット毎にDyFeCoのスパッタガ
スのN2 混入量を0.1%ずつ減少させた。得られた記
録膜ディスクに対して線速度15m/s 、記録磁界250
Oeの条件で7.5MHzの信号の記録を行ったところ
1000ロットまでの記録パワーの変動が±2%以内で
なおかつどのディスクも再生時の信号のCN比が高く、
記録されたマークが必要な長さより短くなったり或いは
全くマークが形成されていないことが無くなり安定した
記録が行われた。
【0020】実施例3 実施例2と同様の手順で磁気記録膜を作製した。但し、
第1磁性層は厚さ40nmのGd23Fe69Co8 とし、
第2磁性層は厚さ40nmのTb27Fe66Co 7 、第1
磁性層のスパッタガスのN2 混入量は初期に0.5%、
第2磁性層のスパッタガスのN2 混入量は初期に0%と
した。
【0021】スパッタ時間5000W・hr(単位はス
パッタパワー×スパッタ時間)毎にGdFeCoのスパ
ッタガスのN2 混入量を0.11%ずつ減少させ、スパ
ッタ時間1000W・r毎にTbFeCoのスパッタガ
スのN2 混入量を0.1%ずつ増加させた。得られた記
録膜ディスクに対して線速度15m/s 、記録磁界250
Oeの条件で7.5MHzの信号の記録を行ったとこ
ろ、500ロットまでの記録パワーの変動が±2%以内
でなおかつどのディスクも再生時の信号のCN比が高
く、記録されたマークが必要な長さより短くなったり或
いは全くマークが形成されていないことが無くなり安定
した記録が行われた。
【0022】
【発明の効果】以上の通りこの発明により、ターゲット
の経時変化による飽和磁気モーメントの変化を補正する
ことができ、複数枚のディスクを作製してもいつも安定
した特性のディスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法に使用することのできるスパッ
タリング装置の概略図である。
【図2】同時スパッタリングにおける遷移金属リッチ膜
の一般的なターゲット経時変化による飽和磁気モーメン
トの変化の一例を示した図である。
【図3】同時スパッタリングにおける希土類金属リッチ
膜の一般的なターゲット経時変化による飽和磁気モーメ
ントの変化の一例を示した図である。
【図4】スパッタリング中の窒素量に対する飽和磁気モ
ーメントの変化の実験結果を例示した図である。
【符号の説明】
10 チャンバ 21 スパッタ源1 22 スパッタ源2 31 基板ホルダ 41 Arガス導入ポート 42 N2 ガス導入ポート

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルゴンガスを含む真空雰囲気中で希土
    類金属及び遷移金属のターッゲットの多元スパッタリン
    グにより光磁気記録膜を経時的に連続して複数枚製造す
    るに際し、前記アルゴンガス中に窒素ガスを混入するこ
    とにより光磁気記録膜に生じる飽和磁気モーメントの目
    的値からのずれを補正することを特徴とする飽和磁気モ
    ーメントの補正方法。
  2. 【請求項2】 アルゴンガスを含む真空雰囲気中で希土
    類金属及び遷移金属のターゲットの多元スパッタリング
    により光磁気記録膜を製造する方法において、前記アル
    ゴンガス中に窒素ガスを混入させることにより、前記記
    録膜を経時的に連続して複数枚製造したときに生じる飽
    和磁気モーメントの目的値からのずれを補正することを
    特徴とする光磁気記録膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 一定のスパッタリング時間毎に混入させ
    る窒素ガスの量を変えることを特徴とする請求項2記載
    の光磁気記録膜の製造方法。
  4. 【請求項4】 アルゴンガス中に混入させる窒素ガスの
    量を1%以下にすることを特徴とする請求項2又は3記
    載の光磁気記録膜の製造方法。
  5. 【請求項5】 スパッタリングターゲットがGdターゲッ
    トとFeCo合金ターゲットであることを特徴とする請求項
    2ないし4のいずれかに記載の光磁気記録膜の製造方
    法。
JP4334569A 1992-12-15 1992-12-15 飽和磁気モーメントの補正方法及び光磁気記録膜の 製造方法 Withdrawn JPH06180880A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004038717A1 (ja) * 2002-10-28 2004-05-06 Fujitsu Limited 光磁気記録媒体およびその形成方法

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