JPS619837A - 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］ 本発明はコンピュータのメモリ装置等に用いられる磁気
ディスク等の磁気記録媒体を製造する方法に関する。

［従来の技術］ 近年、コンピュータの小型化や処理能力の増大化に伴い
、外部メモリ装置の記憶容量を更に増大させることが要
求されてきている。この要求を満足させるためには、外
部メモリ襞間に用いられる磁気ディスクも、更に記録密
度を増加させる必要があり、このためには、記録層を形
成する磁性薄膜の磁気特性の向上と記録層のより一層の
薄膜化を促進しなければならない。

そこで、かかる要求を満足させる１つの方法として、従
来、特公昭５５−１４０５８号公報、特公昭５５−１４
０５９号公報に示されるように、スパッタリング法によ
り記録層を形成する方法が開発された。この方法は、鉄
あるいは鉄合金をターゲットとし、反応スパッタリング
によりディスク基板上にＦｅ３Ｏ４の薄膜を形成し、そ
の後これを熱酸化してγ−Ｆｅ２Ｏ３とするものである
。具体的には、第２図に示す如く、ターゲットｌとディ
スク基板２との間に開孔部３を右、する固定修正板４を
設け、ターゲラ）ｌからのスパッタ粒子を該開孔部３を
通して回転するディスク基板２上に入射させ、ディスク
基板２上にスパッタ粒子の膜を形成させる。スパッタ粒
子はターゲット１からディスク基板２までの飛行中及び
ディスク基板２上で酸化されるものと考えられ、ディス
ク基板２上のスパッタ粒子の膜はＦｅ３Ｏ４の膜として
形成される。次に、所定の厚さのＦｅ３Ｏ４膜は熱酸化
処理され、γ−Ｆｅ２Ｏ３膜が形成されてこれが記録層
となる。

このような方法によれば、ディスク基板に、膜厚や磁気
特性がある程度均一な酸化鉄の薄膜を記録層として形成
することが可能となる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述の方法で得られる薄膜の均一性は、
未だ不十分なものであり、なお改良の余地を残すもので
ある。

即ち、ディスク基板２は軸Ｘを中心に回転しているため
、その回転速度は内周側２ａで遅く、外周側２ｂで速く
なる。このため内周側と外周側とでスパッタ粒子の蒸着
量に差ができ、形成される薄膜分布は第３図に示す如く
、内局側２ａで厚く、外周側２ｂで薄くなり、磁気特性
も不均一なものとなる。

従来このような問題点を解決するために、固定修正板４
の開孔部３を、ディスク基板２の内周側２ａから外周側
２ｂに向けて広がる扇型とし、スパッタ蒸着のイ・１着
量を調整し、膜厚を均一なものとする方法も提案されて
おり（特開昭５８−２００５２０号公報）、それなりの
効果を発揮しているものの、更に優れた方法が望まれる
。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、スパッタ蒸着により１１り厚及び磁
気特性が極めて均一な磁性薄膜を形成することができる
磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体の製
造方法は、スパッタ粒子を基板に向けて斜め方向に入射
させると共に、ターゲット５と基板とを相対的に移動さ
せ、かつ雰囲気圧力を調整するようにしたものであり、 スパッタ装置内で、ターゲットからのスパッタ粒子を基
板ｊ−に入射させて薄膜を形成する１程を有する磁気記
録媒体の製造方法において、ターゲットの中心と基板の
中心とがずれる様に該ターゲットと基板とを配置するこ
とにより、スパッタ粒子を基板に対して主として斜め方
向から入射させると共に、ターゲットと基板とを相対的
に移動させ、かつスパッタ装置内の雰囲気圧を調整して
薄膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法、 を要旨とするものである。

以ド図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施するための装置を示す概略断面図
である。第１図において、第２図と同様に１はターゲッ
ト、２はディスク基板である。また６は基板２を取り付
ける支持板であり、軸Ｘに支持され回転可能である。５
は装置の容器である。

而して本発明の方法においては、ターゲラ）１の侵蝕領
域の中心０゜とディスク基板２の薄膜形成領域の中心と
を第１図の如くずらし、スバ・ンタ粒子が基板２に向け
て主として斜め方向に入射させるようにする。なお第１
図の如く、基板２の外周縁の図中右端部の鉛直下方には
ターゲット１の周縁部の図中左端部が位置しており、従
ってターゲットの該左端部から発したスパッタ粒子の一
部は基板２の該左端部に垂直に入射し得るが、基板２に
蒸着する粒子の大部分は基板２表面に対して斜めに入射
する。ディスク基板２の薄膜形成領域は７と示した部分
で、基板２の左側部分にはほとんどスパッタ粒子が飛来
しないので、この領域７の中央をターゲット１の中心Ｏ
Ｔからずらして設置してスパッタを行う。

