JPS62112228A - 垂直磁気記録媒体の製造装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、基体を移動させながら該基体上にＣｏとＣｒ
を主成分とし１１１面に垂直な方向に磁化容易軸を有す
る磁性膜をスパッタリング法により形成して垂直磁気記
録媒体を製造する装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、情報処理技術の発達に伴なってメモリ装置の担う
情報量は飛躍的に増大し、フロッピーディスクを始めと
する磁気記録媒体に対する大容量化の要求がますます高
まっている。特に、現在一般に使用されている塗布型面
内磁気記録媒体に対し、ｃｏ−Ｃｒｌｌのような膜面に
垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性ｍ（垂直磁化膜と
もいう）をスパッタリング法等により形成した垂直磁気
記録媒体が、将来の高密度記録に適した媒体として注目
されている。

垂直磁気記録媒体を量産化するためには、フロッピーデ
ィスクを例にとると樹脂フィルムのような可撓性基体を
例えばローラによって移動させながら、基体上に連続的
にＣｏ−０ｒ膜を形成する技術が要求され、リジッドデ
ィスクの場合もやはり基体を移動させながらＣｏ−Ｃｒ
暎を形成する技術が要求される。

このように移動する基体上にＣ０−０ｒ膜をスパッタリ
ング法により形成する場合における問題の一つは、基体
上に形成されたＣｏ−Ｃｒ膜の結晶配向が、静止した基
体上に形成されたものと比較して劣ることである。この
主原因は、本発明者らによる種々の実験結果によると、
ターゲットから基体へ向かうスパッタ粒子のうち不要な
スパッタ粒子を遮蔽するために基体とターゲットとの間
に配設されるマスクと、基体との膜形成開始点における
間隙ｄがＯでないために、スパッタ用ガスであるＡｒに
よって散乱されたスパッタ粒子がこの間隙を通して回り
込むことによって形成される初期層による影響であるこ
とがわかった。この回り込みによる初明藤の厚さは磁性
膜全体の厚さに比べると非常に１いから、通常はその影
響を無遼できると予想される。しかし、Ｃｏ　−Ｃｒ　
腰の場合はその結晶がセルフエピタキシャルに成長する
ので、膿形成初期の段階における結晶配向性がその後の
膜成長に重要な影響を与える初期層は結晶配向性が非常
に悪く、僅かな山でも膜の結晶配向を乱すのである。

そこで、従来ｃｏ−（：：ｒ膜を連続的に形成する場合
には、膜形成開始点における基体とマスクとの間隙ｄを
極力小さくして、この回り込みの影響を抑える努力がな
されてきた。しかしながら、間隙ｄを小さくし過ぎると
、スパッタリングの途中で基体が熱膨張により微妙に変
形した際に基体がマスクと接触し、磁性膜面に接融キズ
が入ったり、あるいは最悪の場合は基体が切断したりし
て、安定した基体の移動を確保することができない。従
って、安定した基体の移動を得るためにはどうしても間
隙ｄを適当量（０，５Ｍ前後）とらざるを（ａず、良好
な結晶配向を持つ連続膜を形成することは困難であった
。

〔発明の目的） 本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、移動する基体上にスパッタリング法によりＣｏとＯ
ｒを主成分とした垂直磁化膜を形成する際に使用するマ
スクの配置条件を最適化して、結晶配向性の良好な垂直
磁気記録媒体を製造する装置を提供することを目的とす
る。

（発明の概要） 本発明はこの目的を達成するため、ＣｏとＣｒを主成分
とするターゲットに対向させて垂直磁気記録媒体の基体
を移動させ、この基体に不要なスパッタ粒子を遮蔽する
ためのマスクを介して、スパッタリング法により換向に
垂直な方向に磁化容易軸を有するＣｏとＯｒを主成分と
した磁性膜を形成する装置において、磁性膜の形成開始
点における基体とマスクとの間隙をｄとし、磁性膜が形
成される領域での基体の移動方向における全長をりとし
たとき、りｙ’　ｄ≧８０というマスク配置条件を選定
４ることにより、回り込みにＪ：る初期層の［ワさを実
効的に小さくして、良好な結晶配向性を示す垂直磁気記
録媒体を製）Δするようにしたち−のである。

