JPH0860354A

JPH0860354A - スパッタリング装置および磁気ディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0860354A
Application number: JP19956394A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Nogawa; 典和野川
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】エラーの少ない磁気ディスクを効率良く生産
するスパッタリング装置および磁気ディスクの製造方法
を提供する。【構成】バッキングプレート、ターゲット材、アース
シールド及び／又はチムニー、基板及びこれらを収容す
る真空室から主として構成され、ターゲット材と基板と
の間に電圧を印加して基板表面に薄膜を形成するスパッ
タリング装置および該装置を用いた磁気ディスクの製造
方法において、少くともアースシールド及び／又はチム
ニーの表面でターゲット材に面する部分の表面平均粗さ
（Ｒａ）が５μｍ以上に成されていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング装置お
よび磁気ディスクの製造方法に関するものであり、詳し
くは、欠陥（エラー）の発生を軽減して生産性を高めた
スパッタリング装置および当該装置を使用した高品質の
磁気ディスクの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング装置は、バッキングプレ
ート、その上面に装置されたターゲット材、ターゲット
材の上方に配置された基板、これらを収容する真空室か
ら主として構成され、ターゲット材と基板との間に電圧
を印加して基板表面に薄膜を形成する装置である。すな
わち、真空室内を低圧のＡｒ雰囲気とし、ターゲット材
と基板との間に電圧を印加した場合、ターゲット材の表
面から電子が飛び出し、これによりＡｒガスがイオン化
されてターゲット材に衝突し、その結果、ターゲット物
質がスパッタリングされて基板の表面に薄膜が形成され
る。従って、スパッタリング装置は、例えば、磁気ディ
スクの製造方法に使用される。

【０００３】特に、バッキングプレートの下部にマグネ
トロンカソードを配置したマグネトロンスパッタリング
装置は、スパッタリング効率が高いため、磁気ディスク
の製造方法に好適に使用される。すなわち、マグネトロ
ンカソードは、内側磁極と、これを取り囲んで配置され
た外側磁極とから成り、これらの両磁極にて生成される
漏洩磁場により、電子の捕捉効率が向上してＡｒのイオ
ン化が促進されるため、内側磁極から外側磁極の近傍の
両極上に位置する様に配置されたターゲット材のスパッ
タリング効率が高められる。

【０００４】そして、何れのスパッタリング装置におい
ても、ターゲット材の近傍には、通常、イオン衝撃を制
御してターゲット材のみがスパッタリングされる様にす
るため、アースシールドが配置されている。また、アー
スシールドの上方には、ターケット材の拡散防止のため
に、チムニーが配置されることもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このチムニ
ーとアースシールドの表面は、スパッタリング時間の経
過と共に不可避的にターゲット材の金属膜が形成され
る。斯かる現象は、特に、マグネトロンスパッタリング
装置において顕著であり、同装置においてコバルト系合
金及びカーボンより成るターゲット材を使用した場合は
一層顕著である。

【０００６】ところが、バッキングプレートには、冷却
手段が備えられているが、チムニーとアースシールドの
表面温度は、加熱室で例えば２００℃程度の高温に加熱
して真空室に搬入される基板からの輻射熱により、高温
度となる。従って、上記の不可避的に形成された金属膜
は、スパッタリング装置の停止時を含めると激しい温度
変化を受けることになり、その結果、チムニー又はアー
スシールド等の母材との熱膨張率の差異に基づき、上記
の金属膜に亀裂が生じ、表面に形成された金属膜が剥離
して微細粒子となり、一部がターゲット材と一緒に基板
に付着し、磁気ディスクの欠陥（エラー）の原因とな
る。

【０００７】本発明は、斯かる実情に鑑みなされたもの
であり、その目的は、エラーの少ない磁気ディスクを効
率良く生産するスパッタリング装置および当該装置を使
用した工業的有利な磁気ディスクの製造方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の要旨は、バッキングプレート、その上面に配置された
ターゲット材、ターゲット材の近傍に配置されたアース
シールド、ターゲット材の上方に配置された基板、これ
らを収容する真空室から主として構成され、ターゲット
材と基板との間に電圧を印加して基板表面に薄膜を形成
するスパッタリング装置において、少くともアースシー
ルドがターゲット材に面する部分の表面平均粗さ（Ｒ
ａ）が５μｍ以上に成されていることを特徴とするスパ
ッタリング装置、に存する。

