JPH05189762A - Process and apparatus for production of magnetic recording medium - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the process and apparatus for production of the magnetic recording medium which can greatly improve a recording density by ion beam sputtering. CONSTITUTION:A discharge gas, such as Ar, is supplied from a gas introducing port 13 into the apparatus which forms at least a nonmagnetic substrate film and a magnetic film on a nonmagnetic substrate 11 by the ion beam sputtering provided with an ion reflector 16. This gas is ionized by an ion source 12 and the ion beam 1 is made incident on the ion reflector 16 in a chamber (vacuum chamber) 17 and its locus is changed by a reflection to converge the ion beam onto a target 14 held on a backing plate 15. Sputtering arises on the target 14 and sputtered particles 3 are deposited on the substrate 11. The formation of the film having a uniform thickness is thus executed. Since the film forming means can be disposed on both sides of the substrate 11 within the same chamber 17, the simultaneous formation of the films on both surfaces is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体の製造方
法及びその製造装置に係り、特に電子計算機の外部記憶
装置である磁気ディスク装置をイオンビームスパッタ法
で製造する場合に好適な磁気記録媒体の製造方法及びそ
の製造装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a magnetic recording medium and a manufacturing apparatus therefor, and particularly to magnetic recording suitable for manufacturing a magnetic disk device which is an external storage device of an electronic computer by an ion beam sputtering method. The present invention relates to a medium manufacturing method and a medium manufacturing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスクの記録媒体として
は、従来の磁性粉を分散した塗料を基板に塗布して得ら
れる塗布型に替わり、メッキ、スパッタ、蒸着等により
磁性金属薄膜を成膜して得られる薄膜型の記録媒体が主
流となってきている。特に、高記録密度化の要求が強い
小型磁気ディスク装置の市場では、大部分が薄膜型であ
るといっても過言ではない。記録密度を向上させるに際
して、磁気ヘッドにおいては、浮上量低減と高飽和磁束
密度化が、磁気ディスクにおいては、記録媒体の高保磁
力化、高残留磁束密度化、極薄化、保護膜の極薄化、基
板表面粗さの低減等が必要となる。2. Description of the Related Art In recent years, as a recording medium for a magnetic disk, instead of the conventional coating type obtained by coating a substrate with a dispersion of magnetic powder, a magnetic metal thin film is formed by plating, sputtering, vapor deposition or the like. The thin film type recording medium obtained by the above is becoming mainstream. In particular, in the market of small-sized magnetic disk devices in which there is a strong demand for high recording density, it is no exaggeration to say that most of them are thin film type. In order to improve the recording density, in the magnetic head, the flying height is reduced and the saturation magnetic flux density is increased, and in the magnetic disk, the recording medium has high coercive force, high residual magnetic flux density, ultra-thin, and ultra-thin protective film. And reduction of substrate surface roughness are required.

【０００３】薄膜型磁気記録媒体の形成方法の初期はメ
ッキ法が主流であった。しかし、その後スパッタ法が開
発され、メッキ法に比較して以下に示すような利点があ
るため、現在ではスパッタ法が主流となりつつある。す
なわち、（１）スパッタ法では形成する磁性材料を自由
に選択できるのに対して、メッキ法では形成できる磁性
材料がCo-P,Co-Ni-P等の特定組成に限定されること、
（２）メッキ法で形成した記録媒体は、スパッタ法で形
成したものに比べて耐食性が劣ること、（３）スパッタ
法では磁性膜から保護膜まで連続的に形成できるのに対
し、メッキ法では磁性膜をメッキ法で形成し、保護膜を
スパッタ法で形成するというように、製造プロセスが煩
雑であること、（４）上記（１）の結果としてメッキ法
で形成した記録媒体は高保磁力化が困難であること、等
である。At the beginning of the method of forming a thin film magnetic recording medium, the plating method was the mainstream. However, the sputtering method was developed after that, and it has the following advantages over the plating method. Therefore, the sputtering method is becoming the mainstream at present. That is, (1) the magnetic material that can be formed by the sputtering method can be freely selected, whereas the magnetic material that can be formed by the plating method is limited to a specific composition such as Co-P or Co-Ni-P.
(2) The recording medium formed by the plating method is inferior in corrosion resistance to that formed by the sputtering method. (3) The magnetic film to the protective film can be continuously formed by the sputtering method, whereas the plating method is The manufacturing process is complicated, for example, the magnetic film is formed by the plating method and the protective film is formed by the sputtering method. (4) As a result of (1) above, the recording medium formed by the plating method has a high coercive force. Is difficult, and so on.

【０００４】スパッタ法で形成される磁気記録媒体の典
型的な層構成として、アルミ基板上に予めNi-Pを無電解
メッキ法で形成し、鏡面加工した後、円周方向にテクス
チャ加工と呼ばれる微細溝加工を行なった、いわゆるNi
-Pテクスチャ基板上に、Cr等の非磁性下地膜、Co合金系
磁性膜、カーボン等の保護膜を、順次連続的に形成した
ものが知られている。As a typical layer structure of a magnetic recording medium formed by a sputtering method, Ni-P is previously formed on an aluminum substrate by an electroless plating method, mirror-finished, and then circumferentially called texturing. So-called Ni with fine grooves
It is known that a non-magnetic base film such as Cr, a Co alloy magnetic film, and a protective film such as carbon are sequentially and continuously formed on a -P texture substrate.

