JPS61192032A - 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］ 本発明は磁気記録媒体の製造方法に関し、詳しくは対向
ターゲット式スパッタ法による垂直磁気記録用に好適な
磁気記録媒体の製造方法に関する。

〔従来技術］ 近年の情報量の層加に伴い、高密度記録への要求が高ま
っている。これに対し、高融点金属や酸化物等の化合物
を始めとするほとんどすべての物質の薄膜化に利用でき
る等の利点を有するスパッタ法が注目されている。

スパッタ法の一つとして、高薄膜形成速度、低基板濃度
および低ガス圧領域でのスパッタを可能にしたマグネト
ロンスパッタ法が開発されている。

しかし、この方法において、非磁性体をターゲットとし
て用いる場合には高速成膜が可能であるが、磁性体をタ
ーゲットに用いる場合、ターゲット表面に平行な磁界を
印加できなくなるために、高速成膜が不可能であった。

これに対し、磁性体をターゲットに用いてかつ高速成膜
が可能な方法として対向ターゲット式スパッタ法が提案
されている（応用物理、第４８巻第６号、ｐ５５８〜ｐ
　　５５９．１９７９年）。この対向ターゲット式スパ
ッタ法に用いられる装置は第５図に示す如く構成される
。即ち、真空槽１ｏ内に一対のターゲットＴａ　、Ｔｂ
をスパッタ面ＴａＳ。

ＴｂＳが空間を隔てて平行に対面するように配置すると
共に、基板２０はターゲットＴａ　、Ｔｂの側方に設け
た基板ホルダー２１によりターゲットＴａ　、Ｔｂの空
間の側方に該空間に対面するように配置する。そして真
空槽１０の回りに設けたコイル３０もしくは真空槽１０
内に内蔵された永久磁石３１によりスパッタ面Ｔａ　Ｓ
、Ｔｂ　Ｓに垂直な方向のプラズマ収束磁界Ｈを発生さ
せるようにしである。なお、ターゲットＴａ、Ｔｂはそ
れぞれ鉄製のターゲットホルダー１１ａ、１１ｂにより
保持され、シールド１２ａ、１２ｂにより保護されてい
る。

上記装置を用いて薄膜を形成するには、図面に省略した
排気系により排気口４０から真空槽１０内を排気し、た
後、図面に省略したガス導入系により導入口５０を通し
てアルゴン等のスパッタガスを導入し、直流電源からな
るスパッタ電源６０によりシールド１２ａ、１２ｂおよ
び真空槽１ｏを陽極（接地）にし、ターゲットＴａ、７
ｂを陰極にしてスパッタ電圧を供給すると共にコイル３
０または真空槽１０内に内蔵された永久磁石３１により
前記磁界Ｈを発生させることによりスパッタが行なわれ
、基板２０上にターゲットＴａ　、　Ｔｂに対応した組
成の薄膜が形成される。

この時、前述の構成によりスパッタ面ＴａＳ、ＴｂＳに
垂直なプラズマ収束磁界Ｈが印加されているので、対向
するターゲット７ａ　、　Ｔｂ　ｆ！Ｉの空間内に高エ
ネルギー電子が閉じ込められ、この空間内のスパッタガ
スのイオン化が促進されてスパッタ速度が大きくなり、
高速の薄膜形成が可能となる。

また、基板２０は従来のスパッタ装置の如くターゲット
に対向せず、ターゲットＴａ　、Ｔｂの側方に配置さｉ
でいるので、基板２０への高いエネルギーを有するイオ
ンや電子の衝突がほとんどなくなり、かつ、ターゲット
Ｔａ、’Ｔｂからの熱輻射も小さく基板温度の上昇を防
ぎ、低温での膜形成を可能としている。

しかしながら、例えばＣｏ−Ｑｒ層を磁気記録層としＦ
ｅ−Ｎｉ層を下地層とする垂直磁気記録媒体においては
、磁気記録層のｃｏ−Ｃｒ層を成膜する際、基板の種類
（例えばガラス類、アルミ等の非磁性金属類、プラスチ
ック類等）を問わず基板濃度が、得られるｃｏ−Ｑｒ層
の磁気特性に大きな影響があり、実用に供し得る磁気特
性を得るには基板温度を１５０℃程度に加熱する必要が
あった。一方、下地層としてのＦｅ−Ｎｉ軟磁性柱層の
成膜は、基板濃度が室部程度の低温が好ましく、基板温
度を１５０℃にした場合、ｌ”ｅ−Ｎｉ層の軟磁気特性
が著しく劣化してしまう性質を有している。

また、工業的規模で例えば、垂直磁気記録用フロッピー
ディスクを製造するためには、プラスチック等の基板を
真空下で水冷または加熱可能な円筒キャンに周沿させた
状態で搬送しつつ成膜することが一般的に行なわれてい
る。

