JPH0969460A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JPH0969460A
JPH0969460A JP22487095A JP22487095A JPH0969460A JP H0969460 A JPH0969460 A JP H0969460A JP 22487095 A JP22487095 A JP 22487095A JP 22487095 A JP22487095 A JP 22487095A JP H0969460 A JPH0969460 A JP H0969460A
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JP
Japan
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substrate
magnetic
magnetic field
recording medium
magnetic layer
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JP22487095A
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English (en)
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Isao Kobayashi
功 小林
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Kao Corp
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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円周方向に均一な静磁気特性をもつディスク
状磁気記録媒体を作製する。 【解決手段】 マグネトロンスパッタ装置のチャンバー
1内で、Co-Sm 系合金磁性層の成膜をする際に、基板
4を固定した基板ホルダー2の内側部材を回転して、基
板4を自転させながら成膜する。これにより、基板ホル
ダー2の外側部材に取り付けられた磁石5、6によっ
て、ターゲット7の裏側に位置するカソード3の磁石
8、9からの漏れ磁界の影響を打ち消し、磁界が成膜中
の磁性層に与える影響を特定の方向性を持たないものに
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
外部記録装置に使用される磁気ディスク等の磁気記録媒
体の製造方法に関し、特に、媒体全体に均一な高い保磁
力を有し高記録密度に対応できる磁気記録媒体の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の増大により、コンピュー
タの外部記録装置に用いられている磁気ディスクの大容
量化/高記録密度化が益々促進されている。一般に、線
記録密度と、磁気記録媒体の保磁力Hc、残留磁束密度
Br、磁性層膜厚tとの間には、次式の関係がある。
【0003】線記録密度∝Hc/(Br*t) 従って、記録密度を高めるためには、磁気記録媒体の保
磁力を高めることが必要とされる。このような磁気記録
媒体への高保磁力化の要求に応えるために、主に大きな
結晶磁気異方性を有するCo-Cr-Pt 系合金材料、Co-
Sm 系合金材料が検討されている。
【0004】Co-Cr-Pt 系合金材料としては、Co-C
r-Pt 、Co-Cr-Pt-Ta 、Co-Cr-Pt-B、Co-Ni-
Cr-Pt 等が用いられているが、非常に高価な貴金属で
あるPt を用いるために、コストの大幅な上昇は免れな
い。一方、Co-Sm 系合金の磁性層材料については、近
年様々な報告がなされており、その実用化が期待されて
いる。
【0005】例えば、特開平2−103717号公報、
特開平3−23513号公報、米国特許第5,344,
706号には、非磁性基板上に非磁性金属下地層を介し
てCo とSm とを含む合金磁性層を形成した高い保磁力
を有する磁気記録媒体、および、前記磁気記録媒体の製
造方法について開示されている。本願発明者らは、上記
文献を参考に各種の再現実験を行った。その結果、特定
の成膜条件において、上記文献に開示されているよう
な、Co-Sm 系合金の磁性層材料の優れた静磁気特性が
得られることを確認することができた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
合金磁性層の成膜には、マグネトロンスパッタ技術が常
用されている。これは、ターゲットの裏側に磁石を配置
し、ターゲット表面付近での電子のマグネトロン運動を
利用して、ドーナツ状の空間にプラズマを閉じ込めるこ
とにより、プラズマの密度を高め、効率的なスパッタリ
ングが行えるもので、成膜速度が速い、基板側へのダメ
ージが少ない、再現性がよい、などの利点を持ってい
る。
【0007】しかしながら、上記のような従来の磁気記
録媒体の製造方法に従い、マグネトロンスパッタ技術を
用いてCo-Sm 系合金の磁性層を作製すると、基板面内
において静磁気特性が不均一になる場合のあることが判
明した。種々の実験を試みたが、上記文献に開示された
条件のみでは、基板面内の静磁気特性の不均一さを抑え
て安定した製品を得ることができないという問題点があ
った。
【0008】鋭意実験を重ねた結果、基板面内において
静磁気特性が不均一になるのは、マグネトロン型カソー
ドからの漏れ磁界が基板表面へ影響を及ぼすためである
ことが判明した。図4(a)は、従来のマグネトロンス
パッタ装置に用いられているマグネトロン型カソードの
断面図、図4(b)はA−A矢視図である。ターゲット
7の裏側に位置するカソード3の中に、プラズマを閉じ