【０００５】スパッタ法で形成される磁気記録媒体の高
保磁力化に対しては、（１）媒体をCo-Cr-Pt合金等の材
料に替える、（２）Co-Ni-Cr等の既存の材料を用いてバ
イアススパッタ方法という成膜プロセス上で高保磁力化
を図る等が提案されている。しかし、前者はPtという貴
金属を使用しており、小型で安く、しかも大容量である
磁気ディスク装置をというニーズに合致しない。他方、
後者は記録媒体をスパッタ成膜時に、ディスク基板に対
して200〜500Vの負電圧を印加し記録媒体の結晶粒内のC
o量が大の部分（磁石）と小の部分（非磁石）との偏析
を促進し、高保磁力を達成しようとしている。しかしな
がら、直径φ5.25”、φ3.5”、φ2.5”等のディスク基
板に対して、負バイアス電圧を印加すると基板保持部の
突出部や基板内外周端面等に電界集中が生じて、記録媒
体の膜厚や磁気特性が磁気ディスク内で不均一となると
いう問題があった。In order to increase the coercive force of the magnetic recording medium formed by the sputtering method, (1) the medium is replaced with a material such as Co-Cr-Pt alloy, (2) the existing Co-Ni-Cr or the like is used. It has been proposed to use a material to increase the coercive force in a film forming process called a bias sputtering method. However, the former uses a precious metal called Pt, which does not meet the needs for a magnetic disk device that is small, inexpensive, and has a large capacity. On the other hand,
In the latter case, a negative voltage of 200 to 500 V is applied to the disk substrate when the recording medium is deposited by sputtering, and the C in the crystal grains of the recording medium is
o It is trying to achieve a high coercive force by promoting segregation between the large amount (magnet) and the small amount (non-magnet). However, when a negative bias voltage is applied to a disk substrate with a diameter of φ5.25 ”, φ3.5”, φ2.5 ”, etc., electric field concentration occurs on the protruding portion of the substrate holding portion and the inner and outer peripheral end faces of the substrate, There is a problem that the film thickness and magnetic characteristics of the recording medium become non-uniform within the magnetic disk.

【０００６】上述したスパッタ法は、一般にプレーナマ
グネトロンスパッタ法と呼ばれるもので、ターゲット裏
面に配位させた永久磁石等からターゲット表面に漏洩し
た磁場により電子がトラップされて、高密度のプラズマ
を作るために、広く用いられてきた。最近、記録媒体の
高保磁力化を図るためには、Ｃｒ下地膜、Ｃｏ合金磁性
膜ともに、スパッタ時の放電ガスである例えばＡｒガス
圧力をより低く設定してスパッタ成膜する必要があるこ
とが、１９９０年１２月に開催された応用磁気セミナー
「高記録密度化の課題」第２１頁に述べられている。The above-mentioned sputtering method is generally called a planar magnetron sputtering method. Since electrons are trapped by the magnetic field leaked from the permanent magnet or the like arranged on the back surface of the target to the target surface, a high density plasma is produced. Has been widely used. Recently, in order to increase the coercive force of a recording medium, it is necessary to sputter-deposit both the Cr underlayer film and the Co alloy magnetic film by setting the pressure of the discharge gas during sputtering, for example, Ar gas, to be lower. , Applied Magnetics Seminar held in December 1990, "Issues of high recording density", p. 21.

【０００７】しかしながら、上記プレーナマグネトロン
スパッタ法では、放電が安定して持続するＡｒ圧力の下
限値は約１ｍＴｏｒｒ前後であるために、さらに低い圧
力で成膜して、記録媒体の磁気特性を向上させるために
は、イオンビームスパッタ法を用いる必要があった。図
３はこの従来のイオンビームスパッタ装置の概略図を示
したもので、図面にしたがってその構成を説明すると、
Ａｒ等の放電ガスをガス導入口１３から供給し、イオン
源１２でそれをイオン化してイオンビーム１をチャンバ
ー（真空槽）１７内のバッキングプレート１５上に保持
されたターゲット１４上に収束する。ターゲット１４上
ではスパッタが生じ、このスパッタ粒子３が基板１１上
に堆積して成膜が行なわれる。このイオンビームスパッ
タ法に関連する技術としては、例えば特開昭６０−１０
０６６１号公報が挙げられる。However, in the planar magnetron sputtering method, since the lower limit of the Ar pressure at which the discharge is stably maintained is about 1 mTorr, the film is formed at a lower pressure to improve the magnetic characteristics of the recording medium. Therefore, it was necessary to use the ion beam sputtering method. FIG. 3 is a schematic view of this conventional ion beam sputtering apparatus. The structure will be described with reference to the drawings.
A discharge gas such as Ar is supplied from the gas introduction port 13 and is ionized by the ion source 12 to focus the ion beam 1 on the target 14 held on the backing plate 15 in the chamber (vacuum chamber) 17. Sputtering occurs on the target 14, and the sputtered particles 3 are deposited on the substrate 11 to form a film. As a technique related to this ion beam sputtering method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-10
0661 publication is mentioned.

【０００８】[0008]

【本発明が解決しようとする課題】イオンビームスパッ
タ法は、イオン発生源からイオンを引き出して、ターゲ
ットをスパッタすることにより成膜する方法で、マグネ
トロンスパッタ法に比較してより高真空で成膜できると
いう特長を有している。しかしながら従来の方法では、
先ず第一に膜厚の均一性とそれに基づく磁気特性の面内
均一化という点では制御が難しいという問題があり、ま
た、第二にイオン発生源とターゲットを対向させる必要
があるために、基板の両面に同時に成膜する磁気ディス
クのような製品には適さないという問題もあった。スパ
ッタ成膜による磁気記録媒体は、成膜時の基板温度によ
りその磁気特性が顕著に変化することが知られている
（例えば、ＤＩＳＫ’９１開催記念セミナー「ディスク
の新技術と市場動向」第４９〜５４頁、第７２頁）。し
たがって、ディスク基板の片面に、先ず或る温度で記録
媒体を形成し、次に他方の面に同じ温度で記録媒体を形
成することは、原理的には可能であっても現実的には非
常に困難であり、このことがイオンビームスパッタ法の
磁気ディスクへの適用を事実上不可能とさせていた。The ion beam sputtering method is a method of forming a film by extracting ions from an ion generation source and sputtering a target. The film is formed at a higher vacuum than the magnetron sputtering method. It has the feature that it can. However, in the conventional method,
First of all, there is a problem that it is difficult to control in terms of the uniformity of the film thickness and the in-plane uniformity of the magnetic characteristics based on it. Secondly, since it is necessary to make the ion generation source and the target face each other, the substrate There is also a problem that it is not suitable for products such as magnetic disks in which films are simultaneously formed on both sides. It is known that the magnetic characteristics of a magnetic recording medium formed by sputtering are significantly changed depending on the substrate temperature at the time of forming the film (for example, DISK'91 holding commemorative seminar “New Disk Technology and Market Trend”, 49th Edition). ~ 54, p. 72). Therefore, although it is theoretically possible to form the recording medium on one side of the disk substrate at a certain temperature first, and then on the other side at the same temperature, it is very practical. However, this makes it practically impossible to apply the ion beam sputtering method to a magnetic disk.