従って、前記の如く磁気記録層と下地層とを異なる温度
で成膜する必要がある場合、各層を同一のキャン上で成
膜することは困難であり、複数個のキ゛ヤンを用いるか
、または各層を別々につけることになり、製造装置が複
雑化、高価化し、磁気記録媒体の製・造コストの上昇の
原因となっており、より簡便な装置で、製造コストも安
く、かつ良好な磁気特性を有する特に垂直磁気記録媒体
の製造方法の開発が望まれていた。

［発明の目的］ 本発明は上記の事情に鑑み為されたもので、本発明の目
的は、簡便で、製造コストも安価で、かつ良好な磁気特
性を有する垂直磁気記録用に好適な磁気記録媒体の製造
方法を提供することである。

［発明の構成］ 本発明の上記目的は、陰極となる一対のターゲットを、
そのスパッタ面が空間を隔てて対面するよう配置し、該
ターゲットを貫く方向に磁界を発生する手段により磁界
を発生しながら、前記ターゲット間の側方に前記空間に
対面するように配置した基板上に、スパッタにより磁性
薄膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、成膜
中の前記基板を浮遊状態にして成膜する磁気記録媒体の
製造方法により達成される。

［発明の具体的構成］ 本発明の製造方法において、成膜中の基板を浮遊状態に
するとは、基板を基板支持体であるキャンおよび他のロ
ーラー等の支持部材から離した状態でスパッタ成膜する
ことをいい、基板を浮遊状態にすることにより、スパッ
タ成膜時の熱が基板上にたまり、基板の加熱を必要とす
る例えば、Ｃｏ−Ｃｒ等からなる磁気記録層の成膜時に
、外部熱源からの加熱が必要がなくなるか、またはその
加熱量が少なくてすむ。

以下、本発明を２面により具体的に説明する。

第１図は本発明の製造方法を実施するための装置の一例
の要部を示す説明図である。

第１図において、第５図と同一のものは同じ番号を付し
説明を省略する。同図においては、真空槽１０内に２組
のターゲット対が設けられ、二層膜構造薄膜の連続成膜
を可能としている。同図右側のターゲット対Ｔａ＋、Ｔ
ｅｌ＋　　は下地層となる軟磁性材料（例えば、Ｆｅ−
Ｎｔ金合金）からなり、同図左側のターゲット対Ｔａ２
　、Ｔｂ２　は磁気記録層となる磁性材料〈例えばｃｏ
−Ｃｒ合金等〉からなる。

それぞれのターゲット対の間に、巻き出しロール２２か
ら送り出された基板２０′が円筒型キャン２１′の周壁
に接触して移送され、次いで巻き取りロール２３に巻き
取られる如くなっている。

ここで、前記ターゲット対Ｔａ１　、Ｔｂ１　により下
地層が基板２０′上に成膜される位置は、基板２０’が
前記円筒型キャン２１′に接触してキャン温度と同程度
に冷却されている位置である。一方、前記ターゲット対
Ｔａ２　、Ｔｂｘ　　により磁気記録層が前記基板２０
’上に形成された下地層上に成膜される位置は、基板２
０′が前記円筒型キャン２１′から離れて巻き取りロー
ル２３に巻き取られる途中の浮遊状態にある位置である
。

また、磁気記録層が成膜される位置の近傍に、ハロゲン
ランプ等の簡便な加熱手段２４を設け、基板２０’　を
適度の温度に加熱することは好ましい態様である。

上記の装置を用いて、垂直磁気記録用に適した二層膜構
造の磁性薄膜を形成するには、巻き出しロール２２から
円筒型キャン２１′を介して巻き取りロール２３に基板
２０’を移送させながら、まず最初に、下地層となるＦ
ｅ−Ｎｉ合金等の軟磁性材料からなる第１のターゲット
対７ａｌ　　、Ｔｂ＋　　を従来装置と同様にスパッタ
し、円筒型キャン２１′の温度とほぼ同じ温度で基板２
０’上に軟磁性ｍａを形成する。次いで、上記軟磁性薄
膜が形成された基板２０′は円筒型キャン２１′に沿っ
て移送され、キャン２１′から離れて浮遊状態にある位
置にある時に、磁気記録層となるｃｏ−Ｃｒ合金等の磁
性材料からなる第２のターゲット対Ｔａ２　　、Ｔｂ２
　を従来装置と同様にスパッタし、磁気記録層を形成す
る。この磁気記録層の成膜時には、基板２０′が円筒型
キャン２１′から離れ浮遊状態にあるため、スパッタに
よる輻射熱は基板２０′上にたまり基板２０′の温度は
上昇し、基板を゛加熱しなから成膜を行うのと同様の効
果が得られる。この際、さらに基板２０’を、より高温
の所望の濃度にするためにハロゲンランプ等の簡便な加
熱手段２４を用いて基板２０′を加熱する場合において
は、基板２０′が浮遊状態にあるため熱が逃げずより少
ない熱量を加えるだけで所望の温度に加熱することがで
きる。