〔発明の効果］ 本発明によればｆｉ／（ｊ≧８０とすることにより、結
晶配向性の良好なＣｏ−Ｃｒ垂直磁イヒ模からなる磁性
膜を備えた垂直磁気記録媒体を１１１造づることかでき
る。

すなわち、磁性膜の形成開始点における基体とマスクと
の間隙を通してのスパッタ粒子の回り込みにより形成さ
れる初期層の厚さは、磁性膜の形成開始点における基体
とマスクとの間隙および基体の移動速度に依存し、間隙
が大きいほど厚く、また基体の移動速度が速いほど薄く
なる。

一方、基体の移動速度については、磁性膜が形成される
領域での基体の移動方向における全長Ｑが長いほど速く
することができる。従って、初期層の厚さ、換言すれば
Ｃｏ−Ｃｒ…性膜の結晶配向性に関しては１　／′ｄを
考慮する必要があることがわかる。このような知見に基
づいて本発明者らが鋭意検問した結果によれば、Ｃｄを
８０以上にしたとき実用上モ分な結晶配向性か得られる
ことが確認された。

また、本発明によるとｇ／ｄ≧８０に選定することによ
り、磁性膜形成開始点における基体マスクとの間１！！
　ｄを基体の安定な移動が得られる程度に大きく設定し
ても、ｌ、／ｄ≧８０という条件を満足する範囲で磁性
膜が形成される領域での基体の移動方向における全長２
を大きくとることで、結晶配向性の良好なＣｏ−Ｃｒ磁
性膜を得ることができる。

さらに、このような条件を満たす本発明による製造装置
では、磁性膜が形成される領域での基体の移動方向にお
ける全長２を太き（とることができるため、同一スパッ
タ条件に対して基体ｐ移動速度を大きくすることができ
、量産性の向上という副次的な効果も得られる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明の一実施例としてフロッピーディスク形態の垂
直磁気記録媒体を製造する装置の要部構成を概略的に示
したものである。

第１図において、垂直…気記録媒体の基体１は例えば樹
脂性のフィルム状基体であり、図示しない供給ロールか
らガイドローラを経て矢印の方向に回転する主ローラ２
に導かれた後、図示しないガイドローラを経て巻取りロ
ールに至る。このようなフィルム搬送系により基体１を
連続的に移動させながら、主ローラ２上でスパッタリン
グ法により基体１の上にＣｏ−Ｃｒ垂直磁化膜を含む磁
性膜を形成する。スパッタリング法としては例えば量産
性に優れた直流マグネトロンスパッタ法が使用される。

すなわち、主ローラ２に対向してＣｏとＣｒを主成分と
するターゲット３が配置され、これらの間に直流高電圧
が印加されるとともに、スパッタ室（真空容器）内にマ
グネトロンｔＩｌ電が励起されることにより、スパッタ
リングガスであるＡｒによって叩き出されたスパッタ粒
子が基体１上に到達し、Ｃｏ−Ｃｒ磁性膜が形成される
。

基体１とターゲット３との間には、ターゲット３から基
体１へ向かうスパッタ粒子のうち余分のスパッタ粒子を
遮蔽するためのマスク４が配置されている。ここで、基
体１とマスク４の端部との間隙、特に磁性膜の形成開始
点における間隙ｄと。