【０００９】したがって、本発明の目的は上記従来の問
題点を解消することにあり、その第一の目的は、磁気特
性の面内均一化を可能とする改良されたイオンビームス
パッタ法による磁気記録媒体の製造方法を、第二の目的
は基板両面の同時成膜を可能とする磁気記録媒体の製造
方法を、そして第三の目的はこれらの製造方法を実施可
能とする改良された製造装置を、それぞれ提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and the first object thereof is the magnetic recording by the improved ion beam sputtering method which enables the in-plane uniformity of the magnetic characteristics. A medium manufacturing method, a second purpose is a method of manufacturing a magnetic recording medium that enables simultaneous film formation on both surfaces of a substrate, and a third purpose is an improved manufacturing apparatus capable of carrying out these manufacturing methods. , To provide each.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】上記本発明の第一の目的
は、非磁性基板上に非磁性下地膜、磁性膜及び保護膜を
順次形成する工程を有してなる磁気記録媒体の製造方法
において、少なくとも前記下地膜及び磁性膜の成膜工程
を、イオン源からのイオンビームをイオンリフレクター
を介してターゲットに照射するイオンビームスパッタ工
程で構成して成る磁気記録媒体の製造方法により、達成
される。A first object of the present invention is a method of manufacturing a magnetic recording medium, which comprises a step of sequentially forming a nonmagnetic underlayer film, a magnetic film and a protective film on a nonmagnetic substrate. In the method of manufacturing a magnetic recording medium, the step of forming at least the underlayer film and the magnetic film is constituted by an ion beam sputtering step of irradiating a target with an ion beam from an ion source through an ion reflector. It

【００１１】また、上記第二の目的は、非磁性基板上に
非磁性下地膜、磁性膜及び保護膜を順次形成する工程を
有してなる磁気記録媒体の製造方法において、少なくと
も前記下地膜及び磁性膜の成膜工程を、イオン源からの
イオンビームをイオンリフレクターを介してターゲット
に照射するイオンビームスパッタ工程で構成すると共
に、前記イオンビームスパッタ工程による成膜工程を前
記基板の両面に対して行ない、基板の両面に前記ターゲ
ットのスパッタ膜を形成する工程を有して成る磁気記録
媒体の製造方法により、達成される。A second object is to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium, which comprises a step of sequentially forming a nonmagnetic underlayer film, a magnetic film and a protective film on a nonmagnetic substrate. The magnetic film forming step is constituted by an ion beam sputtering step of irradiating a target with an ion beam from an ion source through an ion reflector, and the film forming step by the ion beam sputtering step is performed on both sides of the substrate. And a method of manufacturing a magnetic recording medium, which comprises the step of forming a sputtered film of the target on both sides of a substrate.

【００１２】上記イオンビームスパッタ工程の好ましい
第一の工程としては、ターゲットをドーナッツ形状とす
ると共にその中心軸を非磁性基板のそれと同軸上に配設
し、しかもこれら両者間の軸上に球面形状のイオンリフ
レクターの中心軸を合わせて配設し、このイオンリフレ
クターの軸中心にイオンビームの中心軸を合わせて入射
せしめて反射させ、この反射イオンビームを前記ターゲ
ットに入射させて前記基板の両面にターゲット材をスパ
ッタ成膜する工程とすることである。As a preferable first step of the ion beam sputtering step, the target is formed into a donut shape, its central axis is arranged coaxially with that of the non-magnetic substrate, and a spherical shape is formed on the axis between them. The central axis of the ion reflector of is aligned, the central axis of the ion beam is aligned with the axial center of the ion reflector and reflected, and the reflected ion beam is incident on the target to both sides of the substrate. This is a step of forming a target material by sputtering.

【００１３】また、好ましい第二の工程としては、ター
ゲットを平板形状とすると共にその表面に対して所定角
度傾斜させて非磁性基板を配設し、しかもこれら両者間
に球面形状のイオンリフレクターを配設し、このイオン
リフレクターにイオンビームを入射せしめて反射させ、
この反射イオンビームを前記ターゲットに入射させて前
記基板の両面にターゲット材をスパッタ成膜する工程と
することである。In a preferred second step, the target is formed into a flat plate shape, a non-magnetic substrate is arranged at a predetermined angle with respect to the surface thereof, and a spherical ion reflector is arranged between them. The ion beam is made incident on this ion reflector and reflected.
This is a step in which the reflected ion beam is incident on the target to form a target material by sputtering on both surfaces of the substrate.

【００１４】上記第三の目的は、イオン源からターゲッ
トに至るイオンビームの光路間にイオンリフレクターを
配設し、イオン源からのイオンビームをイオンリフレク
ターで反射させ、ターゲットに入射せしめてターゲット
材を非磁性基板上にスパッタ成膜する手段を有して成る
磁気記録媒体の製造装置により、達成される。The third object is to dispose an ion reflector in the optical path of the ion beam from the ion source to the target, to reflect the ion beam from the ion source by the ion reflector, and to make the target material enter the target. This is accomplished by an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium having a means for forming a film by sputtering on a non-magnetic substrate.

