JPH06180881A - 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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JPH06180881A
JPH06180881A JP4334704A JP33470492A JPH06180881A JP H06180881 A JPH06180881 A JP H06180881A JP 4334704 A JP4334704 A JP 4334704A JP 33470492 A JP33470492 A JP 33470492A JP H06180881 A JPH06180881 A JP H06180881A
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JP
Japan
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magneto
optical recording
sputtering
magnetic moment
gas
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JP4334704A
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Masaaki Satou
正聡 佐藤
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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−遷移金属からなる合金ターゲットのスパッタリング
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−遷移金属からなる合金ターゲットを取付
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、飽和磁
気モーメントの目的値からのずれを補正する。

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】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
生装置及び記録と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。
【0003】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。
【0004】この光磁気記録再生方法で使用される記録
媒体の光磁気記録膜としては、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、GdFeCo、TbFe、TbCo、
TbFeCo、DyFe、DyFeCo、GdTbFe、GdTbFeCo、TbDyFeCo等
が挙げられる。これらの光磁気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−遷移金属からなる合金ターゲット
を用いたパッタリング法が知られている。
【0005】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おいて合金ターゲットを用いる場合
には、厚さ方向に組成ムラが生じるという欠点がある。
従って、ターゲットの使用初期での成膜組成と、使用中
にターゲットが消耗し薄くなった場合での成膜組成では
差が出てしまうことがある。このような成膜組成の差は
膜の保持力、飽和磁気モーメントの差として現れ、記録
膜の記録特性に著しい差を生じてしまう。
【0006】一般にはこのような経時変化を補正するた
めに、スパッタリング条件(スパッタガス圧、スパッタ
パワー)をその都度変えていたが、補正幅が小さく、特
に組成敏感なGdFeCoには向かないという問題があ
った。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、従来技術の欠点を解消し、マグネトロンス
パッタリング法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目的値からの
ずれをなくすことのできる方法と、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−遷移金属からなる合金ターゲットのス
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方法並びに飽和磁気モ
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、この方法に基づく
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ごとに混入させる窒素ガスの量を
変えること、アルゴンガスに混入させる窒素ガスの量を
1%以下にし、なお、更に、スパッタリングターゲット
をGdFeCo合金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−遷移金属からなる合金ターゲッ
ト殻の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(1
0)の中にはスパッタ源(21)、(22)があり、合
金ターゲットを取り付けることができる。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(42)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。
【0011】一般に、前記下通り、合金ターゲットを長
時間スパッタリングを行うと、合金ターゲットの厚さ方
向の組成ムラのために、成膜された膜の飽和磁気モーメ
ントMsは、たとえば図2、或いは図3のように変化す
る。この図2、図3はGdFeCoを500Wで成膜し
続けた場合の飽和磁気モーメントMsの変化を示してい
る。飽和磁気モーメントは保磁力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。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。
【0013】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明について説明する。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のみ、ガス圧0.3P
a)を導入し、TbFeCo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
2 を5%混入、ガス圧0.25Pa)を導入し50n
mのSiNを成膜、スパッタガス(Arのみ、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
2 混入量を0.1%ずつ増加させた。
【0014】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と同様の手順で光磁気記録膜を作製した。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。
【0015】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、最的記録パワー
は表1のようになった。これから、記録パワーの変動が
大きいことがわかる。
【0016】
【表1】
【0017】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ガスのみ、ガス圧0.3
Pa)を導入し、GdFeCo合金ターゲットを用い
て、保護膜の上に厚さ40nmのGd 23Fe62Co
15(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ガスのみ、ガス圧
0.3Pa)を導入し、DyFeCo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340℃、第2
磁性層が155℃であった。
【0018】成膜ロット100ロット毎にGdFeCo
のスパッタガスのN2 混入量を0.11%ずつ増加さ
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2
50Oe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。
【0019】実施例3 実施例2と同様の手順で記録膜を作製した。但し、第1
磁性層は厚さ40nmのGd23Fe54Co23とし、第2
磁性層は厚さ40nmのTb22Fe78、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。
【0020】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・hr毎にTbFeのスパッタガスの
2 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400Oe
の条件で7.5MHzの信号の記録を行ったところ、1
000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。
【0021】
【発明の効果】以上の通りこの発明により、ターゲット
の経時変化による光磁気記録膜の飽和磁気モーメントの
変化を補正することができ、経時的に複数枚のディスク
光磁気記録膜を作製しても常に特性の安定したディスク
光磁気記録膜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】一般的な合金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】一般的な合金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】スパッタガス中の窒素量に対する飽和磁気モー
メントの変化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−遷移金属合金ターッゲットのスパッタリングに
    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、光磁気記録膜に生じる前記アルゴンガス中に窒素
    ガスを混入することにより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−遷移金属合金ターゲットの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GdFeCo合金
    ターゲットであることを特徴とする請求項2なしい4の
    いずれかに記載の光磁気記録膜の製造方法。
JP4334704A 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 JPH06180881A (ja)

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