マスク４の間口部の大きざ、つまり磁性膜が形成される
領域での基体１の移動方向における全長ρは、ｇ／ｄ≧
８０の関係が満足する関係に選定されている。

マスク４を設けると、基体１がマスク４の長さＱの開口
部を通過する間に、基体１上に磁性膜が形成される。こ
の場合、間隙ｄがＯでないためにスパッタ粒子のうちＡ
ｒによって散乱されたものは、まずマスク４の端部から
マスク４の裏側に回り込んで基体１上に付着する。この
回り込みによるスパッタ粒子の付着は、マスク４の開口
部を回り込みによらず正面から通過したスパッタ粒子の
付着に先立つものであり、これによって初期層が形成さ
れる。この回り込みによる初期層が厚いと、その上に引
続き形成される垂直磁化唄の成長に悪影響を及ぼすと考
えられる。初期層の厚さは前述したように、磁性膜が形
成される領域での基体１の移動方向における全長りと間
隙ｄとの比２．／ｄに依存する。

結晶配向性は、一般的にＸ線回折装置を用いて測定する
ことができる。特にＣｏ−Ｃｒ磁性膜の場合には（００
２）面に関してロッキング曲線を測定し、その半値幅（
△θ５ｏで表わす）を結晶配向性の一つの指標とする。

次表１に１．／ｄを種々変えてＣｏ　−Ｃｒ　ＥＦＩ性
慢を形成した垂直磁気記録媒体の２７・ｄの値と、結晶
配向性（ΔθＳＯ）との関係を示す。この特性は媒体を
適当な大きさの切出し、上述したようにＸ線回折装置に
より測定したものである。

この表から、ρ／ｄが大きくなるほどΔθ５゜が小さく
なって、結晶配向性が向上する。これはβ／ｄが大きく
なるに従って、回り込みによる初期層の厚さが減少する
と同時に、結晶配向性へ及ぼす悪影響の宴会が小さくな
るためであると考えられる。

一般的に、フロッピーディスク等として使用される垂直
磁気記録媒体では、十分な垂直磁気異方性を得るために
はΔθ５ａは１０°以下であることが望ましいとされて
おり、それには表１の結果から本発明のごとくρ／ｄ≧
８０とすることが有効であることがわかる。

表１よりａ／ｄと△θ５０との関係をプロットしてグラ
フ化したものを第２図に示す。この図からも、／ｌ　、
／　ｄ　＜　８０ではΔθ５ａが急激に大きくなるのに
対して、２、／ｄ≧８０にするとΔθ５Ｇが１０′以下
となり、良好な結晶配向性が得られることか明らかであ
る。

第３図は本発明の他の実施例としてリジッドディスク形
態の垂直磁気記録媒体の製造装置に適用した実施例を示
す。この実施例においては、基体１を矢印に示す方向に
直線的に移動させながらスパッタリング法によりＣｏ−
Ｃｒｆｌｎ性膜を形成するため、回り込みによる影響で
初期層が形成されるが、この場合も℃／ｄ≧８０とする
ことにより、先の実施例と同様に良好な結晶配向性を有
する垂直磁気記録媒体を得ることができる。

第４図は本発明のさらに他の実施例を示したもので、基
体１の移動方向に沿って復数個、この例では２個のター
ゲット３ａ、３ｂを配置している。

このようにすると磁性膜が形成される領域での基体１の
全長りを大きくとることができ、℃／ｄ≧８０という本
発明に基づく条件を達成することが容易となる。特に、
プレーナマグネトロンスパッタ法においては、単一のタ
ーゲットで同様の寸法のものを得ようとすると、大面積
にわたり均一な組成のターゲットを作成しにくいため、
均質なＣｏ−Ｃｒ１ｆ！ＩＩを形成することが難しいが
、複数個のターゲットを用いればこのような問題を伴な
わずに２を大きくとることができる。