【００１５】そして好ましくは、上記ターゲット材を非
磁性基板上にスパッタ成膜する手段を、前記基板に対し
て対称にそれぞれ配設することであり、これにより基板
の両面スパッタ成膜を可能とする。上記イオンリフレク
ターの好ましい構造としては、イオンの反射面をイオン
源側に突出させると共に、その表面形状を例えば球面、
放物面、楕円面の如き球面形状となし、イオンをターゲ
ットに均一に反射させる構成とすることである。材質と
しては、例えばターゲット材と同一の材質、もしくはス
テンレスやチタンの如き導体表面にターゲット材と同一
の材質層をコートしたもの等が望ましい。It is preferable that the means for forming the target material on the non-magnetic substrate by sputtering are arranged symmetrically with respect to the substrate, which enables double-sided sputtering on the substrate. .. As a preferred structure of the ion reflector, the reflecting surface of ions is projected to the ion source side, and the surface shape is, for example, a spherical surface,
A spherical shape such as a parabolic surface or an elliptical surface is adopted to uniformly reflect the ions to the target. As the material, for example, the same material as the target material, or a material such as stainless steel or titanium with a conductor surface coated with the same material layer as the target material is desirable.

【００１６】更に好ましい成膜手段の構成としては、上
記ターゲットをドーナッツ形状とすると共にその中心軸
を非磁性基板のそれと同軸上に配設し、しかもこれら両
者間の同軸上に球面形状のイオンリフレクターの中心軸
を合わせて配設し、このイオンリフレクターの中心軸に
イオンビームの中心軸を合わせて入射せしめて反射さ
せ、この反射イオンビームを前記ターゲットに入射せし
めてターゲット材を前記基板上にスパッタ成膜する手段
とすることである。この際、ドーナッツ形状を有するタ
ーゲットの断面形状を、表面が中心軸方向に所定角度傾
斜した傾斜面を有する台形状とすることが望ましい。As a more preferable structure of the film forming means, the target has a donut shape, the central axis thereof is arranged coaxially with that of the non-magnetic substrate, and the spherical ion reflector is arranged coaxially between the both. The central axis of the ion reflector is aligned with the central axis of the ion reflector, and the central axis of the ion beam is made incident and reflected. The reflected ion beam is made incident on the target and the target material is sputtered on the substrate. It is a means for forming a film. At this time, it is desirable that the cross-sectional shape of the target having a donut shape is a trapezoidal shape having an inclined surface whose surface is inclined at a predetermined angle in the central axis direction.

【００１７】また、上記第三の目的を達成する他の成膜
手段としては、ターゲットを平板形状とすると共にその
表面に対して所定角度傾斜させて非磁性基板を配設し、
しかもこれら両者間に球面形状のイオンリフレクターを
配設し、このイオンリフレクターにイオンビームを入射
せしめて反射させ、この反射イオンビームを前記ターゲ
ットに入射させてターゲット材を前記基板上にスパッタ
成膜する手段とすることができる。なお、イオンビーム
としては周知のＡｒ等の希ガスが用いられる。Further, as another film forming means for achieving the third object, the target is formed into a flat plate shape and the non-magnetic substrate is arranged so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the surface thereof.
Moreover, a spherical ion reflector is arranged between them, and an ion beam is made incident on this ion reflector to be reflected, and this reflected ion beam is made incident on the target to form a target material on the substrate by sputtering. It can be a means. A known rare gas such as Ar is used as the ion beam.

【００１８】[0018]

【作用】図１を用いて説明すると、イオンビームの制御
系、排気系等については図面を省略しているが、ガス導
入口１３から供給した例えばＡｒガスは、イオン源１２
でイオン化され、加速電圧Ｖｉでイオンビーム１となっ
てチャンバー内（真空槽）１７に放出される。このイオ
ンビーム１は、イオンリフレクター１６によりその軌道
を矢印２の方向に変更される。イオンリフレクター１６
に印加される（電圧印加手段の図面省略）電圧Ｖｒは、
Ｖｒ≧Ｖｉとなるように設定する。Describing with reference to FIG. 1, although illustration of an ion beam control system, an exhaust system, etc. is omitted, for example, Ar gas supplied from the gas introduction port 13 is supplied to the ion source 12
Is ionized, and becomes an ion beam 1 with an acceleration voltage Vi and is emitted into a chamber (vacuum chamber) 17. The trajectory of the ion beam 1 is changed by the ion reflector 16 in the direction of arrow 2. Ion reflector 16
The voltage Vr applied to (the drawing of the voltage applying means is omitted) is
It is set so that Vr ≧ Vi.

【００１９】また、イオンリフレクター１６の表面形状
は、ターゲット１４を均一にスパッタし、基板１１上に
均一にスパッタ粒子３が飛来して膜形成が行われるよう
に決める。これにより、ターゲット１４の電圧Ｖｔ（電
圧印加手段の図面省略）は、０Ｖもしくは、負電圧と
し、イオンビーム１がターゲット１４に収束するように
設定する。このようなイオンリフレクター１６を具備し
たイオンビームスパッタ装置を同一チャンバー内１７の
ディスク用基板１１の両面に配設し、磁気ディスク用記
録膜を形成する。The surface shape of the ion reflector 16 is determined so that the target 14 is uniformly sputtered and the sputtered particles 3 are uniformly scattered on the substrate 11 to form a film. As a result, the voltage Vt of the target 14 (the voltage applying means is not shown) is set to 0 V or a negative voltage, and the ion beam 1 is set so as to converge on the target 14. An ion beam sputtering apparatus equipped with such an ion reflector 16 is provided on both sides of the disk substrate 11 in the same chamber 17 to form a magnetic disk recording film.