【０００９】そして、本発明の第２の要旨は、バッキン
グプレート、その上面に配置されたターゲット材、ター
ゲット材の近傍に配置されたチムニー及びアースシール
ド、ターゲット材の上方に配置された基板、これらを収
容する真空室から主として構成され、ターゲット材と基
板との間に電圧を印加して基板表面に薄膜を形成するス
パッタリング装置において、少くとも、チムニーの表面
でターゲット材に面する部分の表面平均粗さ（Ｒａ）が
５μｍ以上に成されていることを特徴とするスパッタリ
ング装置、に存する。

【００１０】更に、本発明の第３の要旨は、基板上に、
順次、下地層、磁性層、保護層を形成して磁気ディスク
を製造するに当たり、少なくとも磁性層及び保護層を形
成する際、上記のスパッタリング装置を使用することを
特徴とする磁気ディスクの製造方法、に存する。

【００１１】以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に
説明する。図１は、本発明のスパッタリング装置の一例
の要部の説明図、図２は、本発明のスパッタリング装置
の一例の他の要部の説明図、図３は、本発明のスパッタ
リング装置の一例の部分説明図である。

【００１２】先ず、スパッタリング装置について説明す
る。本発明のスパッタリング装置の基本的構成は、従来
公知のスパッタリング装置と同一であり、バッキングプ
レート１、その上面に配置されたターゲット２、ターゲ
ット２の近傍に配置されたチムニー３、アースシールド
４、ターゲット材２の上方に配置された基板５、これら
を収容する真空室６から主として構成される。そして、
ターゲット材２と基板５との間に適宜の手段にて電圧が
印加される。

【００１３】バッキングプレート１は、通常、銅にて構
成され、例えば、内部に冷却水を通す等の手段によって
冷却される。また、チムニー３及びアースシールド４
は、通常、ステンレス等で構成される。

【００１４】図示したスパッタリング装置は、バッキン
グプレート１の下部にマグネットロンカソードを配置し
て成るマグネットロンスパッタリング装置である。マグ
ネットロンカソードは、内側磁極７と、これを取り囲ん
で配置された外側磁極８とから成る。内側磁極７と外側
磁極８の底部は、通常、軟銅などの軟磁性体から成る磁
気ヨーク９で結合されている。

【００１５】本発明のスパッタリング装置の特徴は、少
くとも、アースシールド又はチムニーの表面でターゲッ
ト材に面する部分（以下領域３，領域４と称す）の表面
平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ以上に成されている点にある
が、アースシールドとチムニーの両方の領域について、
表面平均粗さ（Ｒａ）を５μｍ以上とすることが好まし
い。領域３及び／又は領域４の表面平均粗さ（Ｒａ）
は、好ましくは５〜８０μｍ、更に好ましくは５〜３０
μｍである。本発明において、アースシールド及び／又
はチムニーの表面でターゲット材に面する部分とは、ア
ースシールド及び／又はチムニーの表面で、ターゲット
材の金属膜が主体的に形成される部分を示す。また、ア
ースシールド及び／又はチムニーの全表面について、表
面平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ以上となるようにしてもよ
い。斯かる表面粗さを有する領域３及び／又は領域４
は、例えば、表面ブラスト処理により表面を粗面化する
方法、粗面化した金属板を貼り合わせる方法などによっ
て容易に実現することが出来る。

【００１６】領域３及び／又は領域４の表面平均粗さ
（Ｒａ）が５μｍ以上に成されていることにより、スパ
ッタリング時間の経過と共に領域３及び／又は領域４の
表面に不可避的に形成されるターゲット材２の金属膜が
強固に付着する。その結果、アースシールドやチムニー
等の母体との膨張率の差異に基づき上記の金属膜に亀裂
が生じることに起因する金属膜の剥離が防止されて磁気
ディスクの欠陥（エラー）の発生が抑止される。領域３
及び／又は領域４の表面平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ未満
では、金属膜の剥離防止効果が充分ではない。