なお、上記実施例ではｇ／ｄの下限については言及しな
かったが、電磁変換特性の観点からＲ／ｄ≦１００が望
ましい。以下、その根拠について説明する。

すなわち、前述したように回り込みによる初期層は一般
に結晶配向性が悪く、従って垂直磁気異方性が小さいた
め、面内磁化膜となる。このような面内磁化膜である初
期層を有し、その上に垂直磁化膜が形成された磁性膜は
、いわゆる二層媒体と同様のメカニズムによって電磁変
換特性、特に再生出力が向上する。また、初期層の厚さ
は磁性膜の形成開始点における基体とマスクとの間隙ｄ
に依存し、この間隙が大きいほど厚くなる。一方、磁性
膜が形成される領域での基体の移動方向における全長Ｑ
は、初期層の上に形成される垂直磁化膜の慶ざに影響を
及ぼし、これが大きいほど垂直ｒ社化膿の厚さが増大す
る。面内磁化膜である初期層による電磁変換特性向上の
効果は、初期層が摩いほど大きく、垂直磁化膜が厚いほ
ど小さくなるので、これら両方の厚さの相対的な関係、
換言すればｆｆｉ　／”　ｄを考慮する必要がある。す
なわち、基体１の移動速度をある一定値にした場合、初
期層の厚さは間隙ｄに依存し、また垂直磁化膜の厚さは
磁性膜が形成される領域での基ＩＡ１の移動方向におけ
る全長２に依存するから、結局、再生出力向上効果はｆ
ｆｉ／ｄが小さいほど高くなる。

次表２　ニｆｆ／ｄを種々変えてＣｏ−ＣｒＥ（ｉ性暎
を形成した垂直磁気記録媒体の電磁変換特性（ｆ−５０
ｋＢＰＩにおける再生出力）を示す。

この特性は媒体を３．５インチフロッピーディスクの形
状に打扱いて、フロッピーディスク評価装置により測定
したものである。

この表から、ｌ、／ｄが小さくなるほど再生出力が増加
する。これはλ／ｄが小さくなるに従って、磁性膜全体
の厚さに占める面内磁化膜としての回り込みによる初期
層の厚さの割合が増加するためと考えられる。一般的に
、フロッピーディスク等として使用される垂直磁気記録
媒体では、エラー率の低減等の観点から再生出力は７０
０μＶ　ｐ−ｐ以上必要であるとされている。従って、
表２の結果から本発明のごとく２／ｄ≦１００とするこ
とが望まれるのである。

表２よりａｔ／４と再生出力との関係をグラフ化したも
のを第５図に示す。この図からも、Ｃ７６〉１ｏＯでは
再生出力が大きく減少するのに対して、ｆｆｉ／ｄ≦１
００にすると７００μｖ　ｐ−ｐ以上の高出力が得られ
ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る垂直磁気記録媒体の製
造装置の要部構成を概略的に示す図、第２図は同実施例
におけるｆｆｉ／ｄと結晶配向性（ΔθＳＯ）との関係
を示す図、第３図および第４図はそれぞれ本発明の他の
実施例に係る垂直磁気記録媒体の製造装置の要部構成を
概略的に示す図、第５図はｄ／βと再生出力との関係を
示す図である。 １・・・基体、２・・・主ローラ、３．３ａ、３ｂ・・
・ターゲット、４・・・マスク。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 桜 第２図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣｏとＣｒを主成分とするターゲットと、このタ
   ーゲットに対向させて垂直磁気記録媒体の基体を移動さ
   せる手段と、この基体と前記ターゲットとの間に配置さ
   れ、不要のスパッタ粒子を遮蔽するマスクとを備え、ス
   パッタリング法により膜面に垂直な方向に磁化容易軸を
   有するＣｏとＣｒを主成分とした磁性膜を形成する垂直
   磁気記録媒体の製造装置において、前記磁性膜の形成開
   始点における前記基体とマスクとの間隙をｄ、前記磁性
   膜が形成される領域での前記基体の移動方向における全
   長をｌとしたとき、ｌ／ｄ≧８０に選定することを特徴
   とする垂直磁気記録媒体の製造装置。
2. （２）前記ターゲットを前記基体の移動方向に複数個配
   置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の垂
   直磁気記録媒体の製造装置。