【００２０】イオンリフレクター１６の作用は、イオン
源１２からのイオンビーム１の光路を反射により変更し
ターゲット上に収束させるものである。したがって、イ
オンビームをターゲットに直接照射する従来方式と異な
り、光路の制御が容易なため、面内の膜厚のばらつきを
低減することが可能となり、結果として磁気特性の均一
化を図ることができる。The action of the ion reflector 16 is to change the optical path of the ion beam 1 from the ion source 12 by reflection so as to focus it on the target. Therefore, unlike the conventional method of directly irradiating the target with the ion beam, the optical path can be easily controlled, so that the variation in the in-plane film thickness can be reduced, and as a result, the magnetic characteristics can be made uniform. ..

【００２１】また、このイオンビーム１の光路を反射に
より変更できるため、図示のように同一チャンバー１７
内にイオン源からターゲット１４に至るスパッタ手段を
基板の両側に基板１１を中心に対称的に配設することも
可能となる。したがって、基板両面の成膜条件を同一条
件下で成膜することができるので膜の均一化が図られ、
しかも装置構成が小形となる。従来装置の場合は、それ
ぞれの基板面に対応して異なるチャンバが必要となるた
め装置の小形化は困難であり、しかも両面の成膜が時間
的にずれて行なわれるため、たとえ温度条件を同一に設
定したとしても両面の膜の均一化、それに基づく磁気特
性の均一化は困難であった。Since the optical path of the ion beam 1 can be changed by reflection, the same chamber 17 as shown in the figure.
It is also possible to dispose the sputtering means extending from the ion source to the target 14 symmetrically around the substrate 11 on both sides of the substrate. Therefore, since the film forming conditions on both surfaces of the substrate can be formed under the same condition, the film can be made uniform,
Moreover, the device configuration becomes small. In the case of the conventional apparatus, it is difficult to miniaturize the apparatus because different chambers are required for each substrate surface, and the film formation on both surfaces is performed with a time lag, so even if the temperature conditions are the same. Even if set to, it was difficult to make the films on both surfaces uniform and the magnetic characteristics based on them.

【００２２】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２３】〈実施例１〉図１は、本発明の一実施例と
なるイオンビームスパッタ装置の要部構成平面図を示し
たものである。本発明の特長は、ディスク基板１１とド
ーナッツ状ターゲット１４とが同軸で両面に対向してい
ることである。すなわち、ガス導入口１３から供給した
例えばＡｒガスは、イオン源１２でイオン化され、加速
電圧Ｖｉでイオンビーム１となってチャンバー内（真空
槽）１７に放出される。このイオン源１２から出てくる
Ａｒイオンは、イオンリフレクター１６により軌道変更
し、ドーナッツ状ターゲット１４の表面をスパッタす
る。スパッタによりターゲット表面から放出されたター
ゲット粒子３は、ディスク基板１１表面に堆積し、薄膜
が形成される。なお、ターゲット１４の断面形状は図示
のように台形状をなし、その表面は軸方向に所定の傾斜
角度で傾斜している。先に作用の項で説明したようにこ
のイオン源１２、イオンリフレクター１６、ターゲット
１４は基板１１の両側にそれぞれ一組対向して配設さ
れ、基板の両面に同時に同一条件でスパッタリングが進
行するように制御される構成となっている。また、ター
ゲット１４を保持するバッキングプレート１５には図示
されてないが、ターゲットの温度上昇を防止するための
冷却手段が装備されている。<Embodiment 1> FIG. 1 is a plan view showing the main configuration of an ion beam sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. A feature of the present invention is that the disk substrate 11 and the donut-shaped target 14 are coaxial and face each other on both sides. That is, for example, Ar gas supplied from the gas introduction port 13 is ionized by the ion source 12, becomes the ion beam 1 at the acceleration voltage Vi, and is emitted into the chamber (vacuum chamber) 17. Ar ions emitted from the ion source 12 change the trajectory by the ion reflector 16 and sputter the surface of the donut-shaped target 14. Target particles 3 emitted from the target surface by sputtering are deposited on the surface of the disk substrate 11 to form a thin film. The cross-sectional shape of the target 14 is trapezoidal as shown in the drawing, and the surface thereof is inclined in the axial direction at a predetermined inclination angle. As described above in the section of action, a pair of the ion source 12, the ion reflector 16 and the target 14 are arranged on both sides of the substrate 11 so as to face each other so that sputtering can proceed on both sides of the substrate simultaneously under the same conditions. It is controlled by. Although not shown, the backing plate 15 that holds the target 14 is equipped with cooling means for preventing the temperature of the target from rising.

【００２４】さて、スパッタ磁気ディスクは、予め周知
の方法でＮｉＰメッキを施したアルミ合金基板１１の上
に、Ｃｒ等の非磁性下地膜、ＣｏＣｒＴａ等の磁性膜、
さらにはカーボンなどの保護膜を順次形成してなるもの
であるが、以下に本発明との関連において説明する。Now, the sputter magnetic disk comprises a non-magnetic underlayer film of Cr or the like, a magnetic film of CoCrTa or the like, on an aluminum alloy substrate 11 which has been plated with NiP in advance by a known method.
Further, it is formed by sequentially forming a protective film such as carbon, which will be described below in connection with the present invention.