【００１７】次に、磁気ディスクの製造方法について説
明する。本発明の磁気ディスクの製造方法は、スパッタ
リング装置を使用して磁性層の薄膜を形成する点を除
き、従来の製造方法と同一である。すなわち、基板５上
に、順次、下地層、磁性層、保護層を形成して磁気ディ
スクを製造する。

【００１８】基板４としては、サブストレイトと呼ばれ
る市販の基板、すなわち、Ａｌ−Ｍｇ合金基板の表面に
Ｎｉ−Ｐの無電解メッキの第１次下地膜を設け更に当該
下地膜に鏡面加工（ポリッシュ加工）を施した下地膜形
成基板が好適に使用される。その他、銅、チタン、ガラ
ス、セラミック、カーボン、シリコン等の材料で構成さ
れた基板を使用することも出来る。通常、基板４は、デ
ィスク形状に加工され、また、基板自体の厚さは約１〜
３ｍｍ、第１次下地膜の厚さは約５〜２０μｍである。

【００１９】基板４は、常法に従い、テキスチャー加工
などを行った後、使用に供される。テキスチャー加工
は、下地膜の鏡面に極めて微小な条痕パターン（溝）や
凹凸を付与するために行われる機械加工である。また、
必要に応じ、テキスチャー加工後にバリやカエリ等を除
去するための仕上げ加工として化学エッチング又は電解
エッチング（電解研磨）処理を行うことも出来る。これ
らの加工により、磁気ディスクと磁気ヘッドとの吸着が
防止され、コンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）特性
が改良され、磁気異方性が改良される。

【００２０】第２次下地層は、従来公知の非磁性下地層
でよく、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等で形成することが
出来る。そして、Ｃｒ又はＴｉは、通常、これらの結晶
性を損なわない範囲において、例えば、数原子％の範囲
でＳｉ、Ｖ、Ｃｕ等を含有する合金であってもよい。本
発明においては、特に、Ｃｒ系の下地層が好適である。
第２次下地層の厚さは、通常、５０〜２０００Åであ
る。

【００２１】磁性層は、例えば、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎ
ｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｘ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｘ、Ｃｏ−Ｗ−Ｘ等
で表されるＣｏ系合金で形成される。ここで、Ｘは、Ｌ
ｉ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｓ、Ｙ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ等から任意に選ばれる金
属元素を表す。通常、磁性層の厚さは、２００〜２５０
０Åとされる。

【００２２】保護層は、従来公知の非磁性保護層でよ
く、例えば、Ｃ、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等で形成すること
が出来る。特に、Ｃ保護層が好適であり、ダイヤモンド
状、グラファイト状、アモルファス状のカーボンターゲ
ット材が使用される。保護層の厚さは、通常、１００〜
１０００Åとされる。

【００２３】本発明においては、必要に応じ、保護層の
表面に潤滑層を形成することも出来る。潤滑剤として
は、パーフロロポリエーテル等の弗素系液体潤滑剤、脂
肪酸などの固体潤滑剤が使用される。潤滑層の厚さは、
通常、５〜１００Åとされる。

【００２４】本発明の磁気ディスクの製造方法において
は、前述のスパッタリング装置を使用して少なくとも磁
性層を形成するが、通常は、第２次下地層および保護層
の形成にも前述のスパッタリング装置が使用される。ス
パッタリング法としては、通常、直流マグネトロンスパ
ッタリング法が採用されるが、交流マグネットロンスパ
ッタリング法も採用し得る。また、バイアススパッタリ
ング法を採用することも出来る。

【００２５】スパッタリング装置に導入されるガスとし
ては、通常、Ａｒが使用されるが、その他の希ガスを使
用することも出来る。スパッタリング装置内の真空度
は、通常５×１０^-4〜２×１０^-2、好ましくは１×１
０^-3〜１×１０^-2Ｔｏｒｒとされ、基板温度は、通常
１５０℃以上、好ましくは２００〜３００℃とされる。
なお、ターゲット材には、前述の各層毎に準備されたタ
ーゲット材が使用される。

【００２６】

【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００２７】実施例１スパッタリング装置としては、真空室に複数基のマグネ
トロンカソードを配置したスルータイプ直流マグネトロ
ンスパッタリング装置を使用した。そして、各チムニー
及びアースシールド上面に各層毎に準備されたターゲッ
ト材を配置し、チムニーの表面でターゲット材に面する
部分とアースシールドの全表面に、表面平均粗さ（Ｒ
ａ）が５〜３０μｍとなるように粗面加工をしたアルミ
ニウム板を使用した。