込めるための磁石8、9が設けられており、その構造
上、ターゲット7に対向させて固定される基板の半径方
向に漏れ磁界が生じてしまう。この漏れ磁界が成膜中の
合金に作用した部分では、磁化容易軸(c軸)が漏れ磁
界方向に向いてしまい、基板の半径方向に磁化容易方向
を持つようになると考えられる。殊に、Co-Sm 系合金
は磁界の存在に敏感であり、他の合金に比べその影響が
顕著である。
【0009】この結果、成膜後の基板全体では、任意の
半径位置において、磁化容易方向が円周方向の部分と半
径方向の部分とができてしまい、静磁気特性は不均一な
ものとなる。このような円周方向における不均一な特性
は、磁気記録媒体としての性能を著しく損ない、高密度
・大容量の磁気記録再生を実現する上での大きな障害と
なるものである。
【0010】本発明は、このような従来の問題点に鑑
み、円周方向において安定した静磁気特性を有する磁気
記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1に係
る発明では、非磁性基板上にCo とSm とを含有する磁
性層を成膜するに際し、前記基板の成膜面に水平な磁界
を印加し、該磁界と前記基板とを前記基板の中央部を中
心として相対的に回転させることを特徴とする。
【0012】これにより、Co-Sm 系合金磁性層成膜時
に、カソードからの漏れ磁界の影響を排除できる。ま
た、請求項2に係る発明では、前記磁界は、前記基板の
中央部を中心とした、半径方向の相互に対象な位置に配
置された磁石によるものであることを特徴とする。
【0013】これにより、簡便な方法で安定した磁界を
基板の成膜面の水平方向に印加することができる。ま
た、請求項3に係る発明では、前記基板が自転すること
により、前記基板に対する前記磁界の相対的な方向が常
に変化することを特徴とする。これにより、基板に対す
る磁界の相対的な方向を連続して変化させることが容易
にできる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施例
である磁気記録媒体の製造方法に用いるマグネトロンス
パッタ装置の模式図である。チャンバー1内には、基板
ホルダー2(陽極)に対向させてカソード3(陰極)が
設けられている。
【0015】図2は、基板ホルダー2の平面図である。
基板ホルダー2は、同心円状に設けられた内側部材2a
と外側部材2bとからなる。内側部材2aには基板4が
固定されており、内側部材2aは外側部材2bから独立
して基板4をR矢印方向に自転させることができる構造
としてある。また、外側部材2bには、基板4を挟むよ
うに磁石5、6が取付けられている。
【0016】図1のカソード3の上面には、Co-Sm 系
合金のターゲット7が固定されており、そのターゲット
7の背面に位置するように磁石8、9が設けられてい
る。基板ホルダー2の外側部材2bに取付けられた磁石
5、6による磁界は、ターゲット7背面の磁石8、9か
ら基板4に影響を与える漏れ磁界よりも十分に大きいも
のである。
【0017】磁性層の成膜にあたっては、まず、真空に
なったチャンバー1内にAr ガスが導入されて所定の圧
力に維持される。次に、電極間に放電が起こされるとA
r プラズマが形成され、磁石8、9による磁界によっ
て、ドーナツ状の空間に閉じ込められる。そして、プラ
ズマ中のAr イオンが加速されてターゲット7に衝突す
ることにより、成膜材料のCo-Sm 系合金がスパッタ蒸
発し、基板4の成膜面に付着して、膜が形成される。
【0018】ここで、基板4を固定した基板ホルダー2
の内側部材2aを回転し、基板4を自転させながら成膜
することにより、カソード3の磁石8、9による漏れ磁
界の影響を、基板ホルダー2の外側部材2bに取り付け
られた磁石5、6によって打ち消すことができる。即
ち、磁石5、6による磁界は十分に大きく、かつ、その
方向は基板4に対して常に変化するので、磁界が成膜中
の磁性層に与える影響は特定の方向性を持たないものに
なる。これにより、円周方向における静磁気特性の均一
なCo-Sm 系合金磁性層をもつ磁気記録媒体が安定して
作製できる。
【0019】尚、上述した装置では、基板ホルダー2の
外側部材2bに固定された磁石5、6の間で、基板4が
自転することにより、基板4に対する磁界の方向が相対
的に変化する構成としたが、基板4を固定し、その周囲
を磁石5、6が公転する構成としても同様である。ま
た、磁石5、6は永久磁石でも、電磁石でもよい。
【0020】
【実施例】本発明の製造方法を用いて作製した磁気記録
媒体の例を以下に説明する。基板は、表面粗さRaが0.
5 〜1.0nm である、2.5 インチ径のアモルファスカーボ
ン基板を用いた。このアモルファスカーボン基板を精密
洗浄後、上述したマグネトロンスパッタ装置を用いて、
順次成膜を行った。
【0021】磁性層中の各種金属の組成は、5インチ径
のCo ターゲット上に5×5×1mmのその他の金属のチ
ップを載せ、その数を増減させることにより制御した。
各サンプルの成膜条件は以下の通り。 〔実施例1〕 (1)第1下地層 材料:Ti 、 基板温度:室温、 Ar ガス圧:5mTor
r 、基板バイアス電圧:0V 、 膜厚:50nm (2)第2下地層 材料:Cr 、 基板温度:室温、 Ar ガス圧:5mTor
r 基板バイアス電圧:0V 、 膜厚:50nm (3)磁性層 材料:Co-Sm(21.2at%) 、 基板温度:室温、 Ar
ガス圧:5mTorr 基板バイアス電圧:0V 、 膜厚:30nm (4)中間層 材料:Cr 、 基板温度:室温、 Ar ガス圧:5mTor
r 基板バイアス電圧:0V 、 膜厚:7nm (5)保護層 材料:アモルファスカーボン、 基板温度:室温、 A
r ガス圧:5mTorr 基板バイアス電圧:0V 、 膜厚:10nm 〔実施例2〕磁性層の組成をCo-Sm(19.5at%)-Cr(1.