【００２５】本発明においては、少なくとも非磁性下地
膜と磁性膜とを本発明の方法及び装置により形成するも
のであるが、ここではこれら２種の薄膜を形成する例に
ついて説明する。図１に示すイオンビームスパッタ装置
を２台連結させ、１台目にはＣｒなどの非磁性下地膜形
成用として、ドーナッツ状ターゲット１４にＣｒなどの
非磁性ターゲットを用い、２台目にはＣｏＣｒＴａなど
の磁性膜形成用として、ドーナッツ状ターゲットにＣｏ
ＣｒＴａ等の磁性ターゲットを用いて成膜する。更に保
護膜用としては、図１と同様のイオンビームスパッタ装
置を用いて、ターゲットとしてカーボンなどの材料を用
いるか、または通常のマグネトロンスパッタ法、もしく
はＣＶＤ法により、カーボン保護膜を形成することによ
り、スパッタ磁気ディスクが作成される。In the present invention, at least a non-magnetic undercoat film and a magnetic film are formed by the method and apparatus of the present invention. Here, an example of forming these two kinds of thin films will be described. The two ion beam sputtering apparatuses shown in FIG. 1 are connected to each other, and a first non-magnetic target such as Cr is used as the donut-shaped target 14 for forming a non-magnetic undercoating film such as Cr. For forming a magnetic film such as
The film is formed using a magnetic target such as CrTa. Further, for the protective film, by using an ion beam sputtering apparatus similar to that shown in FIG. 1 and using a material such as carbon as a target, or by forming a carbon protective film by an ordinary magnetron sputtering method or a CVD method. , A sputtered magnetic disk is created.

【００２６】１台目のイオンリフレクター１６には、ス
テンレス球面上にターゲット材と同一のＣｒ層をスパッ
タで形成したものを用い、２台目のイオンリフレクター
１６には、同様にステンレス球面上にターゲット材と同
一のＣｏＣｒＴａ層をスパッタで形成したものを用い
た。カーボン保護膜を形成する場合には同様にステンレ
ス球面上にターゲット材と同一のカーボン層をスパッタ
で形成したイオンリフレクター１６を用いれば良い。The first ion reflector 16 is a stainless steel spherical surface on which the same Cr layer as the target material is sputtered, and the second ion reflector 16 is also a target on a stainless steel spherical surface. The same CoCrTa layer as the material was formed by sputtering. In the case of forming the carbon protective film, similarly, the ion reflector 16 in which the same carbon layer as the target material is formed by sputtering on the stainless spherical surface may be used.

【００２７】さて、本発明のイオンビームスパッタ法
で、ディスク用基板の両面に同時に、下地膜となるＣｒ
膜、磁性膜となるＣｏＣｒＴａ膜を連続的に形成したと
ころ、Ｃｒ下地膜厚１５０ｎｍ、ＣｏＣｒＴａ磁性膜厚
５０ｎｍで、記録媒体の保磁力Ｈｃは、両面とも約２，
１００エルステッドであり、両面の差は無視できる程度
であった。By the ion beam sputtering method of the present invention, Cr serving as a base film is simultaneously formed on both surfaces of the disk substrate.
When a CoCrTa film serving as a film and a magnetic film is continuously formed, the Cr underlayer film thickness is 150 nm, the CoCrTa magnetic film thickness is 50 nm, and the coercive force Hc of the recording medium is about 2.
It was 100 Oersted, and the difference between the two surfaces was negligible.

【００２８】一方、周知の方法（例えば応用磁気セミナ
ー「高記録密度化の課題」第２１頁）で比較例として成
膜した試料（Ｃｒ、ＣｏＣｒＴａ膜を形成）の場合は、
同一膜厚条件下で１，７００エルステッド以下であり、
本発明のイオンビームスパッタ法で形成した記録媒体
は、従来のマグネトロンスパッタ法に比べて高保磁力化
が可能であり高密度記録に適した媒体である。また、イ
オンリフレクター１６を備えていない従来のイオンビー
ムスパッタ装置で同種の成膜を行ない特性比較をしたと
ころ、比較例では膜厚のバラツキが±２０％であった
が、本発明では±５％であり、また、保磁力のバラツキ
も膜厚分布に比例して本発明では少なかった。 更に本
発明ではディスク両面の磁気特性の差がほとんどなく、
イオンビームスパッタ法が実用可能であることが判明し
た。On the other hand, in the case of a sample (Cr, CoCrTa film is formed) formed as a comparative example by a well-known method (for example, "Applied Magnetics Seminar," Problems for high recording density "page 21),"
Under the same film thickness condition, 1,700 Oersted or less,
The recording medium formed by the ion beam sputtering method of the present invention has a higher coercive force than the conventional magnetron sputtering method and is suitable for high density recording. Further, when the same kind of film formation was carried out by a conventional ion beam sputtering apparatus not equipped with the ion reflector 16 and the characteristics were compared, the variation of the film thickness was ± 20% in the comparative example, but ± 5% in the present invention. Further, the variation in coercive force was small in the present invention in proportion to the film thickness distribution. Further, in the present invention, there is almost no difference in magnetic characteristics on both sides of the disk,
It was found that the ion beam sputtering method is practical.

【００２９】更に、基板１１とドーナッツ状ターゲット
１４が同軸上に配列されているために、上述したように
基板１１に形成される薄膜の膜厚均一性が、従来のイオ
ンビームスパッタ法に比べて向上し、特に磁気ヘッドで
の再生出力変動の原因となる円板の円周方向の膜厚分布
が大幅に向上することが判明した。Further, since the substrate 11 and the donut-shaped target 14 are coaxially arranged, the film thickness uniformity of the thin film formed on the substrate 11 is higher than that of the conventional ion beam sputtering method as described above. It was found that the film thickness distribution in the circumferential direction of the disk, which is the cause of fluctuations in the reproduction output of the magnetic head, is significantly improved.

【００３０】さらなる特長として、従来のマグネトロン
スパッタ法では、特に磁性ターゲットをスパッタしてい
くと、ターゲットが侵食され、侵食部の磁界分布が急峻
となっていくため、ターゲットの利用効率が２０％台と
低かったが、本実施例では、磁界を用いないために、６
０％以上と、高いターゲット利用効率が可能となった。
ターゲットの利用効率が高いと、それだけ磁気ディスク
１枚当たりのターゲット材料費が安価となるために、磁
気ディスクの低コスト化にも大きなメリットとなった。As a further advantage, in the conventional magnetron sputtering method, particularly when a magnetic target is sputtered, the target is eroded and the magnetic field distribution in the eroded portion becomes steep, so that the target utilization efficiency is in the 20% range. However, in this embodiment, since the magnetic field is not used, 6
High target utilization efficiency of 0% or more is possible.
The higher the utilization efficiency of the target, the lower the target material cost per magnetic disk is, which is a great merit in reducing the cost of the magnetic disk.