本発明に用いられる軟磁性を有する磁性材料としては、
Ｆｅ　−Ｎｒ　、Ｃｏ　−Ｔａ　、Ｃｏ−ＭＯ等が挙げ
られ、磁気記録層に用いられる磁性材料としては、Ｇｏ
　−Ｃｒ　１Ｃｏ　−Ｒｈ　、Ｃｏ　−Ｖ。

Ｇｏ　−Ｍｏ　、Ｃｏ−Ｗ、Ｇｏ　＝Ｃｒ　−Ｒｈ　、
Ｃ。

−Ｃｒ　−Ｖ等が挙げられる。

上記強磁性材料の薄膜を形成させる基板としては、ガラ
ス、アルミニウム、高分子基板があげられる。このうち
高分子基板では、膜堆積速度が大きすぎた場合、基板が
熱負けをおこしてしまうことがある。

一方、工業的には、成膜速度は速いほどよいので、用い
る基板によって許される膜堆積速度の上限が存在する。

実験によりこの上限を求めた結果、ポリエステル系の高
分子基板（融点的３００℃）では１５００Ａ　／　ｗｉ
ｎ　、商品名カプトンで代表される耐熱性のポリイミド
基板では５０ＧＯＡ　／　ｓｉｎをこえると基板が劣化
してしまうことがわかった。もちろん、この上限は、本
明細書記載の対向ターゲット式スパッタ法固有のもので
あり、例えばＲＦ２極スパッタなどでは、成膜時に、基
板に２次電子が多量に入射するために水沫によるよりも
基板が加熱されやすく、従って同じ基板材料に対する膜
堆積速度の上限は上記数値よりもかなり低いものとなる
。

［実施例］ 以下、本発明をさらに具体的に実施例および比較例によ
り説明するが本発明はこれらにより限定されるものでは
ない。

比較例１ 第１因に示した装置の同図右側のスパッタのみを用いて
、キャン２１′の温度を２０℃に保ち、ポリエチレンテ
レフタレート基板をキャン２１′に接触した状態でＱＯ
−Ｃｒ合金（Ｃｒ２０ｗｔ％）の薄膜を以下の条件で形
成した。

予備排気　　　　　　２．ＯＸ　１０　　Ｔ　０ｒｒＡ
ｒ圧　　　　　　１，５　ｍＴｏｒｒ投入電力　　　　
　　　５ｋｗ 膜堆積速度　　　　　１，５００Å／分基板搬送速度　
　　　５ｃｍ／分 膜　　厚　　　　　　　　　　　２，５００　Ａ形成し
た薄膜のＶＳＭヒステリシスを第２図に示す。得られた
薄膜の基板面に対して垂直方向の保磁力（以下ＨＣＬ　
と表わす）および水平方向の保磁力（以下、ＨＯ／／で
表わす）、ざらに基板面垂直方向の異方性磁界（面内方
向のヒステリシスループに原点から接線をひき、飽和磁
化Ｍｓとの交点の磁界とする。）（以下、Ｈｋ上で表わ
す）はそれぞれ、Ｈｃ上−１２００ｅ　、Ｈｅ／／　−
１４００ｅ　、Ｈｋ上−２，５０００ｅであった。Ｈｃ
上は小さく、磁気記録媒体としては実用に供し得ないも
のであった。また、結晶のＣ軸の垂直配向度合を示す（
００２）面のロッキング曲線の半値幅は５．６°と良好
であった。

実施例１ 第１図に示した装置の同図左側のスパッタのみを用いて
、ポリイミド系基板（膜ｊｊ５０μｍ）を浮遊した状態
でＣｏ−Ｃｒ合金（Ｃｒ２０ｗｔ％）のａｌｌを形成し
た以外は前記比較例１と同一切条件で行った。

形成したＩＩＪＩＩのＶＳＭヒステリシスを第３図に示
す。得られた３１１１のＨｃ上、Ｈｏｅ／　およびＨｋ
ｌはそれぞれ、）（０１＝　　８０００８　％ＨＣ／／
　＝　２７００６　、　Ｈｋ　上−ｓ、５ｓｏｏｅ　ｒ
あり、比較例１と比べて大幅に改良されていた。また、
前記ロッキング曲線の半値幅は６．４°であった。

比較例２ 第１図に示した装置において、同図左側のターゲット対
Ｔａユ　、Ｔｂ２　　で成膜される位置が、キャン２１
′を挟んで第１のターゲット対Ｔａ＋　　、ＴｔＮ　　
と対称の位置にあり、キャン２１′に基板２０′が接触
した状態で成膜されるようにした以外は同様の装置を用
いて、以下の条件で二層膜構造の磁気記録媒体を製造し
た。