［作用］ このように基板２とターゲットｌとをずらし、スパッタ
粒子が斜めに入射するようにすると、基Ｍｙ２」−への
スパンタ量の分布は、基板外周側から内周側に向って減
少するようになるので、５第３図の如き内周側の膜厚が
大きくなる傾向が緩和されて、基板上の膜厚が均等化さ
れる。

更に本発明においては、雰囲気圧力を調整することによ
り、膜厚の均等度が更に向上される。

即ち第４図に示す如く、ターゲットｌの任意の一点Ｔか
ら基板外周縁の点Ａに向けた線分ａの長さと、基板内局
縁の点Ｂに向けた線分すの長さとを比較するとｂの方が
ａよりも太きく、そのため、点Ｔから発したスパッタ粒
子が点Ａ、Ｂにまで到達する間に雰囲気ガス原子に衝突
する頻度は、Ｂに到達する場合の方が多い。そして、例
えば雰囲気ガス圧を高くすれば１点Ａ、Ｈに向う粒子の
雰囲気ガス原子との衝突頻度の差が増大し、点Ａ、Ｈの
到達する粒子の数の差が相対的に大きくなり、逆に雰囲
気ガス圧を低くすれば、点Ａ、Ｂに到達する粒子の数の
差が相対的に小さくなる。従って、雰囲気ガス圧を調整
することにより、基板半径方向の膜厚分布を調節するこ
とが可能となり、膜厚の均等度が更に向上されるように
なるのである。

このように本発明においては、膜厚が均等化することに
より、磁気特性の分布が均等になるのであるが、更に雰
囲気ガスの圧力を調整することにより、磁気特性そのも
のも向上することが見出された。これは次の理由による
ものと推察される。

即ち雰囲気ガス圧を変えると、前述の如くターゲットか
ら基板に向けて飛行中のスパッタ粒子の雰囲気ガス原子
との衝突回数が変わるのであるが、雰囲気ガス圧を高め
てこの衝突頻度を大きくすると、それだけスパッタ粒子
の保有する運動エネルキーが小さくなり、スパッタ粒子
の飛行速度が小さくなって、基板表面への衝突時の速度
が小さくなる。このように基板表面への衝突速度が小さ
くなると、例えば酸化物薄膜を基板上に形成する場合に
は、金属原子と酸素原子との原子レベルでの混合ないし
は分布が均質になり、薄膜の磁気特性が向上する。また
逆に雰囲気ガス圧を低くして飛行中の粒子の雰囲気ガス
原子との衝突頻度を少なくし、飛行速度が低下しないよ
うにした場合は、飛行中における金属粒子の酸化が防止
されるようになることから、金属薄膜を形成する場合に
効果的である。

本発明においては、叙上の如く、酸化物薄膜及び金属薄
膜のいずれも基板上に形成できる。

なお本発明方法を実施する場合の条件や手順そのものは
常法に則って行なわれ、例えば容器内を１０　〜１０−
８Ｔｏｒｒオ一ダー程度に排気した後、アルゴン等の不
活性ガスを導入して１０−２〜１０−４Ｔｏｒｒオ一ダ
ー程度のスパッタ圧にしてスパッタリングを行なう。こ
の際、前述の如く、均等な膜厚となると共に、所定の磁
気特性となるようにスパッタ圧を適宜調整する。

なお運転開始時に予備スパッタを行なう等の通常の運転
操作も必要に応じ採用される。

所定厚さの薄膜が基板上に形成された後、これを容器か
ら取り出し、必要に応じ熱処理を行ない、磁気記録媒体
が得られる。

上記の説明では、基板は中心孔を有する円盤状のものと
されているが、テープ状の基板であっても良い。この場
合には、ターゲ：・トがテープの脇方向にずれるように
設置され、テープそれ自体はその長手方向に移動される
。