【００３１】〈実施例２〉次に、図２を用いて、同軸配
列ではないが同一チャンバー（真空槽）内に基板を中心
にその両側にそれぞれ成膜手段を配設した他の例につい
て説明する。同図は装置の原理を説明する概略要部平面
図を示したものであり、イオンリフレクター１６とター
ゲット１４が、基板１１とイオン源に１２対してそれぞ
れ斜めに向き合った配置をとる。原理的には、実施例１
の図１と同じようにイオンリフレクター１６でイオンビ
ームの軌道を変化させて基板上に成膜するものである
が、このような配置では、基板上に形成される薄膜の膜
厚の均一性は、図１に示す方式に比べると若干劣るもの
の、ターゲットの作製が図１のドーナッツ形状のものに
比べて容易であるために、低コスト化に有利となる。実
際に、この方式で記録媒体を形成した結果、実施例１と
ほぼ同様な磁気特性を有する成膜構造が得られ、本方式
の有用性が確認された。<Embodiment 2> Next, referring to FIG. 2, description will be given of another example in which the film forming means is arranged on both sides of the substrate in the same chamber (vacuum chamber) but not in the coaxial arrangement. To do. This figure shows a schematic plan view of the principal part for explaining the principle of the apparatus, in which the ion reflector 16 and the target 14 are arranged so as to face the substrate 11 and the ion source 12 at an angle. In principle, Example 1
As in FIG. 1, the ion reflector 16 changes the trajectory of the ion beam to form a film on the substrate. In such an arrangement, the film thickness of the thin film formed on the substrate is uniform. Although slightly inferior to the method shown in FIG. 1, the target can be produced more easily than the donut-shaped one shown in FIG. 1, which is advantageous for cost reduction. Actually, as a result of forming a recording medium by this method, a film forming structure having substantially the same magnetic characteristics as in Example 1 was obtained, and the usefulness of this method was confirmed.

【００３２】[0032]