下地層としてＴａ＋　　、Ｔｂｔ　　のターゲツト材に
Ｆｅ−Ｎｉ合金（Ｆｅ１９ｗｔ％）を用いて５，０ＯＯ
Ａのｌ：ｅ　−Ｎ　ｔ　蒲１１　［Ｈｃ　５　Ｑｅ　、
ｕｉ７００（ｕｔ：　ハ初透磁率月を設け、この上にＴ
ａｚ　、Ｔｌ１２　　のターゲツト材にＱｏ−Ｃｒ合金
（Ｃｒ２０ｗｔ％）を比較例１で用いたと同様の条件で
成膜した。

実施例２ 第１図に示した装置を用いて、磁気記録層のｃｏ−Ｑｒ
層を浮遊°状態で成膜した以外は比較例２と同一の条件
で二層膜構造の磁気記録媒体を製造した。

得られた磁気記録媒体を単磁極ヘッド（主磁極厚０．３
μ信）で記録再生を行った時、０５０（再生出力が低記
録密度での半分になる記録密度）として７８　ｋｂｐｉ
が得られた。

また、前記比較例２で得られた磁気記録媒体を同じく記
録再生した場合、低記録密度での再生出力値は実施例２
の半分であり、第２ピーク第３ピークはみられなかった
。

実施Ｗ４２、比較例２の結果を第４図に示す。

実施例３ 実施例１の製造方法において、ざらに磁気記録層の成膜
時に基板２０′の裏面側より□ハロゲンランプ（１５０
Ｗ）で基板２０′を１００℃に加熱しながら行った以外
は同様にして二層膜構造の磁気記録媒体を得た。

得られた磁気記録媒体の磁気特性を以下に示す。

ＨＣＩ　　　　　９５０　０ｅ Ｈｅ／／　　　　　３００　０ｅ Ｈｋ　　　６，０００　０ｅ 上 ［発明の具体的効果〕 ｌｔＪ＆！の如く、本発明においては基板を浮遊状態に
して対向ターゲット式スパッタ法により成膜することに
より、垂直磁化膜としての特性が著しく向上し、さらに
低電力、簡便な加熱手段を付加することにより、薄膜の
特性を容易に制−することが可能となり、低コストで良
好な垂直磁気記録用に好適な磁気記録媒体の製造が可能
となった。さらに、二層を連続成膜する場合に、下地層
をつける際のキャン温度を自由に設定できるのでｃｏ　
−ＣｒＪｌ等の磁気記録層の薄膜製造条件に左右されず
良好な下地層をつくることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法に用いられる磁気記録媒体の
製造装置の説明図、第２図は従来方法で得られた磁性薄
膜のＶＳＭヒステリシス曲線、第３図は本発明の製造方
法で得られた磁性薄膜のＶＳＭヒステリシス曲線、第４
図は本発明の製造方法および従来法で得られた磁気記録
媒体を記録再生した際の再生出力と記録密度との関係を
示す図、第５図は従来方式の磁気記録媒体の製造装置の
説明図である。 １０・・・真空槽、　　　　２０．２０’　・・・基　
板、２２・・・巻き出しロール、２３・・・轡き取りロ
ール、２４・・・加熱手段、 Ｔａ　　、　　Ｔｂ　　、　　Ｔａ＋　　　、　Ｔｂ　
１　　、　　Ｔａｘ　　　、　　Ｔｂ　２・・・ターゲ
ット、　　　６０川スパッタ電源特許出願人　小西六写
真工業株式会社 代　理　人　弁理士　市之瀬　宮夫ニジ・ｆｉＦ’Ａ大
、ヲ理 １誦よ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極となる一対のターゲットを、そのスパッタ面
   が空間を隔てて対面するよう配置し、該ターゲットを貫
   く方向に磁界を発生する手段により磁界を発生しながら
   、前記ターゲット間の側方に前記空間に対面するように
   配置した基板上に、スパッタにより磁性薄膜を形成する
   磁気記録媒体の製造方法において、成膜中の前記基板を
   浮遊状態にして成膜することを特徴とする磁気記録媒体
   の製造方法。
2. （２）前記基板がポリエステルからなり、かつ磁性薄膜
   の形成速度が１５００Å／分以下であることを特徴とす
   る第（１）項記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. （３）前記基板が耐熱性高分子からなり、かつ磁性薄膜
   の形成速度が５０００Å／分以下であることを特徴とす
   る第（１）項記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. （４）前記浮遊状態で成膜中の基板を加熱手段により加
   熱することを特徴とする第（２）項または第（３）項記
   載の磁気記録媒体の製造方法。