【００２８】基板としては、Ａｌ−Ｍｇ合金基板の表面
にＮｉ−Ｐの無電解メッキの第１次下地膜を設け更に当
該下地膜に鏡面加工（ポリッシュ加工）を施した下地膜
形成基板であって、テキスチャー加工により同心円状に
表面を微細に研削してＲａ（中心腺平均粗さ）約８０Å
に仕上げた基板を使用した。

【００２９】加熱室において約２５０℃に加熱された基
板をスパッタリング装置に連続的に供給し、ターゲット
材の上部を水平方向に移動させながら、順次、１０００
ÅのＣｒ第２次下地層、５００ÅのＣｏＣｒ₁₂Ｔａ₂磁
性層、４００Åの炭素保護層を形成した。スパッタリン
グ装置内の真空度は２×１０^-3Ｔｏｒｒとし、導入ガス
はＡｒを使用した。運転と停止を繰り返しながら、一週
間に亘る磁気ディスクの製造を行った結果、磁気ディス
クの欠陥（エラー）の増加は顕著におさえられた。

【００３０】比較例１実施例１において、チムニーの表面でターゲット材に面
する部分とアースシールドの全表面の表面平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．４〜０．５μｍのＳＵＳ板に変更したこと以
外は、実施例１と同様に操作して２０日間に亘る磁気デ
ィスクの製造を行った。実施例１と比較例１で製造した
磁気ディスクについて時間当たりのエラー増加率を図４
に示した。

【００３１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、チムニー
及びアースシールドを粗面化すると言う簡単な手段によ
り、磁気ディスクの欠陥（エラー）の発生を軽減して生
産性を高めたスパッタリング装置が提供される。従っ
て、本発明によれば、工業的有利に高品質の磁気ディス
クを製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリング装置の一例の要部の説
明図である。

【図２】本発明のスパッタリング装置の一例の他の要部
の説明図である。

【図３】本発明のスパッタリング装置の一例の部分説明
図である。

【図４】実施例及び比較例で得られた磁気ディスクの時
間当たりのエラー増加率を示す図である。

【符号の説明】

１：バッキングプレート２：ターゲット材３：アースシールド４：チムニー５：基板６：真空室７：内側磁極８：外側磁極９：磁気ヨーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッキングプレート、その上面に配置さ
れたターゲット材、ターゲット材の近傍に配置されたア
ースシールド、ターゲット材の上方に配置された基板、
これらを収容する真空室から主として構成され、ターゲ
ット材と基板との間に電圧を印加して基板表面に薄膜を
形成するスパッタリング装置において、少くとも、アー
スシールドの表面でターゲット材に面する部分の表面平
均粗さ（Ｒａ）が５μｍ以上に成されていることを特徴
とするスパッタリング装置。
【請求項２】スパッタリング装置が、アースシールド
の上方にチムニーを有し、少くとも、チムニーの表面で
ターゲット材に面する部分の表面平均粗さ（Ｒａ）が５
μｍ以上に成されている請求項１に記載のスパッタリン
グ装置。
【請求項３】バッキングプレート、その上面に配置さ
れたターゲット材、ターゲット材の近傍に配置されたチ
ムニー及びアースシールド、ターゲット材の上方に配置
された基板、これらを収容する真空室から主として構成
され、ターゲット材と基板との間に電圧を印加して基板
表面に薄膜を形成するスパッタリング装置において、少
くとも、チムニーの表面でターゲット材に面する部分の
表面平均粗さ（Ｒａ）が５μｍ以上に成されていること
を特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】バッキングプレートの下部にマグネトロ
ンカソードを配置して成る請求項１〜３の何れかに記載
のスパッタリング装置。
【請求項５】ターゲット材がＣｏ系合金より成る請求
項１〜４の何れかに記載のスパッタリング装置。
【請求項６】基板上に、順次、下地層、磁性層、保護
層を形成して磁気ディスクを製造するに当たり、少なく
とも磁性層及び保護層を形成する際、請求項１〜５の何
れかに記載のスパッタリング装置を使用することを特徴
とする磁気ディスクの製造方法。