【発明の効果】以上説明した本発明により所期の目的を
達成することができた。すなわち、磁気ディスクについ
ていえば、高記録密度化に対応した記録媒体の磁気特性
向上、特に高保磁力化に対して、優れた成膜手法を提供
することができた。また、本発明によれば、装置の小形
化とターゲットの利用効率の向上（利用効率６０％以
上）とを可能とするため、装置構成及び成膜運転コスト
共に低コスト化が図られ、産業上多大な貢献を果たすこ
とができる。According to the present invention described above, the intended purpose can be achieved. That is, regarding the magnetic disk, it was possible to provide an excellent film forming method for improving the magnetic characteristics of the recording medium corresponding to the high recording density, particularly for increasing the coercive force. Further, according to the present invention, it is possible to downsize the apparatus and improve the utilization efficiency of the target (utilization efficiency of 60% or more). Therefore, both the apparatus configuration and the film forming operation cost can be reduced, which is industrially possible. It can make a great contribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施例を示すイオンビームスパッタ
装置の要部平面図。FIG. 1 is a plan view of a main part of an ion beam sputtering apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の他の一実施例となるイオンビームスパ
ッタ装置の要部平面図。FIG. 2 is a plan view of an essential part of an ion beam sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図３】従来例のイオンビームスパッタ装置の要部平面
図。FIG. 3 is a plan view of a main part of a conventional ion beam sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…イオンビーム、 ２…イオンビ
ームの軌道変更方向、３…スパッタ粒子、
１１…基板、１２…イオン源、
１３…ガス導入口、１４…ターゲット、
１５…バッキングプレート、１６…イオンリフ
レクター、 １７…チャンバー（真空槽）。1 ... Ion beam, 2 ... Ion beam trajectory change direction, 3 ... Sputtered particles,
11 ... Substrate, 12 ... Ion source,
13 ... Gas inlet, 14 ... Target,
15 ... Backing plate, 16 ... Ion reflector, 17 ... Chamber (vacuum chamber).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 勝男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuo Abe, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】非磁性基板上に非磁性下地膜、磁性膜及び
保護膜を順次形成する工程を有してなる磁気記録媒体の
製造方法において、少なくとも前記下地膜及び磁性膜の
成膜工程を、イオン源からのイオンビームをイオンリフ
レクターを介してターゲットに照射するイオンビームス
パッタ工程で構成して成る磁気記録媒体の製造方法。1. A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising a step of sequentially forming a nonmagnetic underlayer film, a magnetic film and a protective film on a nonmagnetic substrate, at least the step of forming the underlayer film and the magnetic film. A method for manufacturing a magnetic recording medium, which comprises an ion beam sputtering step of irradiating a target with an ion beam from an ion source through an ion reflector. 【請求項２】非磁性基板上に非磁性下地膜、磁性膜及び
保護膜を順次形成する工程を有してなる磁気記録媒体の
製造方法において、少なくとも前記下地膜及び磁性膜の
成膜工程を、イオン源からのイオンビームをイオンリフ
レクターを介してターゲットに照射するイオンビームス
パッタ工程で構成すると共に、前記イオンビームスパッ
タ工程による成膜工程を前記基板の両面に対して行な
い、基板の両面に前記ターゲットのスパッタ膜を形成す
る工程を有して成る磁気記録媒体の製造方法。2. A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising a step of sequentially forming a nonmagnetic underlayer film, a magnetic film and a protective film on a nonmagnetic substrate, at least the step of forming the underlayer film and the magnetic film. And an ion beam sputtering step of irradiating a target with an ion beam from an ion source through an ion reflector, and performing a film forming step by the ion beam sputtering step on both sides of the substrate, A method of manufacturing a magnetic recording medium, comprising the step of forming a sputtered film of a target. 【請求項３】上記イオンビームスパッタ工程を、ターゲ
ットをドーナッツ形状とすると共にその中心軸を非磁性
基板のそれと同軸上に配設し、しかもこれら両者間の軸
上に球面形状のイオンリフレクターの中心軸を合わせて
配設し、このイオンリフレクターの軸中心にイオンビー
ムの中心軸を合わせて入射せしめて反射させ、この反射
イオンビームを前記ターゲットに入射させて前記基板の
両面にターゲット材をスパッタ成膜する工程として成る
請求項１もしくは２記載の磁気記録媒体の製造方法。3. In the ion beam sputtering step, the target is formed into a donut shape, the central axis thereof is arranged coaxially with that of the non-magnetic substrate, and the center of the spherical ion reflector is arranged on the axis between them. Aligning the axes, aligning the center axis of the ion beam with the center of the axis of this ion reflector, and reflecting the same, the reflected ion beam is made incident on the target and the target material is sputtered on both sides of the substrate. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1 or 2, which comprises a film forming step. 【請求項４】上記イオンビームスパッタ工程を、ターゲ
ットを平板形状とすると共にその表面に対して所定角度
傾斜させて非磁性基板を配設し、しかもこれら両者間に
球面形状のイオンリフレクターを配設し、このイオンリ
フレクターにイオンビームを入射せしめて反射させ、こ
の反射イオンビームを前記ターゲットに入射させて前記
基板の両面にターゲット材をスパッタ成膜する工程とし
て成る請求項１もしくは２記載の磁気記録媒体の製造方
法。4. In the above ion beam sputtering step, a target is formed into a flat plate shape, a non-magnetic substrate is arranged at a predetermined angle with respect to the surface thereof, and a spherical ion reflector is arranged between them. 3. The magnetic recording according to claim 1 or 2, wherein an ion beam is incident on the ion reflector to reflect the ion beam, and the reflected ion beam is incident on the target to form a target material by sputtering on both surfaces of the substrate. Medium manufacturing method. 【請求項５】イオン源からターゲットに至るイオンビー
ムの光路間にイオンリフレクターを配設し、イオン源か
らのイオンビームをイオンリフレクターで反射させ、タ
ーゲットに入射せしめてターゲット材を非磁性基板上に
スパッタ成膜する手段を有して成る磁気記録媒体の製造
装置。5. An ion reflector is provided in the optical path of the ion beam from the ion source to the target, the ion beam from the ion source is reflected by the ion reflector, and is made incident on the target so that the target material is on a non-magnetic substrate. An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, which comprises means for forming a film by sputtering. 【請求項６】上記ターゲット材を非磁性基板上にスパッ
タ成膜する手段を、前記基板に対して対称にそれぞれ配
設して成り、前記基板の両面スパッタ成膜を可能として
成る請求項５記載の磁気記録媒体の製造装置。6. The method according to claim 5, wherein means for forming the target material on the non-magnetic substrate by sputtering is arranged symmetrically with respect to the substrate to enable double-sided sputtering film formation on the substrate. Magnetic recording medium manufacturing apparatus. 【請求項７】上記イオンリフレクターの反射面をイオン
源側に突出した球面形状として成る請求項５もしくは６
記載の磁気記録媒体の製造装置。7. The reflection surface of the ion reflector is formed in a spherical shape protruding toward the ion source side.
An apparatus for manufacturing the magnetic recording medium described. 【請求項８】上記ターゲットをドーナッツ形状とすると
共にその中心軸を非磁性基板のそれと同軸上に配設し、
しかもこれら両者間の同軸上に球面形状のイオンリフレ
クターの中心軸を合わせて配設し、このイオンリフレク
ターの中心軸にイオンビームの中心軸を合わせて入射せ
しめて反射させ、この反射イオンビームを前記ターゲッ
トに入射せしめてターゲット材を前記基板上にスパッタ
成膜する手段を有して成る請求項５、６もしくは７記載
の磁気記録媒体の製造装置。8. The target has a donut shape, and its central axis is arranged coaxially with that of a non-magnetic substrate,
Moreover, the central axes of the spherical ion reflectors are arranged coaxially between the two, and the central axes of the ion beams are aligned with the central axes of the ion reflectors to be reflected and the reflected ion beams are 8. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 5, 6 or 7, further comprising means for allowing the target material to enter the target and sputter-deposit the target material on the substrate. 【請求項９】上記ドーナッツ形状を有するターゲットの
断面形状を、表面が中心軸方向に所定角度傾斜した傾斜
面を有する台形状として成る請求項８記載の磁気記録媒
体の製造装置。9. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 8, wherein a cross-sectional shape of the doughnut-shaped target is a trapezoidal shape having a sloped surface whose surface is inclined at a predetermined angle in the central axis direction. 【請求項１０】上記ターゲットを平板形状とすると共に
その表面に対して所定角度傾斜させて非磁性基板を配設
し、しかもこれら両者間に球面形状のイオンリフレクタ
ーを配設し、このイオンリフレクターにイオンビームを
入射せしめて反射させ、この反射イオンビームを前記タ
ーゲットに入射させてターゲット材を前記基板上にスパ
ッタ成膜する手段を有して成る請求項５もしくは６記載
の磁気記録媒体の製造装置。10. A target is formed into a flat plate shape, and a non-magnetic substrate is arranged by inclining at a predetermined angle with respect to the surface thereof, and a spherical ion reflector is arranged between the two, and the ion reflector is provided in the ion reflector. 7. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 5, further comprising means for making an ion beam incident and reflecting it, and making the reflected ion beam incident on the target to form a target material on the substrate by sputtering. ..