8 at%) とした以外は、実施例1と同様の条件で作製し
た。 〔実施例3〕磁性層の組成をCo-Sm(20.9at%)-Ce(0.
8 at%) とした以外は、実施例1と同様の条件で作製し
た。 〔比較例1〕従来のマグネトロンスパッタ装置(漏れ磁
界が基板の半径方向に作用)を用い、その他は実施例1
と同様の条件で作製した。 〔比較例2〕磁性層をCo-Cr(14at%)-Ta(4at%) 、
基板温度を300 ℃とした以外は、比較例1と同様の条件
で作製した。 〔比較例3〕磁性層をCo-Cr(12at%)-Pt(10at%) 、
基板温度を200 ℃とした以外は、比較例1と同様の条件
で作製した。
【0022】上記の膜組成は、いずれも磁性層のみをス
ライドガラス上に成膜したものを、ICP(Inductivel
y coupled plasma:誘導結合プラズマ)によって分析し
て得た値である。保護層形成後、バーニッシュを行い、
続いて潤滑剤AM2001(アオジモント社製)を膜厚
2nm塗布し、各サンプルを得た。膜構造を図3に示す。
【0023】得られた各サンプルについて、VSM(振
動試料型磁力計)を用い、基板半径23mm付近の4点(中
心角θ=0,90,180,270°付近)において円
周方向の静磁気特性(保磁力Hc)の測定を行い、その
結果を比較した。各サンプルの磁性層膜組成、保磁力H
cの平均値および最大値と最小値との差を表1に示す。
【0024】
【表1】 実施例1と比較例1とは同じ組成であるにもかかわら
ず、その円周方向の保磁力Hcの最大値と最小値との差
は大きく異なっており、本発明の製造方法を用いた実施
例1のサンプルでは均一な静磁気特性をもつものが得ら
れている。これは、明らかに磁性層成膜時の磁界の影響
によるものである。
【0025】また、実施例2および実施例3でも、均一
な静磁気特性をもつサンプルが得られている。この結果
より、本発明の製造方法が、Co-Sm 合金に第3の元素
を添加した3元系合金磁性層においても有効であること
が確認された。比較例2および比較例3は、従来のマグ
ネトロンスパッタ装置を用いた成膜でも円周方向の保磁
力Hcに良好な均一性が得られている。比較例1の結果
を考慮すると、漏れ磁界の影響を強く受けるCo-Sm 等
の材料と、Co-Cr-Ta やCo-Cr-Pt 等の、漏れ磁界
の影響を受けない材料とがあるものと推察される。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る発
明によれば、マグネトロンスパッタ装置のカソードから
の漏れ磁界が磁性層成膜時にCo-Sm 系合金に与える影
響を排除し、周方向に均一な静磁気特性を持つ磁気記録
媒体を安定して製造できるという効果がある。
【0027】また、請求項2に係る発明によれば、基板
の中央を中心とした相互に対象な位置に磁石を配置する
という比較的簡便な方法によって、基板の成膜面の水平
方向に磁界を印加し、カソードからの漏れ磁界の影響を
排除することができるという効果がある。また、請求項
3に係る発明では、基板が自転して、基板に対する磁界
の相対的な方向を連続して変化させることで、カソード
からの漏れ磁界の影響を排除し、周方向に均一な静磁気
特性を持つ磁気記録媒体を容易に製造できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である磁気記録媒体の製造
方法に用いるマグネトロンスパッタ装置の模式図
【図2】 基板ホルダーの平面図
【図3】 実施例の膜構造を示す図。
【図4】 従来のマグネトロン型カソードの概略断面図
とA−A矢視図
【符号の説明】
1 チャンバー 2 基板ホルダー 2a 内側部材 2b 外側部材 3 カソード 4 基板 5 磁石 6 磁石 7 ターゲット 8 磁石 9 磁石

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板上にCo とSm とを含有する
    磁性層を成膜するに際し、前記基板の成膜する面に水平
    な磁界を印加し、該磁界と前記基板とを前記基板の中央
    部を中心として相対的に回転させることを特徴とする磁
    気記録媒体の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記磁界は、前記基板の中央部を中心と
    した、半径方向の相互に対称な位置に配置された磁石に
    よるものであることを特徴とする請求項1記載の磁気記
    録媒体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記基板が自転することにより、前記基
    板に対する前記磁界の相対的な方向が常に変化すること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の磁気記録媒
    体の製造方法。
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