また円盤状又はテープ状等の基板は固定しておき、ター
ゲットを移動させるようにしても良く、要するに基板と
ターゲットとが相対的に移動していれば足りる。

［発明の実施例］ 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定
されるものではない。

実施例１ 第１図に示す平板マグネトロンスパッタ装置を用い、円
盤状の磁気記録媒体（磁気ディスク）を製造した。条件
は次の通りである。

ターゲット　　直径　　　　　　　１２６ｍｍ材質　Ｃ
ｏ　　Ｃｕ　　Ｆ　ｅ　３０４（組成）金属に換算して Ｆｅ３Ｏ４９５−ｂル％ Ｃｕ　　　　　　３モル％ Ｃｏ　　　　　　　　２−モル％ 基板　　　　　外枠（直径）　　　　１３０　ｍ　ｍ内
径（直径）　　　　　　４０ｍｍ 材質　　　　アルミニウム合金 （表面をアルマイト被覆） なおターゲットと基板との鉛 直方向の間隔ｈ、中心０８　、 ＯＴのずれｊはともに１１０腸■ である。（薄膜形成領域中心と ターゲｙ　ト中心のずれは約 ６７．５ｍｍであった。） 運転条件　　　投入電力　　　　　　５００Ｗ周波数　
　　１３．５６ＭＨｚ スパッタ時間　　　１６　ｍ　ｉ　ｎ 初期排気　　　３　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ雰囲気　　　
　　　　アルゴン スパッタ時アルゴン圧力 ４〜１２　Ｘ　Ｉ　Ｏ＝Ｔｏｒｒ 基板温度　　　　　　１５０°Ｃ 基板回転数　　　　１０ｒｐｍ 上記条件でスパッタリングして得た磁気ディスクと、こ
の磁気ディスクをさらに３００℃、３時間空気中で加熱
して得たＣＯ及びＣｕを含むγ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜を有す
る磁気ディスクについてのそれぞれの特性の測定結果を
第５図〜第７図に示す。

第５図〜第７図はアルゴン圧力とＨｅ（保磁力）、４π
Ｍ５Ｋ（磁界５ＫＯｅにおける磁束密度）及び角形比（
本発明では、残留磁束密度と磁界５ＫＯｅにおける磁束
密度との比）の関係を示すグラフである。

第５図〜第７図よりアルゴン圧力が４Ｘ１０−３Ｔｏｒ
ｒの場合、Ｈｃの半径方向の分布はほぼ一定であるが、
角形比が均等で無く、外周はど角形比が小さくなること
が認められる。これに対しアルボン圧力を８　Ｘ　１０
　　Ｔａｒｔ、　１２　Ｘ　Ｉ　０−３Ｔｏｒｒと高め
るに従い、角形比も半径方向で均等になることが認めら
れる。

また第１表に膜厚の測定結果を示すが、膜厚の分布もア
ルゴン４　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒから１２ＸｌＯ−３Ｔ
ｏｒｒへと高めるに従い、均等になることが、認めら第
１表　膜厚（単位ルｍ） 木ｌ：中心から２５ｍｍの位置 木２：中心から６０ｍｍの位置 実施例２ 第１図に示す装置を用い、次の条件によって、円盤状の
基板上に薄膜を形成し、次いで真空中４００℃、１時間
熱処理を行なって、磁気記録媒体（磁気ディスク）を製
造した。

なおターゲットと基板の大きさ及び両者の位置関係は実
施例１と同じである。また、雰囲気圧力は２５Ｘ１０＝
丁ｏｒｒ及び５０　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒｃ７）　２通
りとした。

ターゲット　　材質　Ｃｏ−Ｎ１ （組成）Ｃｏ　　　　　７０モル％ Ｎ＋　　　　　３０モル％ 基板　　　　　材質　　　　　ホウ珪酸カラス運転条件
　　　投入電力　　　　　　３００Ｗ周波数　　　１３
．５６ＭＨｚ スパッタ時間　　　１６ｍ１ｎ 初期排気　　　３　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒスパッタ時の
雰囲気 Ａｒ　　２５ｖｏ１％ Ｎ２７５ｖｏ１％ 雰囲気圧力■２５　Ｘ　Ｉ　Ｏ−３Ｔｏｒｒ■５０　Ｘ
　１０−３Ｔｏｒｒ 基板温度　　　　　　２００℃ 基板回転数　　　　１Ｏｒｐｍ 膜厚、Ｈｅ及び角形比の測定結果は次の通りである。

第２表 膜厚（Ａ）　、Ｈｃ　（Ｏｅ）及び角形比の測定結果第
２表より、雰囲気圧力を調整することにより、膜厚が均
等化し、特性の均等度も向上することが認められる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、磁気特性及び磁性膜厚が
均等な磁気記録媒体が容易に製造し得る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す概略的
な断面図、第２図は従来のスパッタ装置の断面図、第３
図は従来法によって得られるｔ！膜の厚さ分布を示すグ
ラフ、第４図は本発明方法を説明する概略線図、第５図
ないし第７図の各図は、磁気記録媒体の測定結果を示す
グラフである。 １・・・・・・ターゲット、　　　　２・・・・・・基
板、０、・・・・・・ターゲット中心、 ０８・・・・・・基板中心。 第１図　　　　　第２図 第３図　　　　第４図 第５図 内８　１カ交中ｃμ外うつ距角ｔ（ｍｍ）　　　　タト
問第７図 手続補正書 昭和５９年７月２０日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スパッタ装置内で、ターゲットからのスパッタ粒
   子を基板上に入射させて薄膜を形成する工程を有する磁
   気記録媒体の製造方法において、ターゲットの中心と基
   板の薄膜形成領域の中心とがずれる様に該ターゲットと
   基板とを配置することにより、スパッタ粒子を基板に対
   して主として斜め方向から入射させると共に、ターゲッ
   トと基板とを相対的に移動させ、かつスパッタ装置内の
   雰囲気圧を調整して薄膜を形成することを特徴とする磁
   気記録媒体の製造方法。